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工业电气化的问题 (火线强制脱碳)

作者:betway必威手机版官网 马克 · 克雷布斯和汤姆 · 坦顿-2020年1月9日

“在从 '源' 到 '站点' 的过渡中,有 25.3 个四边形 '迷失' (又名计量) 电力消耗,工业过程中的总发电效率为 34% (13 个四头肌 ÷ 38.3 个四头肌)。相比之下,工业设施现场直接使用化石燃料通常超过 90%。"

“工业电气化在很大程度上是由推动深度脱碳的同一阴谋集团驱动的,并进一步破坏了我们的市场经济。解决方案: 取消补贴、授权和其他形式的能源偏袒,让技术在市场上根据自己的真正优点或缺点进步或失败。"

以前的文章在 M必威在线客服aster Resource,通过住宅和商业建筑据称有益的电气化,重点关注 “深度脱碳”。我们已经讨论了各种政策制度的负面后果,这些政策制度拒绝消费者选择最好地满足他们的能源使用要求。

其他帖子关注电动汽车(电动汽车) 作为大规模公共努力的一部分,支持汽车燃料,支持可再生能源。(就像现在这样,电动汽车是'发射 elsewhere'车辆。)

怎么样工业电气化,深度脱碳运动的一个大的潜在目标。

因为大约1984然而,电气化的倡导者们在工业电气化的话题上大声疾呼。但是故事的其余部分是什么?为什么工厂所有者的自身利益拒绝政治上正确的替代?本文的目的是解决工业电气化的一些后果 (非预期或其他)。

按最终使用部门划分的电力

下图概述了通过 “有益的” 电气化所设想的电力负荷增长的基本路线图,就 Btu (四边形或 1015Btu):

按最终使用部门划分的电力

来源:国家可再生能源实验室。NREL/TP-6A20-70485

固体黑色台阶上方的区域代表了从直接使用化石燃料到每个描述的部门的电力转换的理论和技术潜力。上述图表可以进一步简化,以显示每个部门增加电力消耗的市场份额潜力,如下所示:

  1. 运输: 28 个四边形减去 0 = 28 个四边形
  2. 工业的: 31 个四边形减 10 = 21 个四边形
  3. 住宅: 21 个四边形减 14 = 7 个四边形
  4. 商业的: 18 个四边形减 14 = 4 个四边形

总计 = 60 个四边形

如上所示,这四个经济部门的总电气化潜力等于 60 个四边形。作为参考,美国能源信息署 (EIA) 指出13 个四边形在 2018年,电力以零售方式出售; 需要消耗 38.3 个四边形的初级 (也就是“来源”) 下图中不同形式的能源消耗:

25.3 个四边形在从 “来源” 到 “地点” 的过渡中 “丢失” (也就是计量) 电力消耗,工业过程的总发电效率为 34% (13 个四头肌 ÷ 38.3 个四头肌)。相比之下,工业设施现场直接使用化石燃料的比例通常超过 90%。

换句话说,每四倍的电力供应给消费者,就有将近两 (2) 个四倍的废物 (更确切地说,是 1.95 个四倍)。因此,增加 60 个四边形的电力使用将需要额外的 117 个四边形的废物 (根据 EIA 的最新数据,总电力效率为 2018), 更不用说建设额外 (冗余) 发电和输电基础设施的巨大资本分配不当了。这种分配不当可能超过30万亿美元

国家科学院(美国国家科学院),天然气占美国工业能源使用的最大部分 (占 30%,2015年增长)。然而,不同的行业有很大的不同的能源强度和要求; 因此,以能源为代表的生产总成本的比例有很大不同。

同样重要的是要认识到不同的行业对质量他们需要的能量。依赖数字控制的行业,如计算机芯片制造商,需要 “完美的力量”九分-九”可靠性,但也有零谐波失真和电压/频率变化。那需要电。

一般来说,更依赖于提供热量的行业通过直接使用燃料以更低的成本得到了很好的服务。

然而,“九九” 优质电力也可以通过天然气为燃料的热电联产 (CHP) 在现场生产; 额外的好处是,任何热需求可以通过 “废热” 回收同时抵消。

天然气胜过可再生能源

与先进的天然气技术相比,所谓的全面电气化的环境和经济效益开始令人高度怀疑。避免这种怀疑通常是由可再生能源将很快成为最便宜的发电方式的信念教唆的; 如果他们还没有; 正如国际可再生能源机构,拉扎尔德和他们亲爱的技术倡导者 (例如,“数字已经到了,可再生能源仅在价格上就赢了。”

这种信仰进一步基于以下谬论:

  1. 相信化石燃料的价格将永远上涨。
  2. 化石能源和可再生能源的价值主张是一样的。
  3. 对非电力能源替代品的持续进步的故意无知。

历史数据和可再生能源的间歇性证明了前两个谬论。此外,在可再生设备成本下降的同时,化石燃料设备和商品本身也变得更加经济。此外,石油和天然气成本可能会被锁定数月、数年或更长时间,以消除价格风险。

更重要的是,可再生能源成本并没有降低任何行业的整体零售电价。每环境影响评价数据,反之亦然:电价在上涨。

以下摘录来自上述 NAS 参考:

未来 25 年,工业能源需求预计将增长 31%,约占美国总消费的 38%。这一增长的部分原因可能是因为一些以前位于海外的制造活动正在返回美国,以应对国内产量增加引发的天然气价格下降的近期趋势。

别管市场

正如预测的那样,这种增长已经回到美国,随之而来的是创纪录的就业。剩下的讨论解释了政府强加的工业电气化是如何将这种增长置于危险之中的。

如上图所示,当工业消费者的电力平均零售价格在增加时,工业消费者的天然气价格 (关税) 是递减根据EIA 数据。

像其他消费群体一样,工业消费者通常选择最实惠的能源选择 (假设他们有选择)。此外,至少可以说,工业能源消费者对他们的能源选择最了解经济。

然而,能源价格并不是工业部门面临的唯一成本。劳动力成本和法规 (尤其是环境法规) 也会影响盈利能力。这种担忧可能而且确实会导致工业关闭或转移到其他地方。看看那班加利福尼亚作为证据。商务航班 (又名经济泄漏) 有真正的环境影响 (又名排放泄漏) 如下所述。

不断增加的能源成本增加了压力,可能导致整体就业减少和贸易赤字增加。除此之外,工作场所的自动化趋势也在增加。这里的要点是,即使仅仅保持目前有利的就业数字也可能变得更加困难; 不必要地增加工业成本负担没有任何好处,能源成本就是这样一个负担。

鉴于这些因素,由于可避免的政策失误的完美风暴,目前创纪录的就业至少有可能是短暂的,包括:

  • 重新加入巴黎协议
  • 实施碳税和/或定价 (例如,限额交易)
  • 拒绝让过期的清洁能源授权 (例如,可再生能源组合标准)
  • 通过批准通过能源费率回收这些成本,允许公用事业公司免费通过美德信号

在不同程度上,这些政策在欧洲已经到位,但在美国还没有普及。因此,在国内扩大此类政策只会加速将工业产出转移到 “其他地方”,如亚洲、非洲和南美洲。因此,概率存在于:

  1. 由于将制造业转移到环境法规不太严格的国家,碳排放泄漏增加,正如我们在加利福尼亚。
  2. 从制造商到用户的长距离运输制成品增加了碳排放。
  3. 减少可用于解决更紧迫的社会问题的经济资源Bjorn Lomborg十五年前。

进一步从美国出口工业排放 (从而增加总排放量) 在环境或经济上毫无意义; 然而,这很可能是通过表面上 “有益的” 电气化限制消费者选择的直接结果。相反,通过知识渊博的消费者自由选择最适合他们特定需求的任何能源替代品,健康的竞争得到了更好的促进。

结论

2019年12月12日,美国能源部的 “更好的建筑” 项目赞助了一场题为“电气化 -- 这对能源效率意味着什么?“基本上,它的意思是公用事业能源效率项目可能会越来越多地 '转向' 在能源最终使用点最小化碳排放的项目。下面的幻灯片总结了一个恰当的例子; 由萨克拉门托市政公用事业区介绍:

虽然幻灯片的标题清楚地表明它适用于建筑,但工业也使用建筑,类似的项目很可能包括对工业过程和运输的碳接管。但是不要费心去找这张幻灯片来自的演示文稿: 演示文稿只发送给注册的与会者; 所以它是可用的给你。

附录

倡导工业电气化的其他参考资料:

后两个参考文献是联邦 (纳税人) 资助的国家实验室积极支持 (倡导) 美国所有能源使用的电气化前两个参考文献仅仅是利用联邦 “研究” 来促进电力增长的商业利益。

与此同时,直接使用天然气的工业技术并不依赖于联邦政府的 “能源效率” 慷慨,但也在不断提高。示例在以下链接中标识:

工业电气化在很大程度上是由推动深度脱碳的同一阴谋集团驱动的,并进一步破坏我们的市场经济。解决办法是: 取消补贴、授权和其他形式的能源偏袒,让技术在市场上根据自己的真正优点或缺点进步或失败。

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betway必威手机版官网他是一名受过培训的工程师,从事能源效率设计和项目评估已有三十多年。他在几十份能源效率文件中担任专家证人,他在公共事业公司每两周的一篇文章中首次总结道,“外面是一场战争: 一个煤气工人质疑电力效率”(1996年12月)。

Tom Tanton(Ttanton@fastkat.com) 是能源和环境法律研究所所长。Tanton 先生在能源和环境政策方面有 40 年的经验,专注于有利的技术选择和经济发展。坦顿先生作为能源政策专家向许多州立法机构和国会作证。他曾在加州能源委员会担任首席政策顾问。

11 条评论


  1. betway必威手机版官网

    更新:

    昨天,众议院能源和商业委员会发布了一份框架文件,为其即将出台的 “气候领导和我们国家 (清洁) 未来的环境行动” 法案。

    https://energycommerce.house.gov/sites/democrats.energycommerce.house.gov/files/documents/CLEAN%20Future%20Act%20Memo%2001.08.20.pdf

    它基本上概述了通过电气化实现全经济 “深度脱碳” 的途径。

    其中,它规定清洁能源是电能,年碳强度低于 0.82 公吨/兆瓦时。

    这使得普通的燃煤电厂有资格拥有少量的碳捕获:

    https://www.igu.org/sites/default/files/node-page-field_file/FactsFigures_8.pdf

    标题五包括工业脱碳电气化。

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  2. 标记

    谢谢你的 SMUD 计划。今晚我会试着下载它。SMUD 碰巧讨论了使用车载到家用技术。当我们将来不得不处理 PSPS 时,我们计划使用我们的 26 加仑汽车油箱来供应我们的本田发电机。

    我们不打算给我们的热水罐通电,因为我们的 TOU 费率计划意味着我们从宝洁公司支付 30 美分或更多,用于冬季的边际使用。几年前,我们在冬天为基线使用支付了不到 10 美分。

    FYI- https://energyathaas.wordpress.com/2020/01/06/fossil-fuels-are-dead-long-live-fossil-fuels/comment-page-2/#comments

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  3. Rbradley

    作者们能否对 Vaclav Smil 的这一陈述发表评论 (功率密度,页):

    “…… 电力无法与燃料竞争的唯一两个重要的商业应用是…… 从矿石中生产铁 (焦炭或木炭仍然是必不可少的) 和商业飞行, 煤油仍然是喷气式飞机唯一可行的选择。”

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  4. 关于当地天气和电力的每周摘要 #394-下一个小工具

    [……] 工业电气化问题 (火线强制脱碳) [……]

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  5. betway必威手机版官网

    Smil 在第一种情况下指的是用高炉中的铁矿石炼钢。所有的钢都需要碳。我们应该从钢的有效定义开始: 含碳的铁 (大约 1%)。

    高炉用铁矿石生产钢铁,而铁矿石的燃料是 “焦炭” (一种加工过的煤)。高炉的电替代是电弧炉。电弧炉用 (主要是回收的) 废料生产钢。

    在使用铁矿石的高炉中,焦炭提供碳。电弧炉从废料中获得碳和/或必须添加一些碳来实现他们试图制造的任何钢铁配方。

    你选择什么工艺,爆炸还是电弧,主要取决于你的原材料是什么 (矿石或废料) 以及燃料成本是多少。另一个决定因素是尺寸: 高炉可以是巨大的,而电弧炉往往是小型/模块化的。

    我的回答是,这取决于; 但是就竞争能源成本而言,基于运营经济学,高炉通常胜出。至于航空,这一切都是关于机载燃料密度和经济性。是的,电动飞机已经存在,并且正在商业上用于非常短的跳跃:

    https://www.geekwire.com/2019/harbour-airs-electric-seaplane-makes-first-flight-sparking-quiet-buzz-b-c/

    但是我不认为电动飞机会很快占据主导地位。

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  6. 每周气候和能源新闻综述 #394-

    [……] 工业电气化问题 (火线强制脱碳) [……]

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  7. 标记

    似乎 solaridge 正在 VTH/office 上工作?技术 (1)

    鉴于加州电网在白天有很多被削减的太阳能,我想这个州会鼓励工作中的改变,而不是像效率一样在家里改变如果你必须将多余的一代储存在固定电池中,然后将果汁倒回电网,在一天内 (24 小时循环) 给你的电动汽车充电回家。

    最近在离我几英里远的山下安装了一个崭新的 12 档特斯拉充电站。在最近的 PSPS 期间,该站似乎与由 3 辆卡车大小的柴油发电机供电的配电线路相同。去年秋天,一个第四发电机被带入了第五个计划 PSPS 的变电站。幸运的是,由于风力事件从未实现,该事件被取消。不幸的是,整个学校系统被关闭,因为活动没有及时取消,以扭转所有 OES 计划。

    1) https://cinnamon.energy/solaredge-perspective-for-a-distributed-grid/

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  8. 约翰 · 加勒特

    我有一个令人恼火的事情: 我讨厌在没有定义的情况下使用首字母缩略词。对于任何参与有说服力写作的人来说,这是一种令人震惊的冒犯。

    什么是 PSPS?
    什么是 SMUD?
    什么是 OES?

    我已经浪费了五分钟去寻找定义。我不会再浪费时间了。

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  9. betway必威手机版官网

    我不能怪你,约翰。

    SMUD = 萨克拉门托市政公用事业区
    PSPS = “公共安全断电” (加州术语)
    OES = https://www.caloes.ca.gov/ (”)

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  10. betway必威手机版官网

    附言: 我在幻灯片上方拼出了 SMUD。

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