纺织业供热电气化

  纺织和服装行业目前约占全球人为温室气体（GHG）排放量的2%。近年来，由于发达国家和发展中国家的需求增加以及世界人口增长，该部门增长迅速，除非采取比较有效措施减少，否则将增加其对环境和气候的影响。由于这些原因，纺织和服装部门对确定和实施减少其碳排放和环境足迹的机会非常感兴趣。

  与许多其他工业部门的情况一样，纺织业在降低其碳足迹方面面临的一个关键挑战是，它在其工业过程中严重依赖热能——蒸汽和热水。

  通过将热量生产从低效率和碳密集型的化石燃料转向更高效、更清洁的使用低碳或零碳电力的电气化工艺，纺织和服装行业需要脱碳。基于对纺织过程中不同的热需求概况的仔细调查和市场上可用的满足这些加热需求的电气化技术，本报告确定并分析了四种独立的电气化途径，能够降低纺织行业的二氧化碳足迹。我们量化了三个被研究的经济体中每种技术途径的潜在能源节约、二氧化碳减排和成本。编译 陈讲运

  分析的四种电气化技术途径为：1）工业热泵（仅用于纺织湿处理工业）2）电蒸汽锅炉（用于整个纺织工业）3）电热油锅炉（用于整个纺织工业）4）电处理设备（仅用于7种纺织湿处理工艺）

  我们的研究根据结果得出，在所有四种电气化技术途径下，电气化可以明显降低这三个经济体纺织业的年最终能源需求。例如，工业热泵在纺织湿法加工厂中的应用（假设 100%采用率）中国、日本和台湾的年节能潜力总值估计约为每年 248 PJ、6.6 PJ 和 6.5 PJ。这相当于这三个经济体中纺织业总燃料的三分之一。每年的最终能源需求的大幅度减少是由于电气化加热系统的能源效率的提高和在传统燃烧加热系统中发生的能源损失的减少。

  电气化造成的二氧化碳排放影响高度依赖于电气化过程中使用的电力的碳强度。图ES1显示了2050年四种电气化技术途径下的电气化所导致的二氧化碳减排量。例如，到2050年，中国纺织行业100%采用电蒸汽锅炉或工业热泵的年二氧化碳减排潜力分别约为2730万吨和2280万吨（Mt）二氧化碳。这大约相当于2021年中国纺织工业与燃料相关的年二氧化碳排放总量的54%和45%。

  如果使用全国平均电网电力，只有通过工业热泵实现纺织工业的电气化，才能在2030年减少这三个经济体的二氧化碳排放。这是因为这种热泵所提供的能源使用的大幅度减少。到 2030 年，台湾和日本的湿法工艺电气化能够大大减少二氧化碳排放，但中国不会，这一差距反映了与其他两个经济体相比，中国电网的碳强度更高。蒸汽锅炉和电动热油锅炉的电气化最初可能会引起2030年所有三个经济体的每年二氧化碳排放量的增加。

  这是因为这三个经济体在2030年的平均电网排放强度将很高，尽管最终能源使用减少，但电网的脱碳程度不足以导致锅炉电气化导致的二氧化碳排放减少。然而，随着电网脱碳并在2050年实现碳中和，电气化预计将在2040年和2050年的年二氧化碳排放量大幅减少。

  我们对纺织最终用途工艺电气化的分析显示，2050年约75%的二氧化碳减排潜力来自三个工艺的电气化：干燥、染色和热环境（图ES2）。大约一半的减排潜力来自干燥和热设置过程的电气化。这两种工艺的电气加热设备已经在商业上上市，它们能成为纺织厂终端工艺电气化的良好候选设备。

  我们的分析还评估了四种技术途径的电气化成本；这些成本计算只关注能源成本，而不包括与购买新设备相关的资本成本。只有在工业热泵的情况下，到2030年，电力系统的单位生产的能源成本才会低于传统系统。基于所分析的三个国家的假设能源价格。这一结果再次反映了与传统系统相比，热泵大幅度减少了能源使用的事实。对其他三条电气化技术途径，电气化工艺在短期内的单位生产能源成本高于传统工艺。但在所有途径下，与传统系统相比，2050年通电过程的能源成本都更低。在最好的情况下，可再生电力的价格可能会比我们想象的下降得更快，而且/或化石燃料的价格可能会大面积上涨，这将加速供暖的电气化。

  需要注意的是，能源成本仅占纺织工业总制造成本的一小部分（5%-15%）。由于电气化而导致的每单位产品的能源成本的适度增加，将对最终的纺织和服装产品的价格影响最小。