1月17日，美国能源部（DOE）发布《美国工业转型路径：释放美国创新》愿景报告，分析了变革工业部门以创造就业、激发创新、增强竞争力的战略路径^[1]。报告重点针对六大关键行业规划转型路线，包括：

1、水泥和混凝土。该行业需要对水泥和混凝土的生产和使用方式进行重大转变，其近零转型路径包括：高度清洁的熟料生产、适度采用辅助胶凝材料（SCM）；中等清洁的熟料生产、大量采用SCM。两种路径有望到2050年将该行业的碳排放比2018年减少85%，均在不同程度上增加了SCM的使用，同时通过燃料转换（从煤炭和石油焦转向天然气和生物质）以及碳捕集与封存（CCS）实现清洁熟料生产。但该模型缺乏新型熟料生产路线的实施，如电化学转化路线或新兴熟料替代技术。新型路线想要在2050年实现可观的市场份额，需要在2035年前具备商业可行性。

2、化工。报告聚焦于9种产量大、能源和排放密集型基础化学品：乙烯、丙烯、丁二烯、苯-甲苯-二甲苯（BTX）、氯碱（氯和氢氧化钠的联产）、纯碱、乙醇、甲醇和氨，这些产品共计约占2018年美国化学品子行业温室气体总排放量的40%。通过近零转型路径，有望到2050年比2018年减少84%的碳排放。其转型路径重点包括4个方面：减少需求，通过增加回收利用和提高材料效率以减少化学品需求；技术转型，包括采用最佳可用技术、电制热技术和低碳路线（包括电气化和生物基路线），同时需要实现电网同步脱碳；自动化技术改进和燃料转换，其中燃料转换重点指增加使用生物燃料；化学品清洁生产，包括使用CCS以及减少温室气体排放的新兴化学生产工艺。

3、食品和饮料。报告重点关注制造阶段的减排，包括6个子行业：谷物和油籽碾磨、糖、水果和蔬菜保鲜及特色食品、乳制品、动物屠宰和加工、饮料。这些子行业共占美国2018年食品和饮料制造业温室气体排放量的78%。该行业实现近零转型主要由热水、热空气、蒸汽和其他用途（机器驱动、工艺冷却和制冷、设施暖通空调及其他工艺和非工艺用途）的脱碳实现，这些途径有望到2050年将该行业碳排放比2018年减少99%。电气化、能效和低碳能源与环境系统是实现该行业近零排放的必要条件，碳捕集、利用与封存（CCUS）将不会对该行业产生重大影响。

4、钢铁。该行业有2种截然不同的转型路径，这些路径在炼钢和精加工阶段一致，但在炼铁阶段有所不同：集成CCS工厂路径；氢直接还原铁路径。两种路径有望到2050年将钢铁行业碳排放比2018年减少90%。不同的炼铁清洁生产路线需要不同的产能建设、配套基础设施和更广泛的脱碳措施，并且需要在短期内（未来3~5年）决定采取哪条路线，最大限度地利用废料是所有转型路线的共同点。电解铁等新兴路线的部署受到严重限制，将无法起太大作用。无论采用哪条路线，电弧炉在炼钢过程中都发挥着重要作用，同时还需要通过电气化和低碳燃料解决精加工阶段的排放问题。

5、炼油。该行业的近零转型路径有望到2050年将碳排放比2018年减少97%，主要包括5个方面：减少需求；节能技术，包括先进热交换器、废热回收、热电联产、先进炉型设计、数字化；低碳公用事业，包括脱碳电网、低碳氢、可再生天然气/沼气；碳捕集；生物燃料。其中，仅减少对石油基燃料的需求将贡献超过一半的减排量。同时，还需在近中期利用已知技术提高能效，采用替代原料生产燃料，开发基础设施以应用低碳氢和CCS。

6、纸浆和造纸。该行业的脱碳将在很大程度上取决于所使用的工艺设备和能源，以及所制造的产品。其近零转型路径有望到2050年将碳排放比2018年减少95%，主要得益于增加使用生物质、提高现有核心单元工艺（包括干燥和蒸汽生成）的能效。转型路径涉及4个方面：提高制浆、去皮、干燥等关键单元工艺的能效；到2050年实现20%的锅炉电气化，同时确保电网同步脱碳；燃料转换，包括使用木屑及其他固体生物质，以及可再生天然气；捕集化石燃料燃烧排放的二氧化碳。模型分析未考虑替代制浆技术，如深共熔溶剂和替代纤维。同时，该行业有机会通过综合生物精炼方法生产其他增值产品，需要进行跨部门分析以评估其对整体脱碳的影响。                           （岳芳）