工業對熱量的渴求推動了能源需求

研究發現替代熱源可以滿足工業熱需求，同時解決環境問題

工業對熱量的需求正在推動工業部門對化石燃料的需求和溫室氣體（GHG）的排放。通常被稱為世界上最大的溫室氣體排放和能源消耗最終用途部門，該行業在2015年約占全球能源消耗的29％，而工業熱需求的90％是由化石燃料滿足的。2015年全球CO₂排放量的36％來自燃料燃燒。這就引出了一個問題：工業如何在減少對排放密集型化石燃料的依賴的同時產生所需的熱量？

NREL/JISEA  2019年的一項研究表明，采用地熱，太陽熱能和小型模塊化核反應堆等替代熱源可以將工業化石燃料的使用量減少近三分之一，同時將燃燒溫室氣體（GHG）排放量降低近四分之一。

在可再生能源發電，核能發電和工業系統的交匯處，根據JISEA在NREL進行了分析。NREL / JISEA研究人員Colin A. McMillan和Mark Ruth利用溫室氣體排放和燃料燃燒數據對美國14個主要的溫室氣體排放行業進行了自上而下的分析。該研究著眼于熱量需求，燃燒排放以及非化石能源產生熱量的潛力。

該結果發表在2019年4月的《應用能源》上，揭示了這14個行業，占美國所有制造設施的不到0.5％，占2014年工業部門排放量的25％和美國總排放量的5％。

但是，根據期刊文章“使用設施級排放數據來估算替代熱源的技術潛力”，使用替代熱源可以使其2015年的化石燃料消耗減少約31％，燃燒溫室氣體排放量減少約24％。滿足工業供熱需求。”

滿足行業的能源需求

在美國，過程供熱占美國一次能源總使用量的7％，并且這一數字預計在未來幾年還會增長。實際上，美國能源信息署（EIA）預測，工業能源的增長速度將超過任何最終用途部門，到2050年將占美國一次能源的37％。

研究人員集中研究了按行業以及按地區劃分的熱量需求。他們發現50％的熱量需求是由滿足300°C以下的溫度要求所驅動。

研究發現，對于14個目標行業而言，對超過400°C的過程熱的需求是最大的熱需求來源，占燃燒燃料使用量的近33％。

節省熱交換

根據熱量需求，研究人員提出了三種替代的熱量產生方式：地熱，太陽能工業過程熱（SIPH）和小型模塊化核反應堆（SMR）。他們發現，采用這些資源將在2010年至2015年間將化石燃料的總使用量減少約36％。按能源分解，SMR將取代最大量的化石燃料，其次是SIPH技術。

造紙廠（不包括新聞紙）通過替代性熱交換可最大程度地減少化石燃料的相對消耗，2015年約占97％。石油精煉在絕對的化石燃料節省中位居首位。

從地理上講，最大的減排潛力是在墨西哥灣沿岸的得克薩斯州，這是由于該州的煉油和石化制造行業所致。

持續滿足需求

這些替代熱源可能節省的溫室氣體排放量不菲。相比之下，2015年這14個行業中的上述能源交換占工業部門排放總量的5％，交通運輸排放總量的5％，商業和住宅排放總量的約9％。

通過使用替代熱源代替化石燃料，工業可以可持續地滿足其能源和熱量需求。