Zielona rewolucja przemysłowa. Ścieżki inwestycyjne prowadzące do dekarbonizacji sektora przemysłowego w Europie

• Sektor przemysłowy odpowiada za mniej więcej jedną czwartą światowej emisji gazów cieplarnianych (GHG). Połączenie środków, w tym poprawa efektywności energetycznej, wykorzystanie wodoru i biomasy jako surowca lub paliwa, wytwarzanie ciepła za pomocą energii elektrycznej i przyjęcie technologii wychwytywania dwutlenku węgla, może zredukować emisje dwutlenku węgla w tym sektorze niemal do zera. Globalna dekarbonizacja sektora przemysłowego według analiz Allianz Trade będzie wymagała inwestycji o łącznej wartości 2,7 bln EUR do 2050 r. Z tego UE potrzebuje 8%, czyli 210 mld EUR, z czego połowa na same inwestycje w elektryfikację. Reszta jest prawie równo podzielona między wykorzystanie wodoru, innowacyjne procesy produkcyjne i nowe technologie. Ponadto, wynoszące 330 mld EUR do 2050 r., całkowite potrzeby inwestycyjne przemysłu UE w zakresie wychwytywania i składowania dwutlenku węgla (CCS) są prawie o 60% wyższe niż inwestycje we wszystkie inne środki dekarbonizacji przemysłu łącznie.
• Aby sprostać tym potrzebom, kraje UE-28 muszą inwestować 3 mld EUR rocznie w latach 2020-2030 i 9 mld EUR rocznie w latach 2030-2050, kiedy technologie będą gotowe do wdrożenia na pełną skalę. Przemysł celulozowo-papierniczy wymaga największych inwestycji ogółem – 78,4 mld EUR do 2050 r. – następnie żelaza i stali (55,4 mld EUR) oraz cementu (37,6 mld EUR). Inwestycje te ograniczyłyby emisje o 265 MtCO2 (-92%), co daje średnią inwestycję w redukcję w wysokości 790 EUR na tCO2.
• W tym kontekście w opinii Allianz Trade rządy powinny wykorzystać dostępne im instrumenty (np. dotacje, podatki od emisji dwutlenku węgla), aby skutecznie dostosować ścieżki sektorowe do nadrzędnych celów przejścia na zerową emisję netto.

W ciągu ostatnich kilku dekad sektor przemysłowy poczynił znaczne postępy w zakresie redukcji emisji i poprawy efektywności energetycznej. Do 2010 r. sam przemysł europejski ograniczył swoje emisje o -29%, a do 2020 r. o -39% w porównaniu z poziomami z 1990 r. Pomimo intensywnej międzynarodowej konkurencji z analiz Allianz Trade wynika, że przemysłowi europejskiemu udało się dostosować swoje praktyki i modele biznesowe do celów kontynentu w zakresie klimatu i energii, zachowując jednocześnie opłacalne podejście gospodarcze.

Wykres 1: Potrzeby inwestycyjne w sektorze przemysłu UE w celu osiągnięcia zerowej emisji netto

✕

Źródła: IndustryPLAN, Allianz Research. Uwaga: BAT odnosi się do najlepszych dostępnych technologii. Obejmuje UE + Zjednoczone Królestwo. Zobacz Dodatek, aby zapoznać się z rozkładem inwestycji według krajów.

Niemniej jednak sektor ten jest nadal odpowiedzialny za 650 Mt emisji CO2 – przy czym CO2 odpowiada za ponad 90% bezpośrednich emisji gazów cieplarnianych z przemysłu w 2020 r. Sektor cementu, żelaza i stali oraz sektor chemiczny (zob. Wykres 2) mają największy udział w emisji CO2 i przemysłowe zużycie energii: te trzy sektory wygenerowały trzy czwarte emisji przemysłowych w UE-28 w 2020 r.

Wykres 2: Przemysłowe emisje CO2 w UE-28 w 2020 r.

✕

Źródło: Eurostat, Allianz Research (z wyłączeniem emisji z rafinerii)

Co więcej, wszystkie trzy sektory wytwarzają również znaczne emisje procesowe, wahające się od 25% do 50%. Ma to znaczenie, ponieważ emisje z procesów przemysłowych są szczególnie trudne do ograniczenia. W rezultacie nawet w scenariuszu przejścia na zerową emisję netto oczekuje się, że w UE uda się uniknąć tylko trzech czwartych tych emisji. Natomiast inne sektory przemysłu, takie jak przemysł spożywczy i tytoniowy, papierowy, celulozowy oraz poligraficzny i metali nieżelaznych, generują głównie emisje pośrednie i bezpośrednie, przy czym te pierwsze wynikają głównie z centralnie wytwarzanej energii elektrycznej, a te drugie - z wytwarzania ciepła. Są one mniej lub bardziej „automatycznie” redukowane poprzez dekarbonizację wytwarzania energii i ciepła. Na przykład blisko 55% emisji CO2 w tych sektorach wynika z wykorzystania energii elektrycznej wytwarzanej centralnie, głównie z gazu ziemnego i węgla, na potrzeby nisko- i średniotemperaturowego zapotrzebowania na ciepło.

Wykres 4 ilustruje gigantyczne zadanie dostosowania przemysłu do ścieżki zerowej emisji netto: do 2050 r. emisje muszą zostać zredukowane o 92%, a niektóre sektory generują nawet emisje ujemne, tj. wychwytują więcej emisji CO2 niż wytwarzają. Na wykresie porównano prognozy sieci dla zazieleniania systemu finansowego (NGFS) z oceną Komisji Europejskiej (KE) dotyczącą unijnego Zielonego Ładu. Oba źródła stosują różne definicje granic pokazanych sektorów, a także alokacji emisji procesowych i emisji energetycznych. W rezultacie emisje sektorowe różnią się, a linia bazowa NGFS jest nieco wyższa, ponieważ kategoria Inne branże jest szersza. Trend podążania ścieżką 1,5°C jest podobny w obu ocenach, a emisje netto w 2050 r. są również porównywalne, chociaż NGFS wyraźnie zgłasza ujemne emisje.

Wykres 4: EU porównanie scenariuszy przemysłowych emisji CO2

✕

Źródła: NGFS, European Commission, Allianz Research

Opcje wyścigu o zerowej wartości netto

Różne opcje dekarbonizacji można ogólnie pogrupować w ramach efektywności energetycznej, zastępowania paliw kopalnych zrównoważonymi paliwami lub elektryfikacji i CCS. Jednak efektywność energetyczna i elektryfikacja często idą w parze, ponieważ są to dwie strony tego samego medalu. Weźmy na przykład pompy ciepła, jedną z głównych technologii elektryfikacji, które również zwiększają efektywność wykorzystania energii. Ilekroć potrzebne jest chłodzenie, ciepło będzie wytwarzane jako produkt uboczny, i odwrotnie. Pompy ciepła wykorzystują tę zależność i zmniejszają straty energii w procesach ogrzewania lub chłodzenia. Chociaż są one obecnie stosunkowo powszechne w środowiskach mieszkalnych, są one znacznie rzadziej wykorzystywane do celów przemysłowych. Duże przemysłowe pompy ciepła (IHP) mogą być zasilane energią odnawialną lub pozyskiwać energię odpadową z budynków i procesów. Mogą być instalowane w procesach termicznych, na przykład w przemyśle spożywczym, papierniczym czy chemicznym. Na przykład w przemyśle mleczarskim mleko musi być schłodzone przed transportem i spożyciem, podczas gdy ciepło jest potrzebne do procesu pasteryzacji. Ciepło odpadowe z procesu chłodzenia można odzyskać i wykorzystać jako źródło ciepła do pasteryzacji. Jednak znaczącym wyzwaniem w wielu branżach jest to, że para jest zwykle używana do przenoszenia ciepła w całym obiekcie, co skutkuje projektami systemów wysokotemperaturowych. Przejście na powietrze lub wodę w stanie ciekłym wymaga nowych rur, pomp i projektów procesów, co wiąże się z wysokimi kosztami inwestycyjnymi i potencjalnymi zakłóceniami.

Dekompozycja inwestycji według krajów

Tabela A.1: Skumulowane inwestycje według krajów dla UE27 + Zjednoczonego Królestwa do 2050 roku (w mln EUR)

Tabela A.2: Skumulowane inwestycje według krajów dla UE27 + Zjednoczonego Królestwa do 2030 roku (w mln EUR)

Innowacje przemysłowe: Drogi do głębokiej dekarbonizacji przemysłu. Sprawozdanie dla Komisji Europejskiej, DG ds. Działań w dziedzinie klimatu https://climate.ec.europa.eu/system/files/2020-07/industrial_innovation_part_2_en.pdf