太阳能驱动的碳中和化学工业
化学工业的脱碳需要能源、原材料和部门结构的转变.通过转化化石燃料生产化学品是现代经济的支柱,其消耗了全球能源需求的10％,释放了全球二氧化碳排放量的7％.作为人类可利用的最丰富的能源,太阳能可以为低碳且可持续工业部署的不同需求提供解决方案.然而,其向功能性能源和化学原料的转化在技术、经济、环境和社会层面上都面临着多重挑战.虽然太阳能正在大量使用,但将其纳入化工行业需要以可行的成本保证供应.对替代原料分析后发现,即使是成熟的工艺也很难具有价格竞争力.考虑到技术尚处于早期开发阶段,情况会更加糟糕.尽管存在这些和其他挑战,太阳能利用在化工和其他行业中被广泛接受是一个普遍的趋势,越来越多的研究工作致力于提出解决方案,以确保其可持续实施.将这些技术渗透到现有的行业结构中,需要一种过程系统工程的思维,将这种方法与生命周期评估相结合,可以为基于太阳能的过程可持续部署提供指导.在此基础上,我们介绍了太阳能技术的现状及其对实现可持续工业的潜在贡献.因此,本文提出了对可在短期、中期和长期内支持该行业转型的太阳能技术的分析,以及应用这些技术所面临的固有挑战.虽然化工行业从化石燃料向太阳能技术的转变似乎很有希望,并会使二氧化碳排放量显著减少,但预计其代价是更高的生产成本和环境负担转移.因此,在多尺度层面上应用可持续的过程系统思维将是确定在局部和区域条件下部署节能且高度集成系统的关键.这些方法最终将协助决策过程,以指导全球环境政策框架,促进可持续发展并确保该行业在多个区域的竞争力.
2021-09-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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