雖然工業(yè)部門的溫室氣體排放量在過去20年中有所下降，但預(yù)計到本世紀(jì)中葉，由于能源，特別是天然氣和液化天然氣價格低廉，溫室氣體排放量將增加。

　　各種來源的直接排放占該行業(yè)總排放量的73%以上。其余部分是場外發(fā)電的間接排放。現(xiàn)場化石燃料燃燒是最大的工業(yè)排放源。

　　與能源相關(guān)的二氧化碳（CO2排放量（來自現(xiàn)場化石燃料燃燒和非現(xiàn)場電力）約占該行業(yè)溫室氣體排放總量的四分之三。2016年，大宗化學(xué)品、煉油和鋼鐵生產(chǎn)占該行業(yè)能源相關(guān)CO2總量的近一半。

　　減少工業(yè)部門排放的備選辦法包括：提高能源效率，開發(fā)和部署新的制造技術(shù)，改用低排放燃料，熱電聯(lián)產(chǎn)，碳捕獲和儲存，以及更有效地利用資源。

　　工業(yè)部門包括廣泛的子行業(yè)，包括制造業(yè)（例如鋼鐵、水泥、化工）、采礦和建筑。2016年，制造業(yè)、建筑業(yè)和非石油和天然氣開采業(yè)貢獻(xiàn)了超過3萬億美元的GDP，雇用了近2000萬人。

　　美國五大耗能行業(yè)——大宗化工、石油和天然氣、鋼鐵、造紙和食品——占工業(yè)能源使用的56.5%，但僅占產(chǎn)品價值的20.8%。其他能源密集型行業(yè)包括玻璃、水泥和鋁。

　　自1990年代中期以來，工業(yè)部門的排放量一直在下降，其驅(qū)動力是采用了新的、碳密集程度較低的工藝、燃料轉(zhuǎn)換（例如，煤制天然氣和可再生能源）、提高效率、金屬生產(chǎn)向其他國家轉(zhuǎn)移，以及美國繼續(xù)從制造業(yè)向更注重服務(wù)的經(jīng)濟(jì)過渡，從能源密集度更高的工業(yè)向能源密集程度較低的工業(yè)過渡。

　　總的來說，美國的能源密集型產(chǎn)業(yè)的增長速度比能源強(qiáng)度較低的產(chǎn)業(yè)要慢。然而，對美國化工行業(yè)的持續(xù)投資預(yù)計將繼續(xù)保持國內(nèi)大宗化學(xué)品生產(chǎn)的強(qiáng)勁增長。

　　2015年，工業(yè)部門的直接排放量占美國溫室氣體排放總量的21.4%。直接排放來自不同的來源，約占該行業(yè)總排放量的四分之三。2015年，用于熱能和電力的化石燃料現(xiàn)場燃燒占該行業(yè)直接排放量的53.7%，而各種工業(yè)過程占16.6%。工業(yè)的直接排放使該行業(yè)成為美國第三大溫室氣體來源（僅次于運輸和電力）。

　　使用場外發(fā)電產(chǎn)生的間接排放占該部門其余排放量。包括直接和間接排放在內(nèi)，工業(yè)是美國最大的溫室氣體排放部門，占美國總排放量的近30%。

　　分部門的排放概況差異很大。根據(jù)美國能源信息管理局（EIA）的2018年度能源展望（AEO），大宗化學(xué)品、煉油和鋼鐵生產(chǎn)是能源相關(guān)二氧化碳排放的三大來源，約占該行業(yè)總排放量（直接和間接）的四分之三（圖1）。

　　除了一氧化碳2，工業(yè)占美國非CO總量的25%2溫室氣體排放，包括41%的甲烷、7%的一氧化二氮和20%的其他溫室氣體（例如氫氟碳化物（HFCs）、全氟化碳（PFCs）和六氟化硫）排放。

　　從1996年到2015年，工業(yè)排放量下降了約18.7%，其中直接排放量下降了15.1%，場外電力的間接排放量下降了27%）如圖2所示。雖然自2010年以來總排放量一直相當(dāng)平穩(wěn)，但直接排放量的比例一直在增加。

　　從1990年到2015年，工業(yè)過程和產(chǎn)品使用的直接排放量增加了約10.5%，這主要是由于HFCs的排放量增加了270%，HFCs是消耗臭氧層物質(zhì)的替代品。在此期間，水泥生產(chǎn)的排放量增加了19.1%，這是由于產(chǎn)量增加，主要是由于建筑活動的增加。半導(dǎo)體制造、二氧化鈦生產(chǎn)和石化生產(chǎn)的排放量也有所增加。

　　對未來排放的預(yù)測主要集中在與能源相關(guān)的一氧化碳上2，目前約占行業(yè)總排放量的四分之三。從2017年到2050年，EIA項目工業(yè)部門的總交付能源消耗將增長約33.7%，這主要是受經(jīng)濟(jì)增長和相對較低的能源價格的推動。

　　該行業(yè)的能源相關(guān)一氧化碳在2010年下降，到2015年持平。2到本世紀(jì)中葉，由于能源價格低廉，特別是天然氣和液化天然氣價格低迷，預(yù)計排放量將增加17.6%（圖3）。預(yù)計制造業(yè)排放的六大來源將繼續(xù)是散裝化學(xué)品、煉油、鋼鐵、食品、紙制品以及水泥和石灰生產(chǎn)。按絕對值計算，預(yù)計大宗化學(xué)品制造的排放量將增加最多，為126.7 MMtCO2或 45%。預(yù)計其他制造業(yè)領(lǐng)域?qū)⒊霈F(xiàn)增長，包括食品（41.4%）、金屬制品（37.1%）、塑料（27.8%）、鋁（23.9%）和運輸設(shè)備（20.3%）。這六個類別占能源相關(guān)一氧化碳預(yù)計增長的60%2工業(yè)排放。

　　工業(yè)部門的脫碳通常被認(rèn)為比建筑和運輸部門更具技術(shù)挑戰(zhàn)性，因為它不僅涉及熱能和電力的排放，還涉及產(chǎn)品和工藝的排放。大幅減少該部門排放的潛在途徑包括：提高能源效率;燃料轉(zhuǎn)換;碳捕集、利用和封存（CCUS）;和流程更改。

　　提高供暖和電機(jī)的效率將尤為重要，因為它們占工業(yè)能源使用總量的30%左右，并且可以在不同的子行業(yè)中產(chǎn)生收益。

　　“物聯(lián)網(wǎng)”的出現(xiàn)（例如，在工業(yè)機(jī)械中嵌入數(shù)字技術(shù)）為智能效率和自動化創(chuàng)造了新的機(jī)會，這可以進(jìn)一步減少工業(yè)規(guī)模的資源和燃料消耗和排放。最近的一項研究發(fā)現(xiàn)，智能效率可以減少全球一氧化碳2到2030年排放量將達(dá)到20%，其中約22%的減排潛力來自制造業(yè)。

　　熱電聯(lián)產(chǎn) （CHP） 系統(tǒng)有助于減少工業(yè)部門（例如散裝化學(xué)品、紙漿紙、石油和煤炭）的能源使用。單獨的集中式發(fā)電和現(xiàn)場供熱的綜合效率約為45%，而熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的效率水平可達(dá)80%。然而，近年來，由于高資本成本、技術(shù)復(fù)雜性和政策變化，熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的采用停滯不前。

　　工業(yè)部門電氣化的提高將減少排放。由于現(xiàn)場化石燃料燃燒是最大的直接排放源，因此減少這些排放的步驟，包括電氣化和使用（脫碳）管道氣體，可能是最大的減排潛力。雖然工業(yè)電氣技術(shù)（例如，電鍋爐和工藝熱電技術(shù)）已經(jīng)存在，但它們僅用于工業(yè)部門的子集。通過電氣化實現(xiàn)脫碳的挑戰(zhàn)包括對設(shè)備的大量資本投資、電力與化石燃料的高相對成本，以及與能源密集型和高溫過程電氣化相關(guān)的技術(shù)障礙。

　　工業(yè)碳捕集、利用和封存（CCUS）可以在減少分部門的排放方面發(fā)揮重要作用。CCUS技術(shù)可應(yīng)用于鋼鐵、水泥、化工、化肥生產(chǎn)廠、氫氣和煉油。早期CCUS項目的經(jīng)驗，如Archer Daniels Midland Illinois工業(yè)碳捕集和封存項目——世界上第一個用碳捕集改造的商業(yè)規(guī)模乙醇工廠——可以幫助降低未來CCUS項目的成本。最近通過的CCUS聯(lián)邦稅收抵免將有助于部署一些項目。然而，在研究、開發(fā)、示范和部署方面，可能需要更有針對性的、針對特定行業(yè)的支持，以及對私營部門商業(yè)化的支持。

　　對于特定行業(yè)，流程改進(jìn)可以減少能源需求，從而減少溫室氣體排放。例如，從1991年到2010年，在鐵礦石鋼生產(chǎn)中從堿性氧氣高爐轉(zhuǎn)向電弧爐，使美國粗鋼生產(chǎn)的能源強(qiáng)度降低了37%。在某些情況下，轉(zhuǎn)換投入或原材料可以減少排放，例如，在水泥生產(chǎn)中使用燃煤發(fā)電廠的粉煤灰代替碳密集型熟料。其他工藝變更和替代可以減少非一氧化碳的排放2具有高全球變暖潛能值的氣體。 編譯 陳講運