太陽能技術(shù)可以滿足過程供熱需求，減少碳排放并提高美國工業(yè)部門的供熱效率，從而節(jié)省多達15%至50%的能源。然而，由于工業(yè)部門的復雜性和缺乏工業(yè)能源數(shù)據(jù)，許多經(jīng)濟和技術(shù)問題阻礙了大規(guī)模部署。

國家可再生能源實驗室(NREL)的科學家已經(jīng)完成了對太陽能工業(yè)加工熱(SIPH)技術(shù)的狀態(tài)及其在國家范圍內(nèi)的潛在應用的首次詳細審查，而迄今為止的研究重點是在全球范圍內(nèi)廣闊的未來潛力。

NREL研究人員Colin McMillan，Parthiv Kurup，Sertac Akar和Robert Margolis以及西北大學，Carrie Schoeneberger和Eric Masanet的研究伙伴在文章“工業(yè)過程熱的太陽能：技術(shù)回顧，分析方法”中發(fā)表了這些發(fā)現(xiàn)。 ，以及在美國的潛在應用”，該出版物刊登在《能源》雜志上。

馬戈利斯說：“考慮到太陽能技術(shù)在能源系統(tǒng)中的潛在未來作用，工業(yè)是研究最少的部門。” “本文總結(jié)了用于工業(yè)過程熱能的太陽能的文獻，從而為思考太陽能如何在這一關(guān)鍵領(lǐng)域發(fā)揮更大作用提供了堅實的基礎(chǔ)。”

工業(yè)過程加熱是制造業(yè)中處理或轉(zhuǎn)化原材料的基本步驟，約占美國制造業(yè)能源消耗的70%。幾十年來，它主要通過化石燃料燃燒生產(chǎn)，2014年占報告的制造過程熱能的90%，而1992年為92%。過程熱需求的大約一半發(fā)生在中低溫度范圍內(nèi)。

當前，熱量需求較低的食品，飲料，金屬和紡織行業(yè)安裝的SIPH系統(tǒng)數(shù)量最多，尤其是在美國太陽能資源豐富的地區(qū)。

但是，研究表明，當今可用的SIPH技術(shù)，特別是太陽能和PV電加熱，可以滿足供熱應用所需的各種溫度。有機會將這些技術(shù)集成到清潔，烹飪和巴氏滅菌操作中。

麥克米倫說：“工業(yè)過程中使用的大部分能源都可能非常適合太陽能技術(shù)。這項研究為理解當前將太陽能技術(shù)與過程熱需求相匹配提供了基礎(chǔ)。” “它也確定了重要的研究問題，以分析在美國大規(guī)模采用這些技術(shù)的技術(shù)和經(jīng)濟潛力。”

將太陽能技術(shù)整合到工業(yè)部門中還可以提高過程加熱效率，從而節(jié)省加熱生產(chǎn)成本。太陽能可以彌補設(shè)備和產(chǎn)品的廢熱損失。像這樣的廢熱回收系統(tǒng)的平均投資回收期通常不到兩年。這項研究表明，許多工廠仍然選擇不采用這些技術(shù)。

分析人士發(fā)現(xiàn)，采用SIPH的最常見障礙包括用于資本能源投資的預算有限，預算周期限制以及缺乏能效項目的專門工程人員。

為了繼續(xù)理解技術(shù)和經(jīng)濟問題，分析人士建議未來進行研究，以將能效措施集成到SIPH模型中，并開發(fā)負荷曲線以使過程要求與太陽能相匹配。下一個優(yōu)先事項是研究美國工業(yè)部門的生產(chǎn)成本和SIPH潛力，這會影響設(shè)施級別的決策。