问题是什么？许多环境问题——包括空气、水和热污染、气候变化和固体废物处理——都直接与能源生产和消耗有关。虽然可再生能源提供了更可持续的替代方案，但目前仅占美国总能源消耗的9%。同时，82%的美国能源来自化石燃料，9%来自核能。
全国哪些行业最耗能，它们如何推动更可持续的商业实践？
最大的能源使用行业
从汽车制造到食品加工，以下是世界上能源密集型最高的六个行业。
汽车制造
汽车制造需要许多高能耗的过程，从冶炼和熔化铁矿石以生产钢材，到将钢材压制成各种汽车零部件。各种其他材料的开采和加工，包括铝和塑料，也需要大量能源。
在开采、加工和制造电动汽车电池材料时会消耗更多能量。这些车辆在运行时比传统燃油车效率更高，但这往往不足以抵消高碳排放的制造过程。
各种策略可以减少汽车制造的碳足迹，包括使用更可持续和轻量的材料、在制造过程中建立闭合回路系统、利用 Combined Heat and Power (CHP) 生成系统、安装节能设备以及投资可再生能源。例如， ThyssenKrupp Automotive Technology 承诺在2024年前将其全球运营切换到100%可再生能源电力，并减少全球90%的直接和间接排放。
化学
化学工业将原材料（包括石油、天然气、空气、水、金属和矿物）转化为工业和消费品的化学品。其最有价值的产出包括药品、杀虫剂、染料和颜料、工业气体和化妆品。
尽管该行业在向可再生能源过渡中至关重要，有助于应对排放问题并推动可再生能源技术的发展，但其过程通常需要大量能源。例如，蒸馏和合成等支持塑料、肥料和石化产品生产的活动需要大量的热能和电力。即使是最微小的操作效率提升，在大规模生产这些产品时也可能导致显著的能源浪费。
美国化学工业是世界上最大的，消耗了全国约20%的工业能源，但它正在努力实现更可持续的未来。这包括用更高效的替代品更换高能耗设备，例如高效泵、电机和水处理控制器，并优化化学处理过程以尽量减少消耗和浪费。实施包括物联网（IoT）在内的智能制造技术，帮助组织监控、控制和优化最能耗的过程。
铝
铝是一种非常耐用、可无限回收且非常轻的金属，在汽车、建筑、食品和饮料、消费电子和制造行业中有广泛的应用。作为各种绿色技术的核心组件，包括轻型电动汽车和太阳能，这种多用途的金属对环境的绿色化特别关键。
不幸的是，铝需求的增加使得该行业的直接排放在过去十年中稳步增加，这在很大程度上是因为其过程消耗了大量能源；每生产一吨铝，大约需要17,000千瓦时的电。铝电解——从矿石中提取金属的过程——是一种特别能源密集型的活动，通常依赖于排放二氧化碳的碳阳极。
减少该行业的电力来源的碳排放是一种解决方案，使用惰性阳极和基于废料的生产也是减少这种高碳排放生产需求的方法。该行业还必须增加废料的收集、分类和回收工作，以平衡能源使用。
纸浆和造纸
纸浆和造纸行业（PPI）是全球能源密集型行业前五名之一，负责全球工业能源市场消耗的6%和直接碳排放的2%。这是因为需要大量的电力来运行造纸设施，特别是用于烘干纸浆和纸张的能源密集型过程，这占了该行业能源使用量的70%。
全球纸张和纸板的生产每年总计超过4亿公吨，美国和中国是世界上最大的两个产纸国。随着未来几年纸张生产预期增加，必须做出重大努力来减少该行业的排放。
幸运的是，通过提高效率、增加现场废热回收和联合发电、利用生物质和副产品作为原料以及增加回收努力，行业正在取得进展。
高温热泵，通过重新利用纸张干燥中的潜热来产生干燥用蒸汽，也是很有前景的。事实上，欧洲纸张工业联合会（CEPI）和欧洲热泵协会（EHPA）已经合作来识别这项技术如何可以整合到纸厂中，结果是干燥的能源需求可能减少50%。
钢
坚固、耐用且抗变形，钢是地球上使用最广泛的金属，在建筑、交通、制造、国防、消费电子产品和体育方面有着无尽的应用。
这种耐用的金属也是世界上回收率最高的材料，每年回收超过6000万吨。然而，到2023年，全球生产的两亿吨粗钢占全球温室气体排放量的约8%。
将铁矿石通过炼铁和熔炼在高炉中转化为钢的初始过程非常耗能，需要超过3000华氏度的温度和各种化学反应。一旦 resulting钢被精炼以达到所需的等级，还可能会发生各种其他耗能过程，包括成型、机械加工、连接、涂层以及热和表面处理。
钢铁行业通过增加废钢使用、工艺优化、余热回收、电弧炉（可处理高达100%的回收钢）、基于氢的钢铁生产和智能制造技术的实施来减少能源消耗。
食品加工
食品加工行业在供应链中使用大量能源——主要来自化石燃料——用于分拣、清洁、烹饪、冷却和包装食品。目前，该行业消耗了全球约30%的可用能源，其中超过70%发生在农场之外。
食品加工行业正在采取各种策略来减少其能源消耗。通过过程优化，该行业可以识别其最能源密集型的做法，并实施更高效的替代方案；先进的监测系统可以识别最耗能的设备。捕捉和再利用食品加工过程中产生的废热是减少能源使用另一种有效的方法，还有对可再生能源的投资，包括太阳能和风能。
可持续包装 创新，包括轻质、可回收和可生物降解的包装材料，也产生了巨大的影响。食品包装占食品产品生命周期中使用的能量约5%，消耗了全球初级能源的约3%。
能源使用的未来
可持续发展努力和可再生能源部门的增长是否与世界能源需求保持同步？随着可再生能源目前有望在本十年结束时满足全球近一半的电力需求，这确实是有很大的可能性。
根据美国能源信息署（EIA）的数据，预计到2050年，全国各种形式的能源消费将增加最多15%。在同一时期，可再生能源的使用预计将几乎翻倍。
可再生能源的进步在与支持性的政府政策、有利的经济条件以及最大能源消耗行业的可持续发展努力相结合时将产生最大的影响。
