九游娱乐:【知识分享】绿色转型背景下零碳园区建设与优化路径研究

  2024年12月,中央经济工作会议首次提出“建立一批零碳园区,推动全国碳市场建设”,这一决策为零碳园区建设提供了重要的战略指引。园区作为国民生产和生活的关键载体,具有物理界限清晰、生态系统相对独立的显著特点,这使它不仅是碳排放的重要源头,同时也成为践行碳中和理念的天然试验田。

  本文着重聚焦于零碳园区的建设与优化路径研究,通过系统梳理零碳园区的评价标准,深入分析国内外具有代表性的典型实践案例,清晰厘清零碳园区的建设逻辑与具体实施路径,揭示了零碳园区在积极应对气候变化、大力优化能源结构及有力促进产业绿色转型等方面所具有的重要意义。

  针对当前零碳园区建设过程中面临的挑战,本文从构建科学完善的碳排放计量标准体系、建立健全政策法规框架以及强化统计监测机制等维度,为政策制定者推进零碳园区建设、推动产业绿色转型提供了具有重要参考价值的决策依据。

  目前,全球能源版图70%份额的国家已经相继明确碳中和时间表。节能减排和绿色转型已成为全球经济高质量发展的必然要求。

  2024年12月12日,中央经济工作会议为零碳园区建设提供了顶层设计方向与战略指引。2024年12月13日,工信部召开党组扩大会议将零碳园区建设纳入工业绿色发展的重点工作。2025年1月3日,国家发展改革委副主任赵辰昕在国务院新闻发布会上表示,将会加快建立零碳园区、零碳社区和零碳乡村,进一步明确零碳园区建设在国家碳达峰碳中和目标中的重要地位。国家层面的一系列政策充分体现了零碳园区建设的重要战略地位,为2025年在全国范围内全面推进零碳园区建设奠定了坚实基础。

  目前,全国已有超过15000个园区,其中包括2000余个省级园区和近700个国家级园区,这些园区贡献了全国工业产值的50%以上。作为承载地方产业发展的重要企业集聚地,以及能耗和碳排放的关键源头,园区整体能源消费超过全国能源消费总量的40%。现有研究表明,生产方式转变、产业结构调整、完善碳排放权市场交易制度等措施均有助于降低全社会碳排放总量。为了更好地落实“双碳”目标,实现精准减排,零碳园区的概念应运而生。零碳园区建设不仅有助于减缓气候变化,还能推动经济结构绿色转型,促进低碳技术和可再生能源发展,创造新就业机会,保障能源安全。其不仅是促进可再生能源消纳、发展新质生产力的重要抓手,也是应对全球气候变化、实现“双碳”目标的重要推手。

  随着全球气候治理进入攻坚阶段,零碳园区作为区域碳中和的微观载体,正逐渐成为国际气候合作与产业竞争的新焦点。在此背景下,如何构建具有中国特色的零碳园区发展模式,既关系到“双碳”目标的实现进度,也是培育新质生产力、抢占全球绿色供应链制高点的战略抉择。

  本文主要探讨零碳园区的建设与优化路径,特别关注其在实现区域可持续发展和“双碳”目标中的关键作用,通过界定零碳园区的定义与核心特征、厘清零碳园区标准、分析零碳园区实践案例、探讨零碳园区建设意义、梳理零碳园区建设与优化路径,以及研究零碳园区建设的挑战,旨在为政策制定者及零碳园区管理者提供理论依据与实践指导,以促进零碳园区的建设、发展与优化,从而促进生产生活方式绿色转型,助力碳达峰、碳中和。

  中央经济工作会议表明,我国在推动绿色低碳转型方面的战略部署逐渐转向区域化与精细化,引导更多力量推动绿色转型。零碳园区有望成为发展新质生产力的重要抓手。

  绿色低碳园区一般可分为低碳园区、近零碳园区和零碳园区三类。低碳园区是指碳排放总量小于碳配额量的园区;近零碳园区的净碳排放几乎为零;零碳园区是严格意义上实现动态净碳排放小于等于零的园区。绿色低碳园区在规划、建设、运营等流程中,融入低碳、零碳理念和技术,通过优化能源结构、发展储能设施、购买中国绿色电力证书(简称“绿证”)等多种方式,尽可能地减少碳排九游娱乐NineGame放,达到园区内部碳排放与碳吸收的自我平衡。

  目前,零碳园区建设暂无国家标准,但全国各地已有大量低碳、近零碳、零碳等同类概念园区落地。国家和地方层面也相继出台各类零碳园区团体标准。表1列举了17个全国或地方零碳园区团体标准。

  在全球碳减排行动中,零碳园区建设不仅是技术革新和政策创新的试验场,也是推动经济结构绿色转型、实现区域可持续发展的重要平台。

  随着全球化进程的不断加深,零碳园区作为实现碳中和目标的前沿阵地,已在全球范围内得到推广。国内外零碳园区实践案例为建设零碳园区提供了宝贵经验,对指导未来零碳园区的规划与实践具有重要意义。

  德国EUREF零碳科技园通过建设“供储用”一体化的能源管理系统和外购沼气来满足园区电热负荷需求,在2014年提前完成2050年二氧化碳减排80%的目标。EUREF零碳科技园是兼顾社会效益与经济效益的超前规划,包括能源管理与整体智慧园区的数字化方案,涵盖楼控产品、变频器、楼宇运营系统、电能管理系统和基于微网的整体光伏、储能与充电方案,以确保整个园区在运营阶段实现碳中和。

  瑞典Hammarby生态城位于瑞典首都斯德哥尔摩,原先为废弃工业园,后因申报2004年奥运会,被改建为生态村并成为当地清洁能源利用、绿色建筑、交通、垃圾和水处理方面的典型。Hammarby生态城使用的电力近一半来自核电,另一半来自水电,还有一小部分来自风电和光电。所有建筑都通过热电厂的垃圾焚烧和污水处理厂的热泵来实现区域供热。

  日本川崎生态城将企业生产活动的排出物及副产品作为原料,充分利用临海地区的钢铁、化学、石油化工、水泥等各种产业集中优势,通过生态城地区内各设施之间和企业之间的合作,促进该地区资源和能源的高度有效循环利用。川崎零排放工业园区作为川崎生态城构想的先导性示范工业园区。该工业园区尽可能限制了各企业生产活动所产生的废物排放,并通过企业间的合作实现了废弃物的再生资源化和能源的循环利用,最大程度地降低环境负荷。例如,川崎工业园区内的冷冻冷藏仓库针对高热效直膨式小型冷冻机实施了分散配置、保证最短的配管距离,并引进喷水装置和除害装置等,以确保生产活动的高安全性。园区内的硬质铬电镀企业还建立了循环型闭合系统,确保一滴废液也不会流出厂外。使用后的液体大约每4年更换一次,实现再生利用,成功将铬酸使用量降至原来的一半以下。

  国内在零碳园区建设方面的探索和应用也取得丰富的成果。例如,全球首例零碳园区—鄂尔多斯零碳园区依靠新型电力系统、零碳数字操作系统和绿色新工业集群三大创新支柱,在园区内培育了新能源电池、新能源装备和新能源汽车三大千亿级产业,依托“风光氢储车”能源系统,将绿色能源的生产和消费有机结合起来,开创了西北地区零碳园区示范样板,有力破解了国际绿色贸易壁垒,推动产业链和工业体系的迭代优化。

  国内最大的风机生产商金风科技在零碳园区领域也走在行业前列。2021年,金风科技打造的亦庄“碳中和”智慧园区占地136亩,采用包括智能微网、节能模块、智能水务、园区智慧运维、智慧农业及智慧健康六大模块,构建了一套集风、光、燃、储、充于一体的智能微网,利用空地安装了2台风力发电机组,实现负荷侧多种能源设备联合优化调度运行。2020年,该园区可再生能源发电量达750万千瓦时,园区可再生能源使用占比超50%,当年实现碳减排4950吨。

  海新江门零碳智慧园区是集多媒体、家电、通信及相关配套产业链产品于一体的综合性生产制造型工业园区,主要通过搭建能源管理平台,信息化节能实现智慧能源管理。该园区还通过打造零碳建筑,对空调通风、集中供暖等系统进行节能改造,全方位、多层次实施生产过程节能措施,对生产设备进行智能化改造,打造零碳生产,降低单位生产值的能源消耗,实现园区绿色发展。

  北京未来科学城“能源谷”应用39项技术元素,为新型能源生产与消费提供了更优的解决方案。经过10余年的建设发展,“能源谷”吸引了中石油、中石化、中海油三大油企,中国华能、国家电力投资、中国大唐、国家能源投资、中国华电五大发电集团,国家电网、南方电网两大电网公司等能源央企分支机构、研发总部140余家入驻,汇聚了清华大学、华北电力大学、中国石油大学等能源领域高校10余所,初步踏上能源互联网高成长赛道,完成了国内首套综合氢安全评价平台开发,建成了拥有自主知识产权的“容和一号”铁-铬液流电池堆量产线。

  一是零碳能源供给系统。零碳园区通过合理规划与技术整合,充分利用风电、光电、水电、生物质发电等可再生能源电力,构建稳定且可持续的能源供应网络。如德国EUREF零碳科技园通过热电联供实现园区供热、供冷和供电,其80%~95%的能源来自光电、风电、沼气发电等可再生能源电力。EUREF零碳科技园还配备1.8MW电池储能电站,以满足园区内100辆电动汽车和公交车的充电需求。鄂尔多斯零碳园区则凭借当地丰富的可再生能源资源,在其方圆150公里内规划布局风电场,建设微电网,参与绿电交易,通过“绿色能源+背压机组+电网”的用能方式,实现100%绿色能源供给。

  二是系统化管理体系。零碳园区的综合管理体系遵循GB/T19001、GB/T24001、GB/T23331和GB/T45001等国际标准,确保园区运营和环境绩效的持续改进。通过整合这些管理体系,零碳园区能够实现资源优化配置、风险有效控制,并可持续提升能源效率和环境绩效。此外,系统化管理还强化了园区对温室气体排放的监控、报告和核查能力,为实现碳中和目标提供了坚实的管理和技术支撑。

  三是智能设施。零碳园区通过智能系统将智能工厂、智能交通、智能建筑与物联网有机结合以实现整体优化。如青岛中德生态园在园区内建设了一套涉及天然气冷热电三联供、光伏、地热等多种能源的多能互补联合系统——智能绿塔,实现了信息和电热力网络的高效互联。中德生态园区内的建筑采用围护结构保温系统、建筑气密性系统和被动式门窗遮阳系统等技术,实现建筑100%被动式节能。

  四是碳清除技术。零碳园区内的企业在能源转换和发电环节借助碳捕集、利用与封存技术(CCUS),铺设绿色生产线,淘汰传统的高能耗、高污染生产模式,专注于研发和生产绿色低碳的环境友好型产品,并通过参与绿证交易、碳汇项目等方式,从产品全生命周期的角度降低碳排放。

  零碳园区建设需将地方经济发展水平和产业特色相结合,同时通过政策引导和市场机制形成双重驱动。

  如《北京市“十四五”时期生态环境保护规划》指出推进新建公共建筑,开展“近零碳排放示范”。

  《上海市低碳示范创建工作方案》强调积极实施绿色低碳供应链升级计划,支持零碳工厂和零碳园区建设,计划培育50家绿色供应链“链主”企业、20家绿色技术供应商以及30家专业评估认证机构等,全方位助力零碳园区的打造。

  《浙江省绿色低碳工业园区建设评价导则(2022版)》从评价和管理的角度规范园区建设,引导园区不断优化资源利用,实现绿色低碳发展。《浙江省零碳(近零碳)工厂建设评价导则(2023版)》考虑了浙江省产业特点及省有关绿色低碳发展、数字化转型及高质量发展的各项政策,在《浙江省绿色低碳工业园区建设评价导则(2022版)》的基础上,吸收并保留了与零碳(近零碳)工厂相关联的部分内容,并在评价导则中增加了购买绿电或绿证等碳抵消方式,引导工厂以科学降碳为目标,规范温室气体排放管理行为,以促进实现工厂温室气体净零排放。

  《广东省近零碳排放区示范工程实施方案》提出了制定总体技术路线图、建立效果评估预测模型、建立动态跟踪评级机制、选择示范领域和区域、推进示范工程项目建设、加强总结评估和宣传推广等主要任务,明确了加强组织领导、强化技术支撑、做好资金保障、地方配套支持等保障措施。

  《江苏省(近)零碳产业园建设指南(暂行)》给出了致力于持续减少碳排放、并以碳中和为最终目标的产业园建设原则、重点任务和绩效目标,要求对标国际一流水平,主动适应国际绿色经贸规则,推动全球高端产业、高端要素与核心功能集聚,顺应新技术革命浪潮,构建零碳智慧产业新生态、能源新格局和智慧管理新平台,探索零碳招商、零碳供应链、零碳产品创新,发挥市场机制作用,处理好减污降碳、能源安全和产业链供应链安全的关系,因地制宜、循序渐进实现零碳目标。

  零碳园区建设主要依靠绿色、数字化、智能化的能源、建筑和交通解决方案。如2024年10月被评为“可持续灯塔工厂”的美的洗衣机合肥工厂,已在绿色数智领域处于领先地位。美的产品碳足迹管理平台的碳排放因子数据库,能够提供产品全生命周期的精细化建模和数据填报功能,助力洗衣机工厂实现产品的碳足迹数据核算、分析和一体化认证。安徽省首批零碳产业园区之一的固德威电源科技(广德)有限公司逆变器厂区则通过屋顶光伏、热泵和储能设备,实现“源网储荷”综合利用,实现园区盈利模式多样化。

  零碳园区建设主要依靠绿色、数字化、智能化的能源、建筑和交通解决方案。如2024年10月被评为“可持续灯塔工厂”的美的洗衣机合肥工厂,已在绿色数智领域处于领先地位。美的产品碳足迹管理平台的碳排放因子数据库,能够提供产品全生命周期的精细化建模和数据填报功能,助力洗衣机工厂实现产品的碳足迹数据核算、分析和一体化认证。安徽省首批零碳产业园区之一的固德威电源科技(广德)有限公司逆变器厂区则通过屋顶光伏、热泵和储能设备,实现“源网储荷”综合利用,实现园区盈利模式多样化。

  (1)采取企业自查上报或委托专业核查机构,对园内各企业各个运营环节的自发自用电量、外部采购用电量、用煤量、用气量等能源消耗情况进行详细记录、统计和核查;

  (2)利用模型推测不同减排情景下的碳达峰目标值和时间期限,梳理并对不同碳减排路径(如更换节能设备、优化生产流程、采购可再生能源等)的潜力、成本和效益进行详细评估与测算;(3)根据碳达峰目标值和时间期限,结合园区自身资源禀赋和转型潜力,引导园区进行能源或数字化转型。如位于可再生能源资源丰富地区的零碳园区,可重点规划加大光伏、风电等可再生能源的使用。而位于数字化程度较高地区的零碳园区,则可考虑搭建智能能源管理系统以辅助园区的碳减排工作。

  对于新建的零碳园区,可根据该地区“双碳”目标路线图,研究制定零碳园区碳达峰、碳中和实施方案,明确各阶段降碳任务,参考零碳园区建设成功案例,从能源体系、环境规制、社会宣传等多角度布局,因地制宜开展零碳园区建设。新建的零碳园区中应设有碳排放管理委员会负责制定碳减排制度和策略,并指定相关机构负责收集和分析园区碳排放数据,探索通过引入社会资本、增强社会关注度等方式,为园区提供更多资源与资金支持。

  零碳园区建设方或管理者还可从产业结构、创新机制等方面着手优化零碳园区建设。

  优化产业结构方面,零碳园区建设方应在原有园区的产业基础上,逐步淘汰高能耗、高污染落后产能,加强配套服务设施建设,促进园区产业结构多元化、绿色低碳发展。零碳园区建设方应推动园区企业通过采购低碳设备(如钢铁企业采购先进的节能炉窑设备)、开发低碳技术(化工企业开发碳捕集、利用和封存技术)、运用低碳材料、使用可再生能源电力等方式进行技术改造、设备升级和流程优化,降低生产过程中的化石能源消耗和碳排放,促进园区企业的绿色低碳转型。此外,零碳园区建设方还应避免引入高能耗、高污染项目,从源头上控制园区碳排放。

  创新机制运用方面,园区建设方应在设立零碳园区建设评分规则的基础上,建立健全专项工作推进机制,常态化开展零碳园区建设指标完成度检查,制定相关督查考核办法,对完成指标任务的责任主体予以奖励,并要求未完成指标任务的责任主体进行整改。例如,《浙江省零碳(近零碳)工厂建设评价导则(2023版)》的评价指标体系包括基本要求和评价要求两部分,其中基本要求明确了浙江省零碳(近零碳)工厂创建的基础条件、管理职责及制度体系,评价要求包括环境排放、碳抵消实施等六个一级指标。该导则明确了零碳工厂应建立温室气体排放清单,识别温室气体排放种类和来源,采用ISO14067、PAS2050、GB/T24040、GB/T24044等适用的标准或规范对产品进行碳足迹核算或核查,并利用核算或核查结果对其产品的碳足迹进行改善。零碳工厂可采取包括但不限于生产工艺优化和改进、节能技术应用、提高可再生能源替代率、含碳原料和能源替代、运用CCUS等措施完成零碳工厂建设。在完成温室气体自主减排的基础上,剩余的温室气体排放量可通过购买绿电或绿证,抵消企业用电量产生的碳排放或购买国际核证减排量项目等方式完成碳抵消指标。

  此外,零碳园区建设方还应鼓励园区企业积极参与全国碳市场交易,积极融入全国碳市场建设与运行,引导形成园区低碳发展长效机制。

  技术层面,零碳园区建设需依赖先进的储能和CCUS技术,这些技术的研发和应用成本较高,更新换代的速度较快,对园区的财政投入和技术维护要求较高。储能技术方面,由于园区内设或外接的分布式光伏及风力发电的间歇性、随机性和反调峰性,园区储能系统需有效控制电压、频率,平衡电量波动,发挥削峰填谷作用,以维持园区的安全运行。CCUS技术方面,碳捕集分为燃烧前、燃烧中和燃烧后三个捕集途径,其中燃烧后捕集的吸收法目前最为成熟,但存在污染物排放及能耗高的问题。二氧化碳利用和封存装置有化学利用、生物利用和地质利用与封存三类利用方式。化学利用是将二氧化碳转化为甲烷、甲醇等化学资源,实现捕集和再利用,但仍存在转化效率低和能源消耗高的问题。以藻类碳汇为代表的生物利用技术和以海底咸水层地质封存技术为代表的地质利用技术,受地理和生态因素影响,在运用到零碳园区前,还需要解决产业集群规划、场地筛选和风险处理等问题。

  经济层面,零碳园区建设涉及基础设施、技术改造、能源供应等多个领域的重大投资,而这些投资通常具有较长的回报周期。零碳园区的初始建造成本远高于传统园区,对企业和地方政府来说资金压力巨大。同时,受全球经济环境影响,传统企业可能更倾向保守投资,在短期内进行绿色低碳转型的动力不足。虽然政府政策支持会在一定程度上弥补零碳园区的投融资缺口,但零碳园区长远预期的不确定性会降低资本的投资积极性。

  运营层面的挑战主要来自数据统计和数字化管理。由于零碳园区在国际统计体系中并非独立的统计单元,目前缺少标准统一和边界清晰、准确可靠的数据基础,因此零碳园区的碳排放底数不清、碳排放特征不明显、碳减排路径不明确,对缓解全球气候变化的预期贡献亦不明朗。此外,零碳园区的碳排放来源差异较大,不能简单套用国家、城市、机构等层面的温室气体核算方法,其间接碳排放也不宜采用全国电力平均二氧化碳排放因子,导致零碳园区对自身碳排放的核算与分析不够准确,进而影响园区内企业制定的温室气体减排策略。

  政策层面,零碳园区建设需要稳定的政策支持和明确的法规指导,尤其是碳交易、绿电和绿证等市场政策的不连续性和不确定性可能够影响园区的长期规划和运营。一个合适的碳交易价格机制能更好地引导零碳园区各主体完成碳减排工作。然而,我国现行的碳配额分配方法主要是历史排放法,碳配额分配存在一定的滞后性,无法及时为实现碳减排的企业带来效益,抑制了企业绿色转型的积极性。目前,我国绿电交易仍以自愿交易为主,没有与强制配额相结合,对于绿电需求侧的吸引力不足。由于绿电存在地区性供需失衡,不同地区的园区绿电供给量差异显著,部分园区还存在“有钱买不到电”的问题。由于绿证“证电分离”的特性,尚不能获得所有零碳园区的认可。国外绿证交易市场的繁荣得益于其可再生能源配额制政策的有力执行,而我国绿证的主要购买方则来自受能耗双控政策管控的高能耗企业和发电集团,加之绿证仅可交易一次,缺少流动性,我国绿证交易市场的活跃度和参与度还远远不够。此外,从2026年开始,能耗双控转为碳排放双控后,绿证需求侧将迎来重大转变,依靠绿证市场推动零碳园区建设存在极大的不确定性。

  运动会指体育运动的竞赛会,有奥运会等大型运动会,只是范围不同。最早的运动会就是古希腊的古代奥运会,运动会中每人都能展现自己的光彩迎接胜利的喝彩。

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