“30·60”战略目标下低碳智慧园区“双碳”路径研究

钱晓栋，虞伟君，徐 展，朱克勤，张柯炜

（中国能源建设集团浙江省电力设计院有限公司，浙江 杭州 310000）

0 引言

2018年3月，国家发展和改革委员会等六部委发布了《中国开发区审核公告目录》（2018 版），全国共计2543 家开发区，包括国家级开发区552 家、省级开发区1991 家[1]。经过40 多年渐进式改革与发展，各类型园区遍布全国，呈现“北重南轻”的产业格局。

园区是产业集聚的核心单元，也是推进新型城镇化、实施制造业强国战略最重要、最广泛的空间载体，还是我国经济发展的重要引擎。根据研究显示，2015年我国工业园区碳排放达全国总排放量的31%，呈现持续攀升态势。为此，园区通过质量变革、效率变革和动力变革，率先实现绿色低碳，对我国实施“30·60”战略具有重大意义[2]。

1 园区“双碳”路径研究

1.1 园区绿色低碳发展趋势

1.1.1 立足区域统筹，呈现一体化发展格局

伴随着西部大开发、东北振兴以及长江经济带建设、“一带一路”倡议推进，我国园区呈现“北上、西进、郊区化”发展趋势，需要按照空间、区位、能源和资源禀赋，统筹优化地区功能，加快形成区域一体化协同共进的新格局。

1.1.2 立足产城融合，多领域耦合趋势显著

当前，以产城融合、产业新城等理念为指导的园区转型升级将主导我国未来新型城镇化进程，推动城市群和都市圈健康发展，势必会促进能源、交通、数字、水利、生态、产业、文化多领域高度耦合[3]，需要全方位构建“多网”融合发展体系，提出系统化解决方案。

1.1.3 立足科技赋能，加速零碳智慧化转型

“零碳智慧化”是“十四五”时期的核心发展方向，我国正在积极探索科技赋能园区碳中和发展路径，依托零碳操作系统，以智慧化管理实现产业低碳化发展、能源绿色化转型、设施集聚化共享、资源循环化利用，这将成为园区转型主流趋势。园区碳中和研究领域如图1所示。

图1 园区碳中和研究领域

1.2 园区“双碳”路径研究内涵

近年来，我国工业园区绿色低碳循环发展试点工作遵循减量化、再利用、再循环的原则，从产业低碳化、能源低碳化、基础设施低碳化和管理低碳化4个维度，提出适用于各类型园区低碳发展路径的研究思路[4]。

边缘缺陷的预处理过程如图3所示。对采集的原图像进行灰度化处理，转化为256级的灰度图，分别采用图像增强来提高勺子和背景的对比度，图像二值化方法来分割出金属餐具，图像滤波法滤除图像中的噪声点，边缘检测法检测金属餐具的边缘。

园区“双碳”路径研究应从减少碳排放和加大碳吸收两方面入手，同时加强智慧管控。本文重点关注园区“双碳”建设过程中存在的共性问题，构建生态、建筑、能源、资源、交通和服务六大网络。

2 园区“双碳”实施路径

2.1 着力构建蓝绿交织的生态网

构建园区蓝绿空间并优化空间布局，对环境保护、减少能耗、降低污染排放具有重要意义。一方面，依托河湖、湿地、森林、草地建设绿色基础设施，引入基于自然的解决方案理念，打造气候友好型生态系统，通过增加绿化覆盖面积，能有效提升园区生态碳汇能力。另一方面，以生态文明示范区建设引领生态修复改造，鼓励园区采用生态环境导向的开发模式，将可利用的土地资源开发为农/渔光互补、矿坑光伏、分布式风电、水源热泵等新能源项目，实现生态环境治理与新能源利用融合发展；园区内通过预留公共绿地及其地下空间，为共建共享综合能源站提供设施场地，整体提高园区用能清洁化程度。

2.2 着力构建绿色健康的建筑网

建筑是园区碳排放主要来源之一，贯穿了园区的建设和运行全过程。①对既有存量厂房、建筑加快节能改造，开展建筑能源审计，根据负荷特性推广屋顶光伏，发展附建小型风电，提高建筑可再生能源利用比例；利用园区工业余热、清洁能源，改善园区建筑供热、制冷系统，创新能源利用形式。②加强规划设计管控，引导建筑低碳用能，在土地出让规划设计环节，合理确定开发强度、明确绿色建筑星级和能耗标准，加强精细化设计管理，从源头上推进建筑节能减排。③大力发展绿色建筑、推动园区低碳建设，推广新型低碳建材，研发高性能围护结构，增加建材循环利用；推行装配式钢结构等新型建造方式，加强智能建造在工程建设各环节应用。④促进再生能源的有效利用，发展近零能耗建筑，遵循“被动优先减少需求、主动优化提高能效”理念，全面推行超低能耗、近零能耗和零能耗建筑。

2.3 着力构建清洁高效的能源网

供能与用能是园区碳排放的主要场景，通过能源转型、优化能源消费结构，综合提升园区能源梯级利用。①构建绿色多元的能源供给，建立以非化石能源为主的能源系统，配套智能电网基础设施，最大限度利用可再生能源和外购绿电。②大力发展新能源配套储能，构建以“新能源+储能”为主体的新型电力系统，在系统的发电侧、电网侧和用户侧加大储能应用；推广再生能源电力规模化制氢，构建以电能、氢能及热能系统为储能模型基础的微电网系统，提高氢能有效利用。③加强能源一体化综合管控，建设多种类型的分布式综合能源系统，打通电、热、冷、气、氢等各能源子系统，实现能源互补互济和多系统协调优化。

2.4 着力构建循环“无废”的资源网

探索“无废工厂”“无废园区”建设模式，构建“零垃圾、零废水、零废气、零废热、零能耗”循环体系。①加强物料和能源的回收利用，构建园区绿色循环共生体系，以能源或物料形式实现废弃物资源转化和回收利用。②强化循环、高效的垃圾无害化处理能力，建设生活垃圾焚烧发电、危险废物集中处置等项目，实现生活垃圾、厨余垃圾、建筑垃圾、危险废物无害化处理和资源化利用。③构建自然健康的水循环系统，加快推进节水型社会建设，引导园区污水集中处理，加强水资源分类利用和循环使用，从而减少新鲜水取用量和污水外排量。

2.5 着力构建零碳便捷的交通网

交通碳排放一般占园区总排放的3%～5%，物流园区占5%～15%。①优先发展公共交通体系，建设城园一体化城际铁路、快速公路等区域交通体系，有条件的园区可发展有轨电车、轻轨等，有效降低私家车出行比重；营造慢行易达的绿道系统，鼓励低碳出行。②大力推广交通电能替代，依托氢能、锂电池、燃料电池等技术创新发展，推广新能源和清洁能源车船应用，实现交通工具电气化。③构建低碳基础设施体系，加快建设公共领域充换电桩，做好充电设施预留接口与停车场区域总体布局；为车辆提供驶入式综合能源补充服务的新型公共基础设施。

2.6 着力构建智慧互动的服务网

随着数字技术的融合发展，打造数字化园区，推进智能化服务成为园区“双碳”建设的必由之路。①推动基础设施数字化转型，加快搭建智能化新型基础设施，将物联网感知设施、通信系统等纳入公共基础设施统一建设。②构建综合能源智慧服务平台，将能源资源与数字化深度融合，实现园区“源-网-荷-储”万物互联，加强能源资源优化配置与调度，做好碳排放监测、分析和预警，推动全领域节能降碳。③积极探索建设数字孪生园区，基于园区新型基础设施建设与数字孪生技术，对园区建筑、市政管线等基础设施进行全方位三维仿真，构建智慧产业、智慧交通、智慧建筑、智慧能源、智能碳管理、智慧政务等十大数字化应用场景，实现园区综合运营态势全域感知。

3 园区“双碳”路径应用

3.1 园区碳排放特征分析

由于我国园区形态功能各异，“双碳”路径落脚点也各不相同。依据园区建筑功能，可以分为生产制造型、港口物流型、科创办公型和产城融合型等园区[5]，围绕园区建筑、工业和交通等开展碳排放特征分析。

3.1.1 生产制造型园区

生产制造型园区主体功能为生产制造，建筑以厂房和车间为主，碳排放主要来源于生产制造环节的能源消费，其次是产品及原材料交通运输和建筑供电、供暖等。

3.1.2 港口物流型园区

港口物流型园区一般位于空港、海港和陆港等交通枢纽，建筑以仓库为主，碳排放主要来源于运输、装卸、分拣、配送等环节的交通碳排放以及自动化立体仓库和冷库的建筑碳排放。

3.1.3 科创办公型园区

科创办公型园区主体功能为商务办公，建筑以写字楼、科研中心和配套的商业、酒店、会展为主，整体开发强度较大且用能较为统一；碳排放主要来源于建筑供电、供暖以及办公设备能耗等，其中空调系统耗能较大；其次是园区公共交通和私家车所产生的碳排放。

3.1.4 产城融合型园区

产城融合型园区将产业发展和城市功能相结合，是当下园区发展的主要空间形式，包括经济技术开发区、高新技术开发区、特色小镇、产业新城等。兼具其他园区碳排放特征，同时园区在生活方面的碳排放量也较大；因其蓝绿空间较为丰富，具有一定碳汇功能。

3.2 园区“双碳”路径实施方案

针对各类型园区碳排放特征、建筑形式等，提出行之有效的园区“双碳”路径实施方案。

3.2.1 生产制造型园区“双碳”路径

通过构建绿色多元化的能源供给和加强能源一体化综合管控来促进能源绿色转型，调整工业能源消费结构，降低传统化石能源比重，提高可再生能源占比；建设能源综合管理平台，提高能源梯级利用率，加强重点用能企业与碳中和模型相对应的能效标准管理，从能源供给侧实现零碳能源。

3.2.2 港口物流型园区“双碳”路径

加强园区运营阶段碳排放管理，共建城市配送公共平台，发展“同仓共配、末端共享”智能配送模式，优化运力资源；以分布式光伏、风电模式探索零碳仓储，实现零碳物流园区建设。

3.2.3 科创办公型园区“双碳”路径

着重构建园区综合能源智慧服务平台，推动零碳建筑和零碳交通转型。做好建筑被动式设计，推广光伏建筑一体化，建设区域能源站，大力发展集中供冷、供热、供电应用，通过智能化的能源管理全面实现建筑零能耗；优先发展绿色便捷的公共交通，积极探索“光储充检换”一体站建设。开通便捷停车、线上缴费业务，实现园区智慧交通无感通行。

3.2.4 产城融合型园区“双碳”路径

坚持生产、生活、生态“三生”融合，完善山水林田湖草生态保护修复机制，构建绿色低碳的园区形态，增加园区绿化碳汇面积；引导非化石能源消费和分布式能源发展，完善产城一体化轨道交通建设，大力发展星级绿色建筑，加强垃圾无害化处理与循环利用，积极探索数字孪生园区建设，促进能源、交通、建筑、生活等领域低碳转型，引领园区高质量发展。

4 结语

随着我国“30·60”战略不断深化，需要在园区规划、建设、管理、运营全过程系统性融入碳中和理念，结合新一轮国土空间规划编制，从区域一体化协同发展着手，构建能源、交通、数字、水利、生态、产业、文化等领域“多网”融合发展体系，并依据园区能源和资源禀赋，系统制定“双碳”实施路径，采取切实可行措施确保园区的低碳化、绿色化、智慧化转型。