双碳背景下零碳园区发展思路及实施路径
2023-02-26赵云飞沈子卿
廖 波 赵云飞 沈子卿
(广东顺德电力设计院有限公司,广东佛山 528300)
0 引言
目前,我国的用电构成中,工业用电量的比重占全社会用电量的75%左右,工业园区在带动区域经济发展的同时,也消耗了大量能源,成为能源消费最集中的区域。工业园区已成为重要的工业生产空间和主要布局方式,也是工业化和城市化发展的重要载体。在“企业入园”发展趋势下,国内大部分企业,尤其是生产制造企业,大多都落户于各类工业园区和开发区。园区作为我国实现“碳达峰、碳中和”(简称“双碳”)的重要单元,是探索近零碳排放发展模式的重要抓手。开展“近零碳排放”与“碳中和”试点示范具有重要意义,也是我国实现“双碳”目标的关键落脚点。
目前,我国已出台了一系列支持园区“零碳”转型发展的政策文件,尤其“十四五”开始,“零碳”区域试点进程明显加快。国家层面上,《2030 年前碳达峰行动方案》提出,实施节能降碳重点工程,实施园区节能降碳工程,以高耗能高排放项目集聚度高的园区为重点,推动能源系统优化和梯级利用,打造一批达到国际先进水平的节能低碳园区。深入实施绿色制造工程,大力推行绿色设计,完善绿色制造体系,建设绿色工厂和绿色工业园区。2021 年1 月以来,生态环境部相继发布《关于统筹和加强应对气候变化与生态环境保护相关工作的指导意见》和《关于推进国家生态工业示范园区碳达峰碳中和相关工作的通知》。相关报告指出,要支持有条件的行业率先达到碳排放峰值,推动已经达峰的行业进一步降低碳排放,支持基础较好的行业探索开展近零碳排放与碳中和试点示范。地方层面上,2020 年9 月,湖北省印发《湖北省近零碳排放区示范工程实施方案》,选取城镇、园区、社区、校园及商业场所等开展近零碳排放区示范工程试点。2021年11 月,深圳生态环境局发布《深圳市近零碳排放区试点建设实施方案》,选取减排潜力较大或低碳基础较好的区域、园区、社区、校园、建筑及企业建设近零碳排放区试点。2022 年4 月,四川省生态环境厅和经信厅发布《关于开展近零碳排放园区试点工作的通知》,按照减源、增汇和替代3 条路径,开展近零碳排放区试点。
从国内相关研究来看,王晶晶等[1]根据处于近零碳发展的不同阶段园区,设置不同的评价指标,引入变权评价方法,并将该模型应用于案例园区,变权评价方法更适合评价园区近零碳发展动态特征。李珀松等[2]结合国内低碳园区的现状,针对不同类型产业园区的低碳发展模式,从资源禀赋、区位环境、功能发展定位、建设阶段等方面给出了建议。王为炜等[3]提出了基于资源、功能、建设结构模式的园区低碳发展模式和发展路径。何思奇等[4]科学选取了建筑、工业、交通、能源等领域共计24 个指标评价低碳工业园区的低碳化水平。杨军等[5]以太原市高新工业园区为案例,基于园区历史碳排放情况,通过情景分析法探讨了高新工业园区“近零碳排放”的实现路径,并给出了实现“近零碳排放”的建议。从已有的研究成果看,国内部分学者对低碳和“零碳”园区已开展了一定的研究。
为推动园区贯彻落实双碳战略行动,研判零碳园区发展和运行的痛点,研究提出零碳园区发展目标、发展思路,从产业结构低碳化、能源管理数字化、综合能源服务多样化、减碳技术应用集约化和碳中和举措定量化方面,提出零碳园区的实施路径,为现有园区的低碳转型升级和新建园区的战略规划提供参考。
1 零碳园区建设面临的痛点
在“碳达峰、碳中和”背景下,“零碳”园区建设推进过程中,依然存在着一些亟待解决的问题,尤其要解决以下4 个痛点。
(1)“零碳”园区的内涵尚不清晰。目前,从国家各部委到地方均在积极落实国家“碳达峰、碳中和”政策顶层政策文件,制定符合自身的“碳达峰、碳中和”的行动方案,出台“零碳”园区建设的重要任务。但在现阶段,大多数园区对“零碳”的认识不足。比如,只是局部进行“低碳、零碳”的改变,未坚持系统观念从整体上统筹,对于实现“零碳”的阶段性目标、思路、方法和路径的把握不准确,指导性意见、技术标准体系有待进一步完善。
(2)“零碳”园区建设的政策激励不足。当前,“零碳”园区处于试点阶段,国家、地方尚缺少有效的激励机制和措施对“零碳”园区建设给予支持,尤其对于存量园区来说,实现“零碳”的技术路径复杂,投入成本较大,难以充分调动“零碳”园区建设的积极性。
(3)低碳技术研发和应用的整体水平有待加强。技术进步是推动实现“碳达峰、碳中和”的核心支撑。当前,氢能、储能、碳捕集及利用等一系列低碳、零碳技术尚存在成本过高的劣势,在园区的推广应用水平较低,有待技术的研发和进步,从而实现全面推广应用,以满足“零碳”园区对低碳技术的要求[6]。
(4)“零碳”园区碳排放管理的信息化水平有待提升。碳排放数据的信息化是支撑园区实现“零碳”的基础。现阶段,园区存在能源、排放、生产数据采集不足,数据呈现分散化,存在壁垒等一系列问题,尚需构建统一的基础信息采集和管理凭条,充分挖掘数据价值,动态管控园区碳排放,针对性制定“零碳”实施路径。
2 “零碳”园区的建设阶段和发展思路
2.1 “零碳”园区的建设阶段
在“碳达峰、碳中和”目标背景下,“零碳”园区也应满足一般规律,即“碳排放增长逐步放缓达峰平台期”“碳排放稳中有降”“碳排放实现中和”3 个发展阶段。首先,碳排放达峰平台阶段。该阶段工作重点在于遏制园区碳排放持续快速增长,通过对园区产业进行低碳转型、建筑低碳建设和运行、交通及公共基础设施低碳运行实施系列行动,推动园区实现碳排放达峰。其次,碳排放稳中有降阶段。该阶段工作重点在于实现园区碳排放下降,全面系统推进园区能源低碳化替代,加强工业生产过程低碳重塑和再造,加强零碳负碳技术在园区的创新应用,从源头和过程上减少二氧化碳的排放。最后,碳排放实现中和阶段。该阶段工作重点在于实现园区碳排放达到中和,针对难以实现“碳中和”的工业过程或者无法避免的排放,通过购买减排量、林业碳汇等方式抵消二氧化碳排放,综合运用减碳增汇技术,逐步实现“碳中和”。
2.2 “零碳”园区发展思路
“零碳”园区应贯彻新发展理念,构建新发展格局,以园区实现“净零”碳排放为目标,以产业低碳化、低碳产业化为发展方向,以能源结构低碳化为核心,以源头、过程、末端低碳和零碳技术应用为关键,以碳排放管理数字化为支撑,有限控制和持续减少碳排放总量和强度,实现园区绿色低碳、可持续、高质量发展,为碳达峰、碳中和战略决策部署提供典型范式和支撑。
2.3 “零碳”园区的主要表征指标
结合国内外研究现状,依据科学性、可操作性、层次性与系统性指标设定原则,提出“零碳”园区建设的主要指标体系,核心目标是园区碳排放与园区碳清除相等,即“净零”碳排放,具体又可分为碳排放水平、能耗水平、减排绩效水平、低碳技术水平4 个维度共14 项指标,为表征“零碳”园区发展水平和开展对标和分析提供参考,具体指标如表1 所示。
表1 “零碳”园区主要指标
3 零碳园区实施路径
从产业结构低碳化、能源结构零碳化、碳排放管理数字化、减碳技术应用集约化和碳中和举措定量化方面,提出零碳园区的实施路径,为现有园区的低碳转型升级和新建园区的战略规划提供参考。
(1)强化规划引领,推动园区产业结构低碳化。新建园区应明确“零碳”园区建设目标,将“零碳”理念融入园区规划、设计、运行和发展的全过程,将碳排放影响评价作为园区企业的重要评价内容,优化产业布局,做好产业协同,促进产业链集聚,促进园区高等级规划、高起点建设,从源头控制碳排放。
(2)优化能源结构,提升非化石能源消费占比。加强能源资源优化配置,大力推动风能、地热能等可再生能源替换化石能源,推动园区建设绿色能源供应体系,降低终端用户对常规能源的消耗,大幅降低因能源消耗产生的温室气体。强化园区能源梯级利用,提升园区的综合能源利用率。
(3)加强园区智慧化建设,推动碳排放管理数字化[7]。建设园区低碳管理一体化平台,通过“云大物移智链”等技术,融合先进管理策略,实现园区二氧化碳排放量实时核算和监管,实现园区企业碳排放强度及总量的对标,加强园区碳排放的诊断、预警,加强对园区建筑、办公、交通、生产过程以及产业链上下游等不同领域碳排放的精细化管理。
(4)加强低碳技术研发,实现减碳技术应用集约化。加大低碳技术的研发力度,从源头控碳、过程低碳和末端减排3 条路径,推进园区低碳发展。加强推广低碳燃料掺烧与烟气污染物高效治理相匹配的技术装备与系统,强化多源低碳燃料应用,有效控制碳排放。加强工业生产过程低碳重塑和再造,强化零碳、负碳技术在园区生产过程集成创新应用,从过程上减少二氧化碳排放。积极布局碳捕集等减排技术,强化上下游产业链协同,为碳捕集等技术创造应用条件,从末端实现碳减排。
(5)强化建筑和交通节能,推动公共基础设施低碳化。强化园区既有建筑的节能改造,根据实际建筑负荷特性,充分利用园区资源,积极使用地源热泵、储能等技术,提升建筑能效。加强先进绿色材料和建筑理念在新建建筑的应用,从源头减少建筑碳排放。加大推动园区交通低碳化,强化电动车、氢燃料汽车的应用。
(6)精准核算园区碳排放,实现碳中和举措定量化。提出园区核算边界、活动水平和排放因子获取、核算方法等系列技术规范,建立统一规范的园区碳排放核算体系,准确核算园区碳排放。强化园区企业供应链绿色化,加强园区产品全生命周期碳排放管理,开展产品碳标签和碳中和认证管理。对碳汇以及碳捕集、利用与封存等技术的减碳效果进行评价,实现各项碳中和举措抵消碳排放量的量化,根据园区碳排放量核算数据,实现园区“碳中和”。
4 结语
梳理国内“零碳”园区政策形势,研判零碳园区面临的痛点,研究提出零碳园区发展思路、发展目标和实施路径,得出4 点结论。一是“零碳”园区建设是我国推进碳达峰、碳中和战略决策部署的重要抓手。“十四五”开始,“零碳”园区建设试点进程明显加快。二是“零碳”园区建设推进过程中,存在着建设内涵尚不清晰、政策激励不足、低碳技术研发和应用的整体水平有待加强、碳排放管理的信息化水平有待提升等问题。三是“零碳”园区一般经历碳排放增长逐步放缓达峰平台期、碳排放稳中有降、碳排放实现中和3 个发展阶段。表征“零碳”园区核心目标为园区实现“净零”碳排放,具体又可分为碳排放水平、能耗水平、减排绩效水平、低碳技术水平4 个维度共14 项指标。四是从产业结构低碳化、能源结构零碳化、碳排放管理数字化、减碳技术应用集约化和碳中和举措定量化方面提出“零碳”园区的实施路径。