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工業(yè)園區(qū)是工業(yè)企業(yè)集聚發(fā)展的核心單元，中國目前有各類產(chǎn)業(yè)園區(qū)15000多個，園區(qū)產(chǎn)出對中國經(jīng)濟的貢獻度達到30%以上。園區(qū)作為產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展的核心單元，2020年其碳排放達全國總排放量的約31%。因此，通過調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、提升整體能效，加快推動“零碳”園區(qū)建設(shè)將成為落實我國精準減排、實現(xiàn)碳達峰碳中和的關(guān)鍵落腳點。
在園區(qū)發(fā)展方面，2022年3月，生態(tài)環(huán)境部發(fā)布《關(guān)于推進國家生態(tài)工業(yè)示范區(qū)碳達峰碳中和相關(guān)工作的通知》，提出以產(chǎn)業(yè)優(yōu)化、技術(shù)創(chuàng)新、平臺建設(shè)、宣傳推廣、項目示范為抓手，在“一園一特色，一園一主題”的基礎(chǔ)上，形成碳達峰碳中和工作方案和實施路徑的要求。各級地方政府積極響應中央部委號召，上海、廣州、浙江、河南等省（市）制定和發(fā)布了園區(qū)綠色低碳發(fā)展工作方案，綠色園區(qū)、低碳園區(qū)、循環(huán)經(jīng)濟園區(qū)、生態(tài)園區(qū)等名稱不斷出現(xiàn)在政策和方案文件中，綠色低碳智慧園區(qū)建設(shè)和發(fā)展駛?cè)肟燔嚨馈Ｐ滦蝿菹拢鞯丶娂娭贫ê统雠_全區(qū)配套機制，同時制定園區(qū)建設(shè)標準和運營規(guī)范，引導和激勵有條件的園區(qū)綠色低碳轉(zhuǎn)型，為園區(qū)綠色低碳發(fā)展營造良好環(huán)境。
零碳園區(qū)是指在一定區(qū)域范圍內(nèi)，能源、產(chǎn)業(yè)、建筑、交通、廢棄物處理、生態(tài)等多領(lǐng)域技術(shù)措施的集成應用和管理機制的創(chuàng)新實踐，實現(xiàn)區(qū)域范圍全生命周期碳中和的綜合性示范工程。零碳園區(qū)作為零碳排放發(fā)展模式的積極探索，是復雜的系統(tǒng)性工程，其在規(guī)劃建設(shè)、協(xié)調(diào)運行、商業(yè)推廣等方面面臨一系列的發(fā)展難點。
而園區(qū)碳中和是指在一定時間內(nèi)，直接或間接產(chǎn)生的溫室氣體排放總量，通過節(jié)能減排、提高清潔能源占比等方式降低碳排放，再經(jīng)過購買經(jīng)認證的碳減排量、植樹造林等形式，抵消自身產(chǎn)生的二氧化碳排放，使其對溫室效應的綜合影響力為零的一種行為。（T/CSTM00851—2022園區(qū)碳中和評價通則）
園區(qū)如何實現(xiàn)零碳？
新建園區(qū)從規(guī)劃設(shè)計開始進行全生命周期的零碳園區(qū)規(guī)劃，是最主動的、最有可能實現(xiàn)的。很多碳減排的方案和措施在規(guī)劃設(shè)計階段是最容易實現(xiàn)的，可以從五個方面入手實現(xiàn)零碳園區(qū)：
能源方面：盡量高比例或者全部使用再生能源
使用屋頂光伏、光伏車棚、小型風力發(fā)電設(shè)施生產(chǎn)可再生能源電力，購買可再生能源電力用于園區(qū)生產(chǎn)運營。有條件的園區(qū)建設(shè)有沼氣熱電聯(lián)產(chǎn)及熱泵系統(tǒng)，并配有儲能電站、儲熱儲冷裝置，滿足園區(qū)的供暖、制冷和供電需求。
建筑方面：盡量降低能耗，提高能效
采用節(jié)能保溫材料、遮陽板、三玻窗等節(jié)能建筑技術(shù)，所有新建建筑全部為綠色建筑，并獲得三星級綠色建筑認證。園區(qū)建筑都安裝智能電表，并通過智能化的能源管理系統(tǒng)進行集中控制。
園區(qū)內(nèi)交通工具盡量全面電動化，配置足夠電動汽車充電站，可建立共享電動汽車租賃中心。充電電力來源為風電和光電，電池存儲設(shè)備由退役汽車電池組成，充電時段和充電功率可智能調(diào)控。園區(qū)還配有無人駕駛汽車、電動觀光車、共享單車等。
碳匯方面：多增加創(chuàng)造碳匯項目
大量植樹造林，可在園區(qū)內(nèi)園區(qū)外規(guī)劃造林抵消園區(qū)碳排放。
部分建筑外墻懸掛有大片的藻類生物反應器，每公斤藻類吸收二氧化碳約2kg，并清除有害的二氧化氮等廢氣。藻類還被提取加工成綠色粉末，作為營養(yǎng)添加劑用于化妝品和食品工業(yè)。
還有一種方法是通過碳市場購買負碳產(chǎn)品進行碳中和。與自己的碳排量進行對沖清繳，實現(xiàn)碳中和。
管理方面：園區(qū)全面實現(xiàn)數(shù)字化精細管理
能源管理：通過部署EBO樓宇運營系統(tǒng)、PEM電能管理系統(tǒng)以及EMA智能微網(wǎng)系統(tǒng)，實現(xiàn)源（風電、地熱、沼氣、光電）、儲（大容量電池、電車儲能、儲熱）、荷（熱、冷、電負荷）間的有效協(xié)同，提高園區(qū)整體運行能效，確保運營階段的碳中和。
運營和物業(yè)管理：實現(xiàn)園區(qū)內(nèi)各項管理的數(shù)字化、智能化，精細化運營管理，減少無價值耗能運營，減少能源浪費，減少人力投入。
零碳園區(qū)的另一大支柱數(shù)字化管理、碳足跡追蹤系統(tǒng)，是零碳工業(yè)園區(qū)必備的軟實力。零碳工業(yè)園區(qū)的本質(zhì)是對碳排放數(shù)據(jù)進行計量和抵消，要管理隱形的二氧化碳，就需要配套數(shù)字化的能耗管理系統(tǒng)。
近幾年，在為諸多頭部房企制定碳中和戰(zhàn)略規(guī)劃時，也對零碳園區(qū)進行了分析調(diào)研，在此過程中積累了一些國內(nèi)外零碳園區(qū)案例，在此與建筑業(yè)房地產(chǎn)業(yè)同仁分享。
金風科技亦莊智慧園區(qū)——中國首個可再生能源“碳中和”智慧園區(qū)
金風科技亦莊智慧園區(qū)始建于2010年，建筑面積超過9萬平方米，包括智能微網(wǎng)、節(jié)能模塊、智能水務、園區(qū)智慧運維、智慧農(nóng)業(yè)及智慧健康六大模塊。購買中國核證減排量(CCER)核銷所排放全部溫室氣體后，園區(qū)于2020年實現(xiàn)碳中和。
根據(jù)第三方機構(gòu)核查報告，在園區(qū)2020年自發(fā)自用電量不計入碳核查范圍的基礎(chǔ)上，其他所有與溫室氣體排放相關(guān)的生產(chǎn)經(jīng)營活動所產(chǎn)生的總溫室氣體排放量約合11,937噸二氧化碳當量，在購買中國核證減排量（CCER）核銷所排放全部溫室氣體后，整個園區(qū)實現(xiàn)碳中和。
(1)清潔能源利用
在清潔能源利用方面，金風科技亦莊智慧園區(qū)打造了以風電為核心的智慧能源系統(tǒng)。園區(qū)配置兩臺總?cè)萘?.8MW的風電機組和總?cè)萘砍^1MW的光伏發(fā)電設(shè)備，實現(xiàn)清潔能源的就地采集和消納。—臺600kW和兩臺65kW的微燃機，使用天然氣發(fā)電，使園區(qū)實現(xiàn)了冷熱電三聯(lián)供，系統(tǒng)產(chǎn)生的能量就地消納，冷、熱水可直接用于樓宇供熱和冷卻系統(tǒng)，包括全釩液流儲能、鋰電池，以及超級電容器等在內(nèi)的儲能裝置，用于系統(tǒng)的削峰填谷，平滑功率波動，大大提升園區(qū)供電質(zhì)量，選用500kW柴油發(fā)電機，用于模擬海島型微電網(wǎng)的項目運行。2020年，園區(qū)可再生能源發(fā)電比例高達近50%。
(2)智慧能源管理
金風科技作為清潔能源領(lǐng)域領(lǐng)跑者，擁有先進的智能微網(wǎng)技術(shù)，在園區(qū)中發(fā)揮了協(xié)同高效供給和智能調(diào)度的作用。它承接了包括風電、光伏、儲能和微燃機組成的綜合能源供給，依托“網(wǎng)－源－儲－荷＇的有機協(xié)調(diào)，可靠、智能地滿足了園區(qū)辦公樓、研發(fā)中心、餐廳、智能制造工廠等多種不同負荷的需求，有效提升能源應用效率。
在此基礎(chǔ)上，各類節(jié)能措施進—步優(yōu)化了園區(qū)的能效表現(xiàn)，并有力降低了企業(yè)的用能成本。例如園區(qū)夜晚利用低谷電價，將能量以低溫冷水或熱水的形式蓄存起來，并在白天的用電高峰釋放，實現(xiàn)“移峰填谷＇，有效削減了電價高峰負荷并降低能源費用支出。除此之外，園區(qū)內(nèi)隨處可見建筑節(jié)能、空壓機節(jié)能、電機節(jié)能、精確曝氣節(jié)能等多樣化的節(jié)能措施，進—步實現(xiàn)全細節(jié)的節(jié)能減排。
4月23日青海省零碳產(chǎn)業(yè)園區(qū)總體規(guī)劃，順利通過了由國務院發(fā)展研究中心和青海省政府組織的專家評審——該園區(qū)作為目前國內(nèi)規(guī)劃面積第二大、青藏高原范圍首座零碳產(chǎn)業(yè)園區(qū)，位于青海省海東市河湟新區(qū)，規(guī)劃總面積約22.09平方公里。
該規(guī)劃旨在以零碳為標準，統(tǒng)籌基礎(chǔ)設(shè)施、產(chǎn)業(yè)體系和配套服務設(shè)施的規(guī)劃建設(shè)，打造以綠電為能源基礎(chǔ)，以綠鋰、綠硅、綠氫、綠色畜牧、科創(chuàng)服務為主導產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新型智慧零碳產(chǎn)業(yè)園區(qū)，引領(lǐng)青海省的高質(zhì)量發(fā)展。
根據(jù)規(guī)劃，形成該園區(qū)將形成鋰電池產(chǎn)業(yè)集群、新能源裝備產(chǎn)業(yè)集群、綠色畜牧產(chǎn)業(yè)集群三大主導產(chǎn)業(yè)，以及支撐零碳產(chǎn)業(yè)發(fā)展的生產(chǎn)服務業(yè)。通過分期發(fā)展、層級演進、集群化發(fā)展的策略，系統(tǒng)性構(gòu)建零碳產(chǎn)業(yè)鏈條，打造千億級零碳產(chǎn)業(yè)集群。
技術(shù)團隊根據(jù)園區(qū)的零碳目標，“碳中和”的實施路徑和措施，提出“核算、減排、抵消”三大環(huán)節(jié)，系統(tǒng)規(guī)劃、分項實施。其中，在碳排減方面，創(chuàng)新提出“荷儲網(wǎng)源”規(guī)劃理念，依托青海清潔能源優(yōu)勢，通過構(gòu)建“凈零碳”閉環(huán)管控體系和構(gòu)建“全綠電”供應體系兩條主線，降低園區(qū)“設(shè)、建、運、維、拆”全生命周期碳排放。
規(guī)劃中明確，該零碳產(chǎn)業(yè)園區(qū)將推動青海省“四地”建設(shè)，落實國家“雙碳”目標任務，扎實推進青海省“一優(yōu)兩高”戰(zhàn)略，充分利用青海省充足的綠電資源、豐富的鹽湖和礦產(chǎn)資源，以及獨特的農(nóng)畜產(chǎn)品資源，探索形成可復制、可推廣的新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式。
杭州亞運低碳氫電耦合應用示范項目由杭州市錢塘區(qū)人民政府、國網(wǎng)杭州供電公司及格力電器杭州基地攜手共同啟動建設(shè)，將成為國內(nèi)首個融合柔性直流、氫電耦合、多能互補的“零碳”綠色能源互聯(lián)網(wǎng)園區(qū)示范項目。項目通過多能互補，一年可減少碳排放860噸，園區(qū)的單位產(chǎn)值能耗可下降約22％，每天需要的大電網(wǎng)負荷從6400kW減少1030kW到5010kW。IEMS系統(tǒng)實現(xiàn)工廠智慧能源管理，打造能源互聯(lián)網(wǎng)綠色直流化工廠完整解決方案。
園區(qū)將利用日間高峰時段產(chǎn)生的光伏電和夜間谷電進行電解水制氫，每小時可制氫約200標方，純化后的高純氫氣進行增壓存儲。制備的氫氣部分通過增壓機、加氫機為園區(qū)內(nèi)燃料電池接駁車和物流車提供加氫服務；部分經(jīng)過氫燃料電池發(fā)電，電能和發(fā)電中產(chǎn)生的熱能供數(shù)據(jù)中心和生產(chǎn)線使用；工程制備的氧氣，通過增壓機接入氧氣管網(wǎng)，供生產(chǎn)車間焊接生產(chǎn)線使用，實現(xiàn)用戶側(cè)電、熱、氫、氧的清潔供應。
柔性直流技術(shù)就是一種把不穩(wěn)定的清潔能源轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定綠色電力輸送的技術(shù)。通過該技術(shù)全方位控制風、光等新能源發(fā)電，可以防止間歇性的新能源電流擾亂電網(wǎng)。就像在電力系統(tǒng)中接入一個完全可控的“水泵”，能夠精準地控制“水流”的方向、速度和流量，彌補了常規(guī)輸電只能控制“水流”方向的局限性。
光伏發(fā)電優(yōu)先接入已有光伏離心直流負荷，實現(xiàn)停車場直流充電、直流辦公照明和直流展廳。
G-FIEMS通過儲能系統(tǒng)實現(xiàn)峰谷用電優(yōu)化，提升經(jīng)濟效益，降低工廠環(huán)境系統(tǒng)能耗成本。杭州亞運低碳氫電耦合應用示范項目投入6臺集裝箱每天調(diào)峰電量共計19200（kWh）每月調(diào)峰電量57.6萬（kWh）。
整體項目搭建圍繞國家“3060”目標和“低碳亞運”，將四個板塊綜合布局，互聯(lián)互通，打造“高效、低碳”綜合能源示范基地。
位于英國的Humber零碳工業(yè)集群由英國SSE電力公司等十余家工業(yè)公司共同發(fā)起，致力于發(fā)展氫能＋碳補集與封存(CCS)，于2040年前實現(xiàn)碳中和。
研究表明，單獨建立CCS系統(tǒng)成本高昂；而作為氫能配套設(shè)施建設(shè)，不僅成本降低，也能為未來氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供輔助保障。同時，布局氫能也是助力能源轉(zhuǎn)型、走向碳中和的有力舉措。零碳Humber工業(yè)園將建立整套CO2運輸管道及氫氣儲運設(shè)施，幫助園區(qū)內(nèi)各個工業(yè)相繼實現(xiàn)碳減排， 從而加快園區(qū)整體碳中和進程。此外，新建的氫能管道將連接起—系列氫能基礎(chǔ)設(shè)施，如氫氣加注、儲運站等。氫能的廣泛使用也將帶動原材料氫的需求增長，也為園區(qū)外部氫能布局提供便利。
英國國家電網(wǎng)風險投資公司正在設(shè)計和研發(fā) CO2 和氫氣運輸管網(wǎng)，并串聯(lián)起碳排放密集型工業(yè)園和氫能基礎(chǔ)設(shè)施。園區(qū)誦過管道從工業(yè)現(xiàn)場大規(guī)模收集 CO2, 在專門的站點進行壓縮， 最終輸送至北海南部海底永久存儲。
園區(qū)還利用 BECCS 技術(shù)， 即利用生物能源進行小規(guī)模碳捕集和固定。該技術(shù)在2020年實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，應用BECCS的電廠成為世界上第—個負碳排放電廠。BECCS 的負碳排放效果將抵消園區(qū)內(nèi)難以減碳的工業(yè)排放，從而助力園區(qū)更快實現(xiàn)碳減排。
工業(yè)園CCS流程
1.發(fā)電并網(wǎng)
2.含二氧化碳的煙氣由發(fā)電過程分離、 冷卻及處置
3.利用溶劑從吸收塔煙氣中提取CO2, 排放剩余不含CO2的煙氣
4.鍋爐加熱含CO2的溶劑， 使CO2溢出并分離
5.回收溶劑碳捕集系統(tǒng)進行再利用
6.管道運輸CO2至北海， 并永久儲存
據(jù)估計， 該項目最終將提供33000個就業(yè)崗位，吸引約40億英鎊的投資，并可以每年減少1000萬噸的碳排放。
小結(jié)
在碳中和成為國家重要戰(zhàn)略的背景下，園區(qū)邁向零碳發(fā)展是園區(qū)提升競爭力、適應社會經(jīng)濟發(fā)展的必然趨勢。目前零碳園區(qū)的建設(shè)仍處于探索起步階段，有待更多實踐經(jīng)驗的積累。
在打造零碳園區(qū)時，需要考慮的因素包括能源結(jié)構(gòu)、能源利用效率、單位能耗強度、碳排放總量和碳排放強度等，影響這些因素的主體主要來自園區(qū)內(nèi)建筑、工業(yè)和交通領(lǐng)域的用能需求。由于園區(qū)種類和功能多樣，不同類型的園區(qū)用能特點各有不同，其零碳發(fā)展路徑也會有所區(qū)別。
零碳對于園區(qū)來說并不是一個簡單的附加標簽，而是會給園區(qū)帶來全方位的顛覆性改變，使園區(qū)在取得經(jīng)濟效益和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同時，將減排降碳也作為重點發(fā)展理念之一并付諸具體措施和行動，從而實現(xiàn)經(jīng)濟增長與碳排放脫鉤， 并最終實現(xiàn)碳中和。
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