导读
2024年12月12日,中央经济工作会议首次明确提出“建立一批零碳园区”,并将其列为2025年重点任务之一。这标志着零碳园区建设正式纳入国家战略。
2024年12月13日,工业和信息化部召开党组扩大会议,强调要建设一批零碳工厂和零碳工业园区,推动工业绿色低碳发展。
2025年1月3日,国家发展改革委副主任赵辰昕在新闻发布会上表示,将加快建立一批零碳园区,推进国家碳达峰试点建设。
北京、上海、江苏、山东、四川等20余个省份已将零碳园区建设纳入政府工作报告或相关文件。例如,北京市提出打造京津冀首个氢电耦合型零碳园区,江苏省则完成了首个零碳园区项目——江岛智立方。
内蒙古、福建、雄安新区等地已率先制定零碳园区的地方标准,为全国推广提供了参考。
零碳园区的定义
零碳园区,是指在一个产业园区内,直接或间接产生的二氧化碳排放总量,在一定周期内(通常为一年),通过清洁技术支持、碳回收技术、能源存储交换等方式全部予以抵消,从而全年实现碳元素“零排放”的现代化产业园区。
特别指出的是,园区有全生命周期的概念,设计建造阶段和运营阶段的碳排放管理应分开,建造阶段零碳排放基本上短期内没有做到的可能,另外,存量园区数量更多,我们所指的零碳园区应该将生命周期范围确定在运营阶段。
园区的碳排量来自于哪些方面?
范围1:园区物理边界或控制的资产内直接向大气排放的温室气体,如燃煤锅炉,园区拥有的燃油车辆等。
范围2:外购电力和热力间接排放企业因使用外部电力和热力导致的间接排放。
范围3:其它间接排放,因园区生产经营产生的所有其它排放,如物业运营、员工通勤、上下游产品(购买设备、办公室装修、办公耗材等)所有前端供应商产品中的碳排放。
当然园区内入驻企业消耗的交通能源、购买的产品中碳排量应该不包括在内。是属于园区入驻企业的碳排量范畴。
这样看,因为要包括管理前端供应商产品的碳排量,实现零碳园区并不容易。好在一些大的园区是可以实现一些碳汇的,可以进行一些抵消。
那园区内可以实现哪些碳汇呢?
绿化:植树造林有碳汇作用,改善园区生态环境,一棵成年树木一年能从大气中吸收超过21.8KG二氧化碳。
这个量不大,但仍值得提倡。有的组织在西部荒漠地区大批植树,这个量就大了,用来中和本组织的碳排量。
专业的吸碳项目:建立一些小型但高效率的生物吸碳项目、CCUS装置。
将部分建筑外墙悬挂有大片的藻类生物反应器,每年藻类产量达200kg,每公斤藻类吸收二氧化碳约2kg,并清除有害的二氧化氮等废气。藻类还被提取加工成绿色粉末,作为营养添加剂用于化妆品和食品工业。
运营吸碳装置(CCUS),通过国家认定的机构核证,获得负碳核证数量进行碳中和。
有一点值得提出,目前的CER、CCER碳减排信用指标不应该成为当前企业碳中和标准冲抵标的。这些碳信用指标并没有真正从空气中拿掉一吨CO2,而是已经过时的政府减碳技术的激励机制,与碳中和目标并不完全一致。
零碳园区的实现之路
新建园区从规划设计开始进行全生命周期的零碳园区规划,是最主动的、最有可能实现的。很多碳减排的方案和措施在规划设计阶段是最容易实现的。从五个方面入手实现零碳园区:
能源方面:尽量使用再生能源
在能源方面,零碳园区致力于尽量高比例使用再生能源,以此减少对传统化石能源的依赖,实现能源供应的低碳甚至零碳化。
分布式可再生能源生产
屋顶光伏:园区内建筑屋顶广泛安装高效太阳能光伏板,将太阳能转化为电能。例如,深圳某零碳园区的厂房屋顶全部铺设光伏板,年发电量达数百万度,满足了园区部分用电需求。
光伏车棚:在停车场等区域建设光伏车棚,兼具停车和发电功能。其光伏板将太阳能转化为电能为园区车辆充电或并入电网。
小型风力发电设施:在风力资源丰富的园区开阔区域安装小型风力发电机组,与光伏发电互补。如内蒙古部分园区,风力发电与光伏发电结合,有效提升能源供应稳定性。
综合能源系统建设
沼气热电联产及热泵系统:有条件的园区利用有机废弃物产生沼气发电,同时利用余热供热或制冷。如丹麦一些园区通过沼气热电联产,为园区提供能源。
储能电站与储热储冷装置:建设储能电站储存多余电能,缓解可再生能源波动问题;储热储冷装置则确保供暖、制冷需求稳定供应。例如,某园区在夜间低谷电价时储存冷量,白天用于制冷,降低运营成本。
建筑方面:降低能耗,提高能效
在建筑方面,零碳园区致力于尽量降低能耗、提高能效,具体措施如下:
采用节能建筑技术与材料
节能保温材料:使用岩棉、聚苯板等保温材料,能有效阻隔热量传递,降低建筑在使用中的能耗。例如,在寒冷地区,优质的保温材料可减少室内热量散失,降低供暖需求。
遮阳板:根据太阳位置自动调整角度,遮挡过强阳光,减少室内制冷负荷。如在夏季,遮阳板可有效阻挡午后强烈阳光直射,降低空调使用频率。
三玻窗:其特殊结构大大提升窗户的保温隔热性能。像一些高端写字楼采用三玻窗后,室内温度更稳定,减少了能源消耗。
打造绿色建筑并认证
所有新建建筑均按绿色建筑标准设计和施工,并获得LEED铂金级别认证。如上海前滩国际商务区的新建建筑,在节能、环保等多方面达到国际先进水平。
安装智能电表与能源管理系统
园区建筑都安装智能电表,实时精准监测用电情况。同时,通过智能化能源管理系统集中控制,能根据不同区域、时段的能耗需求,自动调节设备运行,优化能源利用效率。
交通方面:电动化
在交通方面,零碳园区聚焦电动化。
交通工具电动化
园区内交通工具尽量全面电动化,减少燃油车辆的使用。例如,园区内的作业车辆如叉车、清扫车等均采用电动驱动,降低尾气排放。
建设充电设施
配置足够电动汽车充电站,方便员工和访客充电。同时,可建立共享电动汽车租赁中心,满足临时出行需求。像特斯拉超级工厂园区内就设有多个电动汽车充电站和租赁点,方便员工及访客使用。
充电电力与电池存储
充电电力来源为风电和光电,实现清洁能源充电。电池存储设备由退役汽车电池组成,实现电池的梯次利用。充电时段和充电功率可智能调控,根据电网负荷和需求进行优化。
配备特色交通工具
园区还配有无人驾驶汽车,提升出行效率和科技感;电动观光车方便游客游览;共享单车可供短距离出行选择。
碳汇方面:多增加创造碳汇项目
植树造林增加碳汇
大量植树造林,包括在园区内及园区外规划造林区域,以此抵消园区碳排放。例如,某零碳科技园区在周边荒山规划了千亩造林项目,种植了大量适应当地气候的树木,这些树木在生长过程中不断吸收二氧化碳,为园区碳减排做出贡献。
藻类生物反应器吸收碳汇
部分建筑外墙悬挂大片藻类生物反应器,每公斤藻类可吸收约2kg二氧化碳,还能清除有害的二氧化氮等废气。藻类经提取加工成绿色粉末,可作为营养添加剂用于化妆品和食品工业。比如,一些沿海城市的零碳园区利用海洋藻类资源,不仅实现了碳汇功能,还产生了经济效益。
购买负碳产品碳中和
通过碳市场购买负碳产品进行碳中和,与自身碳排量对冲清缴。如某大型零碳园区每年根据核算的碳排放量,在碳市场购买相应的负碳产品,实现碳中和目标。
管理方面:实现数字化精细管理
能源管理:通过部署EBO楼宇运营系统、PEM电能管理系统以及EMA智能微网系统,实现源(风电、地热、沼气、光电)、储(大容量电池、电车储能、储热)、荷(热、冷、电负荷)间的有效协同,提高园区整体运行能效,确保运营阶段的碳中和。
运营和物业管理:实现园区内各项管理的数字化、智能化,精细化运营管理,减少无价值耗能运营,减少能源浪费,减少人力投入。
零碳园区的另一大支柱数字化管理、碳足迹追踪系统,是零碳工业园区必备的软实力。零碳工业园区的本质是对碳排放数据进行计量和抵消,要管理隐形的二氧化碳,就需要配套数字化的能耗管理系统。
国内外零碳园区案例分享
中国·苏州工业园
苏州工业园是中国首个明确提出“零碳园区”目标的工业园区。园区通过大规模部署光伏发电、风能、储能系统以及智能电网,实现了能源的自给自足。
技术应用:园区内企业采用了高效节能设备,并通过物联网技术实现能源的智能化管理。此外,园区还引入了碳捕捉与封存技术(CCUS),进一步减少碳排放。
成果:截至2023年,苏州工业园的碳排放量较2015年减少了80%,预计在2025年实现碳中和。
美国·德克萨斯州Hutto零碳园区
Hutto零碳园区是美国首个以数据中心为核心的零碳园区,主要服务于科技公司。
技术应用:园区通过大规模太阳能发电和储能系统满足数据中心的电力需求。同时,园区采用了先进的冷却技术,减少了数据中心的能耗。此外,园区还通过植树和湿地恢复项目来抵消剩余的碳排放。
成果:Hutto园区已经实现了100%的可再生能源供电,并且通过碳抵消项目实现了净零碳排放。
中国·深圳国际低碳城
深圳国际低碳城是中国首个以低碳为主题的产业园区,旨在通过绿色建筑、清洁能源和智能交通系统实现零碳排放。
技术应用:园区内所有建筑都采用了绿色建筑标准,并配备了太阳能发电系统。此外,园区还引入了智能交通管理系统,推广电动公交车和共享单车。
成果:深圳国际低碳城已经实现了60%的能源来自可再生能源,并计划在2030年实现全面碳中和。
中国·天津生态城
天津生态城是中国和新加坡合作建设的零碳城市项目,旨在通过绿色建筑、清洁能源和智能交通系统实现碳中和。
技术应用:生态城内所有建筑都采用了绿色建筑标准,并配备了太阳能发电系统。此外,生态城还引入了智能交通管理系统,推广电动公交车和共享单车。
成果:天津生态城已经实现了70%的能源来自可再生能源,并计划在2030年实现全面碳中和。
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