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工业园区碳中和的重要性和路径探讨

北极星售电网  来源:远光能源互联网  作者:远光能源互联网  2021/6/10 8:43:54  我要投稿  
所属频道: 能源服务   关键词: 碳中和 碳达峰 电力市场

北极星售电网讯:建设工业园区是全球工业发展的普遍现象,工业园区以企业集聚和基础设施共享为重要共性特征。中国工业园区建设始于1979年,是改革开放的一项重大创举。当前,我国工业园区已历经40年的发展,成为重要的工业生产空间和主要布局方式,也是我国经济发展的强大引擎和对外开放的重要载体。

(来源:微信公众号“远光能源互联网” ID:ygnyhlw 作者:远光能源互联网)

工业园区碳中和的重要性

目前,我国共有各类产业园区约15000家,其中国家级和省级工业园区2543家,多数位于环渤海、长三角、珠三角一带,贡献了全国一半以上的工业产值,与此同时,据统计,我国近70%的工业用能集中在工业园区,工业园区二氧化碳排放约占全国的31%。

2543家园区中,国家级经济技术开发区(以下简称国家经开区)共218家,是中国工业园区中发展相对成熟和领先的一批,具有较好的经济绩效,数据可得性和可靠性也较高。清华大学环境学院、生态文明研究中心和国家环境保护生态工业重点实验室采集了213家国家经开区基础数据(采样的213家园区在2015年GDP总计达到7.6万亿元,占同年全国GDP的11%),测算了工业园区二氧化碳排放情况。

园区碳排放占比高

2015年,213家园区工业增加值为4.7万亿元,CO2总排放量为11.3亿吨,其单位工业增加值CO2排放平均为2.4吨/万元。按照工信部《工业转型升级规划(2011—2015年)》发布的数据,“十一五”期间中国工业园区贡献了全国工业产出的50%以上。按50%估算,2015年全国工业园区的工业增加值约达11.7万亿元,进一步按上述2.4吨/万元排放强度估算,全国工业园区的CO2排放量约为28.2亿吨。根据国际能源署数据,中国2015年能源相关CO2排放量为91.4亿吨,由此初步判断工业园区贡献了全国CO2排放的31%,占比相当显著。

随着近年来工业企业入园率逐步提升,例如至2020年许多地区的化工企业入园率已达到80%,工业园区碳排放在全国的贡献率未来将持续攀升。明确工业园区碳减排路径并推广行之有效的碳减排措施已刻不容缓。

园区碳减排空间大

前期研究基于园区分品种能耗数据清单,核算得出213家国家经开区在2015年能源消费总计3.9亿吨标准煤,占同年全国能源消费总量的10%。其中,燃煤消耗占能源总消费量的74%,明显超过同年中国工业部门的燃煤消费份额(56%);原油和天然气的份额分别为36%和8%,排名第二、三位。213家园区能源消费品种的多样化特征明显,非常规能源如余热、生物质、生活垃圾、煤矸石、工业固废已实现一定程度利用,然而其总份额仅为2%,表明园区的低碳能源发展还有很大提升空间。

我国园区数量多、种类广、发展阶段各异,其中,管理水平和科技水平相对较高的各类国家级园区也只有数百家,相当一部分园区在科技创新和科学管理等方面仍然存在差距。以前在推进节能减排和绿色发展方面,一些地方更多关注企业和产品本身,而对作为生产企业集合体——园区的绿色发展和建设关注不足。为了定量揭示中国工业园区碳减排路径,为实现全球气候目标和中国工业绿色发展提供决策支撑,上述专家团队研究了基于生命周期视角的园区温室气体核算方法和基于指数分解的园区碳减排潜力评价方法,并根据研究数据得出结论:总体来看,未来园区经济增长带来的碳排放新增量仍将十分显著,但通过产业结构调整与能效提升、非化石能源占比提升、碳捕集利用与封存、电网强度下降这四种减排途径有望将其抵消并实现净减排,即实现2015—2035年和2035—2050年分别减排28%和51%的目标。

园区减排优势明显

当前,鉴于我国工业企业的布局结构和工业碳排放的占比情况,国家碳中和的重点在城镇、城镇碳中和的重点在园区。

工业园区具有企业集聚性、规模性优势和创新转型动力,产业共生效益的潜力显著,基础设施集约化程度高,行政管理体系相对独立高效,深入挖掘园区绿色建设和发展的系统作用和集成效应,对实现整体碳达峰碳中和目标贡献巨大,将成为落实我国碳达峰、碳中和目标和实现精准减排的关键落脚点。同时,工业园区低碳经济势必为园区高质量发展注入新的活力,成为全国乃至全球工业部门低碳发展的领头羊和示范区。

园区减排经验丰富

近年来,工业园区始终是大气及水等污染防治战略的重点治理对象,在污染物减排方面积累了丰富的经验,在生态示范工业园区、循环化改造示范园区、低碳示范园区以及绿色园区创建的过程中,工业园区的绿色低碳发展也积累了经验和做法,出台了相应的政策和标准。由于主管部门不同,各类园区建设的侧重点有所差异,但相关政策始终围绕实现污染物减排和低碳发展的目标。

尽管园区碳中和的概念近年来才提出,但在推动园区绿色、低碳、生态、循环和可持续转型发展方面,我国已进行了二十余年的针对性部署工作。1999年,原国家环保总局起草了《关于加快发展循环经济的意见》,首次提出在区域层面开展生态工业园区的规划建设,并于2001年正式启动了相关建设工作。以此为起点,我国先后实施了ISO14000国家示范区、国家生态工业示范园区、可持续发展试验区、低碳工业园区等一系列试点项目。

入选各类绿色、低碳、循环发展示范园区的企业

(截止2019年7月)

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制图:远光能源互联网,信息来源:陈吕军. 做好碳达峰碳中和工作,工业园区必须做出贡献[N]. 中国环境报,2021-03-10(008).

“2030年前碳达峰、2060年前碳中和”目标的提出,为园区绿色、低碳发展转型提出了更为清晰的结果导向目标,随后,一些地区开始积极探索“碳中和”园区的建设与发展。

2020年11月

河南省信阳市与住建部科技与产业化发展中心签订《关于共同推进上天梯非金属矿管理区绿色发展和产业升级合作协议》。协议的签订,标志着国内首个“碳中和示范园区”落户信阳,同月,信阳上天梯新材料(碳中和)产业园项目正式开工建设。

2021年1月

北京亦庄经济技术开发区在建成国家生态工业示范园区、国家循环化改造示范园区和国家级绿色园区的基础上,区内的金风科技亦庄智慧园区获得了由北京绿色交易所颁发的中国首张可再生能源碳中和证书。

2021年4月

江苏省无锡市高新区(新吴区)发展和改革委员会发布《无锡高新区(新吴区)电力能源“碳达峰、碳中和”行动方案》,通过聚焦电力能源领域,围绕电力能源供应清洁化、电力能源消费电气化、电力能源配置智慧化、电力能源利用高效化、电力能源服务多元化等“五化”中心环节,努力打造长三角乃至全国知名的零碳技术集聚区、产业示范区。

2021年5月底

福建三峡海上风电国际产业园正式获得由北京绿色交易所颁发的“碳中和”证书,标志着该产业园成为全国首个实现“碳中和”的工业园区。该园区通过建设储能与分布式光伏、提高可再生电力使用比例、加强节能管理、注销减排指标等方式,助力园区实现碳中和。

与此同时,上海、深圳等地均在不同地域范围层面开始了探索建设“碳中和”示范区,预期今后一段时期内会有更多地区加入碳中和的探索。

园区碳达峰、碳中和的路径探讨

碳达峰、碳中和是一项系统工程,需要园内企业、园区运营主体、园区主管部门等多方面共同推动。按照园区的物理边界,园区碳排放的计量必然包括园内企业,由于园内企业自身的节能减碳措施在工艺流程方面各有差异,且关系到生产经营安全,具体执行必须由企业自身来进行把控,园区运营主体可以搭建平台,提供服务对接,开展效果和目标监管。本文不做详述,以下主要从园区运营及其主管部门监管服务两个主体维修探讨双碳目标路径。

1)从园区整体运营维度,碳中和路径可以考虑以下几个层面展开:

【调整产业结构,加强园区内工业生态发展】园区碳中和,需要园区从源头调整和优化产业结构,以园区或区域能源系统大循环的视角进行产业链的聚集,通过园区内企业的生态共生,实现跨企业、跨行业的能源统筹规划和梯级利用。例如,做好钢铁、化工等重点用能企业与园区热源点的能源协同,使用能企业同时成为自身能源转换后的供能企业,将传统的园区热源点作为调峰保障热源,从而实现多热源协同高效的联网运行等等。通过园区内工业企业的生态循环发展,提升工业园区的能源综合利用效率。

【优化能源结构,降低化石能源消耗占比】根据国家能源局2018年统计数据粗略推算,我国工业园区新能源消费占总能源消费比重不足5%,新能源消费提升空间巨大。园区可加快可再生能源、清洁能源和常规能源融合发展,发挥多能互补和协同供应,实现资源优化配置与绿色供给。大力推广风光、地热能等可再生能源替换化石能源,积极利用柔性电力技术、储能技术等,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,切实转变能源需求增长方式,大幅降低因能源消耗而产生的温室气体排放。同时,推动园区可再生能源的就地消纳,降低电网电能损耗,优化能源消耗方式,从电能传输层面提升能源效率。

【完善公共基础配套服务,发挥集约型优势】统一统筹完善公共基础配套服务,发挥园区的集约型、规模化优势:

在能源供应和环境保护配套方面,加强园区集中供能设施建设及推广,集中收集处理工业废物,推动污水、固废集中处理设施提质增效,通过专业化、规模化处理,实现污染物处理能耗、排放量双降低;

在交通配套方面,推动园区交通节能,建设集约高效、智慧便捷的绿色交通体系推广使用节能交通工具,优先发展园区公共交通,加大新能源和清洁能源在公共交通中的应用。开展新能源汽车及加气站、充电站等配套设施的建设发展规划,做好充电设施预留接口与停车场区域总体布局;鼓励园区内部物流车、私家车使用电动汽车、LNG、油电混合动力等节能车辆;有港口的园区,大力推动岸电布局,推广靠港船舶使用岸电和装卸机械“油改电”;推广节能型路灯,提高园区照明系统节能水平;完善智能交通体系,开展电子站牌建设、无线视频监控、及时更新园区道路基础数据和电子地图,推动智能化交通管理(交通控制、交通引导、交通监控等)和智能化交通服务(停车服务、综合枢纽换乘、动态导航等)。

在园区建筑方面,推动园区建筑节能,建设绿色节能、智慧宜居的特色建筑集群。一方面,对既有建筑实行建筑能源审计,加快建筑节能改造,根据实际建筑负荷特性,充分利用园区本地工业余热、清洁能源,积极使用水源热泵、地源热泵、储能等技术,提升建筑能效;另一方面,对新建建筑,在土地出让、规划设计等环节严格把关,明确其绿色建筑星级及能耗标准要求,从源头推进建筑节能减排。

【加强园区智慧化建设,推行园区资源能源环境数字化管理】根据国家科技部2021年2月印发的《国家高新区绿色发展专项行动实施方案》的通知,鼓励园区推行资源能源环境数字化管理,实现智能化管控,加强生产制造过程精细化管控,减少生产过程中资源消耗。在园区建立统一的能源申报管理平台,做好园区二氧化碳排放量核算,实施碳达峰年度报告制度。支持有条件的国家高新区创新市场化的节能减排手段,搭建碳排放权交易平台。鼓励高新区倡导绿色低碳生活方式和全面节能降耗,引导企业积极践行绿色生产方式,探索建设“碳中和”示范园区。

园区碳中和能源监管平台作为一种新形态、新模式和新工具,强调数据的实时获取和综合分析应用,通过物联网、互联网和云计算等技术,实时获取大气环境、水耗、物耗、能耗等数据,实现工业园区减污降碳管理业务的信息化、现代化、专业化,以更加精细、动态的方式实现工业园区生态环境空间管控的智慧化。通过园区碳中和能源监管平台,可以实现对园区内能源供应、传输、消费以及碳排放进行综合管理,比如对于园区内重点排放企业进行有针对性的实时动态监管,对于不同行业进行碳排放强度及总量的行业对标,为园内企业提供绿色供应链溯源、绿色商旅出行、能源交易及碳交易的服务平台等,提升对园区建筑、办公、交通、生产过程以及产业链上下游等不同领域的能源消耗和碳排放的精细化管理水平。

【开展园区碳排放溯源,实施绿色供应链管理体系】据统计,2015年,213家国家经开区的温室气体直接排放(园区边界内燃料燃烧产生的排放)和间接排放(园区所用燃料的上游生产运输过程排放和外购二次能源的生产运输过程排放)分别为10.4亿吨和1.8亿吨CO2当量,各占总排放的85%和15%。间接排放占比不可忽略。因此,在园区开展企业及产品的零碳标识管理、绿色产业链管理,从源头控制间接碳排放也十分关键。

此外,园区还可以充分利用公共绿地植物固碳量以及碳捕集、利用与封存等技术降低或抵消园区碳排放量。同时,也鼓励工业园区购买第三方咨询及规划服务,系统地开展园区污染治理、碳排放监管等工作,弥补工业园区自身人员配备不足、专业水平参差不齐等问题,充分依托第三方技术力量,提高工业园区环境管理与绿色发展水平。

2)从园区监管和服务的维度来看,建议从以下方面展开:

【因园施策,实施分级分类的双碳目标管理】将园区按照绿色发展水平、经济规模、主导产业、基础设施建设状况等属性进行分级分类,明确各类各级园区低碳化转型的行动重点,制定低碳发展分类指导路线图。研判园区未来碳排放演化路径,结合国家自主减排贡献和《巴黎协定》提出的2℃和1.5℃温控目标下全球碳预算区间,识别园区排放达峰关键时间节点,建立深度减排动态优化方案,以“一园一策”的模式开展园区低碳转型规划或方案路径的编制。

【科学核算园区碳排放,数据支撑碳中和决策】由于“碳中和”概念上升为国家行动目标的时间较短,目前我国在碳中和试点方向主要以行政区域为主,对于碳中和园区尚无明确的官方定义与标准出台,且我国工业园区在国家统计体系中不是独立的统计单元,缺乏边界清晰、标准统一、准确可靠的数据基础,导致工业园区温室气体排放核算方法不统一,排放现状与特征尚不清晰。碳排放底数不清进而导致工业园区共性和针对性的温室气体减排路径、减排潜力、成本效益以及在应对全球气候变化中的预期贡献尚不明确。

因此,科学核算园区碳排放,摸清家底成为当前的重点工作任务之一。充分认识园区的特点,开发并编制工业园区温室气体核算框架与实施细则,开发系统、规范、标准的工业园区温室气体排放核算方法与工具包,解决核算方法的可行性、核算范围的一致性、核算结果的可比性等问题,用科学可靠的数据支撑工业区碳达峰、碳中和决策,为全面深化工业园区温室气体减排工作提供基础和手段。

【以双碳目标为导向拆解量化指标,严控指标体系的落实】以双碳目标为导向,研究制定出明确量化的控制指标体系,并进行拆解和落实。一般情况下,工业园区的碳排放主要可以拆解为:办公区建筑碳排放、工业生产流程碳排放、园内交通碳排放、产业链上下游间接碳排放等。然后以该指标体系为依据,通过行政引导和强制手段,严格把控各个环节对该指标体系的落实工作。通过常态化开展“碳达峰”目标责任考核评估,确保以时间倒逼进度,以目标倒逼过程,以责任倒逼落实,支撑园区绿色低碳转型。

【发挥政策或市场力量,激发市场主体的控排积极性】从项目的实际操作来看,各项碳减排措施需要良好的政策环境或市场机制激发投资方和建设方的积极性,以推动项目实施。在政策层面,可以开展碳达峰示范试点园区建设。选择一批绿色发展基础好、产业体系优势足、低碳达峰意愿强、经济实力有保障的园区,从全生命周期温室气体核算、制定碳达峰路径规划等方面开展示范试点,并争取给予专项预算资金支持,在“十四五”期间形成一批在国内可引领、在国际上有影响的碳达峰示范试点园区。通过试点示范项目总结各类碳中和项目的运营收益,探索通过市场的力量激发园区运营主体的控排积极性。

本文部分数据来源及信息参考:

[1]郭扬,吕一铮,严坤,田金平,陈吕军.中国工业园区低碳发展路径研究[J].中国环境管理,2021,13(01):49-58.

[2]陈吕军. 做好碳达峰碳中和工作,工业园区必须做出贡献[N]. 中国环境报,2021-03-10(008).

[3]赵禹骅、秦智、覃柳琴等·产业园区治理结构的研究{J}·广西财经学院学报,2007,20(4):92-95

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