PKPM绿色低碳

2025-03-25

导读：“双碳”目标驱动下园区多维度零碳化建设实施路径

转载来源：河北省双碳联盟

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摘要：零碳化建设是实现我国“双碳”战略目标的必经之路，实现零碳需要采取多种措施，包括能源效率提高、清洁能源使用、废弃物资源化、节约用水等方面的改善，直接影响整体产业能源结构的转型升级。园区是落实我国“双碳”战略的重要抓手和天然试验田，也是能源转型的必然选择，建设零碳园区极具现实意义和研究价值。目前对园区零碳建设的思路、方案与标准尚处于起步探索阶段，理论与实践中还存在方向不明、缺少成熟案例指导、政策配套不完善等方面问题。梳理园区零碳化建设的含义与主要标准体系，梳理现有零碳园区案例，归纳主要建设路径，将不同技术或非技术措施的单位减排量对应的成本进行计算分析，以成本最低且碳减排量最高作为目标，寻求园区零碳化改造的最佳路径，使园区内动态碳排放强度为零。最后从科学、技术与政策多维度总结零碳园区建设面临的挑战。希望所搭建的模型和实施路径能为未来零碳园区项目的实践提供一定的参考。

0 引言

近年来，随着“3060”战略目标的深入实施，更多园区开发商、能源企业、政府开始积极投入资源，探索建立零碳园区的路径。目前，国家级和省级2500多个产业园区贡献全国近一半的工业产出，但同时也产生了大量的碳排放。如何在保证园区经济发展的同时，实现绿色低碳转型成为亟待解决的问题，园区零碳化作为实现经济发展和绿色发展有机结合的重要载体应运而生。这里的零碳园区可以广泛应用于工业园区、科技园区、新能源示范区、商业综合体等领域。就目前而言，园区零碳化的实施指南暂未明确，大多数往往仅关注CO2排放，尚未建立碳计量、碳管理、零碳闭环的全局观。园区零碳化是历经低碳、近零碳的动态演进以及规划、建设、运营一体化持续优化迭代，最终实现净零碳排放的发展模式。对能源体系进行升级，赋能园区全面减排，降低园区CO2直接排放和间接排放量。同时结合碳捕捉、碳吸收、碳交易等方式抵消园区内剩余的CO2，从而实现园区的真正零碳排放。

1 零碳化含义

1.1“双碳”需求驱动

零碳化是指采用先进的低碳和零排放技术和管理方法，在生产和生活过程中实现某空间区域碳排放降至极低水平，通过碳汇固碳或技术固碳手段对无法减排的碳进行抵消，最终达到碳中和。2018年中国能源活动排放量占温室气体总排放量（不包括LULUCF）的77.9%，欧盟的碳边境调节机制（CBAM）将在2026年正式实施，中国外贸中的碳关税存在着巨大的隐患。随着“双碳”行动持续深入推进，《中共中央国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》《2030年前碳达峰行动方案》等国家顶层文件及多个省份“双碳”实施方案不断出台。近期多地一系列鼓励园区加速产业升级及绿色发展的政策文件陆续公布，园区低碳转型已成为必然趋势。截至2023年底，全国相关政策文件发布1628个，主要分布在广东、山东、浙江、上海等地（见图1），将主要的政策汇总如下（见表1）。经调研全国有开发区2543家，国家级开发区552家，省级开发区1991家，我国园区经济约占全国25%，园区碳排放可达全国排放总量的33%，因此在全国零碳化进程中，零碳园区是引领地方能源消费迈向低碳发展的主力军，也是能源绿色低碳发展的主战场。

1.2 零碳的定义及碳排放计算方法

零碳是指在某个区域范围内，企业、产品、活动或个人在一定时间内直接或间接产生的CO2排放总量（包括直接排放、外购电力和热力间接排放、间接排放），尽可能在节能减排的前提下通过碳汇固碳或技术固碳手段对无法减排的碳进行抵消，最终达到碳中和。园区的零碳化建设方式可归结于减少碳排放与加强碳吸收两个方面，从能源、建筑、交通、碳汇与管理等5方面落实低碳减排方案，经过碳核查、制定减排目标、实施节能减排和绿色能源方案、制定负排放方案，最终实现零碳或碳中和。

碳排放核算是发展零碳园区的基础，是量化园区碳排放水平的核心手段，以及挖掘园区碳减排潜力的前置条件。园区碳排放的计算方法的研究和应用主要有排放清单法和投入产出法两种，排放清单法首先对会导致主要温室气体排放的生产生活活动进行整理统计，再根据数据表格进行温室气体排放的核算分析，是目前应用最广的方法（见表2）。

1.3 零碳化园区标准体系

当下零碳园区评价体系的评价要素分类各有不同，学科侧重点皆存在明显差异，交通能源、建筑耗能、清洁能源、林业碳汇的碳排放评价被纳入所有产业园区碳排放评价体系中。本文将各地制定的零碳园区及零碳建筑规范标准进行汇总分析，列举典型地区的零碳建筑技术标准文件（见表3）。

各地近零碳排放园区试点建设指标体系一级指标各有不同，一级指标主要涵盖基础设施、能源与循环利用、低碳管理与技术方面；二级指标主要涉及交通系统、建筑系统、能源系统等；三级指标体系主要涉及清洁能源使用率、绿色建筑比例、碳排放强度等，将重合率的强弱进行深浅颜色标注（见图2）。各地陆续出台零碳建筑技术标准文件，对低碳（近零碳、零碳）建筑碳排放强度指标、区域碳排放指标进行规定，采用碳信用抵消的区域碳排放量不应超过基准区域碳排放量百分比各地也有不同规定（见表4）。

2 零碳化园区发展路径研究

2.1 零碳化发展现状及基本路径

据不完全统计，目前国内外已经有113个零碳案例，以及近日上海首批碳达峰碳中和试点名单公布，这显示出零碳产业已进入了快速发展期，通过对典型零碳领域的案例进行汇总（见表5），总结得出：目前零碳园区主要应用场景为数据中心产业园、工业园区、经济开发区、物流园区等，技术路径主要涉及分布式光伏、风电等绿色发电技术，空气源热泵、地热源热泵、余热利用等。

可以看出在定义零碳园区的体系中，主要考虑定量和定性2个维度的指标，定量指标为碳排放总量及强度，定性指标为“双碳”工作机制、碳管理碳披露能力提升、绿色低碳技术应用及示范等。成熟的零碳化应该是整体系统达到低碳清洁，若一个区域仅仅采用绿电作为驱动电源，不能称之为真正的零碳。经分析，大部分案例只是运用绿色低碳的技术手段达到低碳、近零碳的标准，还未真正达到零碳的标准。本文将园区零碳化建设路径分为技术措施和非技术措施2个方面，基于传统基准园区进行技术措施降碳达到近零碳园区标准，再通过碳汇或碳抵消非技术措施实现零碳园区（见图3）。

2.2 园区能源系统技术措施零碳化路径

园区整体通过能源、建筑、交通、碳汇与管理等五方面的交互与融合，形成零碳园区减排体系。一方面，通过建筑本体的节能改造来实现建筑节能，推动园区零碳化进程。另一方面，园区的主要排放来源于能源系统，因此，主要减排途径针对能源系统“源—网—荷—储—市场”的各环节。在能源侧，因地制宜提高清洁能源的占比,包括太阳能、地热能、风能、氢能等可再生能源的使用，挖掘园区内屋顶、建筑资源开发屋顶分布式光伏或建筑光伏一体化，通过储能等能源资源的调峰措施,可实现清洁能源的最大化利用。在网端，基于园区的区域定位、业态分布和周边资源情况,建设智慧能源网络,主要通过多能耦合和能量梯级利用，并与交通网融会贯通，提高消纳绿电的能力。按多能互补、集成优化的原则建设多源协调、多网融合的智慧能源微网。在荷端，主要有电/热/冷/气/氢等用能需求；储侧需要配置储电、储热、储氢、蓄冷等储能设备；经研究在园区内建设光伏系统提供电力，空气源热泵提供冷热，用电不足部分优先调度附近的绿电，一次能源节约率和CO2减排率分别在33%~100%和22.7%~100%。市场侧构建园区在各大碳市场下的碳资产管理系统，园区能源系统在市场引导下提高净零碳能力。另外与交通系统交相融合成为园区低碳减排的重要趋势，通过碳汇与市场交易策略实现园区低碳性与经济性协同发展。

2.3 非技术措施抵消碳排放

通过节能降碳技术手段实现各场景的零碳排放具有一定技术和经济难度，国际零碳化相关标准与技术导则普遍提出建筑可通过非技术措施抵消剩余碳排放量，非技术措施通常以场外可再生能源应用、购买绿色电力和碳信用产品等碳抵消措施为主，主要包括碳配额交易、绿电交易、绿证交易，以此鼓励零碳化发展。零碳园区内的建筑应积极发挥建筑自身降碳潜力后再引入碳抵消机制。这样的机制将环境效益以碳排放量和价格的形式参与到园区零碳化建设中，有助于直观地体现减碳运行给园区带来的经济效益。在中国温室气体自愿减排（CCER）机制下，中国自2013年起共备案200个减排项目核算方法学，其中较常用的是可再生能源、燃料/原料转换、温室气体销毁、能源效率、避免温室气体排放、碳汇等类型，支持1315个温室气体自愿减排项目注册。

3 园区零碳化模型分析

3.1 计算模型

将园区碳中和分为碳排放和碳减排两个方面，当碳排放和碳减排值相等时即实现了零碳园区，模型见图4。而碳排放主流的计算方法包括碳排放因子法、实测法、投入产出法和物料分析法等。为便捷、有效地对建筑碳排放进行具体量化，零碳园区解决方案选择采用碳排放因子法构建碳排放计算模型。

根据《IPCC国家温室气体清单指南》提供的基本方程，温室气体排放量为：

GHG=AD×EF(1)

式中：GHG——温室气体排放量；AD——导致CO2排放的生产或消费活动数据；EF——与活动数据相对应的排放因子。

将不同技术或非技术措施的单位减排量对应的成本进行计算分析，以成本最低且碳减排量最高作为目标，寻求园区零碳化改造的最佳路径。经过调研与整理形成排放因子以及边际成本数据表（见表6）。

式中：

CO2总为CO2总排放量；

CO2直接为园区内因为生产直接产生的CO2量；

CO2间接为园区内外购电以及冷热间接产生的CO2量；

EFe表示电力排放因子，单位为tCO2/万kWh；

E表示电力消耗量，单位为万kWh；

EFh表示热力排放因子，单位为tCO2/万kWh；

H表示热力消耗量，单位为万kWh。

3.2 案例测算

现以上海某园区作为案例测算分析，将园区近三年的能源动力系统能源量进行汇总，热力消耗量为2653万kWh，设备、照明等其他能源消耗量约为12780万kWh，得出年CO2间接排放为12212.58t。（见图5,6,7）

分布式光伏发电方面，根据屋顶可利用面积排摸情况，园区每铺设1MW的光伏，年发电量100.08万kWh,预计CO2年减排量557.24t。通过排摸屋顶情况，园区内可以铺设4MW的光伏，投资约为1600万元，预计可实现每年CO2减少排放1681t，单位面积减碳强度为0.042tCO2/a，按照25年的生命周期，节能量测算降碳成本为3.8元/tCO2。

智慧照明改造方面，园区已投入5353盏照明灯的智慧化改造，投资约为58万元。根据对比测试节能率为85%以上。原灯具消耗电量为761624kWh，改造后预计至少节约用电647380.4kWh，每年CO2减少排放271.9t，经计算得出智慧照明减碳强度为0.0508tCO2/盏，按照5年生命周期的节能量测算降碳成本为426.6元/tCO2。碳汇及CO2捕集方面，园区占地面积5.74km²，整体绿化率达到70%，也即含有70hm²的绿地面积，即通过原有绿地可以实现年吸收1071tCO2。

另外经实践测算，一般的电制冷机房的COP可以将2提升至5，则每1kWh冷量对应可以节约用电0.3kWh，高效机房减碳强度为0.000126tCO2/kWk冷量按照10年运行时间的节能量测算出单位CO2减排成本约为226元/tCO2。

因此园区仅通过光伏发电项目、智慧照明项目、园区绿地吸碳可以实现年CO2减排3023.9t，今后为实现碳减排的缺口，可以将老旧的电制冷机房、厨房余热利用等技术纳入园区的零碳化建设中。

4 分析与建议

1）平衡零碳园区建设与碳约束

建设零碳园区首先需解决的是要从更深、更广的层次研究在保证经济发展和践行“双碳”的前提下，科学发展、绿色发展与可持续发展的平衡机制与现实路径，为园区的碳中和演进做好顶层设计，突破零碳园区的形态模式、路径优化和关键技术。针对新建园区可以在规划阶段纳入低碳概念，尤其要建立碳计量、碳管理、零碳闭环的全局观。强化零碳发展的资金支持力度，多渠道统筹资源，为园区建设提供资金保障，平衡好零碳园区建设与碳约束两者的关系。

2）统一的零碳园区标准体系需要完善

国内零碳园区标准体系建设亟待完善，各地标准规范、指标体系各有不同，暂无零碳园区专项国家标准，仅有2个针对零碳园区的团体标准发布，这样就会出现各地“碳中和碳达峰”工作的开展参差不齐。另外需要充分发挥政策机制作用，保障零碳规划落地，零碳园区还需要较多的制度建设。

3）碳交易市场的覆盖面以及普适性需要提升

截至当前，CCER项目方法学只延伸至造林碳汇、并网光热发电、并网海上风力发电、红树林营造、煤矿低浓度瓦斯和风排瓦斯利用、公路隧道照明系统节能6个领域，这些与园区契合度不是很高，比如以区域供能系统为代表的能源动力系统方法学还未有相关资料进行约定，未来将更多的领域纳入方法学中，可以调动更多的碳交易活力。

4）试点示范工作需要深入推进

先进行局部试点探索，再把试点的经验做法推广，也是园区推进低碳、近零碳、零碳发展路径的必由之路，发挥好试点对全局性改革的示范、突破、带动作用。目前各地已组织开展碳达峰碳中和试点工作，编制相关方案指南，但目前申报的试点园区是以定性为主定量为辅，真正达到零碳园区标准还有一定距离，随着零碳园区的建设从过渡期到稳定期的发展，将指标体系向定量上实现零碳靠拢。

5）平衡低碳技术应用的成本与企业经济效益

很多零碳技术面临的更多是经济压力，园区或企业需要在节能与节钱两者中取舍。从企业角度看，低碳技术应用的成本与企业经济效益的提升可能不成正比，仅从环境保护和社会责任角度去推动该项工作，难度相对较大。需要建立产学研一体化的成果转化机制、约束与激励相结合的应用推广机制的统筹谋划方案。又或者需要外部能源公司进入园区内以合同能源管理模式参与到零碳园区建设中，将资金压力转换到专业能源公司。

5 小结

园区是落实我国“双碳”战略的重要抓手和天然试验田，也是能源转型的必然选择。在低碳发展背景下，建设零碳园区极具现实意义和研究价值。本文通过梳理现有的零碳化园区发展现状，将园区零碳化建设路径分为技术措施和非技术措施2个方向，搭建一般园区碳排放或碳减排计算模型，将不同技术或非技术措施的单位减排量对应的成本进行计算分析，以成本最低且碳减排量最高作为目标，寻求园区零碳化改造的最佳路径，使得园区内动态碳排放强度为零，可以看出通过智慧照明改造项目带来的碳减排量单位成本最低。最后，从科学、技术与政策多维度总结了零碳园区建设面临的挑战。希望本文所提出的框架搭建和实施路径能为未来零碳园区项目的实践落地提供一定的参考。

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