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【探索】从零碳园区打造路径及发展基石 看园区“碳中和”之路

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20 蔡雨晴 • 2022-07-05 14:30:55  来源:前瞻产业研究院 E31979G0

1、我国园区数量庞大,高排放现状催生零碳园区

——园区分类多样化,开发区数量不断增长

一直以来,产业园区是我国区域经济发展的主力,目前全国各类产业园区超两万个,园区经济对全国经济贡献的增长率已经超过了30%。园区的具体形式多种多样,主要包括高新区、开发区、科技园、工业区、产业基地、特色产业园等以及近来各地陆续提出的产业新城、科技新城等。

自1984年设立首批国家级经济技术开发区以来,我国各类开发区发展迅速。2006年公告了符合条件的1568家开发区,2018年达到2543家。中国开发区网最新统计数据显示,截至2022年7月,我国开发区总数共有2781家,其中国家级经开区和国家级高新区数量分别达到230家和172家。

图表1:2022年中国开发区数量及分类情况(单位:家)

注:数据统计时间截至2022年7月1日。

——区域园区减碳压力大,零碳成为发展的必然趋势

园区作为我国经济发展的核心引擎之一,具有人口产业聚集、能源资源消耗集中、创新要素聚集等特点。清华大学环境学院2020年发布的一项调研数据显示,近70%的工业用能集中在工业园区,园区碳排放占全国总碳排放总量的31%;其对213家国家级经开区的温室气体排放强度调研结果显示,从单位土地面积排放来看,213家园区的排放强度远高于全国单位土地面积排放水平(1358吨/平方公里,即全国总排放与国土面积比值),意味着园区是全国范围内的空间排放热点,应将其作为温室气体减排的关键着力点。

总的来看,华东、华中、华南的园区排放绩效优于其他区域园区;华北和西北的园区由于布局较多高耗能产业,且广泛采用燃煤供热以满足冬季热力需求,导致额外的燃煤消费量,因而其排放绩效相较其他园区有较大差距。

图表2:213家园区的温室气体排放平均强度(单位:吨/平方公里,吨/万元,吨/人)

2、明确不同园区零碳战略定位,探索零碳园区发展重点

——园区形态功能各异,零碳落脚点各不相同

零碳园区指在园区规划、建设、管理、运营全方位系统性融入碳中和理念,依托零碳操作系统,以数字化手段整合节能、减排、固碳、碳汇等碳中和措施,以智慧化管理实现产业低碳化发展、能源绿色化转型、设施集聚化共享、资源循环化利用,实现园区内部碳排放与吸收自我平衡,生产生态生活深度融合的新型产业园区

在打造零碳园区时,需要考虑的因素包括能源结构、能源利用效率、单位能耗强度、碳排放总量和碳排放强度等,影响这些因素的主体主要来自园区内建筑、工业和交通领域的用能需求。由于园区种类和功能多样,不同类型的园区用能特点各有不同,其零碳发展路径也会有所区别。

图表3:典型园区特点及零碳战略定位

注:0-5表示用能/排放强度,数字越高/颜色越深,用能/排放强度越大。

由以上分析可知,工业园打造零碳园区主要关注工业减排方面;港口物流园和产城综合体主要关注建筑和交通减排方面;科技创新园和商务办公园主要关注建筑方面。

——零碳园区打造主要从能源、建筑、交通方面入手,数字化贯穿全过程

能源转型、零碳建筑、交通低碳转型为打造零碳园区的重中之重。其中,能源转型的趋势是通过逐渐降低能源生产和消费中的碳排放,建立低碳甚至零碳的能源系统;零碳建筑能够依靠太阳能或风力发电等可再生能源运作;交通低碳转型则鼓励采用高能源效率的交通工具。

此外,数字化赋能是建设零碳园区的必由之路。通过零碳园区数字管理平台,构建多能转换、多能互补、多网融合的综合协同能源网络,提升多元分布式能源体系的运行效率,同时基于数字管理平台实现能源消费、碳排放、碳减排、公众碳排放等数据的全融合,对碳排放、碳减排进行“全景画像”。

图表4:零碳园区重点领域及数字化平台打造

——零碳智慧园区能源体系包括各典型能源场景,并加以数字化全面赋能

结合零碳智慧能源体系蓝图,零碳园区建设打造主要包含集中式清洁能源供应、化石能源清洁利用、生物质及氢能高效利用、零碳智慧能源网络、零碳建筑、零碳交通等典型能源场景,覆盖包括能源、工业、建筑、交通等主要目标脱碳行业或领域。形成以新能源为主体、集中式与分布式相结合、源网荷储协调互动、多能转换、多能互补、多网融合、数字全面赋能的零碳园区智慧能源体系,实现安全可靠和高效经济运行。

图表5:零碳园区智慧能源体系实现路径蓝图

3、政策规划推动零碳园区试点建设,标准体系初步搭建

——“碳中和”愿景下,国家及省市大力推动零碳园区发展,开展零碳园区示范工程建设

2020年9月,习近平主席在第七十五届联合国大会一般性辩论的讲话中提出:“中国将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”,标志着我国正式进入“碳中和”时代。据不完全统计,全国已有内蒙古、福建、江苏、浙江、重庆、上海、云南、宁夏、青海、贵州等超过十个省份规划出台了有关零碳工业园区的政策文件,2022年可谓零碳工业园区元年。各城市已经具有完善的低碳建筑/绿色建筑奖补相关政策,进一步推进零碳园区的建设。

图表6:各城市推进零碳园区建设的相关政策措施

——零碳示范园区建设快速推进,政策对近零碳排放区试点建设工作做出指导

目前我国零碳智慧园区方兴未艾,正处于全国布点阶段,大量零碳园区处于规划设计、开发阶段,未来将有一批零碳园区试点建设完成,为我国全面实现“双碳”目标奠定基础。2021年8月,上海市生态环境局印发《上海市低碳示范创建工作方案》,提出了低碳发展实践区(近零碳排放实践区)和低碳社区(近零碳排放示范社区)的碳排放核算方法建议,对碳排放核算领域、要素、方法、活动水平、数据来源等进行了详细规定,具有很强的参考性。2021年11月,深圳生态环境局、发改委印发《深圳市近零碳排放区试点建设实施方案》,以区域、园区、社区、校园、建筑、企业为例,从定义、试点申报要求、建设路径建议与碳排放核算方法等方面对近零碳排放区试点建设工作做出指导。武汉、无锡等多地也在规划零碳示范园区。

图表7:零碳园区试点分布及近零碳排放实践区碳排放统计核算领域

——零碳园区建设标准评价体系初步搭建

从标准来看,团体标准T/SEESA010-2022《零碳园区创建与评价技术规范》中规定了零碳园区的创建原则和基本要求、创建措施、评价体系以及评价流程,适用于具备一定低碳发展基础的工业园区开展零碳园区创建提升以及评价工作。

图表8:零碳园区评价指标体系

4、技术创新为打造零碳园区的关键手段,助力零碳场景落地及园区碳减排

——零碳技术创新和智慧化改造助力零碳园区目标实现

创新技术和园区智慧化改造是实现园区碳中和目标与经济高质量发展协同的关键手段。目前,市场上的零碳创新技术蓬勃发展。零碳创新技术既包括节能增效类的技术,如工艺替代、能效提升、资源回收、燃料替代技术等;也包括能源系统脱碳类的技术,如风力发电、光伏发电、氢能、电化学储能、生物柴油燃料等;还包括负碳技术,如土壤改良、海洋利用、碳捕集/利用/封存等。此外,基于数字管理平台实现园区碳排放等数据的全融合,赋能园区全面减排,降低园区二氧化碳直接排放和间接排放量,助力零碳园区打造及目标实现。

图表9:零碳创新技术应用路线及园区智慧化实现路径

——不同阶段工业园区减排途径不同,减排依赖技术创新

根据《基于2℃温控目标的中国工业园区低碳发展战略研究》中的低速与高增速情景下中国工业园区面向2035年和2050年的碳减排路径,中国工业园区二氧化碳排放量增幅来源于经济增长,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、电网碳强度下降为工业园区减排要素。其中,2015-2030年间,减排主要来源于产业结构调整与能效提升、碳捕集、利用与封存以及非化石能源占比提升;2030-2050年间,减排主要来源于碳补集、利用与封存。由上述碳减排路径可知,产业结构调整、能效提升、CCUS、电网碳减排等均依赖于技术创新,工业园区碳减排助力零碳园区打造;反过来讲,零碳园区也可为经济增长、技术创新、基建投资赋能。

图表10:中国工业园区低增速与高增速情景下面向2035和2050年的碳减排路径(单位:亿吨)

综合来看,我国零碳园区的实现路径离不开以下方面:首先,需要明确园区的零碳战略定位,从能源、建筑、交通等方面打造零碳智慧能源体系;此外,政府在引导建立循环共生发展,实现园区产业结构高附加值和绿色低碳化、建设绿色低碳产业链等方面可发挥重要的引导作用,并推动标准评价体系建设完善;最后,推动技术革新为零碳园区的重要手段,以系统化的方式解决园区的零碳需求,确保零碳园区在排放目标、降碳路径、技术应用、管理体系等方面具有示范引领性。

「前瞻碳中和战略研究院」聚焦碳中和领域的政策、技术、产品等开展研究,瞄准国际科技前沿,服务国家重大战略需求,围绕“碳中和”开展有组织、有规划科研攻关,促进碳中和技术成果转化和推广应用,为企业创新找到技术突破口,为各级政府提供碳达峰、碳中和的战略路径管理咨询。院长徐文强博士毕业于美国加州大学伯克利分校,二十余年来一直深耕于低碳清洁能源和绿色材料领域的基础研究、产品开发和产业化,拥有55项专利、33篇论文,并已将30多种产品推向市场,创造商业价值50+亿元,专注于氢能、太阳能、储能等清洁能源研究。

前瞻零碳园区项目解决方案包含园区规划→建设→招商→运营全阶段服务,为客户提供从前期目标规划,到中期园区产业技术改造,到后期招商运营全面一体化综合服务。强调“绿色低碳技术创新、助力产业升级”,落脚点为“园区碳排放总量/单位产值碳排放量下降”,兼顾绿色与发展、兼顾生产和生态的全面规划。

以上数据参考前瞻产业研究院《中国智慧园区建设规划布局与招商引资策略分析报告》,同时前瞻产业研究院还提供产业大数据、产业研究、政策研究、产业链咨询、产业图谱、产业规划、园区规划、产业招商引资、IPO募投可研、IPO业务与技术撰写、IPO工作底稿咨询等解决方案。

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