關于零碳工業園區建設的研究

陳大令

（廣東省建筑設計研究院有限公司，廣東廣州 510010）

0 引言

中國是全球碳排放量最大、工業類型最多的國家，為了應對全球氣候變化，體現大國的責任與擔當，在2020 年9 月，我國做出了CO2排放量力爭在2030 年之前達峰，2060 年之前實現碳中和的決定。而園區又是工業集群發展的中心，是工業集群發展的關鍵，其零碳建設就顯得尤為重要。

1 低碳工業園區的發展現狀

工業園區（圖1）是我國工業化、城鎮化發展的重要載體，其向綠色、智能化、零碳轉變發展，是碳達峰、碳中和的必然要求與重要路徑。創建零碳園區，是“雙碳”的關鍵，也是實現園區智能化的必經之路，是重新塑造新的城市發展格局的必然要求。但是，傳統的園區開發模式，對資源和能源進行著密集消費，同時還會產生大量的污染物。所以，在推動綠色、零排放方面，要在經濟發展和環境保護之間找到平衡。站在產業系統的角度，推動新興產業集聚、企業低碳化改造、低碳技術創新供給，將工業園區作為產業轉移的載體平臺，從而構建出一個低碳環保的產業集群，提高園區的企業人口聚集能力以及高新低碳發展的輻射帶動效應，為城鎮化提供平臺和空間，從而讓產業的競爭力得到進一步提高[1]。

圖1 工業園區

1.1 缺乏頂層設計

首先，目前行業內缺乏對零碳園區的理解。近年來，我國大力推進園區向綠色低碳轉型，由此產生了許多新的理念，如低碳園區、近零碳園區和零碳園區，但這些理念在園區建設中卻存在著許多誤區。例如，有關部門對低碳、近零碳、零碳的內涵理解不夠，混淆了零碳和低碳發展等。其次，零碳化園區的發展方向不明確。許多地區對零碳園區的理解還只是理念上的，傳統的園區通常沒有系統的前瞻設計，智慧建筑的體現以零散的功能拼接為主，缺少整體思維，各個子系統都是相對封閉的。所以，零碳園區的構建仍然處在初期的理念設計階段，對于零碳園區的頂層設計和政策依據等都還在摸索之中，并沒有清晰的、切實可行的規劃路徑。然后是零碳園缺少相對應的制度規范。當前，我國大部分園區尚未建立統一的能耗核算體系和碳排放監控機制，且我國碳排放核算方法和核算邊界不明確，制約了零碳園區的建設[2]。目前，只有兩個關于零碳園區的團體標準已經公布，因此，我國的零碳園區標準體系的建設還需要進一步的完善。

1.2 能源結構失衡

中國近幾年的CO2排放量中，有80%以上是來自于能源領域。相對于傳統的工業園區，低碳和近零碳園區對碳排放的需求更高，而零碳園區則要求達到零CO2排放。盡管我國風電和光伏發電的裝機容量在近幾年快速增加，但是能源結構仍以煤為主，離“雙碳”目標還有很大的差距，煤炭發電如圖2 所示。我國傳統能源主要依賴于化石能源，這與主要依賴于可再生能源的新能源結構不平衡，增加了零碳園區建設的壓力。

圖2 煤炭發電

1.3 低碳相關技術不成熟

目前，我國對低碳技術的研究、開發與應用的整體水平迫切需要提升。從當前我國零碳園區發展現狀來看，園區的智能化服務、數據管理等都還還不夠完善。各個部門或組成采用自我閉環的管理模式，造成了大量的信息無法進行有效的共享，產生了嚴重的信息孤島；而在此基礎上，如何在零碳環境下，提供數據整合、信息整合、服務整合等多類別的規范化集成方法，實現能源、儲能、光伏等全量級業務數據的共享、融合聯動，以及“雙碳”數據的規范化處理等，都需要深入研究。

1.4 亟須平衡低碳工業園區建設與碳約束之間的關系

據統計，2021 年，全國碳排放總量為98.99 億t，較上年同期增加0.6%，且占全球碳排放比例上升到30.7%，園區面臨著很大的脫碳壓力，零碳園區建設與開發面臨著經濟與社會雙重挑戰[3]。在此背景下，園區作為我國發展高新技術產業和推進自主創新的核心載體，需根據自身區位特點、發展階段、產業特點、要素資源等方面，從融入全國大局出發，進行統籌規劃，平衡區域發展與碳約束之間的關系。

2 “雙碳”背景下低碳工業園區建設實現路徑

在“雙碳”的大背景下，零碳園區的創建，將成為從宏觀到微觀的國家戰略的有效落實，是對低碳園區、近零碳園區的不斷優化和迭代，也是對零CO2排放的更高要求。零碳園區的構建是一個復雜而系統的工程，應從構建全壽命周期的零碳控制體系出發，通過數字化賦能，完善政策支持，“標準、技術、示范”模式先行，將零碳園區和零碳城市有機融合，探尋零碳園區構建的可行路徑。

2.1 低碳化、全生命周期的園區設計管控

建設低碳社會，其最終目的是實現零碳。全生命周期零碳園區設計管控，就是在園區的規劃、建設、運營過程中，把碳中性的理念，全方位、系統性的融合到園區的規劃、設計、建設和運營之中[4]。

在園區規劃階段，對園區進行系統分析和頂層設計，并對園區的建設目標、整體流程、實施方案進行準確界定。在已有的零碳園區實現零碳轉型的過程中，首先，要根據已有的產業結構特點，建立相應的碳計量模型，收集全量化的碳數據，進而對其碳達峰的目標值及持續時間做出科學的評估。其次，在此基礎上，根據其所具有的能源、應用、數字化等三大核心能力，對其碳中和路徑進行科學的選擇，并制訂分年度、分領域的具體減排計劃，最終獲得一套更加精細的碳排放管控方案，從而達到降低能耗的目的。

在園區建設期間，對園區內的工業及基礎設施實施零碳改造，并采用綠色環保的方式，在建設期間達到零碳，并為后期運行維護期間的節能減耗打下穩定的基礎。室內綠色庭院如圖3 所示。特別是對產業結構進行優化，加速碳利用的推廣和普及，對產業鏈進行優化，并根據我國國情制定相應的產業優化規劃。淘汰落后產能，不引進大能耗、大污染、大排放的項目或企業；采用低碳設備、低碳技術和低碳材料，對園區中的高能耗產業進行設備升級與技術改造，以提升能源利用率；引進順應趨勢的新興行業，如新能源、節能環保等，在底層結構構筑綠色化低碳發展的壁壘。

圖3 室內綠色庭院

在運營層面，通過優化要素配置，創新商業模式，進一步優化碳貿易等方式，提升能源利用效率，推動零碳園區建設。①要素分配問題。強化全要素保障，通過統籌考慮土地、技術、人才、機制、信息、金融等資源要素，對其進行配置整合，實時監測、分析園區內碳排放及用能等各項系統性指標。②多元化的規制。構建覆蓋園區企業、園區管委會和政府主管部門的多層次、多角度的碳監控系統；構建碳監控、碳減排和碳補償激勵等多層次的監控系統，從而形成多元化和信息化的監控模式。

2.2 數字化打造智慧低碳工業園區

隨著互聯網技術的快速發展，5G 技術、移動互聯網、大數據、云計算、區塊鏈、AI 技術等數字技術的投入使用，各產業鏈的生產、運行、管理、傳輸方式正在發生著日新月異的變革，促使其朝著綠色化、低碳化的方向發展。構建零碳智慧園區，需要數字化賦能，數字技術可以改善社會和經濟的效率。通過數字化轉型，提高園區的生產效率和管理效率。以大數據技術為支持，展開系統分析，構建出更加精確的資源配置方式，更加有效的指揮、調度、決策體系，對零碳園區的運作效率和質量管控進行系統性提升，從而提升運營效益。

2.3 充分發揮政策導向作用，引導低碳規劃切實落地

零碳園區尚需系統構建，特別是對碳計量、碳管理、零碳閉環等方面的全面認識，迫切需要建立并健全相應的標準體系。①建立一套系統化的、標準化的適合于工業園區的GHG 會計核算的方法和工具。以能源相關的溫室氣體排放作為核心對象，基于標準金融工具，對其進行直接、間接排放的核算，并在方法可行性、范圍一致性、結果可比性等方面進行深入研究。②加強全國性政策引導，鼓勵零碳園區的發展和建設。統合土地，規劃，財稅，金融，科技，工業，環保等各相關部門，完善零碳園區的政策包，以財政補貼，貸款貼息等各種形式，為零碳園區的創建提供開拓道路。鼓勵各地根據自己的實際情況，制訂相應的政策，擴大融資渠道，探索綠色信貸、綠色債券和綠色基金等，對零碳園區進行支持鼓勵，從而推動零碳技術產品的綜合集成和應用。

2.4 加強創新模式建設

厘清零碳園區的概念內涵，并盡早研究建立零碳園區的評價指標體系及建設指導方針；本文針對我國目前零碳園區建設中存在的概念模糊、評價失準等問題，提出應由國家層面對零碳園區的建設道路進行系統研究，妥善制定方針指南和鼓勵政策；并結合我國各地區能源消費結構與碳排放特征，從經濟發展水平、能源消費結構、產業結構與碳排放等方面，以區域碳總量達峰、工業、建筑、交通、民生等重點行業近零、源匯相抵、凈碳排放趨零為核心的評估指標，提出零碳園區建設指南[5]。

推動技術創新，為智慧園區零碳發展提供高效的技術支撐。按照零碳智能園區的規劃，必須在以下方面，對這些技術進行布局。聚焦于零碳能源，特別是零碳電力技術的突破。以能源生產方式的深度脫碳為核心，堅決推動清潔能源取代化石能源，研究開發低成本的儲能技術，構建一個水、風、光等資源綜合利用的供能體系，推動建筑、工業、交通等各相關領域的電氣化，加快推動多源供電終端的電力智能匹配技術體系。風力發電如圖4 所示。

圖4 風力發電

2.5 堅持產城結合的原則

城市和工業園區之間存在著一種相互依存、相互促進、相互促進的產城融合進程，是兩者共同實現綠色轉型的必然選擇。在融合生態的指導下，推動產城融合，推動新型工業化與新型城鎮化的良性互動，實現資源的共建共享。在城市及公園中，工業生產、建筑及運輸是最重要的社會性活動。開發區作為城市“雙碳”目標的主要載體，是一個重要的牛鼻子，而開發區又是一個重要的發展方向。為此，需要完善零碳園區的產業制度，將零碳園區建設與零碳城市、零碳行業有機地結合起來，以零碳園區建設、零碳城市建設來促進零碳的美麗中國建設，從而達到可持續發展的目的。

3 結語

綜上所述，園區對國家經濟發展具有重大意義，以其為基礎進行的研究和創新，將是實現國家“雙碳”目標的一個主要途徑?；谶^去十多年我國在低碳社區、低碳工業園、近零碳排放區等方面取得的積極成果，提出了以零碳園區為切入點，以“雙碳”為切入點，探尋切實可行的可行途徑。零碳園區的建設和發展，對我國“雙碳”的實現起到了積極的作用，對人才、技術和資金的要求也是非常高的。當前，我國零碳園區的構建還處在初步探索階段，大部分零碳園區的構建還存在著頂層設計不完善、能源結構不合理、技術水平不高、零碳園區發展和碳排放制約失衡等問題。要創建零碳園區，就必須不斷提高零碳園區的整體水平，并在此基礎上，從下往上，將“雙碳”目標貫徹到國家的目標。