摘要:產業園區是我國經濟增長與產業發展的關鍵引擎,也是我國實現總體碳中和目標的核心領域。文章研究表明,我國產業園區歷經了生態、低碳、零碳等發展階段,本質上是我國產業地位與結構不斷向高端化轉型升級的體現。現階段,零碳科技的進步正為產業園區零碳化發展持續賦能。未來,我國產業園區有望產生零碳園區、智慧零碳園區等多種新興形態,凸顯產業園區零碳化發展的新成果。
關鍵詞:零碳化;碳中和;產業園區
中圖分類號:F424" 文獻標志碼:A
0引言
我國在全球碳中和背景下積極提出了“3060”雙碳發展目標[1],零碳科技、綠色發展理念深入人心。目前,我國80%以上的碳排放來源于能源電力、工業生產等產業部門[2],而自改革開放以來,我國已逐步形成了以產業園區為集群化形態的產業發展特色,產業園區已成為我國GDP增長與產業發展的核心動力源。
產業園區一方面受益于集中規劃,各產業共享土地資源與公共設施,降低生產成本,形成優勢化產業分工,工業發展實現高速增長;另一方面,產業集群帶動資金、人才、技術等各類要素集聚,進一步提升生產效率,促進經濟高質量發展[3]。然而,由于我國工業發展起步較晚,大部分產業仍處于從粗放型向精細型過渡發展階段[4]。如何形成零碳綠色的高質量發展模式,建設一批零碳化產業園區,為全社會實現零碳目標助力,將成為產業園區未來發展的一項重要課題。
1我國產業園區的零碳化演變歷程
隨著經濟全球化進程,我國產業園區在飛速建設的同時,也對生態、環保、低碳等先進發展理念逐漸重視。但在許多產業的國際分工中,我國扮演的角色仍以生產制造型多、技術研發型少,產業鏈地位仍偏向于原材料或上游產品加工,這導致了我國許多工業生產環節集中在原料開采、材料加工、反應合成等階段,客觀上均伴隨著大量的能耗、碳排放與“三廢”排放[4]。對產業園區的零碳化發展而言,既要重視生存與競爭,又要加快產業轉型升級,更要向綠色與低碳邁進,可謂任重而道遠。
總結過去,我國產業園區在零碳化演變發展上大致經歷了3個歷史階段。
1.1生態產業園區
21世紀初起,由于生態破壞、環境污染日趨嚴重,我國在產業園區發展上逐漸重視生態環保,積極鼓勵發展綠色生態工業與循環經濟[1],重在監管企業“三廢”排放量及水、電等資源消耗水平,提倡資源循環、集約利用發展。2003—2007年,環境保護部先后印發了《國家生態工業示范園區申報、命名和管理規定》《國家生態工業示范園區管理辦法(試行)》[5],均旨在規范產業園區的生態化發展,引導產業結構向耦合型、循環型、清潔型轉型[4]。
綠色生態產業園區發展目標的提出,是為了緩解改革開放以來我國諸多地區經濟高速增長但產業粗放式發展的問題,鼓勵產業技術升級、強調節能環保理念、整治排放污染問題,糾正了許多地區“先發展、后治理”的錯誤理念,引導我國產業園區的發展向科學合理的方向邁進。
1.2低碳產業園區
2010年起,低碳發展概念逐漸普及,產業園區的低碳排放成為新的發展理念[6]。低碳產業園區是綠色生態型園區的升級,并對碳排放這一關鍵要素建立了明確的管控目標,鼓勵企業培養低碳理念、發展低碳技術、探索低碳管理,創建產業園區低碳發展模式。
2013年,工信部主導國內55個產業園區推進低碳化試點發展[5]。由于當時我國還未確立具體的雙碳目標,上述試點仍旨在促進產業進一步升級轉型,改變各地過分依賴能源資源無限制投入、盲目追求規模的粗放發展模式,增強產業綜合競爭力;此外,也是對減碳技術、減碳管理機制的摸索,為未來產業園區零碳化發展奠定基礎。
1.3零碳產業園區
2020年,我國在第75屆聯大提出,將力爭在2030年完成碳達峰、2060年實現碳中和[1],這表明我國的產業園區將進一步從低碳化向零碳化發展加速轉換。
盡管目前鋰電、光伏、氫能等新能源技術蓬勃發展,并在一些領域實現了商業化應用,但這些新技術在工業生產中對傳統能源的替代度還不高,煤、石油、天然氣等化石能源仍大量應用,產業園區的碳排放量還未達到峰值拐點。此外,產業部門對碳排放的收集、利用與處理也不盡完善,相關應用技術還處于較早階段。我國目前現存300余家經認證的低碳產業園區,但這些區域實際的零碳發展能力距完全實現碳中和還有明顯差距。
2產業園區的零碳化實現路徑
碳中和是指某個區域在一定的發展周期內,測算直接或間接產生的CO2排放總量,最終通過節能減排及碳吸收等多種方式被完全抵消,實現“零碳排放”[1]。零碳產業園區則是在碳中和背景下,歷經低碳、近零碳的動態轉型與優化迭代,最終實現凈零碳的一種發展形態。要真正實現產業園區的凈零碳排放和零碳化發展目標,需依托以下技術路徑與管理手段。
2.1凈碳供能技術
目前,我國能源活動的CO2排放量超過社會總排放量的80%,而工業生產用電就占其中的40%[7],因此,產業園區在供能的源頭就伴隨著很高的碳排放水平。未來,利用風電、光伏、核能、生物質能等新型凈碳供能技術,可在供能環節真正減少以火力發電為主的傳統能源形式,為產業發展提供凈碳清潔能源,同比大幅削減碳排放量[8]。此外,在冶煉、鋼鐵等產業中往往需要大量化石燃料作為還原劑或熱源,依托氫還原、氫供熱、電加熱等清潔高效的凈碳供能技術,替代高碳排放水平的傳統能源,亦可大幅削減碳排放。
2.2節能減碳技術
節能減碳技術,即利用先進技術管理手段,提高生產工藝水平,在生產工藝大鏈路保持不變的前提下,提升能源利用效率,間接減少CO2及“三廢”排放水平。例如,使用更潔凈高效的天然氣替代煤炭,降低單位耗能碳排放;利用先進技術與設備加強余熱利用、保溫控溫、生產循環等,降低能量損失,提升總體生產效率。
2.3負碳固碳技術
負碳固碳技術是指在生產環節的后端對已排放的CO2進行收集與處理的技術,力圖將難以替代、無法削減、剛性排放的CO2進行吸收、固定、匯集,也被統稱為CCUS(Carbon Capture, Utilize, Storage)技術,主要分為碳捕捉、碳利用、碳儲存等環節。根據國際能源署估算,CCUS技術的充分應用可為全球碳中和貢獻15%的總減排量[9]。
2.4智慧零碳管理技術
凈碳、減碳、負碳等“零碳科技”路徑的實現,還需輔以產業園區的智慧零碳管理技術[10]。一方面,要加強數字化基礎設施建設,建立碳監測、碳捕捉、碳分離系統,實施碳數字化融合管理;另一方面,要構建圍繞風、光、氫的多能融合體系和基于源、網、荷、儲的多網互補體系,實現能源綜合協同利用。只有對能源與碳源協同智慧化管理,才能真正統籌好全局的零碳化技術,協調區內產業的總體規劃建設與可持續發展,盡早有序地實現產業園區的零碳目標。
2.5核算調配機制
當前,我國還處于碳中和初始階段,單純依賴上述手段,很難在短期內實現區域的真正零碳化。借助核算調配機制,即核證自愿減排量(CER),可在企業間通過配額交易、清繳機制,抵消部分企業的超額碳排量。例如,金風亦莊產業園通過購買中國核證減排量(CCER),核銷了所排放的全部溫室氣體,使整個園區實現了完全碳中和的認定[1]。
然而,這種手段依賴于認證與核算信用機制,是一種相對減碳的范疇,碳配額購買區域與出讓區域的總體碳排放并未實際變化。當前,核算調配機制可視為在發展階段不同區域間優化配置碳排放權的一種過渡手段[2]。
3未來產業園區的零碳化發展趨勢
隨著雙碳大目標的明確提出,我國產業園區的零碳化發展進度及實施效果將更受關注。筆者認為,未來產業園區的零碳化發展將會向以下方向演變。
3.1存量產業園區的零碳化升級
國內絕大多數現存產業園區,都將向零碳化升級演變。一方面,原有產業將不斷轉型,淘汰落后技術,提升單位耗能產值、降低單位產值排放,增加高新技術與高附加值產業的占比[4]。另一方面,零碳科技將持續對存量產業賦能改造,逐步在源頭減碳、過程替代和末端固碳等各環節發揮效能[5],實現產業園區生產全過程的減碳、降碳直至零碳化升級目標。
3.2零碳科技產業園區的興起
隨著新能源產業的發展,將會新涌現一大批以“零碳科技”為產業主題的產業園區,立足鋰電、光伏、儲能、風電等方向,聚焦零碳材料、零碳裝備、零碳產品,為國內各產業園區和城市更新的發展過程提供零碳化技術服務、基礎配套與產品支持,零碳產業本身也將在替代傳統能源的過程中凸顯價值。但需注意,零碳產業未必完全零碳,如光伏硅材料生產需要大量化石燃料還原劑,鋰電池正負極材料的生產耗能巨大且存在污染物排放等,如何實現這些產業環節的零碳化也是一項重要任務。
3.3“雙零碳主題”產業園區的形成
目前,一批兼具上述兩種特性的“雙零碳主題”產業園區正在形成,如青海零碳產業園與內蒙古鄂爾多斯零碳產業園[2],均以零碳科技作為規劃目標產業,快速壯大區域產業經濟,并計劃在發展過程中逐步實現產業的零碳化目標。
在我國西北地區,風電、光伏、水電等產業技術發展存在基礎優勢,依托零碳科技的產業發展東風與零碳主題的精準產業定位,上述產業園區可獲得產業發展的新動能及巨大的市場機遇,實現工業規模化增長的初始發展目標。接著,產業園區可在下一個發展階段,優化生產工藝與技術,強化高質量、零碳化發展,最終使區域內全部產業環節逐步達到零碳化,真正實現零碳產業規模化發展與零碳化目標達成的雙標桿效應。
3.4智慧零碳產業園區的誕生
未來,產業園區的零碳化發展也將伴隨著先進信息技術的應用,并助力產業園區進一步向智慧零碳園區轉型[10]。5G、云計算、大數據、區塊鏈等智慧數字技術可賦能產業生產數字化轉型,驅動碳監測、碳吸收、碳核算等數字化管理體系的構建,完善產業園區能源與碳源管理的數字中央大腦。智慧零碳產業園區可將區域內碳源的生產者、消費者、管理者有機連接,進行全生命周期的智慧化管理。
4結語
我國作為發展中國家,零碳化發展只是產業園區所選擇的一種發展路徑與模式,經濟與產業發展才是最終的本質目的。產業園區在發展過程中,結合科學規劃與智慧化管理,于碳達峰前實現工業基礎與經濟規模的發展定型,繼而在碳達峰至碳中和間完成工業技術升級與產業發展轉型,才是中國式產業園區零碳化發展的真正內涵。
參考文獻
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(編輯編輯姚鑫)
Evolution and future development trends of zero-carbonizationof industrial parks in China
Xi" Yueheng
(China-Singapore Suzhou Industry Park Development Group Co., Ltd., Suzhou 215128,China)
Abstract:" Industrial park is the key point for China’s economic growth and industrial development, and also for China to achieve the overall goal of carbon neutrality. This paper indicates that the development of industrial parks in China has gone through stages of green, low-carbon, and zero-carbon, essentially reflecting the continuous transformation and upgrading of China’s industrial status and structure. At present, the progress of zero-carbon technology continuously empowers the zero-carbonization of industrial parks. In the future, industrial parks in China will form various emerging forms such as zero-carbon or digitalized-smart zero-carbon parks, highlighting the new achievements in the zero-carbonize development of industrial parks.
Key words: zero-carbonization; carbon neutrality; industrial park