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工業(yè)園區(qū)實現零排放?首先要做到這幾點
來源:高新院 achie.org 日期:2022-05-05 點擊:次
2022年可謂零碳工業(yè)園區(qū)元年——全國涌現出多個新建或改建的零碳工業(yè)園區(qū)。
這背后的原因是:在雙碳(碳達峰、碳中和)目標下,占據全國31%以上二氧化碳排放量的工業(yè)園區(qū)是控碳和降碳中難啃的硬骨頭,低碳轉型迫在眉睫。
同時,工業(yè)園區(qū)里的企業(yè)有著比此前更強烈的低碳發(fā)展意愿——越來越多的工業(yè)產品要求追蹤碳足跡,碳排放越高的產品競爭力將越低。
《財經》記者從多位零碳工業(yè)園區(qū)相關人士處了解到,零碳工業(yè)園區(qū)的基礎是要有零碳或者低碳的能源供應系統(tǒng);在運營過程中,關鍵是要有儲能系統(tǒng)支撐,以及智能數字化技術的管理體系。
目前,與零碳工業(yè)園區(qū)相關的技術已沒有障礙,但商業(yè)模式仍未成熟,政策標準還存在較多空白。業(yè)界呼吁盡快出臺相關政策標準,推進零碳工業(yè)園區(qū)落地。
不過,專業(yè)人士認為,零碳工業(yè)園區(qū)不宜在全國全面推廣,各地需因地制宜。清華大學環(huán)境學院中國工業(yè)園區(qū)綠色發(fā)展研究中心主任陳呂軍告訴《財經》記者,在工業(yè)園區(qū)的物理空間里實現零碳,幾乎是不可能的。工業(yè)園區(qū)往低碳、零碳發(fā)展的方向是毫無疑問的,但能降碳的降碳,該節(jié)能的節(jié)能,不必盲目追求零碳。
零碳工業(yè)園區(qū)元年到來
自習近平總書記2020年9月宣布中國“雙碳”目標以來,各行業(yè)各地區(qū)落實“雙碳”目標逐漸進入實操階段,工業(yè)園區(qū)也是如此。
據陳呂軍研究團隊統(tǒng)計,全國2543家國家級和省級工業(yè)園區(qū)貢獻了50%以上的工業(yè)產出,二氧化碳排放量占全國的31%。這些工業(yè)園區(qū)里燃煤機組占比高達87%,且小機組多,50MW以下數量占比高達62%。
2022年以來,各地零碳工業(yè)園區(qū)的規(guī)劃和建設日益增多。據《財經》記者不完全統(tǒng)計,全國已有內蒙古、福建、江蘇、浙江、重慶、上海、云南、寧夏、青海、貴州等超過十個省份規(guī)劃出臺了有關零碳工業(yè)園區(qū)的政策文件。
“零碳”“碳中和”工業(yè)園區(qū),是指在一定區(qū)域內直接或間接產生的溫室氣體(現階段一般單指二氧化碳)排放總量,在一定時間內(常以一年為周期)通過技術、交易等方式抵消,實現零碳排放的園區(qū)。
概念看起來簡單,但在現實中,由于工業(yè)園區(qū)的碳排放核算、碳足跡追蹤等相應的標準規(guī)范尚未全國統(tǒng)一,多家零碳園區(qū)都只是得到第三方機構的認可。
有的零碳工業(yè)園區(qū)由地方機構給予認證。2021年1月28日,新疆金風科技股份有限公司(下稱“金風科技”)宣布其北京亦莊智慧園區(qū)成為中國首個碳中和園區(qū)。其碳中和證書由北京綠色交易所頒發(fā),按照PAS2060標準實現碳中和。
有的零碳工業(yè)園區(qū)由國際機構給予認證。去年10月,遠景集團宣布將在鄂爾多斯建設全球首個零碳產業(yè)園,該園區(qū)符合遠景集團與法國檢驗與認證集團(BureauVeritas,下稱“必維”)共同制定的“國際零碳產業(yè)園標準”。
還有更多計劃實現零碳排放的工業(yè)園區(qū),正在探索和研制具體的實現路徑。工業(yè)總產值占海南省70%以上的洋浦經濟開發(fā)區(qū),目前正在制定零碳路徑圖。該園區(qū)已不再新增燃煤指標,并已將區(qū)內部分企業(yè)的煤炭鍋爐改為生物質能源集中供能,為其邁向零碳做準備。
陳呂軍表示,工業(yè)園區(qū)千園千面,如何減碳、控能控碳控什么、孰先孰后,很難有一個標準答案。
零碳園區(qū)的基礎:低碳供能系統(tǒng)
能源系統(tǒng)的降碳是全社會實現碳中和的基石,工業(yè)園區(qū)也不例外。建設零碳工業(yè)園區(qū),最重要的就是低碳能源系統(tǒng)。在實操中,要點是因地制宜地利用好當地的可再生能源。
風、光新能源資源豐富的鄂爾多斯市是建設零碳產業(yè)園的優(yōu)質標的。鄂爾多斯是工業(yè)大市,當地已有多個工業(yè)園區(qū),其二氧化碳排放量占內蒙古自治區(qū)近四成,減碳壓力較大。
在鄂爾多斯市伊金霍洛旗的眾多傳統(tǒng)工業(yè)園區(qū)旁邊,遠景將新建一個零碳產業(yè)園。相比于旁邊高排放的傳統(tǒng)工業(yè)園,該零碳園區(qū)將實現100%綠色電力供給和零碳排放。該園區(qū)首家落成的工廠為遠景動力電池制造基地,將于今年4月建成投產,一期建設10GWh產能。
該園區(qū)內企業(yè)所用電力和蒸汽等能源系統(tǒng)100%由可再生能源發(fā)電供給。遠景高級戰(zhàn)略總監(jiān)張元對《財經》記者表示,目前園區(qū)內的動力電池項目一年總耗能量約5億度電,配套的可再生能源項目年發(fā)電量也達5億度,一般情況下可實現園區(qū)綠電供應,但風、光發(fā)電存在波動性,園區(qū)通過與電網的合作可保證100%的綠電供應。園區(qū)總發(fā)電量的20%,也就是1億度綠電,會在發(fā)電量超過園區(qū)用電量時向電網銷售,并獲得綠證;在綠電供應不足的情況下,園區(qū)會從電網回購綠電。
張元說,園區(qū)的可再生能源電力規(guī)劃和產業(yè)規(guī)劃同步進行。也就是說,隨著園區(qū)內產業(yè)規(guī)模、用能需求的擴大,配套的可再生能源電力系統(tǒng)也會同步擴大,以此來保證園區(qū)的綠色能源供給。
與新建園區(qū)相比,存量園區(qū)的能源系統(tǒng)低碳改造難度更大。海南省碳排放量在全國排在末尾,正因為如此,海南最大的工業(yè)園區(qū)——洋浦開發(fā)區(qū)面臨更加緊迫的低碳轉型壓力。基于海南土地面積有限,陸上風、光資源較少的現狀,洋浦開發(fā)區(qū)引進了新奧集團,以當地豐富的生物質能源為基礎,首先改造了園區(qū)南部企業(yè)的蒸汽供能系統(tǒng),以減少碳排放。
洋浦開發(fā)區(qū)始建于1992年,區(qū)內企業(yè)以石化、糧油、制藥等類型為主。2020年8月,新奧集團承建的洋浦開發(fā)區(qū)泛能項目一期投產,為園區(qū)企業(yè)提供零碳排放的生物質蒸汽。同時,園區(qū)運營方要求新入駐企業(yè)不能再使用煤制蒸汽。目前該園區(qū)即將開建生物質供能項目二期,擴大生物質供能的規(guī)模。
洋浦開發(fā)區(qū)管委會旗下機構洋浦國際投資咨詢公司首席技術官張慶毅對《財經》記者表示,洋浦目前正在規(guī)劃一個詳細的凈零碳排放示范園區(qū)方案。其中,能源系統(tǒng)的改造是重中之重,除了加大生物質能的利用,還將促進企業(yè)盡可能多地安裝屋頂光伏發(fā)電。此外,未來海南新建的海上風電項目也將為洋浦開發(fā)區(qū)提供部分綠電。
在大多數資源稟賦并不優(yōu)質的地方,園區(qū)要實現零碳排放就需要依靠綠證、自愿核證減排量(CCER)等相關交易來抵消碳排放。已宣布實現碳中和的金風科技北京亦莊園區(qū)即是如此。
金風科技相關負責人告訴《財經》記者,2020年,亦莊園區(qū)外購電力年產生二氧化碳占整個園區(qū)排放量的85%;園區(qū)總用電量1573萬度,其中482萬度來自金風科技自建的風電和光伏發(fā)電系統(tǒng),其余電量購自電網。園區(qū)通過各種技術手段實施節(jié)能增效后,還需要通過購買CCER抵消碳排放,以實現園區(qū)運營層面的碳中和。
CCER來自于經過國家發(fā)改委核準的零碳和負碳項目,這些項目可出售其CCER指標;購買者可用CCER抵消其碳排放量。CCER項目包括可再生能源發(fā)電、林業(yè)碳匯等。
江蘇省計劃在無錫建設省內首個零碳科技產業(yè)園。參與該園區(qū)能源系統(tǒng)建設的協鑫能科相關負責人對《財經》記者介紹,園區(qū)內將著重開發(fā)分布式能源項目,如屋頂光伏、沼氣等生物質能源,同時還會對園區(qū)內的物流交通及供應鏈能源系統(tǒng)供應綠電。基于當地的資源稟賦,園區(qū)實現碳中和還需要通過購買綠電、綠色電力證書、CCER等方式抵消部分碳排放。
該負責人說,自2021年下半年開始,公司合作的用電企業(yè)對減碳、碳排放抵消的需求大增。截至2022年2月底,協鑫能科已累計為用戶購入8.2萬余張綠色電力證書。
零碳園區(qū)的支柱:儲能與數字化技術
有了低碳能源系統(tǒng),零碳工業(yè)園區(qū)還需要可靠的儲能系統(tǒng),以及數字化的能耗、碳足跡管理系統(tǒng)。
零碳工業(yè)園區(qū)的供能系統(tǒng)大多以風電、光伏發(fā)電為主,這兩大電源具有波動性和不穩(wěn)定性,需要儲能設施調峰,以使其平穩(wěn)輸出。
目前在建的和建成的零碳工業(yè)園區(qū)主要采用電化學儲能,其可簡單理解為大功率電池。遠景鄂爾多斯零碳工業(yè)園目前即是如此。此外,該園區(qū)預留的20%電量與電網雙向交易的模式,是把電網也當做了一種儲能設施。
未來,以電解水制氫、制氨作為儲能的技術將成為零碳工業(yè)園區(qū)的一個發(fā)展方向,但相關的技術還不成熟,成本也較高。張元介紹說,遠景計劃在鄂爾多斯建設一個新的示范項目——零碳能源島,它里面會裝有液態(tài)空氣貯能,用液態(tài)空氣發(fā)電,可解決更長時間的儲能問題。目前鄂爾多斯零碳產業(yè)園的儲能系統(tǒng)可支撐四小時,未來的零碳能源島項目可以實現天級和周級的儲能。
張慶毅表示,大規(guī)模依靠電化學儲能對一個耗能巨大的工業(yè)園區(qū)來說成本過高,依靠電網調峰也不應該是零碳工業(yè)園區(qū)的主要模式。洋浦開發(fā)區(qū)計劃建設的零碳園區(qū),將不會對電網造成較大壓力,也沒有成本高昂的電化學儲能設施,它將是一個可循環(huán)的綠色低碳供能系統(tǒng)。
與看得見的儲能設施相比,零碳工業(yè)園區(qū)的另一大支柱數字化能耗管理、碳足跡追蹤系統(tǒng),是零碳工業(yè)園區(qū)必備的軟實力。零碳工業(yè)園區(qū)的本質是對碳排放數據進行計量和抵消,要管理隱形的二氧化碳,就需要配套數字化的能耗管理系統(tǒng)。
以天然氣產業(yè)起步的新奧集團已布局工業(yè)園區(qū)能耗數字化技術十余年,其旗下泛能網產品運用在多個工業(yè)園區(qū)。泛能網低碳數智化產品包括碳排放量化模塊、碳資產管理與交易模塊、產品碳足跡模塊等等。在洋浦開發(fā)區(qū)的新奧生物質能項目里即運用了泛能網產品。
鄂爾多斯零碳產業(yè)園區(qū)部署的則是基于智能物聯操作系統(tǒng)EnOS的遠景“方舟”能碳管理平臺。該系統(tǒng)用數字化手段打通園區(qū)內供能、生產、交通等各場景的能碳管理,全面追蹤與管理能耗和碳排放,實現零碳閉環(huán)。
科技企業(yè)也更加大了能耗管理方面的研發(fā),并開始落地。三峽大數據基地將成為國內最大的零碳數據中心,該園區(qū)在利用三峽豐富的水電資源的基礎上,大量運用了華為的數字能耗管理技術。華為相關負責人向《財經》記者介紹,該數據中心有近三分之一的能耗來自溫控系統(tǒng),通過溫控重構,進行數據建模和推理,年省電可達近3000萬度。
華為計劃將其安托山基地打造成全球最大的“光儲直柔”近零碳排放園區(qū)之一。“光儲直柔”四個字分別指光伏發(fā)電、儲能、直流電和柔性用電技術。而這一系列技術的運用都離不開數字化能源管理系統(tǒng)的支撐。
零碳園區(qū)需要哪些制度建設
目前,零碳工業(yè)園區(qū)處于商業(yè)化初期階段,國內外都缺乏明確的零碳園區(qū)定義和實施指南。未來,零碳工業(yè)園區(qū)還需要較多的制度建設,尤其是在碳足跡核算、追蹤和管理等方面。
今年全國兩會期間,多位代表委員都建議要做好碳排放追蹤方面的政策規(guī)范。全國政協委員、寧德時代董事長曾毓群認為,電池在整個新能源產業(yè)鏈中具有關鍵作用,中國在電池碳足跡核算標準與方法論方面存在空白。應盡快啟動中國電池碳足跡標準和方法論研究,建立產品碳排放管理體系,參與全球碳中和規(guī)則制定。
歐盟已經完成了“碳邊境調節(jié)機制”(CBAM)法律程序,預計歐盟碳關稅將在2023年啟動,屆時出口歐盟的產品將交納碳關稅或購買碳排放權。因此,出口型企業(yè)入駐零碳產業(yè)園區(qū)、生產零碳產品的需求更加迫切。例如,光伏出口龍頭企業(yè)隆基股份已在云南保山建設“零碳工廠”,為將來出口低碳、零碳產品做準備。
相關頭部企業(yè)已在著手制定零碳園區(qū)的規(guī)范。遠景和必維集團共同制定的“國際零碳產業(yè)園標準”已發(fā)布,該標準提出零碳產業(yè)園應具備四大特征:以零碳能源為基礎的新工業(yè)體系、零碳產業(yè)和技術的發(fā)展和應用、智能管理內核,以及為區(qū)域創(chuàng)造低碳轉型動能。金風科技近期已啟動編制《工業(yè)園區(qū)碳中和設計指南》和《工業(yè)園區(qū)碳中和評價方法》。
除了明確標準規(guī)范,業(yè)界還希望能打通“雙碳”目標下的多種政策工具。金風科技相關負責人希望能建立健全覆蓋全國各企事業(yè)單位的碳賬戶機制,通過將綠電消費納入碳排放核算體系,激勵企事業(yè)單位的碳減排與綠色轉型,打通電、碳之間的銜接機制。
文 | 《財經》記者 徐沛宇
文 | 《財經》記者 徐沛宇