工業園區“碳達峰、碳中和”路徑分析

索 超 ，華業英 ，黃文淵 ，閆秋月 ，李夢佳

［1.中化創新（北京）科技研究院有限公司，北京 100005；2.中化環境控股有限公司，北京 100071；3.新瑞（遼寧）半導體科技有限公司，遼寧 沈陽 110179］

0 引言

2021 年，我國工業增加值占國內生產總值的32.6%，工業領域能源消費量占全國總量的65%[1]，工業是中國能源消耗和二氧化碳排放的主要領域之一。當前，工業園區對我國國民經濟發展起到重要作用，同時也成為二氧化碳等溫室氣體排放的主要聚集區。若工業園區減少溫室氣體排放，對于落實“雙碳”戰略、實現高質量發展具有重要意義。

1 我國工業園區的低碳發展歷程

工業園區是工業和產業集聚發展的核心單元。目前，我國國家級和省級工業園區分別為552 家、1991 家[2]，呈現出數量多、類型廣、發展階段差異大的特點。

我國工業園區的綠色低碳發展可追溯至1999年，原國家環境保護總局啟動生態工業示范園建設試點工作。2001 年，位于廣西的國家生態工業（制糖）建設示范園區正式批準建立，成為全國第一家示范生態工業園區。該工業園區各板塊之間的中間產品及廢棄物交織聯動，形成了較為完整的生態工業網，為全國制糖工業摸索出了環保、高效的發展模式。2007 年，原國家環境保護總局發布《關于開展國家生態工業示范園區建設工作的通知》，標志著我國正式推廣生態工業示范園區建設，對國家級開發區提高經濟增長質量、促進環境優化經濟和走新型工業化道路，具有重要意義。

在工業園區循環化改造、低碳工業園區試點方面，我國也進行了有益的探索。2012 年，國家發展和改革委員會、財政部發布了《關于推進園區循環化改造的意見》，明確提出推進工業園區綠色低碳循環發展，拉開了工業園區循環化改造的大幕。2013 年，工業和信息化部、國家發展和改革委員會發布《關于組織開展國家低碳工業園區試點工作的通知》，提出打造一批掌握低碳核心技術、具有先進低碳管理水平的低碳企業，推動了工業園區低碳發展模式的探索。

在“雙碳”背景下，工業園區的低碳發展進入了新階段。2021 年，生態環境部發布《關于在產業園區規劃環評中開展碳排放評價試點的通知》，確定7 個產業園區作為全國首批在規劃環評中開展碳排放評價試點產業園區。

我國工業園區低碳發展經歷了國家生態工業示范園區、循環化改造園區、低碳工業園區、碳排放評價試點產業園區等階段。截至2022 年，國內已通過驗收的國家生態工業示范園區達到55 家，67 家園區入選低碳工業園區試點名單，7 家入選碳排放評價試點名單。通過比較國家生態工業示范園區驗收基準年與規劃基準年的能耗、污染物排放的總量與強度可知，示范園區建設前后的化學需氧量和SO2排放總量分別下降25%和51%，排放強度下降52%和69%；能耗、固廢產生量分別增加20%和6%，但排放強度下降22%和32%[3]。這些低碳試點示范工作為我國工業園區“碳達峰、碳中和”奠定了良好的基礎。

2 國際“碳中和”園區建設的經驗

國際上，生態工業園、“碳中和”園區在實踐層面已有成熟案例，工業園區的循環化改造、“零碳排放”探索為各國提供了有益的經驗。

丹麥卡倫堡生態工業園是循環經濟體系的典范。該工業園區內煤電廠、煉油廠、制藥廠、石膏材料公司的廢棄資源都可循環化利用。煉油廠的廢水經過凈化處理，作為發電廠的冷卻水，其生產的多余燃氣作為燃料供給發電廠，可替代煤和石油。發電廠產生的蒸汽可以滿足煉油廠、制藥廠及市政供暖需求，同時為養殖場提供熱水。發電廠為水泥廠提供粉煤灰，為石膏公司提供碳酸鈣原材料。制藥廠的土豆粉、玉米淀粉等原材料發酵產生的廢渣、污泥，經處理后作為肥料提供給附近農場。由此可見，工業園區內部企業構成了數條生態工業產業鏈，形成工業共生體系[4]。

柏林歐瑞府零碳科技園是歐洲首個零碳智慧工業園區。該工業園區以19 世紀的燃氣廠為基礎，歷時10 年，完成了以零碳為目標、圍繞能源和交通轉型的工業園區改造。歐瑞府零碳科技園大比例使用光伏、風能、沼氣等可再生能源，建設熱電聯產站、能源中心，將電轉熱和電轉冷設備共同組成智能電網，為工業園區供熱、供電，實現自給自足。該工業園區不僅利用數字化技術建立智慧能源管理體系，基于園區各類能源數據進行綜合調度和能耗管理優化，應用了基于微網的整體光伏、儲能和充電方案，確保在運營階段實現“碳中和”。該工業園區選擇固碳能力強的本地植被群落，在建筑外壁懸掛藻類生物反應器，吸收二氧化碳，藻類加工后還可作為添加劑材料用于工業領域。歐瑞府零碳科技園形成了圍繞新能源和低碳技術的零碳產業生態圈。

國際上典型“碳中和”工業園區的建設經驗有以下5 個方面值得借鑒：①建立工業園區的循環經濟網絡，企業的廢棄資源都可通過產業生態鏈循環進行再利用。②提高傳統能源效率，研發節能低碳技術，推廣節能建筑、電氣化交通。③大力發展光伏、風能、生物質能、氫能等清潔能源技術，使用清潔能源供暖、制冷和供電。④應用智慧能源管理系統，實現供能、儲能、負荷三者的有效協同，提高工業園區整體運行能效。⑤通過工業園區植被碳匯和土壤固碳等方式，利用負碳手段抵消碳排放。

3 工業園區“碳達峰、碳中和”的路徑

3.1 碳排放的現狀與特征

目前，我國工業園區的碳排放數據尚未形成規范、公開的數據庫。清華大學針對我國國家級經濟技術開發區中的213 家開展過一次綜合調研。據統計，2015 年，213 家國家級經濟技術開發區能源消費占同年全國總量的10%。在能源品種方面，燃煤消耗占絕對主導地位，占總消費量的74%，同年中國工業部門燃煤消費份額為56%，表明工業園區對煤炭的依賴度遠高于全國平均水平。工業園區在電力消費方面基本實現自給自足，凈外購電力僅占能源消費總量的2.8%，其能源基礎設施產生的熱力通常直接供給工業園區企業用戶。工業園區直接與間接溫室氣體排放分別占總排放量的85%和15%，煤及煤制品的排放占主要地位，煤炭相關的直接排放占燃料直接排放總量的86%，間接排放占燃料間接排放總量的52%[5]。由此可見，煤炭作為燃料使用而產生的碳排放，是工業園區碳排放高的主要原因。煤炭的使用涉及產業生態、企業生產工藝，短期內難以快速扭轉，這是工業園區當前面臨的主要問題，因此工業園區需系統規劃，從發展與減排、短期與中長期等角度科學施策。

需要指出的是，雖然我國工業園區數量多，但還沒有獨立的統計單元，缺乏準確、規范的數據基礎[6]，加之工業園區溫室氣體排放核算方法尚不統一，我國工業園區碳排放現狀與特征有待進一步深入研究。

3.2 “碳達峰、碳中和”的主要路徑

3.2.1 規劃先行，健全保障機制

工業園區的“碳達峰、碳中和”政策機制主要分為兩個層面，一方面是國家、省級層面的政策，另一方面是探索適合工業園區自身的機制。目前迫切需要制定規范化、標準化的工業園區溫室氣體排放核算方法，建立碳排放評價體系，對節能低碳的示范項目、低碳或零碳試點工業園區給予財政支持。工業園區不僅需要健全碳管理制度，設立低碳改造專項資金，建立單位產品碳排放強度的獎懲機制，促進工業園區企業的節能減碳工作，也可與企業、高校、科研機構共同搭建科技創新平臺，助力企業研發和應用綠色低碳技術。

工業園區依據自身資源稟賦、產業特點制定“碳達峰、碳中和”規劃和行動線路圖，在產業結構轉型升級方面，建立生態產業鏈，補全、做強產業鏈。對于現有工業園區的低碳和零碳化改造，需要對產業結構優化、減排途徑、減排潛力與成本等方面開展詳細評估，制定節能低碳、循環化發展的規劃設計及改造方案。對于新建工業園區，把低碳發展的理念貫徹到戰略定位、產業結構、空間布局、基礎設施建設等方面，進行一體化的工業園區建設規劃。

3.2.2 源頭減碳，優化能源結構

加強光伏、風電、地熱、生物質、氫能等清潔能源技術的研發和應用，利用分布式可再生能源，以及儲電、儲熱、儲氫等各種儲能技術，建立供暖、制冷和供電的復合供能系統。工業園區的規模優勢能有效地進行一體化綜合能源規劃，搭建配套的智能電網、儲能設備等基礎設施，通過智能化管理平臺，構建多能轉換、多能互補、多網融合的綜合協同能源網絡，提升多元分布式能源體系的運行效率。

針對工業園區以煤為主的能源結構，源頭減碳應循序漸進、科學減碳，對原料和燃料區別管理，逐步推進化石資源利用低碳化。此外，工業園區可開展企業及產品的碳足跡、綠色產業鏈管理，從源頭控制間接碳排放。

3.2.3 過程控碳，推廣低碳技術

過程控碳包括建筑、交通、工業等方面，應用節能低碳技術，倡導低碳生活方式，基于數字管理平臺實現運營階段碳排放等數據的高效管理。

在建筑方面，推行集中辦公，降低工業園區基礎設施的綜合能耗。在設計階段，從樓體設計、建材選擇、低碳技術應用等維度提升整體能效水平。以可再生清潔能源替代傳統化石能源，減少建筑電力消耗產生的碳排放。采用物聯網等技術升級建筑管理模式，實現節能提效。

在交通方面，推動工業園區鐵水聯運、充電及換電站、加氫站、智能中轉倉儲體系等基礎設施建設，促進工業園區物流及交通向綠色低碳方向發展。

在工業方面，推進工業生產過程的減污降碳協同增效，構建工業園區循環經濟體系。工業園區內企業進行綠色低碳、清潔生產技術改造，提高資源及能源使用效率，降低工業園區運營及企業工藝過程的碳排放量。

3.2.4 末端降碳，加強循環利用

開展碳捕集、利用與封存（carbon capture, utiˉ lization and storage, CCUS）技術的研發、示范應用，形成完整的二氧化碳捕集、利用的產業鏈條，通過技術進步和規模化應用，解決制約CCUS 規模化發展的關鍵因素——經濟成本，實現減碳和增值的效果。挖掘工業園區內部的產業共生潛力，通過產業生態鏈，將生產過程的副產品及廢棄物回收利用，形成工業園區循環經濟產業鏈。對工業園區內公綠地、河湖等資源開發碳匯項目，增加生態系統碳匯。開發工業園區內的自愿減排項目，采用碳交易等手段，抵消二氧化碳排放。工業園區“碳達峰、碳中和”實施路徑框架如圖1 所示。

圖1 工業園區“碳達峰、碳中和”實施路徑框架

4 結語

（1）從國內外低碳、零碳工業園區建設經驗來看，建立低碳的循環經濟產業、提高清潔能源比例、在建筑與交通等領域應用節能低碳技術、數字化與智能化的運營管理、生態碳匯補償機制是工業園區綠色低碳發展行之有效的方法。

（2）工業園區“碳達峰、碳中和”主要路徑有：做好工業園區規劃的頂層設計；發展清潔能源，逐步優化以煤為主的能源結構，從源頭減碳；在建筑、交通、工業等方面應用節能降碳技術，控制運營過程的碳排放；建立循環經濟生態鏈，通過廢棄資源回收利用、CCUS、生態碳匯等手段實現末端降碳。

（3）“碳達峰、碳中和”工業園區仍處于探索起步階段，建議制定工業園區溫室氣體排放核算方法，建立工業園區碳排放評價體系，開展全生命周期溫室氣體核算，推動碳達峰示范試點工業園區的建設。