“雙碳”背景下智慧園區(qū)的構(gòu)建策略研究

趙楊峰 李向軍 魏峰

華信咨詢?cè)O(shè)計(jì)研究院有限公司 浙江 杭州 310052

1 智慧園的概念特征

當(dāng)前有關(guān)智能園區(qū)的相關(guān)文獻(xiàn)很少見(jiàn)，在其基本內(nèi)涵上尚無(wú)定論，但根據(jù)查閱的數(shù)據(jù)大致可以分成兩類：一類是狹義的，二是廣義的。狹義的觀點(diǎn)認(rèn)為，智慧園建設(shè)規(guī)劃是信息技術(shù)的智能化和物聯(lián)網(wǎng)在園區(qū)的應(yīng)用，該觀點(diǎn)以基礎(chǔ)設(shè)施信息化程度的提升和實(shí)現(xiàn)員工工作場(chǎng)所的改善作為衡量園區(qū)智慧化的標(biāo)準(zhǔn)，側(cè)重于從企業(yè)和員工的角度定義建設(shè)智慧園的規(guī)劃目標(biāo)，體現(xiàn)了“以人為本”的思路，主要目的是為企業(yè)和員工服務(wù)。廣義的觀點(diǎn)，智慧園區(qū)的建設(shè)規(guī)劃的目的是提高園區(qū)的軟實(shí)力，而非單純地提升企業(yè)及職員工作環(huán)境。例如，IBM將智能園區(qū)的概念界定為：在與實(shí)體園區(qū)的同步建造過(guò)程中，強(qiáng)化了我國(guó)科技園區(qū)的創(chuàng)新、服務(wù)和管理，從而打造出一種強(qiáng)大的軟力量。該視角從園區(qū)本身來(lái)界定其目標(biāo)，以提升其核心競(jìng)爭(zhēng)力為核心。綜合上述兩個(gè)方面，筆者得出結(jié)論：“廣博園區(qū)”的概念是對(duì)“智能園區(qū)”概念的擴(kuò)充與增益，是從整體、綜合的角度來(lái)看待“智能園區(qū)”的規(guī)劃問(wèn)題。因此，要實(shí)現(xiàn)智慧化，必須具備信息化、便捷化、人性化三大特征。信息化是園區(qū)智能化程度的技術(shù)特點(diǎn)，也是信息化與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有機(jī)融合的最直觀表現(xiàn)；便利是園區(qū)智能化與否的根本特點(diǎn)，是政府管理和改善園區(qū)環(huán)境的最直觀反映；人性化是一個(gè)智能園區(qū)的一個(gè)重要的指標(biāo)，它的最大特點(diǎn)就是要體現(xiàn)在它的軟環(huán)境上，即人性化的服務(wù)和人性化的環(huán)境[1]。

2 “雙碳”背景下智慧園區(qū)的構(gòu)建背景

2.1 “雙碳”在我國(guó)高質(zhì)量發(fā)展的重要作用

目前，全球范圍內(nèi)的氣候變遷問(wèn)題日益突出。中國(guó)是世界第一大二氧化碳排放量國(guó)家，在解決氣候問(wèn)題方面表現(xiàn)出了遠(yuǎn)大抱負(fù)和大國(guó)責(zé)任。“雙碳”戰(zhàn)略是中國(guó)政府以推動(dòng)人類命運(yùn)共同體建設(shè)為基礎(chǔ)，以可持續(xù)發(fā)展為核心的一項(xiàng)重要戰(zhàn)略決定，充分體現(xiàn)了中國(guó)為應(yīng)對(duì)氣候變化所作的新的努力和新的貢獻(xiàn)，以及重新振興世界氣候變化的信念和期望。

2.2 智慧園區(qū)已成為實(shí)施“雙碳”發(fā)展的主要陣地

目前，我國(guó)還處于工業(yè)化的初級(jí)階段，工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支柱，2020年，我國(guó)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值（即GDP）超過(guò)100萬(wàn)億元，其中工業(yè)增加值達(dá)31.3萬(wàn)億元，在GDP中占比30.8%。然而，在國(guó)內(nèi)，由于工業(yè)部門在能耗和二氧化碳排放量上占有舉足輕重的地位，在2020年，工業(yè)部門的總二氧化碳排放量達(dá)到79億噸（占到了69%），總能耗32億噸標(biāo)煤（占全國(guó)總能耗的65.5%），所以，要實(shí)現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略，必須加強(qiáng)行業(yè)的碳減排。

產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展，支撐制造強(qiáng)國(guó)，是城市發(fā)展的重要載體和驅(qū)動(dòng)力。據(jù)清華大學(xué)環(huán)境研究所2020年發(fā)布的一項(xiàng)調(diào)查顯示，目前，我國(guó)有超過(guò)20000個(gè)工業(yè)園區(qū)，其經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度已達(dá)30%以上。同時(shí)，工業(yè)園區(qū)在整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中所消耗的能源總量中所占據(jù)的69%，而二氧化碳的排放量則占據(jù)了整個(gè)國(guó)家的31%，因此，園區(qū)已經(jīng)是實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的重要落腳點(diǎn)和主戰(zhàn)場(chǎng)。

2.3 在智慧園區(qū)“雙碳”目標(biāo)中，能源的“綠色、低碳”轉(zhuǎn)變至關(guān)重要

中國(guó)的二氧化碳排放量大部分來(lái)自能源，電力，建筑，工業(yè)。在生產(chǎn)、運(yùn)輸、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域，以能源和電力為主，約40%；其次為建設(shè)行業(yè)，超過(guò)20%；工業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)分別在5%～10%之間，該園區(qū)的碳排放量與國(guó)內(nèi)的相似，重點(diǎn)是以下幾個(gè)方面。

2.3.1 能源和電力。當(dāng)前，我國(guó)的電力企業(yè)仍然是以燃煤為主的火力電廠，而新能源的比重很小，因而在電力行業(yè)中CO2的排放是相當(dāng)高的[2]。

2.3.2 在工業(yè)生產(chǎn)方面。在工業(yè)生產(chǎn)中，碳源的污染主要來(lái)自于原料的加工，一是作為水泥生產(chǎn)原料的石灰石和合成氨過(guò)程中使用的天然氣；二是利用工業(yè)生產(chǎn)的燃料，如燃煤、煤氣等，在生產(chǎn)過(guò)程中使用的溫度較高；三是利用礦產(chǎn)資源、低溫供暖等中間產(chǎn)品的生產(chǎn)。

2.3.3 交通運(yùn)輸領(lǐng)域。在我國(guó)的交通運(yùn)輸業(yè)中，由于各種石油制品的燃燒，產(chǎn)生了大量的二氧化碳。從這一點(diǎn)可以看出，智慧園區(qū)要想達(dá)到“雙碳”的目的，必須推進(jìn)節(jié)能減排，逐步降低煤炭、石油等礦物資源的用量，提高可持續(xù)發(fā)展的比重，提高其能耗的利用率，從根本上降低企業(yè)的碳排放量。

3 低碳智慧園區(qū)建設(shè)分析

3.1 自動(dòng)監(jiān)控保護(hù)園區(qū)生態(tài)環(huán)境

在智能園區(qū)的規(guī)劃和建設(shè)中，要積極運(yùn)用信息技術(shù)，運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建設(shè)智能園區(qū)的監(jiān)控系統(tǒng)。通過(guò)該系統(tǒng)，可以對(duì)園區(qū)的廢水、廢氣排放情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，掌握各個(gè)地區(qū)的降雨情況，通過(guò)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，將各種資料進(jìn)行整理，整理成相應(yīng)的報(bào)表，提交到環(huán)保主管機(jī)關(guān)。在完全管制的條件下，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)園區(qū)的環(huán)境進(jìn)行自動(dòng)化監(jiān)控，獲取精確的資料。通過(guò)這些措施，環(huán)境管理機(jī)構(gòu)可以依據(jù)這些數(shù)據(jù)，制訂出合理的管理措施，從而采取科學(xué)有效的環(huán)境管理方法，最大限度地減少自然生態(tài)環(huán)境污染可能性，在智能園區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)完成后，能夠最大限度保護(hù)園區(qū)生態(tài)環(huán)境，解決經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)之間存在的沖突問(wèn)題。

3.2 智能園區(qū)的規(guī)劃重點(diǎn)及對(duì)策

在智能園區(qū)的設(shè)計(jì)中，如何將其應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)中去，成為其規(guī)劃的重點(diǎn)。目前，傳統(tǒng)的園區(qū)改造所面對(duì)的是更加錯(cuò)綜復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，而“智能”的概念則是對(duì)目前在智能園區(qū)規(guī)劃中出現(xiàn)的一些問(wèn)題的有效的解答。例如，智能園區(qū)停車場(chǎng)的規(guī)劃應(yīng)該結(jié)合智能園區(qū)的建筑設(shè)計(jì)思想，對(duì)停車場(chǎng)進(jìn)行高效的管理，實(shí)現(xiàn)停車場(chǎng)資源的高效使用，獲得閑置車位的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)，并將閑置車位的位置進(jìn)行公示，從而為進(jìn)出園區(qū)的車輛提供更好的服務(wù)。該系統(tǒng)還可以幫助園區(qū)管理部門及時(shí)有效地了解園區(qū)停車場(chǎng)的使用情況，有效地做出合理的預(yù)報(bào)和決策。例如，智能小區(qū)停車場(chǎng)管理軟件可以讓車輛在最短時(shí)間內(nèi)就能發(fā)現(xiàn)有空余的車位，一旦遇到緊急情況，就能迅速地進(jìn)行緊急處理，從而為智慧之城的發(fā)展做出貢獻(xiàn)[3]。

3.3 智能、開放的公用工程規(guī)劃

在信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，信息化網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、共享信息、傳統(tǒng)的智能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等是城市信息化水平和運(yùn)營(yíng)效益的關(guān)鍵。加快推進(jìn)園區(qū)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)計(jì)劃和布局，建設(shè)廣覆蓋、高帶寬、低時(shí)延、高可靠的寬帶專用網(wǎng)，使“千兆進(jìn)樓宇、百兆到桌面”，并在園區(qū)重點(diǎn)公共地區(qū)和主要寫字樓的宇無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋，滿足智能園區(qū)的業(yè)務(wù)應(yīng)用需要。在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建基于低成本、低資產(chǎn)、快速部署的云數(shù)據(jù)中心和云服務(wù)系統(tǒng)。智能化的傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)體現(xiàn)了園區(qū)的智能化經(jīng)營(yíng)水平，通過(guò)智能化的水、電、氣、熱管網(wǎng)的智能化感知，實(shí)現(xiàn)對(duì)各類公共項(xiàng)目的動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)監(jiān)控，形成高度一體化、智能化的新型城市基礎(chǔ)設(shè)施。當(dāng)前應(yīng)用最多的是“智慧交通”、“智能電網(wǎng)”、“智慧水務(wù)”、“智慧照明”、“智能管廊”等領(lǐng)域的智能化基建項(xiàng)目[4]。

3.4 智慧園區(qū)智能建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)

建筑行業(yè)發(fā)展能夠在一定程度上，反映城市發(fā)展情況。隨著時(shí)代的發(fā)展，越來(lái)越多的工程開始涌現(xiàn)。但是，建筑行業(yè)施工過(guò)程中，需要應(yīng)用大量社會(huì)資源。所以，在對(duì)智能園區(qū)的規(guī)劃與開發(fā)中，應(yīng)合理規(guī)劃建筑行業(yè)施工，基于智慧園區(qū)，合理利用新能源與新材料。比如，建筑行業(yè)施工過(guò)程中，要充分利用太陽(yáng)能，這種清潔的可再生能源，既可以有效地降低碳排放，又可以減少建筑業(yè)的能源消費(fèi)。同時(shí)，在智能園區(qū)的運(yùn)營(yíng)中，通過(guò)信息技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)各個(gè)樓宇進(jìn)行科學(xué)的控制，并在此基礎(chǔ)上加強(qiáng)對(duì)建筑的全生命周期的具體管理，從而提高建筑的智能化水平，提高技術(shù)含量，解決建筑行業(yè)能源不合理利用，提升智能化管理程度，不僅能推動(dòng)社會(huì)發(fā)展，更能使社會(huì)發(fā)展與環(huán)境發(fā)展相協(xié)調(diào)，提升智慧園區(qū)建設(shè)普及程度[5]。

3.5 園區(qū)內(nèi)的安全動(dòng)態(tài)監(jiān)控

為了保證整個(gè)項(xiàng)目的安全性，規(guī)劃建設(shè)過(guò)程中，綜合應(yīng)用實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等，對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。系統(tǒng)為園區(qū)管理部門提供實(shí)時(shí)、綜合的信息資源，使園區(qū)管理智能化和現(xiàn)代化。監(jiān)控整個(gè)園區(qū)的治安情況，并對(duì)其存在的危險(xiǎn)進(jìn)行快速的檢查，保證其資產(chǎn)和員工的生命安全[6]。

3.6 創(chuàng)建智能環(huán)保大樓

“綠色”智能化建筑是城市低碳、智能化的關(guān)鍵所在，園區(qū)依托“雙改造”著力打造可持續(xù)發(fā)展的綠色節(jié)能建筑，形成人、建筑、環(huán)境互為協(xié)調(diào)的整合體。一是對(duì)建筑進(jìn)行更新，提高建筑的建筑節(jié)能效果。為特殊建筑物實(shí)施節(jié)能：選用適宜的保溫材料；增加了屋頂?shù)募芸毡貙樱档土耸覂?nèi)的熱量損耗和室內(nèi)的溫差；安裝斷橋鋁空心Low-e玻璃窗，可有效地減少窗體的感應(yīng)率，從而達(dá)到窗體的節(jié)能效果。二是通過(guò)對(duì)裝置的改進(jìn)，提高了企業(yè)的能源效率，減少了二氧化碳的排放。重點(diǎn)能源消耗裝置經(jīng)過(guò)即時(shí)的分析，采用自適應(yīng)的方式進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)入“低功率”狀態(tài)：中央設(shè)置的監(jiān)控系統(tǒng)，利用攝像機(jī)采集人員，計(jì)算出的空調(diào)量，從而達(dá)到智能節(jié)能的目的；采用智能燈光系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)智能燈光的智能控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)燈光的高效管理；通過(guò)安裝能源回饋裝置，可將機(jī)械能所生成的電能回饋給電力網(wǎng)絡(luò)，以達(dá)到能源的循環(huán)利用，幫助建筑設(shè)備的節(jié)電減排。

3.7 建成數(shù)字化管理服務(wù)平臺(tái)

以數(shù)字化為切入點(diǎn)，結(jié)合低碳園區(qū)的實(shí)際運(yùn)作需求，采用“雙碳”數(shù)據(jù)管理服務(wù)平臺(tái)，借助數(shù)字化技術(shù)，掌握“精準(zhǔn)計(jì)量、節(jié)能改造、智能感知、可視化”的思想，建設(shè)“碳”數(shù)據(jù)的先進(jìn)應(yīng)用平臺(tái)，將數(shù)據(jù)的價(jià)值發(fā)揮到極致。本系統(tǒng)能夠根據(jù)園區(qū)的具體條件，對(duì)本地區(qū)CO2的排放進(jìn)行預(yù)報(bào)；利用區(qū)塊鏈技術(shù)追蹤碳足跡，對(duì)碳資產(chǎn)進(jìn)行有效的管理，為企業(yè)進(jìn)行碳市場(chǎng)交易、提高園區(qū)的低碳運(yùn)營(yíng)水平提供了強(qiáng)有力的支持[7]。

4 結(jié)束語(yǔ)

在“碳中和”這一全球性命題的大背景下，利用“雙碳”技術(shù)的一系列成果和應(yīng)用，將“低碳園區(qū)”與“數(shù)字化”技術(shù)有機(jī)融合，構(gòu)建了“雙碳”服務(wù)平臺(tái)，成功實(shí)現(xiàn)了雙碳背景下的智慧園區(qū)建設(shè)，精準(zhǔn)助力企業(yè)實(shí)施碳減排，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，具有高度的推廣應(yīng)用價(jià)值和借鑒意義。