“雙碳”目標(biāo)下零碳工廠建設(shè)路徑研究

宋俊鋒 田紀(jì)云 楊 艷

1.中車大連機(jī)車研究所有限公司

2.包頭鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院

0 引言

隨著溫室氣體濃度的不斷增加，氣候變化已成為21世紀(jì)全人類共同面對(duì)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)之一。對(duì)此，全球各國紛紛采取氣候變化應(yīng)對(duì)行動(dòng)，制定碳減排目標(biāo)。目前，全世界已經(jīng)有49個(gè)國家的碳排放實(shí)現(xiàn)達(dá)峰，占全球碳排放總量的36%。很多發(fā)達(dá)國家比如德國、法國、英國、美國等均已實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，例如美國于2007年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，當(dāng)年碳排放為60.03億t。我國也制定了“雙碳”目標(biāo)，即力爭2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰［1］，努力爭取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和［2］。“雙碳”目標(biāo)是我國基于推動(dòng)構(gòu)建人類命運(yùn)共同體的責(zé)任擔(dān)當(dāng)和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在要求而作出的重大戰(zhàn)略決策［3］，展示了我國為應(yīng)對(duì)全球氣候變化作出的新努力和新貢獻(xiàn)，彰顯了中國積極應(yīng)對(duì)氣候變化，走綠色低碳發(fā)展道路，推動(dòng)全人類共同發(fā)展的堅(jiān)定決心。“雙碳”目標(biāo)有利于促進(jìn)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、能源結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)，對(duì)于推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)和生態(tài)環(huán)境保護(hù)、持續(xù)改善生態(tài)環(huán)境質(zhì)量具有重要促進(jìn)作用。而工廠作為工業(yè)載體，碳排放量巨大［4-5］，因此工廠實(shí)現(xiàn)低碳/零碳是達(dá)到“雙碳”目標(biāo)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)［6-7］。本文將通過分析零碳工廠的背景、市場需求、國內(nèi)外建設(shè)情況及零碳工廠的基本要求，構(gòu)建零碳工廠的實(shí)現(xiàn)路徑［8］，提出零碳工廠的實(shí)施流程。

1 零碳工廠概念及背景

1.1 零碳工廠概念

工廠溫室氣體排放核算邊界內(nèi)，在一定時(shí)間內(nèi)（通常以年度為單位）生產(chǎn)、服務(wù)過程中產(chǎn)生的溫室氣體排放量，按照二氧化碳當(dāng)量［9］（CO2e）計(jì)算，在盡可能自主減排的基礎(chǔ)上，剩余部分排放量（按比例）被核算邊界外的減排項(xiàng)目清除，和（或）相應(yīng)數(shù)量的碳信用、碳配額抵消的狀態(tài)。

1.2 零碳工廠背景

20世紀(jì)90年代以來，以全球氣候變暖為特征的氣候系統(tǒng)變化日益得到國際社會(huì)廣泛關(guān)注。國際社會(huì)主流觀點(diǎn)認(rèn)為，全球變暖是由于自工業(yè)化革命以來人類大量排放CO2日益積累，導(dǎo)致溫室效應(yīng)日益增加。如果不采取措施，未來氣候變化幅度可能會(huì)超過自然生態(tài)系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展所能承受的極限。因此，國際社會(huì)應(yīng)共同采取行動(dòng)，妥善應(yīng)對(duì)氣候變化帶來的不利影響。早在1896年，瑞典科學(xué)家斯萬就首次提出，碳排放可能會(huì)導(dǎo)致全球變暖［10-11］。然而，直到20 世紀(jì)70 年代，隨著科學(xué)家們逐步深入了解地球大氣系統(tǒng)才引起了大眾的廣泛關(guān)注。

為了響應(yīng)越來越多的科學(xué)認(rèn)識(shí)，一系列以氣候變化為重點(diǎn)的政府間會(huì)議召開。1979 年日內(nèi)瓦會(huì)議，聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署（UNEP）和世界氣象組織（WMO）推動(dòng)建立政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC），并于1988 年正式成立。1990 年IPCC 發(fā)布第一份評(píng)估報(bào)告，確定了氣候變化的科學(xué)依據(jù)，對(duì)政策制定者和廣大公眾都產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。1990年第二次世界氣候大會(huì)召開，確定了不同發(fā)展水平國家“共同但有區(qū)別的責(zé)任”。1992年，聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會(huì)于巴西里約熱內(nèi)盧召開，簽署了《氣候變化框架公約》。該公約于1994 年3 月21 日正式生效，建立了一個(gè)長效機(jī)制，即發(fā)達(dá)國家通過資金和技術(shù)轉(zhuǎn)讓，幫助發(fā)展中國家應(yīng)對(duì)氣候變化。1997 年，《京都議定書》在日本京都達(dá)成，這是第一份具有法律效力的氣候文件，推動(dòng)成立了清潔發(fā)展機(jī)制（CDM）。《京都議定書》規(guī)定：主要發(fā)達(dá)國家將CO2等6 種溫室氣體排放量在1990 年的基礎(chǔ)上平均減少5.2%。而發(fā)展中國家在2012年以前不需要承擔(dān)減排義務(wù)。2007年，《巴厘島路線圖》的制定成為人類應(yīng)對(duì)氣候變化歷史中的里程碑。它規(guī)定發(fā)達(dá)國家必須承擔(dān)強(qiáng)制減排義務(wù)，而發(fā)展中國家在得到發(fā)達(dá)國家技術(shù)、資金支持的前提下，采取“可測量、可報(bào)告、可核實(shí)”的三可制度，實(shí)行適當(dāng)減排行動(dòng)。2009 年，哥本哈根氣候大會(huì)召開。此次大會(huì)被譽(yù)為“拯救人類最后的機(jī)會(huì)”。大會(huì)維護(hù)了《氣候變化框架公約》和《京都議定書》。就發(fā)達(dá)國家的強(qiáng)制減排和發(fā)展中國家的自主減排行動(dòng)作出了安排，并對(duì)全球長期目標(biāo)、資金和技術(shù)支持等達(dá)成了廣泛共識(shí)。2015年，巴黎氣候大會(huì)召開，達(dá)成了《巴黎協(xié)定》，該協(xié)定是第二份具有法律效力的氣候協(xié)議，主要目標(biāo)是將21 世紀(jì)全球平均氣溫較前工業(yè)化時(shí)期上升幅度控制在2 ℃以內(nèi)，并努力將全球氣溫上升幅度控制在1.5 ℃以內(nèi)。

中國一直堅(jiān)持“能源開發(fā)與節(jié)約并舉，把節(jié)約放在首位”的方針，早在1990 年就成立了國家氣候變化協(xié)調(diào)小組。2005 年《京都議定書》在國內(nèi)正式生效。2007 年，《中國應(yīng)對(duì)氣候變化國家方案》的頒布標(biāo)志著中國積極應(yīng)對(duì)氣候變化的開端。2009 年，在哥本哈根氣候大會(huì)上，中國承諾2020年單位GDP 的CO2排放比2005 年下降40%～45%。2010 年，我國開展“五省八市”低碳城市試點(diǎn)，隨后于2012 年進(jìn)行第二批低碳城市試點(diǎn)，在第一批低碳城市試點(diǎn)基礎(chǔ)上增加了目標(biāo)責(zé)任制。2011 年，我國開始進(jìn)行碳交易試點(diǎn)，全國交易市場于2017 年正式啟動(dòng)。2012 年，我國出臺(tái)《溫室氣體自愿減排交易管理暫行辦法》，標(biāo)志著中國自愿減排的開端。2013 年，我國出臺(tái)《低碳產(chǎn)品認(rèn)證管理暫行辦法》。2015 年，我國提出“十三五”規(guī)劃綱要，推動(dòng)建立全國統(tǒng)一的碳排放交易市場。2020年9 月22 日，中國在聯(lián)合國大會(huì)上作出了力爭在2030 年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，努力爭取2060 年前實(shí)現(xiàn)碳中和的國際承諾。2021年，我國發(fā)布《國務(wù)院關(guān)于加快建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟(jì)體系的指導(dǎo)意見》，全方位全過程推動(dòng)我國綠色發(fā)展邁上新臺(tái)階。

綜上所述，“雙碳”在中國甚至世界都將是發(fā)展的主題［12］。作為“雙碳”中不可或缺的零碳工廠在現(xiàn)在和未來都存在著巨大的市場和發(fā)展空間。

2 零碳工廠市場需求及國內(nèi)外建設(shè)情況

2.1 零碳工廠市場需求

2021 年11 月，國務(wù)院發(fā)布的《2030 年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》指出，要深入實(shí)施綠色制造工程，大力推行綠色設(shè)計(jì)，完善綠色制造體系，建設(shè)綠色工廠和綠色工業(yè)園區(qū)。

2021年，我國制造業(yè)創(chuàng)造的GDP為4.864萬億美元；2019-2021 年期間，中國CO2排放量增加了7.5億t，其中工業(yè)排放和電力行業(yè)（火力發(fā)電占比約71%）占比超過95%。工廠作為工業(yè)載體和用電大戶，為了緊跟國家發(fā)展計(jì)劃，提高企業(yè)核心競爭力和可持續(xù)發(fā)展，零碳工廠將會(huì)是必經(jīng)之路。

當(dāng)前，我國零碳工廠建設(shè)還處于探索階段，作為世界工廠，中國數(shù)十個(gè)行業(yè)擁有數(shù)百萬家工廠，其中的幾千家已經(jīng)被列入工信部的綠色工廠名單，不過也有少數(shù)幾家已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了“零碳”，因此零碳工廠的市場潛力和需求巨大。

2.2 國內(nèi)企業(yè)零碳工廠建設(shè)情況

國內(nèi)實(shí)現(xiàn)零碳工廠的四家代表企業(yè)如下（以下為規(guī)模及實(shí)現(xiàn)方式較為典型的四家，并不代表僅有四家）：

1）寧德時(shí)代四川宜賓工廠（全球首家電池零碳工廠）

2022年3月，全球知名認(rèn)證機(jī)構(gòu)SGS為寧德時(shí)代全資子公司四川時(shí)代頒發(fā)PAS2060碳中和認(rèn)證證書，寧德時(shí)代宜賓工廠成為全球首家電池零碳工廠。

2）伊利集團(tuán)

2022 年4 月13 日，伊利集團(tuán)浙江伊利乳業(yè)有限公司獲得全球權(quán)威國際檢驗(yàn)認(rèn)證機(jī)構(gòu)必維集團(tuán)（Bureau Veritas）頒發(fā)的碳中和核查聲明（PAS 2060），成為中國冷飲行業(yè)首個(gè)零碳工廠，這也是伊利第4 家零碳工廠。2020 年10 月24 日，伊利在行業(yè)內(nèi)首先響應(yīng)國家“雙碳”目標(biāo)，率先承諾實(shí)現(xiàn)碳中和。

3）松下（中國）

目前松下在中國實(shí)現(xiàn)了三家零碳工廠，分別是松下能源（無錫）有限公司、三洋能源（蘇州）有限公司和松下電氣機(jī)器（北京）有限公司。三家工廠都圍繞著“推進(jìn)節(jié)能和擴(kuò)大創(chuàng)能”的準(zhǔn)則進(jìn)行活動(dòng)，打造零碳工廠。

4）歐萊雅［13-14］

全球第一大化妝品集團(tuán)歐萊雅在中國的兩家工廠都實(shí)現(xiàn)了零碳，其中，宜昌天美工廠是亞太最大彩妝工廠。2015年，宜昌天美工廠利用三峽得天獨(dú)厚的地理?xiàng)l件開始使用水電，成功實(shí)現(xiàn)“零碳排放”，成為零碳綠色工廠。2019年，天美工廠實(shí)現(xiàn)垃圾零填埋，并于同年實(shí)現(xiàn)碳中和。其中，為降低包材（瓶子）運(yùn)輸途中的CO2排放及減少廢棄物產(chǎn)生量，工廠利用“廠中廠”中的吹塑工藝制成瓶子。

2.3 國外企業(yè)零碳工廠建設(shè)情況

1）施耐德［15］

2014年，施耐德電氣攜手合作伙伴歐芮府以及德國能源署，把柏林舍內(nèi)貝格區(qū)的一座廢棄煤氣站打造成了歐洲第一及世界領(lǐng)先的零碳園區(qū)。2020年，施耐德電氣和Enel 集團(tuán)聯(lián)合發(fā)起倡議，將與社會(huì)各界通力合作，力爭到2030年實(shí)現(xiàn)全球100個(gè)城市的“凈零碳排放”轉(zhuǎn)型。目前，施耐德全球共有零碳工廠52 家，其中包括中國零碳工廠14 家。2021年，施耐德啟動(dòng)供應(yīng)商零碳計(jì)劃，并計(jì)劃于2025 年實(shí)現(xiàn)150家零碳工廠的目標(biāo)。

2）三菱重工

三菱重工通過旗下一家英國分公司正在奧地利鋼企奧鋼聯(lián)（VOESTALPINE）下屬的綜合工廠中建設(shè)一座試驗(yàn)性的新鋼廠，該廠于2021 年開始試運(yùn)行。新鋼廠在鐵礦石還原過程中使用氫氣（H2）代替?zhèn)鹘y(tǒng)的煤炭作為主還原劑來冶煉鐵水，年粗鋼產(chǎn)量在25 萬t 左右。另外，三菱重工攜手日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所開始研發(fā)在不排放CO2的情況下量產(chǎn)被視為新一代燃料的氫的技術(shù)。

此外歐盟在2020 年7 月曾宣布了一項(xiàng)發(fā)展規(guī)劃，計(jì)劃到2050 年在氫氣生產(chǎn)領(lǐng)域投資4 700 億歐元（合5 720 億美元）。因此氫基煉鋼廠項(xiàng)目很可能將得到相關(guān)的政策支持。在歐洲有越來越多的企業(yè)開始從事氫氣制造業(yè)務(wù)，以減少煉鋼廠的碳排放，滿足行業(yè)對(duì)氫氣的未來需求。

目前零碳工廠在全球是較為熱點(diǎn)的話題，國外發(fā)展較早，以工業(yè)園區(qū)的形式較多；國內(nèi)零碳工廠剛剛起步，市場潛力較大。

3 零碳工廠實(shí)現(xiàn)路徑

3.1 零碳工廠基本要求

3.1.1 一般要求

零碳工廠創(chuàng)建方應(yīng)在保證生產(chǎn)安全運(yùn)營、職業(yè)人員安全健康和產(chǎn)品功能、質(zhì)量的前提下，以實(shí)現(xiàn)工廠溫室氣體凈零排放為目標(biāo)，使用低碳或負(fù)碳的原料、工藝、技術(shù)和裝備，采用完善、科學(xué)、先進(jìn)的溫室氣體排放管理體系、制度和措施，持續(xù)降低溫室氣體排放。

3.1.2 基本合規(guī)性要求

零碳工廠應(yīng)依法設(shè)立，在建設(shè)和生產(chǎn)過程中應(yīng)遵守有關(guān)法律、法規(guī)、政策和標(biāo)準(zhǔn)要求［16］。能源消耗總量和（或）強(qiáng)度績效應(yīng)優(yōu)于國家、行業(yè)和地方能源消耗限額要求。

3.1.3 基本管理要求

1）最高管理者承諾

零碳工廠創(chuàng)建方最高管理者應(yīng)對(duì)利益相關(guān)方作出“零碳工廠承諾”的陳述，該陳述應(yīng)包括：

(1)計(jì)劃實(shí)現(xiàn)零碳工廠的類型及相應(yīng)時(shí)間計(jì)劃。(2)對(duì)實(shí)現(xiàn)零碳工廠的有效性負(fù)責(zé)。

(3) 確保零碳工廠建設(shè)、運(yùn)維的方針和目標(biāo)，并確保其與組織的戰(zhàn)略方向及所處的環(huán)境相一致。

(4) 實(shí)現(xiàn)零碳工廠并保持工廠凈零排放狀態(tài)的溫室氣體減排和（或）碳抵消策略。

2）溫室氣體排放管理體系和制度

工廠應(yīng)建立并持續(xù)優(yōu)化溫室氣體排放管理體系和制度。

(1) 應(yīng)建立零碳工廠管理機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)零碳工廠的制度建設(shè)、實(shí)施、考核及獎(jiǎng)勵(lì)工作，建立目標(biāo)責(zé)任制。

(2) 應(yīng)開展零碳工廠創(chuàng)建的中長期規(guī)劃及提出年度目標(biāo)、指標(biāo)和實(shí)施方案。

(3) 應(yīng)加強(qiáng)員工能力建設(shè)，定期為員工提供零碳工廠相關(guān)的教育、培訓(xùn)，并對(duì)教育和培訓(xùn)的結(jié)果進(jìn)行考評(píng)。

(4)應(yīng)建立溫室氣體排放信息管理制度，以便明確溫室氣體排放數(shù)據(jù)收集、量化、報(bào)告及歸檔要求。

(5) 應(yīng)建立完善的能源管理體系，并經(jīng)過權(quán)威第三方認(rèn)證機(jī)構(gòu)認(rèn)證。

3.1.4 基礎(chǔ)設(shè)施要求

零碳工廠創(chuàng)建方的基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)滿足國家、行業(yè)或地方相關(guān)法律法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)的要求，基礎(chǔ)設(shè)施包括組織運(yùn)營邊界范圍內(nèi)的建筑、照明、設(shè)備設(shè)施及計(jì)量設(shè)備。

1）建筑

建筑應(yīng)從建筑材料、建筑結(jié)構(gòu)、采光照明、綠化及場地、再生資源及能源利用等方面綜合考慮進(jìn)行建筑的節(jié)能及可再生能源利用。

2）照明

工廠照明應(yīng)滿足以下要求：

(1)工廠內(nèi)的照明應(yīng)盡量利用自然采光，人工照明應(yīng)符合GB 50034規(guī)定。

(2)不同場所的照明應(yīng)進(jìn)行分級(jí)設(shè)計(jì)。

(3)公共場所的照明應(yīng)采取分區(qū)、分組與定時(shí)自動(dòng)調(diào)光等措施。

3）設(shè)備設(shè)施

設(shè)備設(shè)施應(yīng)符合以下要求：

(1)已明令禁止生產(chǎn)與使用和能耗高、效率低的設(shè)備應(yīng)限期淘汰更新。

(2)采用先進(jìn)生產(chǎn)工藝，專用設(shè)備應(yīng)符合產(chǎn)業(yè)準(zhǔn)入法規(guī)，降低能源和資源消耗。

(3)設(shè)備應(yīng)采用效率高、能耗低的適用產(chǎn)品。

4）計(jì)量設(shè)備

工廠應(yīng)依據(jù)GB 17167 等要求配備、使用和管理能源及其它資源的計(jì)量器具和裝置。能源及其它資源使用的類型不同時(shí)，應(yīng)進(jìn)行分類計(jì)量。

3.1.5 能源和碳排放智能信息化管理系統(tǒng)要求

工廠應(yīng)建立能源和碳排放智能信息化管理系統(tǒng)，對(duì)原始數(shù)據(jù)至少存檔保存5 年，鼓勵(lì)采用智能物聯(lián)網(wǎng)AIoT技術(shù)［17］。

系統(tǒng)應(yīng)對(duì)關(guān)鍵設(shè)備設(shè)施的能源和（或）溫室氣體排放相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和高頻區(qū)間記錄、處理、分析和溯源，支持能源和（或）溫室氣體排放超標(biāo)預(yù)警等功能。其中具體技術(shù)要求為：

1）硬件要求

在關(guān)鍵發(fā)電、用電設(shè)施設(shè)備上安裝智能電表，需具備數(shù)據(jù)采集和轉(zhuǎn)發(fā)能力，能夠?qū)㈦姳頂?shù)據(jù)通過IEC 104、Modbus、BACnet 等工業(yè)協(xié)議或API、SFTP 的方式將電表數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和接入到能源和碳排放智能信息化管理系統(tǒng)；對(duì)溫室氣體排放與用水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行采集并傳輸?shù)侥茉春吞寂欧胖悄苄畔⒒芾硐到y(tǒng)；對(duì)室內(nèi)照明進(jìn)行控制；將綠色能源發(fā)電數(shù)據(jù)接入能源和碳排放智能信息化管理系統(tǒng)。

2）數(shù)據(jù)采集要求

最低數(shù)據(jù)上送頻率為每日上送一次，最高頻率為每分鐘上送一次。

3）數(shù)據(jù)質(zhì)量要求

數(shù)據(jù)需完整、準(zhǔn)確且可靠，具備必要的數(shù)據(jù)質(zhì)量組件；識(shí)別并修正常見的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，如設(shè)備調(diào)試、故障及通信問題產(chǎn)生的數(shù)據(jù)異常等。

3.2 零碳工廠實(shí)施流程

零碳工廠實(shí)施流程如圖1所示。

圖1 零碳工廠實(shí)施流程圖

3.2.1 準(zhǔn)備階段

1）量化工廠碳足跡

明確工廠溫室氣體種類，計(jì)算排放量。根據(jù)IPCC 或國家出版物所公布的100 年全球變暖潛能指數(shù)，將非CO2溫室氣體轉(zhuǎn)換為CO2，生成溫室氣體排放報(bào)告。

溫室氣體排放報(bào)告中應(yīng)注明確定工廠碳足跡所采用的標(biāo)準(zhǔn)和方法論、方法論的選擇原因與量化溫室氣體的所有假設(shè)和計(jì)算；明確量化溫室氣體的實(shí)際方法與采用的測量單位；明確任何與量化溫室氣體相關(guān)的不明確性和可變性。

2）制定零碳工廠實(shí)施計(jì)劃

企業(yè)應(yīng)制定零碳工廠實(shí)施計(jì)劃，形成文件并發(fā)布，零碳工廠實(shí)施計(jì)劃的內(nèi)容應(yīng)至少包含以下信息：

(1）零碳工廠承諾的陳述。

(2）計(jì)劃實(shí)現(xiàn)的零碳工廠的類型及時(shí)間表。

(3）計(jì)劃降低溫室氣體排放的策略，包括具體內(nèi)容與選用理由、減排基準(zhǔn)線及減排目標(biāo)。

(4）計(jì)劃實(shí)現(xiàn)零碳工廠并保持碳中和狀態(tài)的碳清除和（或）碳抵消策略，包括具體內(nèi)容與選用理由。

3）建立內(nèi)部溫室氣體管理體系和制度

企業(yè)應(yīng)根據(jù)相關(guān)法律法規(guī)、政策、標(biāo)準(zhǔn)以及自身規(guī)模、能力、需求等狀況，在工廠內(nèi)部建立溫室氣體排放管理體系和制度，包括但不限于：

(1）指定本工廠溫室氣體管理運(yùn)營決策人員，統(tǒng)籌及決策本單位溫室氣體相關(guān)管理工作，運(yùn)營決策人員有權(quán)在工廠內(nèi)授權(quán)并提供相應(yīng)資源，以支持零碳工廠的實(shí)現(xiàn)。

(2）工廠內(nèi)部成立溫室氣體管理團(tuán)隊(duì)，由相關(guān)部門人員任職，具備相應(yīng)的溫室氣體管理職能，并定期向運(yùn)營決策人員報(bào)告零碳工廠的實(shí)現(xiàn)情況。

(3）建立本工廠能源使用及消耗、溫室氣體排放管理制度和信息系統(tǒng)。

(4）制定零碳工廠實(shí)施計(jì)劃，并監(jiān)督其實(shí)施、保持及持續(xù)改進(jìn)。

3.2.2 實(shí)施階段

企業(yè)需結(jié)合自身實(shí)際情況，首先應(yīng)采取合適的溫室氣體減排策略，并確保實(shí)現(xiàn)計(jì)劃中確定的減排目標(biāo)。

溫室氣體減排策略應(yīng)包括以下內(nèi)容，以便對(duì)策略的合理性、減排結(jié)果的有效性、方案的先進(jìn)性進(jìn)行評(píng)價(jià)：減排策略的具體技術(shù)內(nèi)容；實(shí)施的時(shí)間、范圍；所需的資金及來源；實(shí)際減少的溫室氣體排放量及如何量化的方法。

1）自主開發(fā)方式

企業(yè)可自主開發(fā)減排項(xiàng)目進(jìn)行碳清除和（或）碳抵消，自主開發(fā)項(xiàng)目可包括但不限于以下方式：

(1）自主開發(fā)減排項(xiàng)目所產(chǎn)生的經(jīng)核證的減排量。

(2）企業(yè)采用開發(fā)碳匯的抵消方式，可自主建設(shè)經(jīng)核證的碳匯。

企業(yè)的自主開發(fā)項(xiàng)目用于零碳工廠之后，不得再作為溫室氣體自愿減排項(xiàng)目或者其他減排機(jī)制項(xiàng)目重復(fù)開發(fā)，也不可再用于開展其他活動(dòng)或項(xiàng)目的碳中和。

2）購買方式

企業(yè)可采用碳配額、碳信用的抵消方式。根據(jù)企業(yè)的實(shí)際情況選擇合適類型項(xiàng)目，包括但不限于以下方式：

(1）購買國家溫室氣體自愿減排項(xiàng)目產(chǎn)生的“核證自愿減排量（CCER）”，可優(yōu)先選擇林業(yè)碳匯類項(xiàng)目（如有）。

(2）購買政府批準(zhǔn)、備案或者認(rèn)可的碳普惠項(xiàng)目減排量（如有）。

(3）購買黃金標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目GS、國際自愿減排（VCS）項(xiàng)目的VER、清潔發(fā)展機(jī)制（CDM）的核證減排量（CERs）等。

3.2.3 評(píng)價(jià)階段

企業(yè)宜委托第三方機(jī)構(gòu)開展零碳工廠評(píng)價(jià)。

3.2.4 持續(xù)改善階段

企業(yè)宜持續(xù)改進(jìn)工廠的溫室氣體管理情況，持續(xù)保持工廠碳中和狀態(tài)。

4 零碳工廠涉及產(chǎn)品

目前，國內(nèi)外減少溫室氣體排放、實(shí)現(xiàn)零碳方案所涉及的產(chǎn)品大體可分為以下三類：

1）提高能效和節(jié)能類

該種類通過改善工藝流程、工廠實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)化，智能化、加裝能源管理系統(tǒng)等方式實(shí)現(xiàn)工廠零碳。

2）降低能源的碳含量類

該種類通過風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、可持續(xù)的氫能、生物燃料、生物質(zhì)發(fā)電等方式實(shí)現(xiàn)工廠零碳。

3）碳匯類

該種類通過碳捕捉、森林碳匯、購買碳信用等方式實(shí)現(xiàn)工廠零碳。

零碳工廠實(shí)現(xiàn)的思維導(dǎo)圖如圖2所示。

圖2 零碳工廠實(shí)現(xiàn)思維導(dǎo)圖

4.1 工廠生產(chǎn)過程中的零碳產(chǎn)品

在工廠生產(chǎn)過程中主要產(chǎn)生溫室氣體的原因包括工廠效率低下、設(shè)備老舊、利用非綠色能源等。主要解決方法如下：

1）建立增效的管理機(jī)制。

2）加裝能源和碳排放管理、監(jiān)控系統(tǒng)。

3）提高工廠智能化、數(shù)字化程度。

4）使用風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、可持續(xù)的氫能等綠色能源。

5）碳捕捉、森林碳匯、購買碳信用等。

這一過程中主要涉及產(chǎn)品有能源和碳排放智能信息化管理系統(tǒng)、光伏發(fā)電相關(guān)產(chǎn)品（太陽能板、光伏逆變器、箱變等）、風(fēng)力發(fā)電相關(guān)產(chǎn)品、儲(chǔ)能相關(guān)產(chǎn)品、碳捕捉相關(guān)產(chǎn)品。

4.2 工廠人員日常活動(dòng)過程中的零碳產(chǎn)品

在工廠人員活動(dòng)過程中主要產(chǎn)生溫室氣體的原因包括非常用設(shè)備待機(jī)、過度照明使用、利用非綠色能源、水資源的浪費(fèi)等。主要解決方法如下：

1）建立節(jié)能的管理機(jī)制。

2）加裝能源和碳排放管理、監(jiān)控系統(tǒng)［18］。

3）充分使用太陽光進(jìn)行照明。

4）使用風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、可持續(xù)的氫能等綠色能源。

5）水資源循環(huán)使用。

6）充分收集利用雨水資源。

7）充分利用溫壓和風(fēng)壓（氣體交換）等。

這一過程中主要涉及產(chǎn)品有能源和碳排放智能信息化管理系統(tǒng)、太陽光照明相關(guān)產(chǎn)品、光伏發(fā)電相關(guān)產(chǎn)品、風(fēng)力發(fā)電相關(guān)產(chǎn)品、儲(chǔ)能相關(guān)產(chǎn)品、水循環(huán)相關(guān)產(chǎn)品、雨水收集利用相關(guān)產(chǎn)品。

4.3 零碳工廠產(chǎn)品特點(diǎn)

實(shí)現(xiàn)零碳工廠所涉及產(chǎn)品應(yīng)有如下特點(diǎn)：

1）數(shù)字化、信息化、自動(dòng)化

零碳工廠需要信息化檢測工廠排放及綠色能源產(chǎn)生和儲(chǔ)存情況，便于合理分配能源和改進(jìn)；零碳工廠需要進(jìn)行數(shù)字化記錄以分析溫室氣體排放和吸收情況，用于持續(xù)改善和分析；零碳工廠需要用自動(dòng)化代替人工以提高效率。

2）綠色、清潔

制造產(chǎn)品的材料清潔、綠色，產(chǎn)品工作過程中不能產(chǎn)生有害污染物，不能造成溫室氣體排放或產(chǎn)生可以等效為溫室氣體的產(chǎn)物。

3）因地適宜

要根據(jù)實(shí)現(xiàn)零碳工廠所在地的自然條件，因地制宜地選擇實(shí)現(xiàn)零碳工廠的產(chǎn)品和方案，力求做到可持續(xù)的零碳工廠。

4）小型、分散

由于大部分工廠不具備大規(guī)模建設(shè)光伏電站與大型風(fēng)電機(jī)組用于零碳的條件，所以給工廠實(shí)施零碳的產(chǎn)品應(yīng)具有小型化、可分散或分布布置的特點(diǎn)。

5）新穎性

因零碳工廠具有綠色、高效的特性，所以可以考慮使用較為先進(jìn)的綠色環(huán)保技術(shù)和新理念，用于更好實(shí)現(xiàn)零碳工廠。

5 未來發(fā)展規(guī)劃

5.1 目標(biāo)市場

根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局2018 年數(shù)據(jù)可知，截至2018年中國年收入超過2 000 萬元的工廠有300 萬座；根據(jù)2021 年《國有企業(yè)在構(gòu)建新發(fā)展格局中的作用研究報(bào)告》可知，至2019 年底，中國國有企業(yè)數(shù)量達(dá)到了21.7 萬戶。《國務(wù)院關(guān)于加快建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟(jì)體系的指導(dǎo)意見》分析，為了提高企業(yè)競爭力，零碳工廠將會(huì)是未來工廠的發(fā)展趨勢。鑒于零碳工廠的特性和自身企業(yè)特點(diǎn)，應(yīng)將如下工廠作為目標(biāo)市場：

1）國有企業(yè)

如果工廠想進(jìn)行節(jié)能減排，甚至實(shí)現(xiàn)零碳工廠，能源和碳排放智能信息化管理系統(tǒng)是必須具備的條件。但工廠的能源使用和碳排放數(shù)據(jù)可以反映出一個(gè)工廠的產(chǎn)能，能源管控系統(tǒng)也可以直接控制一個(gè)工廠的產(chǎn)能，因此從國家產(chǎn)能安全的角度考慮，掌握國民經(jīng)濟(jì)命脈的國有企業(yè)能源管理系統(tǒng)不能由外資企業(yè)開發(fā)或管理，因此國有企業(yè)的能源管理系統(tǒng)和相關(guān)配套產(chǎn)品對(duì)于國內(nèi)相關(guān)企業(yè)存在巨大市場。

2）大中型民營企業(yè)

同理，掌握國民經(jīng)濟(jì)命脈的大中型民營企業(yè)的能源管理系統(tǒng)也不能由外資企業(yè)開發(fā)或管理，因此大中型民營企業(yè)的能源管理系統(tǒng)和相關(guān)配套產(chǎn)品對(duì)于國內(nèi)相關(guān)企業(yè)也存在巨大市場。

5.2 目標(biāo)市場領(lǐng)域

1）能源和碳排放智能信息化管理系統(tǒng)

鑒于能源和碳排放智能信息化管理系統(tǒng)是零碳工廠及工廠節(jié)能減排必須使用的產(chǎn)品，因此該領(lǐng)域具有巨大市場空間。

2）儲(chǔ)能系統(tǒng)

由于太陽能發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電都受到光照強(qiáng)度、溫度等自然因素的影響，所以發(fā)電量可能出現(xiàn)自然因素適宜的時(shí)候發(fā)電量大于工廠實(shí)際用電，自然因素不適宜時(shí)發(fā)電量小于工廠實(shí)際用電的情況。同時(shí)當(dāng)持續(xù)發(fā)電量較多時(shí)，可在電網(wǎng)用電高峰時(shí)將能量輸送到電網(wǎng)產(chǎn)生收益。為了避免能源浪費(fèi)和短缺的問題，增加工廠利潤，零碳工廠必須加裝儲(chǔ)能系統(tǒng)。

3）逆變系統(tǒng)

光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、水力發(fā)電所產(chǎn)生的電能都無法直接使用，考慮到4.3 節(jié)所分析的零碳工廠產(chǎn)品特點(diǎn)，小型的逆變系統(tǒng)是不可或缺的。

4）零碳工廠方案

碳排放核定、碳足跡跟蹤、零碳工廠方案設(shè)計(jì)等實(shí)現(xiàn)零碳工廠步驟均需較為專業(yè)的人員參與設(shè)計(jì)，除個(gè)別大型工廠自主設(shè)計(jì)，其余工廠考慮到時(shí)間、成本因素都將會(huì)委托設(shè)計(jì)。零碳工廠方案設(shè)計(jì)也將是較為熱點(diǎn)的產(chǎn)品。

6 結(jié)語

本文首先對(duì)零碳工廠概念及背景進(jìn)行介紹，總結(jié)歸納出零碳工廠市場需求及國內(nèi)外建設(shè)情況，其次根據(jù)零碳工廠基本要求著重闡述了零碳工廠的實(shí)施流程與涉及產(chǎn)品及其特點(diǎn)，最后從目標(biāo)市場和市場涉及的領(lǐng)域兩方面提出零碳工廠的未來發(fā)展規(guī)劃。企業(yè)應(yīng)制定零碳工廠實(shí)施計(jì)劃，盡早實(shí)現(xiàn)零碳搶占市場，助力我國盡早實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。