園區(qū)是產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展的重要載體，在建設(shè)與運(yùn)營(yíng)過程中消耗了大量能源，產(chǎn)生了大量碳排放，因此也成為了碳中和工作重點(diǎn)關(guān)注的對(duì)象，當(dāng)前國(guó)家和各省都出臺(tái)了相應(yīng)的政策推動(dòng)園區(qū)的綠色低碳轉(zhuǎn)型升級(jí)。
本文中，中大咨詢分別選取生產(chǎn)制造型、物流倉儲(chǔ)型、商務(wù)辦公型的減碳標(biāo)桿園區(qū)進(jìn)行研究，分析不同類型園區(qū)的碳排放場(chǎng)景，總結(jié)園區(qū)綠色低碳發(fā)展的路徑。
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一、園區(qū)碳中和是“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的必然要求
隨著企業(yè)入園趨勢(shì)的發(fā)展，園區(qū)成為經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的重要載體，承擔(dān)著越來越密集的產(chǎn)業(yè)活動(dòng)，碳排放呈現(xiàn)出持續(xù)增加的勢(shì)頭，園區(qū)綠色低碳發(fā)展并實(shí)現(xiàn)碳中和至關(guān)重要。
我國(guó)自2013年啟動(dòng)低碳工業(yè)園區(qū)試點(diǎn)以來，持續(xù)出臺(tái)《關(guān)于組織開展國(guó)家低碳工業(yè)園區(qū)試點(diǎn)工作的通知》、《關(guān)于組織開展綠色產(chǎn)業(yè)示范基地建設(shè)的通知》等文件推動(dòng)打造達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平的節(jié)能低碳園區(qū)，以低碳示范園區(qū)為引領(lǐng)，發(fā)揮園區(qū)改革試驗(yàn)田作用，探索區(qū)域、城市實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的路徑。
園區(qū)的碳排放結(jié)構(gòu)與全國(guó)碳排放結(jié)構(gòu)類似，主要集中于能源、建筑、交通、生產(chǎn)等領(lǐng)域，因此，園區(qū)運(yùn)營(yíng)方需要從這些方面探索園區(qū)綠色低碳發(fā)展的路徑。
不同類型園區(qū)碳排放的主要來源不同，如生產(chǎn)制造型園區(qū)碳排放主要來源于能源與生產(chǎn)過程，物流倉儲(chǔ)型園區(qū)碳排放主要來源于建筑與交通，商務(wù)辦公型園區(qū)碳排放主要來源于建筑、交通與運(yùn)營(yíng)，導(dǎo)致三種類型的園區(qū)所采取的節(jié)能降碳舉措存在區(qū)別。
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圖1? 2019年我國(guó)碳排放行業(yè)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)來源：IEA，中大咨詢整理
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二、多維度推進(jìn)各類園區(qū)碳中和
01 造型標(biāo)桿園區(qū)碳中和主要途徑
生產(chǎn)制造型園區(qū)以生產(chǎn)制造為主體，是我國(guó)實(shí)施制造業(yè)強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的主要空間載體，通過低碳轉(zhuǎn)型實(shí)現(xiàn)碳中和，既是園區(qū)高質(zhì)量綠色發(fā)展的內(nèi)在要求，又能在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)對(duì)全球氣候變化行動(dòng)中發(fā)揮關(guān)鍵效能。
A.生產(chǎn)制造型園區(qū)碳排放主要來源
生產(chǎn)制造型園區(qū)中，能源的消耗是最主要的碳排放來源，用能端主要包括生產(chǎn)過程、交通運(yùn)輸、建筑等高耗能領(lǐng)域。生產(chǎn)過程中的碳排放主要來自于化石燃料燃燒和電力使用；交通運(yùn)輸方面，運(yùn)輸過程中汽油柴油等燃料燃燒導(dǎo)致碳排放；建筑領(lǐng)域的碳排放主要包括園區(qū)內(nèi)建筑因運(yùn)行需要消耗能源而造成的碳排放。另外，生產(chǎn)制造中的碳排放也來自于工藝過程中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，如水泥生產(chǎn)過程中的石灰石分解，此外還包含終端的廢棄物排放。
B.典型案例：鄂爾多斯零碳產(chǎn)業(yè)園
坐落在內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市伊金霍洛旗境內(nèi)的零碳產(chǎn)業(yè)園為我國(guó)零碳工業(yè)轉(zhuǎn)型提供了經(jīng)驗(yàn)。鄂爾多斯號(hào)稱“塞外寶庫”，煤炭、風(fēng)光、天然氣等資源豐富，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了基礎(chǔ)。鄂爾多斯零碳產(chǎn)業(yè)園位于蒙蘇經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)江蘇產(chǎn)業(yè)園，以動(dòng)力電池生產(chǎn)制造基地為核心，集成了可再生能源生產(chǎn)、動(dòng)力電池與儲(chǔ)能、電動(dòng)重卡、電池材料、綠色制氫等上下游產(chǎn)業(yè)鏈，將風(fēng)電、光伏、儲(chǔ)能、碳管理、電力交易等軟硬件結(jié)合，實(shí)現(xiàn)整個(gè)園區(qū)的零碳閉環(huán)，是生產(chǎn)制造產(chǎn)業(yè)園綠色高質(zhì)量發(fā)展的樣板。
●? 充分利用可再生能源資源優(yōu)勢(shì)，優(yōu)化綠色能源供給系統(tǒng)
保證綠色能源穩(wěn)定供應(yīng)是生產(chǎn)制造型園區(qū)實(shí)現(xiàn)低碳發(fā)展的先決條件。鄂爾多斯作為千萬千瓦級(jí)大型風(fēng)電基地之一，其資源稟賦為園區(qū)的工業(yè)生產(chǎn)提供先天優(yōu)勢(shì)，滿足了園區(qū)用能巨大的需求。園區(qū)通過智能電網(wǎng)“馴服”綠電，實(shí)現(xiàn)發(fā)電與負(fù)荷功率的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)平衡，有效解決可再生能源發(fā)電不穩(wěn)定的問題。
鄂爾多斯零碳產(chǎn)業(yè)園建立了“風(fēng)光儲(chǔ)氫+智能電網(wǎng)”的綠色電力系統(tǒng)，并構(gòu)成綠色、穩(wěn)定、可靠的能源系統(tǒng)。產(chǎn)業(yè)園中80%的能源直接來自風(fēng)電、光伏和儲(chǔ)能等，另外20%的能源基于智能物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)化，將會(huì)通過“在電力生產(chǎn)過多時(shí)出售給電網(wǎng)，需要時(shí)從電網(wǎng)取回”的合作模式，實(shí)現(xiàn)100%的零碳能源供給，為生產(chǎn)制造提供有力基礎(chǔ)。
●? 建立綠色工業(yè)制造體系，推進(jìn)各產(chǎn)業(yè)協(xié)同脫碳
鄂爾多斯零碳產(chǎn)業(yè)園把可再生能源豐富的資源優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)，將風(fēng)光與動(dòng)力電池、電動(dòng)重卡、電動(dòng)汽車結(jié)合，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)集約化發(fā)展，驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)園區(qū)工業(yè)制造向零碳轉(zhuǎn)型。
動(dòng)力電池作為園區(qū)的主要產(chǎn)業(yè)，可以應(yīng)用于動(dòng)力提供和儲(chǔ)能，支持風(fēng)光儲(chǔ)氫等綜合智慧能源示范項(xiàng)目。
在交通領(lǐng)域，引入了國(guó)內(nèi)最大的電動(dòng)重卡生產(chǎn)商一汽解放，聯(lián)合創(chuàng)新“換電重卡”等多樣化整體運(yùn)輸解決方案和新型服務(wù)模式，逐步告別柴油車運(yùn)輸，預(yù)計(jì)每年可減少3000萬噸的溫室氣體排放。
園區(qū)內(nèi)上下游產(chǎn)業(yè)集聚，匯集了較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈，應(yīng)對(duì)能碳雙減的挑戰(zhàn)，例如，發(fā)展綠電制氫產(chǎn)業(yè)，應(yīng)用于綠氫制鋼、綠氫煤化工、生物合成等下游產(chǎn)業(yè)，減少化工行業(yè)的煤炭消耗。
●? 搭建“能碳雙控”平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)零碳管理閉環(huán)
以數(shù)據(jù)可視化的方式進(jìn)行能效分析，能更有效率地幫助產(chǎn)業(yè)園進(jìn)行節(jié)能降碳方面的管理。鄂爾多斯零碳產(chǎn)業(yè)園以“能碳雙控”數(shù)字化平臺(tái)為支撐，統(tǒng)一管理能源和碳排放相關(guān)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)能耗和碳排放指標(biāo)的可視化分析，對(duì)重要指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、及時(shí)預(yù)警和優(yōu)化閉環(huán)，對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，加強(qiáng)企業(yè)能源信息化監(jiān)控和設(shè)備節(jié)能精細(xì)化管理，提高能源系統(tǒng)化管理能力。
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圖2 鄂爾多斯零碳產(chǎn)業(yè)園
?02 物流倉儲(chǔ)型標(biāo)桿園區(qū)碳中和主要途徑
物流倉儲(chǔ)型園區(qū)包括了物流中心、配送中心、運(yùn)輸樞紐設(shè)施、運(yùn)輸組織及管理中心和物流信息中心，通過園區(qū)內(nèi)各種功能中心鏈接起多種運(yùn)輸方式，將物流作業(yè)進(jìn)行集中，被視為城市物流功能區(qū)。
A.物流倉儲(chǔ)型園區(qū)碳排放主要來源
物流倉儲(chǔ)型園區(qū)的碳排放主要來源于建筑與交通兩方面。
在建筑方面，物流倉儲(chǔ)型園區(qū)以倉庫、配送中心、辦公樓為主，建筑運(yùn)行中的制冷、制熱、供電需求會(huì)帶來大量的間接碳排放。在交通方面，物流倉儲(chǔ)型園區(qū)包含公路、鐵路、水路、航空多種運(yùn)輸方式，其中公路的內(nèi)燃機(jī)叉車與貨車、水路的燃油船舶、鐵路的內(nèi)燃機(jī)車、航空的燃油飛機(jī)等方式在運(yùn)輸途中均會(huì)產(chǎn)生大量的碳排放。
B.京東物流“亞洲一號(hào)”園區(qū)
京東物流于2017年發(fā)起“青流計(jì)劃”，致力于實(shí)現(xiàn)旗下“亞洲一號(hào)”倉儲(chǔ)物流園區(qū)的低碳環(huán)保、節(jié)能降耗發(fā)展，分別從低碳能源、零碳建筑、零碳交通、零碳運(yùn)營(yíng)等四方面入手打造零碳物流園區(qū)。
●? 發(fā)展新能源發(fā)電，保障園區(qū)綠色能源供應(yīng)
大部分“亞洲一號(hào)”物流園區(qū)的電力結(jié)構(gòu)均已進(jìn)行調(diào)整，搭建分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)，并將可再生能源發(fā)電進(jìn)行并網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)發(fā)電充電一體化。園區(qū)的光伏發(fā)電系統(tǒng)已覆蓋倉內(nèi)照明、自動(dòng)分揀、自動(dòng)打包等多場(chǎng)景作業(yè)的用電需求。2020年，京東物流旗下所有的“亞洲一號(hào)”物流園區(qū)的光伏發(fā)電量達(dá)253.8萬千瓦時(shí)，減少碳排放約2000噸。與此同時(shí)，“亞洲一號(hào)”還在建設(shè)分布式鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，解決用電高峰與發(fā)電高峰之間的錯(cuò)配問題。
●? 建設(shè)自動(dòng)化倉庫，助力園區(qū)建筑節(jié)能降碳
“亞洲一號(hào)”物流園區(qū)依靠數(shù)字化、物聯(lián)網(wǎng)等創(chuàng)新技術(shù)建造自動(dòng)化立體倉庫，實(shí)現(xiàn)“黑燈”作業(yè)模式，借助京東智能控制平臺(tái)，通過機(jī)器自動(dòng)調(diào)貨出貨，并在傳輸任務(wù)完成后實(shí)現(xiàn)自動(dòng)斷電。
智能轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)備“黑燈”作業(yè)模式的降碳效率較高，平均1分鐘能幫助物流園區(qū)建筑省電2283度。大量的節(jié)能設(shè)計(jì)被用于“亞洲一號(hào)”園區(qū)中，實(shí)現(xiàn)了物流倉儲(chǔ)園區(qū)的節(jié)能降碳。
●? 更換新能源車輛并優(yōu)化運(yùn)輸路線，打造園區(qū)零碳交通
在新能源運(yùn)輸工具方面，京東物流使用新能源車代替?zhèn)鹘y(tǒng)燃油車，使園區(qū)內(nèi)部運(yùn)輸和向外運(yùn)輸更加低碳。目前，京東物流已總計(jì)使用新能源車約20000輛，相較于傳統(tǒng)燃油車每年可減少約40萬噸二氧化碳排放。此外，京東物流還引入了氫能源車，積極拓展新能源運(yùn)輸工具的使用，推動(dòng)園區(qū)零碳交通的發(fā)展。
在優(yōu)化運(yùn)輸路線方面，京東物流通過數(shù)字化技術(shù)采集園區(qū)內(nèi)外部運(yùn)輸數(shù)據(jù)，對(duì)運(yùn)輸路徑、倉儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)時(shí)優(yōu)化，減少在途車輛、提升返程車輛滿載率、通過可視化導(dǎo)引降低園區(qū)內(nèi)車輛排隊(duì)等待時(shí)間，通過創(chuàng)新技術(shù)有效提升運(yùn)配效率，降低能源損耗。
●? 采用綠色包裝技術(shù)，促進(jìn)園區(qū)運(yùn)營(yíng)降碳
包裝環(huán)節(jié)是物流行業(yè)中的“高碳”環(huán)節(jié)，京東“亞洲一號(hào)”園區(qū)開發(fā)了簡(jiǎn)約包裝、原發(fā)包裝、B2B 循環(huán)包裝、無紙化作業(yè)、全鏈路智能包裝系統(tǒng)等綠色包裝技術(shù)，減少園區(qū)運(yùn)營(yíng)中的紙漿使用，推動(dòng)園區(qū)節(jié)能降碳。
圖3?京東物流“亞洲一號(hào)”園區(qū)
03 商務(wù)辦公型標(biāo)桿園區(qū)碳中和路徑
商務(wù)辦公型園區(qū)主要由中小企業(yè)及大型企業(yè)功能單元組成，園區(qū)形態(tài)以辦公區(qū)、商務(wù)樓、商場(chǎng)、會(huì)展、文化中心等為主，目的是打造辦公空間，提供商務(wù)辦公類型的服務(wù)。
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A.商務(wù)辦公型園區(qū)碳排放主要來源
商務(wù)辦公型園區(qū)的碳排放同樣主要來源于建筑、交通兩方面。建筑方面，辦公樓、寫字樓等建筑運(yùn)行過程中存在大量的電力需求，要求建造龐大的空調(diào)系統(tǒng)，消耗了大量的能源。交通方面的碳排放基本全部來源于園區(qū)內(nèi)的道路交通，人員通勤過程中公交、出租車以及私家車用能用電產(chǎn)生的碳排放。
B.重慶AI city園區(qū)
重慶AI city園區(qū)內(nèi)企業(yè)涉及人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、新消費(fèi)、金融等多個(gè)行業(yè)，場(chǎng)景以辦公為主，針對(duì)園區(qū)排放來源進(jìn)行園區(qū)建設(shè)，主要通過低碳建筑、低碳交通、智慧運(yùn)營(yíng)等途徑實(shí)現(xiàn)園區(qū)的節(jié)能降碳。
●? 節(jié)能設(shè)計(jì)助力建筑全生命周期降碳
重慶AI city園區(qū)在園區(qū)建設(shè)之初就采用了節(jié)能設(shè)計(jì)，從建筑建設(shè)階段到運(yùn)營(yíng)階段均采用了節(jié)能手段以減少碳排放。
在園區(qū)建設(shè)階段中，依靠數(shù)字技術(shù)對(duì)園區(qū)地貌的分析設(shè)計(jì)出了對(duì)園區(qū)地貌影響最小的建設(shè)方案，并使建設(shè)中的挖方填方保持平衡，減少建筑材料的浪費(fèi)，相比于常規(guī)建造減少了16.75%的碳排放。
在建筑運(yùn)營(yíng)階段，重慶AI city為了充分利用自然光，將建筑切割成為富有滲透性的結(jié)構(gòu)，以此來改變建筑光熱環(huán)境，通過提高綜合受光率降低照明、制熱的需求，達(dá)到節(jié)能的效果。同時(shí)，利用屋頂綠色植物、園區(qū)綠植對(duì)建筑進(jìn)行綠化，減少園區(qū)制冷需求的同時(shí)增加碳匯，減少了72.93%的建筑運(yùn)營(yíng)碳排放。
●? 光伏發(fā)電支持新能源交通工具應(yīng)用
重慶AI city園區(qū)部署了全園區(qū)的光伏發(fā)電系統(tǒng)，智慧桿塔、智能座椅、建筑屋頂?shù)葓?chǎng)景均鋪設(shè)了光伏發(fā)電，充分利用園區(qū)閑置面積發(fā)展可再生能源發(fā)電，以此構(gòu)建起分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)園區(qū)電力自給；將充電樁與光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行并網(wǎng)，為園區(qū)內(nèi)電動(dòng)車的使用提供基礎(chǔ)保障，支持員工選擇電動(dòng)車出行，降低了園區(qū)內(nèi)的交通碳排放。
●? 智能系統(tǒng)推動(dòng)園區(qū)運(yùn)營(yíng)低碳化
重慶AI city園區(qū)利用數(shù)字技術(shù)搭建了智慧化管理平臺(tái)，對(duì)園區(qū)日常運(yùn)營(yíng)進(jìn)行全面化的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與節(jié)能管理。園區(qū)應(yīng)用樓控系統(tǒng)與智能傳感器對(duì)暖通、空調(diào)、照明、通行與停車等進(jìn)行整合，形成了可視化的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并利用數(shù)字技術(shù)生成智能判斷、實(shí)時(shí)提醒、智能控制功能，降低了園區(qū)60%的能耗，實(shí)現(xiàn)園區(qū)低碳運(yùn)營(yíng)。同時(shí)，對(duì)園區(qū)內(nèi)企業(yè)進(jìn)行能耗與碳排放監(jiān)管，實(shí)時(shí)反饋能耗與碳排放情況，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)碳排放管理。
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圖4 重慶AI city園區(qū)
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三、園區(qū)綠色低碳發(fā)展重點(diǎn)方向
01 低碳化供用能體系推動(dòng)園區(qū)碳減排
供能與用能是園區(qū)碳排放的主要場(chǎng)景，也是當(dāng)前零碳園區(qū)建設(shè)的重點(diǎn)。在供能端，生產(chǎn)零碳電力與清潔能源是零碳園區(qū)建設(shè)的主要途徑。
在電力領(lǐng)域中，園區(qū)需要因地制宜發(fā)展清潔能源替代，充分利用當(dāng)?shù)毓夥?、水力、風(fēng)能等可再生能源，通過可再生能源發(fā)電、微電網(wǎng)、數(shù)字電網(wǎng)等技術(shù)從“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”全鏈條提供零碳電力。
非電力能源中，各類園區(qū)未來可以建立天然氣、氫能應(yīng)用設(shè)施，實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)、區(qū)域電力調(diào)峰，從而助力園區(qū)實(shí)現(xiàn)碳中和。
用能方面，用能端的生產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新、節(jié)能設(shè)計(jì)與清潔能源替代技術(shù)三者并行為零碳園區(qū)建設(shè)保駕護(hù)航。
在生產(chǎn)領(lǐng)域中，企業(yè)需要引入工業(yè)能效提升技術(shù)、清潔生產(chǎn)技術(shù)、負(fù)碳技術(shù)，降低生產(chǎn)過程碳排放。
在建筑領(lǐng)域中，利用低碳建筑材料、裝配式建筑等技術(shù)降低建筑建設(shè)階段碳排放，利用節(jié)能設(shè)計(jì)、電氣化、智能控制系統(tǒng)等技術(shù)降低建筑運(yùn)行階段碳排放。
在交通領(lǐng)域中，優(yōu)化交通運(yùn)輸結(jié)構(gòu)，提高電動(dòng)車、燃料電池車等新能源交通工具的滲透率，并優(yōu)化運(yùn)輸規(guī)劃以提高園區(qū)運(yùn)輸效率。
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02 數(shù)字化技術(shù)助力園區(qū)節(jié)能降碳
數(shù)字技術(shù)的發(fā)展使園區(qū)的管理和運(yùn)營(yíng)更有效率，能夠從能源、交通、建筑等各方面進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)園區(qū)的全環(huán)節(jié)節(jié)能降碳管理。
在園區(qū)的建設(shè)階段，依靠數(shù)字技術(shù)進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)，如利用數(shù)字技術(shù)模擬區(qū)域地貌來設(shè)計(jì)園區(qū)節(jié)能建設(shè)方案。
在園區(qū)的運(yùn)行階段，數(shù)字技術(shù)能夠幫助園區(qū)運(yùn)營(yíng)者實(shí)現(xiàn)全流程的數(shù)字化管控，以監(jiān)測(cè)設(shè)施為基礎(chǔ)、以集成管理平臺(tái)為核心，利用數(shù)據(jù)流將園區(qū)各方面的能耗、碳排放、產(chǎn)品產(chǎn)出數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，以可視化的形式進(jìn)行輸出，形成相應(yīng)的報(bào)告，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，幫助園區(qū)運(yùn)營(yíng)方分析園區(qū)運(yùn)營(yíng)問題，提升全流程運(yùn)行效率。
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參考文獻(xiàn)
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