工业园区低碳能源改造的思考与探索

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实现“碳达峰、碳中和”的减排目标，推进工业园区的低碳能源改造势在必行[1]。据统计，产业园区已经成为中国工业发展的重要载体，截至2021年12月，中国各类产业园区达1.9万余个，全国近3000家国家级和省级开发区（工业园区）贡献了50%以上的工业产出，它们既是中国经济发展和城镇化发展的关键载体和重要动力，也是工业集约集聚发展、支撑制造强国战略的核心载体。但同时，中国工业部门的能源消耗占能源消费总量的比例高达70%左右，其中，中国各类园区碳排放量达全国总排放量的31%。陕西作为全国工业发展的第一梯队主力军，工业园区贡献巨大。当前，陕西省拥有各类工业园区总计1838个，其中国家级、省级高新区共24个。大力助推不同类型、不同规模的园区实现低碳或零碳是助力达成“双碳”目标的重要环节[2]。为推动实现这一目标，更需要根据不同产业、不同类型、不同条件和需求的工业园区制订因地制宜的低碳能源改造方案、运营模式和技术路线[3]。本文立足于陕西省不同产业园区的规模、条件和需求，提出关于陕西省工业园区低碳能源管理策略研究工作，分析预测当地工业园区经营活动的能源利用水平，为园区提供节能减排策略，大力发展低碳经济，推动园区走绿色低碳发展道路，助力国家“碳达峰、碳中和”目标实现。

1低碳园区

1.1中国低碳工业园区建设概况

1992年，ErnestLowe首次提出绿色工业园区概念，体现了园区绿色可持续发展理念。工业低碳园区能源改造兼顾碳排放与可持续发展，具体是采用低碳技术、清洁生产技术、能源管理技术等手段大力提高原材料和能源消耗使用效率并减少碳排放[4]。目前，中国绿色、低碳型园区主要有6种类型，按照低碳要求从高到低，依次是国家生态工业示范园区、UNIDO绿色工业园区、低碳产业园区、碳排放试点产业园区、循环化改造园区、绿色园区（见表1）。从表1中可知，产业园区在不同发展阶段有不同形态的发展模式，就目前实现“双碳”目标而言，建立低碳产业园区至关重要。2010年以来，中国发布多项关于建设绿色园区、循环化改造园区、低碳产业园区、国家生态工业示范园区等激励政策。截至2021年，中国共有低碳工业园区51个，其中浙江省数量最多，共4家，湖北、湖南、吉林等6个省有3家，安徽、北京、贵州等9个省市有2家，福建、甘肃、青海、河北等11个省有11家。

1.2低碳技术

实现低碳工业园区的前提是低碳技术。从广义上来说，低碳技术是指所有能降低人类活动碳排放量的技术；从技术领域上来说，低碳技术主要分为无碳技术、减碳技术、去碳技术[5]。a)无碳技术，是指水能、风能、生物质能、核能、太阳能等绿色能源技术，主要是从源头上控制能源，从而达到无碳的目的，具体包括水力发电、地热供暖与发电、风力发电、太阳能发电、生物质燃料、核能技术等。b)减碳技术，是指通过升级生产设备、优化生产过程等技术手段实现生产消费使用过程的低碳，以达到高效能、低排放的目的。c)去碳技术，是指通过捕获、封存和二次利用排放的碳元素，来实现理想状态下碳的零排放。去碳技术主要有碳回收与储藏技术、二氧化碳聚合利用技术、烟气预处理技术、多梯级热能利用节能工艺以及高效捕集反应器等多项核心技术[6]。

2陕西省工业园区

2.1基本概况

陕西省是中国的工业强省，2021年实现工业增加值1.125603×1012元，同比增长8.3%，年均增长5.9%。2021年，全省规模以上工业发电量2.61583×1011kWh，•同比增速12.5%。目前，陕西省拥有各类工业园区1790个，其中西安市829个，咸阳市320个，渭南市161个，宝鸡市144个（见图1）。陕西省现有省级以上开发区24个，有5个是国家级。表2列举了部分省级以上大型工业园区。

2.2主要特点

从目前陕西省省级以上工业园区面积、体量规模、主导产业等几方面来看，主要有以下特点：

(a)工业园区规模不一。不同类型工业园区规划面积差异较大，同时，不同园区企业规模差距较大，比如西安高新技术产业开发区规划面积697.4000km2，现有企业数量超过1.8×105家，是科技部确定为要建成世界一流科技园区的6个试点园区之一，而铜川经济开发区规划面积7.2000km2，现有企业约190家。

(b)主导产业类型丰富。从表2中可以看出，陕西省省级以上大型工业园区主导产业门类丰富，主要涵盖了航空航天、汽车零配件、新一代信息技术、新材料、现代物流等。以西安经济开发区为例，规划面积113.7400km2，主导产业为机械电子、轻工产品、生物医药、新材料等。

2.3存在问题

(a)能源总量消耗大，绿色能源利用率低。陕西省省级以上重点开发区，尤其是能源化工等有污染物质集中排放的场所，已经逐步成为陕西省工业污染防治最主要的场所。目前，以煤炭转化为主的产业结构和以火电为支撑的能源结构占比较大。当前可再生能源装机比例较小，光伏、风能、可再生等新能源规模占比偏小[7-8]。

(b)工业园区数量多，发展阶段差异大。陕西省大型工业园区数量较多，规模和技术差异较大。各类产业园区的基础设施、企业规模和产业类型相差较大，且不同园区对“双碳”目标的认识还不统一。开展精细化的降碳减排工作面临园区类型杂、层级差别大、主体数量多的多重技术难题。

(c)园区面积口径杂，统计标准差别大。部分企业因注册地与经营地不统一，碳核算边界范围难以确定。工业园区在实际节能减排工作中统计口径多样，边界不清晰、标准不统一、数据不准确，导致园区碳排放核算方法缺乏一个统一的标准，难以制定准确高效的低碳能源改造方案。d)先进技术推广慢，低碳改造示范少。在陕西省目前已有的24家省级以上工业园区中，已经被认定为低碳示范园区的企业仅有一家。太阳能等绿色可再生能源利用率较低，利用数字化、智能化等创新技术对传统能源化工产业技术进行改造有较大空间，尤其是在钢铁、建材、有色、石化和化工等重点用能行业低碳化改造方面速度较慢。

3低碳园区改造方案

3.1整体设计

(a)建立低碳产业园区联合体。建立以低碳、零碳、负碳技术为核心的低碳产业园区联合体，从全局和系统的角度出发，推动园区完成产业重构、空间重构、技术重组、碳排重算，全面推动传统产业绿色升级，以示范带动试点，以试点串联整体，充分发挥各园区之间的整体联动性、合作可能性、示范借鉴性，从整体上推动传统产业的低碳改造[9-10]。

(b)加大能源结构调整力度。推进能源利用方式转变，加快能源结构调整，大力推进绿色产业发展，推进绿色制造，建设绿色园区，加强绿色低碳技术的研发应用，强化绿色创新转化，提高资源能源利用效率，挖掘环境基础设施减排，推动工业园区生态化发展，继续支持建设循环经济示范区和生态工业园区[11]。

(c)优化完善核算标准体系。根据陕西省大型工业园区的碳排放总量和特点，制定统一的工业园区碳排放核算指南，从能源结构、工业生产过程和产品使用、废弃物处理处置三大主要排放源方面进行核算，完善深化园区碳核算体系，构建园区低碳发展评价指标体系。

3.2光伏+储能

陕西省每年日照平均时长约500h，光照时间充足，光强较好，非常适合使用“光伏+储能”进行低碳能源改造，从源头上使用清洁能源，达到减碳降排的目的。园区应充分动员有条件的企业安装分布式光伏发电系统，根据工业园区所处的地理位置和四季日照时长，秉承因地制宜、清洁高效、就近利用的原则，充分利用当地太阳能资源，替代和减少化石能源消费。在此基础上，配置新能源项目装机容量的10%储能要求。按照一家企业屋顶建筑面积10000m2铺设了太阳能电池板，则每家公司屋顶光伏发电量约能达到2×104kWh。按•照电网电价八五折计算，一个月可以节约2.000×107～3.000×107元，减少碳排放2×104t。

3.3能源数字化

(a)建立园区系统能源数字化。开展陕西省省级以上大型园区级能源数据治理，通过贯通不同园区的能源数据、政务数据和企业经营数据，以量化分析形式建立低碳能源系统设计、能源数字产品系统孵化等，推进园区低碳化和数字化转型升级，从而满足不同类型园区终端客户多元化能源生产与消费的新型能源服务[12]。同时，鼓励园区内能源企业、制造企业、信息服务企业开展跨界融合，搭建智慧能源一体化平台，运用市场化力量吸引参与主体在需求侧发挥积极作用。

(b)建立园区特色能源数字化。针对不同园区的战略发展需求和主导产业及产品工艺情况，通过整合构建园区内部的综合能源系统，打通园区及企业内部之间的电、热、气多种能源子系统间的技术、体制、市场壁垒。搭建“云、智、大、物、移”等现代信息技术和先进通信技术系统，加强在低碳能源改造方面的应用，促进能源信息双向流动和开放共享，实现各类资源灵活汇聚、系统运行智能决策、用户用能便捷高效[13-14]。

4结语

陕西省工业园区对中国工业发展贡献较大，但与此同时带来的碳排放问题也在一定程度上阻碍了中国“双碳”减排目标的实现。因此，从陕西省大型工业园区的主要问题出发，给出了陕西省工业园区绿色发展的具体实施方案，为陕西省打造全域低碳园区、加快实现绿色低碳建设提供一定参考和借鉴。

参考文献：

［1］何京东，曹大泉，段晓男，等.发挥国家战略科技力量作用，为“双碳”目标提供有力科技支撑［J］.中国科学院院刊，2022，37(4)：415-422.

［2］钱七虎.能源地下结构与工程：助力“双碳”目标，赋能绿色城市［J］.深圳大学学报（理工版），2022，39(1)：1-2.

［3］苏铭，高虎.系统谋划能源体制机制和政策措施创新更好推进能源绿色低碳转型［J］.中国经贸导刊，2022(4)：45-47.

［4］范新川，薛雪如，王姗姗.“双碳”背景下能源化工集团绿色低碳技术路径研究［J］.煤炭加工与综合利用，2022(3)：61-64.

［5］潘婷.低碳技术进步对碳排放强度的影响研究［D］.广州：华南理工大学，2019.

［6］褚君浩.从现代光电技术看第三次工业革命［J］.科技创新与品牌，2014(6)：23.

［7］付乐.基于产业关联和生态效率的郑州经济技术开发区循环发展评估［D］.郑州：郑州大学，2018.

［8］孟桂华.基于“三线一单”，规划环评的生态环境准入产业清单在陕西某开发区的应用探讨［J］.生态环境与保护，2021，4(3)：40-42.

［9］郭扬，吕一铮，严坤，等.中国工业园区低碳发展路径研究［J］.中国环境管理，2021，13(1)：49-58.

［10］李珀松，冯昱，王天天.中国低碳产业园区的实践与发展模式选择［J］.生态经济，2014，30(2)：143-146.

作者:王金锋  姜炎君 孙晓晨 任正某 曹敏 单位:国网陕西省电力有限公司经济技术研究院 国网陕西省电力有限公司市场营销部（农电工作部）