零碳工业园区虚实

《财经》杂志 文/《财经》记者 徐沛宇 编辑/马克  

2022年03月28日 13:40  

本文4784字,约7分钟

高碳排工业园区的低碳转型迫在眉睫,但零碳园区如何建设、运营、认证,尚无公认标准

目前,零碳工业园区处于商业化初期阶段,国内外都缺乏明确的零碳园区定义和实施指南。图/IC

 

2022年可谓零碳工业园区元年——全国涌现出多个新建或改建的零碳工业园区。

这背后的原因是:在双碳(碳达峰、碳中和)目标下,占据全国31%以上二氧化碳排放量的工业园区是控碳和降碳中难啃的硬骨头,低碳转型迫在眉睫。

同时,工业园区里的企业有着比此前更强烈的低碳发展意愿——越来越多的工业产品要求追踪碳足迹,碳排放越高的产品竞争力将越低。

《财经》记者从多位零碳工业园区相关人士处了解到,零碳工业园区的基础是要有零碳或者低碳的能源供应系统;在运营过程中,关键是要有储能系统支撑,以及智能数字化技术的管理体系。

目前,与零碳工业园区相关的技术已没有障碍,但商业模式仍未成熟,政策标准还存在较多空白。业界呼吁尽快出台相关政策标准,推进零碳工业园区落地。

不过,专业人士认为,零碳工业园区不宜在全国全面推广,各地需因地制宜。清华大学环境学院中国工业园区绿色发展研究中心主任陈吕军告诉《财经》记者,在工业园区的物理空间里实现零碳,几乎是不可能的。工业园区往低碳、零碳发展的方向是毫无疑问的,但能降碳的降碳,该节能的节能,不必盲目追求零碳。

 

零碳工业园区元年到来

自习近平总书记2020年9月宣布中国“双碳”目标以来,各行业各地区落实“双碳”目标逐渐进入实操阶段,工业园区也是如此。

据陈吕军研究团队统计,全国2543 家国家级和省级工业园区贡献了50%以上的工业产出,二氧化碳排放量占全国的31%。这些工业园区里燃煤机组占比高达87%,且小机组多,50MW以下数量占比高达62%。

2022年以来,各地零碳工业园区的规划和建设日益增多。据《财经》记者不完全统计,全国已有内蒙古、福建、江苏、浙江、重庆、上海、云南、宁夏、青海、贵州等超过十个省份规划出台了有关零碳工业园区的政策文件。

“零碳”“碳中和”工业园区,是指在一定区域内直接或间接产生的温室气体(现阶段一般单指二氧化碳)排放总量,在一定时间内(常以一年为周期)通过技术、交易等方式抵消,实现零碳排放的园区。

概念看起来简单,但在现实中,由于工业园区的碳排放核算、碳足迹追踪等相应的标准规范尚未全国统一,多家零碳园区都只是得到第三方机构的认可。

有的零碳工业园区由地方机构给予认证。2021年1月28日,新疆金风科技股份有限公司(下称“金风科技”)宣布其北京亦庄智慧园区成为中国首个碳中和园区。其碳中和证书由北京绿色交易所颁发,按照PAS2060标准实现碳中和。

有的零碳工业园区由国际机构给予认证。去年10月,远景集团宣布将在鄂尔多斯建设全球首个零碳产业园,该园区符合远景集团与法国检验与认证集团(Bureau Veritas,下称“必维”)共同制定的“国际零碳产业园标准”。

还有更多计划实现零碳排放的工业园区,正在探索和研制具体的实现路径。工业总产值占海南省70%以上的洋浦经济开发区,目前正在制定零碳路径图。该园区已不再新增燃煤指标,并已将区内部分企业的煤炭锅炉改为生物质能源集中供能,为其迈向零碳做准备。

陈吕军表示,工业园区千园千面,如何减碳、控能控碳控什么、孰先孰后,很难有一个标准答案。

 

零碳园区的基础:低碳供能系统

能源系统的降碳是全社会实现碳中和的基石,工业园区也不例外。建设零碳工业园区,最重要的就是低碳能源系统。在实操中,要点是因地制宜地利用好当地的可再生能源。

风、光新能源资源丰富的鄂尔多斯市是建设零碳产业园的优质标的。鄂尔多斯是工业大市,当地已有多个工业园区,其二氧化碳排放量占内蒙古自治区近四成,减碳压力较大。

在鄂尔多斯市伊金霍洛旗的众多传统工业园区旁边,远景将新建一个零碳产业园。相比于旁边高排放的传统工业园,该零碳园区将实现100%绿色电力供给和零碳排放。该园区首家落成的工厂为远景动力电池制造基地,将于今年4月建成投产,一期建设10GWh产能。

该园区内企业所用电力和蒸汽等能源系统100%由可再生能源发电供给。远景高级战略总监张元对《财经》记者表示,目前园区内的动力电池项目一年总耗能量约5亿度电,配套的可再生能源项目年发电量也达5亿度,一般情况下可实现园区绿电供应,但风、光发电存在波动性,园区通过与电网的合作可保证100%的绿电供应。园区总发电量的20%,也就是1亿度绿电,会在发电量超过园区用电量时向电网销售,并获得绿证;在绿电供应不足的情况下,园区会从电网回购绿电。

张元说,园区的可再生能源电力规划和产业规划同步进行。也就是说,随着园区内产业规模、用能需求的扩大,配套的可再生能源电力系统也会同步扩大,以此来保证园区的绿色能源供给。

与新建园区相比,存量园区的能源系统低碳改造难度更大。海南省碳排放量在全国排在末尾,正因为如此,海南最大的工业园区——洋浦开发区面临更加紧迫的低碳转型压力。基于海南土地面积有限,陆上风、光资源较少的现状,洋浦开发区引进了新奥集团,以当地丰富的生物质能源为基础,首先改造了园区南部企业的蒸汽供能系统,以减少碳排放。

洋浦开发区始建于1992年,区内企业以石化、粮油、制药等类型为主。2020年8月,新奥集团承建的洋浦开发区泛能项目一期投产,为园区企业提供零碳排放的生物质蒸汽。同时,园区运营方要求新入驻企业不能再使用煤制蒸汽。目前该园区即将开建生物质供能项目二期,扩大生物质供能的规模。

洋浦开发区管委会旗下机构洋浦国际投资咨询公司首席技术官张庆毅对《财经》记者表示,洋浦目前正在规划一个详细的净零碳排放示范园区方案。其中,能源系统的改造是重中之重,除了加大生物质能的利用,还将促进企业尽可能多地安装屋顶光伏发电。此外,未来海南新建的海上风电项目也将为洋浦开发区提供部分绿电。

在大多数资源禀赋并不优质的地方,园区要实现零碳排放就需要依靠绿证、自愿核证减排量(CCER)等相关交易来抵消碳排放。已宣布实现碳中和的金风科技北京亦庄园区即是如此。

金风科技相关负责人告诉《财经》记者,2020年,亦庄园区外购电力年产生二氧化碳占整个园区排放量的85%;园区总用电量1573万度,其中482万度来自金风科技自建的风电和光伏发电系统,其余电量购自电网。园区通过各种技术手段实施节能增效后,还需要通过购买CCER抵消碳排放,以实现园区运营层面的碳中和。

CCER来自于经过国家发改委核准的零碳和负碳项目,这些项目可出售其CCER指标;购买者可用CCER抵消其碳排放量。CCER项目包括可再生能源发电、林业碳汇等。

江苏省计划在无锡建设省内首个零碳科技产业园。参与该园区能源系统建设的协鑫能科相关负责人对《财经》记者介绍,园区内将着重开发分布式能源项目,如屋顶光伏、沼气等生物质能源,同时还会对园区内的物流交通及供应链能源系统供应绿电。基于当地的资源禀赋,园区实现碳中和还需要通过购买绿电、绿色电力证书、CCER等方式抵消部分碳排放。

该负责人说,自2021年下半年开始,公司合作的用电企业对减碳、碳排放抵消的需求大增。截至2022年2月底,协鑫能科已累计为用户购入8.2万余张绿色电力证书。

 

零碳园区的支柱:储能与数字化技术

有了低碳能源系统,零碳工业园区还需要可靠的储能系统,以及数字化的能耗、碳足迹管理系统。

零碳工业园区的供能系统大多以风电、光伏发电为主,这两大电源具有波动性和不稳定性,需要储能设施调峰,以使其平稳输出。

目前在建的和建成的零碳工业园区主要采用电化学储能,其可简单理解为大功率电池。远景鄂尔多斯零碳工业园目前即是如此。此外,该园区预留的20%电量与电网双向交易的模式,是把电网也当做了一种储能设施。

未来,以电解水制氢、制氨作为储能的技术将成为零碳工业园区的一个发展方向,但相关的技术还不成熟,成本也较高。张元介绍说,远景计划在鄂尔多斯建设一个新的示范项目——零碳能源岛,它里面会装有液态空气贮能,用液态空气发电,可解决更长时间的储能问题。目前鄂尔多斯零碳产业园的储能系统可支撑四小时,未来的零碳能源岛项目可以实现天级和周级的储能。

张庆毅表示,大规模依靠电化学储能对一个耗能巨大的工业园区来说成本过高,依靠电网调峰也不应该是零碳工业园区的主要模式。洋浦开发区计划建设的零碳园区,将不会对电网造成较大压力,也没有成本高昂的电化学储能设施,它将是一个可循环的绿色低碳供能系统。

与看得见的储能设施相比,零碳工业园区的另一大支柱数字化能耗管理、碳足迹追踪系统,是零碳工业园区必备的软实力。零碳工业园区的本质是对碳排放数据进行计量和抵消,要管理隐形的二氧化碳,就需要配套数字化的能耗管理系统。

以天然气产业起步的新奥集团已布局工业园区能耗数字化技术十余年,其旗下泛能网产品运用在多个工业园区。泛能网低碳数智化产品包括碳排放量化模块、碳资产管理与交易模块、产品碳足迹模块等等。在洋浦开发区的新奥生物质能项目里即运用了泛能网产品。

鄂尔多斯零碳产业园区部署的则是基于智能物联操作系统EnOS的远景“方舟”能碳管理平台。该系统用数字化手段打通园区内供能、生产、交通等各场景的能碳管理,全面追踪与管理能耗和碳排放,实现零碳闭环。

科技企业也更加大了能耗管理方面的研发,并开始落地。三峡大数据基地将成为国内最大的零碳数据中心,该园区在利用三峡丰富的水电资源的基础上,大量运用了华为的数字能耗管理技术。华为相关负责人向《财经》记者介绍,该数据中心有近三分之一的能耗来自温控系统,通过温控重构,进行数据建模和推理,年省电可达近3000万度。

华为计划将其安托山基地打造成全球最大的“光储直柔”近零碳排放园区之一。“光储直柔”四个字分别指光伏发电、储能、直流电和柔性用电技术。而这一系列技术的运用都离不开数字化能源管理系统的支撑。

 

零碳园区需要哪些制度建设

目前,零碳工业园区处于商业化初期阶段,国内外都缺乏明确的零碳园区定义和实施指南。未来,零碳工业园区还需要较多的制度建设,尤其是在碳足迹核算、追踪和管理等方面。

今年全国两会期间,多位代表委员都建议要做好碳排放追踪方面的政策规范。全国政协委员、宁德时代董事长曾毓群认为,电池在整个新能源产业链中具有关键作用,中国在电池碳足迹核算标准与方法论方面存在空白。应尽快启动中国电池碳足迹标准和方法论研究,建立产品碳排放管理体系,参与全球碳中和规则制定。

欧盟已经完成了“碳边境调节机制”(CBAM)法律程序,预计欧盟碳关税将在2023年启动,届时出口欧盟的产品将交纳碳关税或购买碳排放权。因此,出口型企业入驻零碳产业园区、生产零碳产品的需求更加迫切。例如,光伏出口龙头企业隆基股份已在云南保山建设“零碳工厂”,为将来出口低碳、零碳产品做准备。

相关头部企业已在着手制定零碳园区的规范。远景和必维集团共同制定的“国际零碳产业园标准”已发布,该标准提出零碳产业园应具备四大特征:以零碳能源为基础的新工业体系、零碳产业和技术的发展和应用、智能管理内核,以及为区域创造低碳转型动能。金风科技近期已启动编制《工业园区碳中和设计指南》和《工业园区碳中和评价方法》。

除了明确标准规范,业界还希望能打通“双碳”目标下的多种政策工具。金风科技相关负责人希望能建立健全覆盖全国各企事业单位的碳账户机制,通过将绿电消费纳入碳排放核算体系,激励企事业单位的碳减排与绿色转型,打通电、碳之间的衔接机制。

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