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零碳園區(qū)三大挑戰(zhàn),構建路徑最緊迫 作為世界第一碳排放大國,我國要用不到10年時間實現(xiàn)“碳達峰”,再用30年左右時間實現(xiàn)碳中和,任務艱巨。目前,我國有國家級和省級工業(yè)園區(qū)約2500家,普遍存在高污染、高排放情況,是邁向雙碳目標的“硬骨頭”。 挑戰(zhàn)一:零碳轉型與持續(xù)發(fā)展難平衡。 園區(qū)作為高新技術的載體和經濟發(fā)展的重要引擎,每年需要消耗大量能源,碳排放量仍在增長,脫碳壓力巨大。西部大開發(fā)、東北振興和中部崛起等國家戰(zhàn)略的實施,均需要以園區(qū)作為基礎引擎,也會產生新的排放。如何平衡經濟發(fā)展與雙碳目標之間的關系,已經成為亟需破解的難題。 挑戰(zhàn)二:零碳園區(qū)建設路徑尚不清晰。 零碳智慧園區(qū)作為全新概念,各地認知大多停留在概念層面,對于如何建設零碳智慧園區(qū),難以從系統(tǒng)性、整體性考慮推動轉型升級,頂層設計、能源結構、產業(yè)結構、基礎設施、政策體制等方面的實現(xiàn)路徑仍在探索。如,怎樣摸清各園區(qū)碳排放家底,如何制定減碳路線圖,如何低成本實現(xiàn)節(jié)能降碳,這些是路徑方面面臨的重要挑戰(zhàn)!
信標委提出的“零碳園區(qū)框架藍圖” 挑戰(zhàn)三:建設零碳園區(qū)的技術不成熟。 現(xiàn)有低碳、零碳和負碳技術,難以支撐實現(xiàn)碳中和,CCUS等技術成本極高,不具備大規(guī)模商用條件?;A研究方面,國際研究熱度遠遠高于我國,雖然這三類技術研究成果在快速增長,但引用量較低,研究質量和技術創(chuàng)新需進一步提升。產業(yè)實踐方面,各地的零碳園區(qū)普遍存在相互借鑒、相互模仿的情況。 目標有了,技術創(chuàng)新需要時間,當前最緊迫的任務,就是要搞清楚零碳園區(qū)建設路徑,政策、規(guī)劃、方案需要盡快出臺,以引導技術發(fā)展和目標實現(xiàn)。以下10大園區(qū)低碳轉型案例,為我國建設零碳園區(qū)提供了經驗。
零碳園區(qū)11項案例,提供路徑參考 案例1:無錫星洲工業(yè)園區(qū)(PPT) 星洲工業(yè)園利用遠景智能零碳方舟平臺,摸清了園區(qū)碳排放家底,對能源需求進行科學預測,確定了園區(qū)雙碳目標、實現(xiàn)戰(zhàn)略、主要路徑。明確提出,星洲工業(yè)園將于2026年實現(xiàn)碳達峰,2046年實現(xiàn)碳中和。這是我國首個基于科學碳盤查結果推演的工業(yè)園區(qū)碳中和規(guī)劃及路線圖,是建設低碳、零碳園區(qū)的實際落地案例。
無錫星洲工業(yè)園碳中和解決方案 星洲工業(yè)園持續(xù)引進分布式光伏發(fā)電、儲能電站、分布式天然氣發(fā)電、集中供能能源站等減排項目,持續(xù)優(yōu)化園區(qū)用能結構,降低碳排放。已有光伏裝機容量超18兆瓦,全年發(fā)電量超1800萬度,且配置160兆瓦時的儲能電站。建設完成后,每年至少可產生500萬度綠色清潔電力,減少約0.34萬噸二氧化碳排放,同時園區(qū)已規(guī)劃在園內投資建設4×10兆瓦級天然氣分布式發(fā)電項目,每年可減少至少14萬噸二氧化碳排放。 案例2:鄂爾多斯零碳產業(yè)園 鄂爾多斯零碳產業(yè)園位于蒙蘇經濟開發(fā)區(qū)江蘇產業(yè)園,擁有豐富的能源、化工、建材等資源。鄂爾多斯零碳產業(yè)園基于當地豐富的可再生能源資源和智能電網系統(tǒng),推動能源轉型,構建以“風光氫儲車”為核心的綠色能源供應體系。同時,配合數字化基礎設施,推動零碳產業(yè)及電解鋁、綠氫制鋼、綠色化工等技術的發(fā)展和應用,構建以零碳能源為基礎的“零碳新工業(yè)”創(chuàng)新體系。
鄂爾多斯遠景零碳產業(yè)園效果圖 園區(qū)中80%的能源直接來自風電、光伏和儲能,另外20%的能源基于智能物聯(lián)網的優(yōu)化,將會通過“在電力生產過多時出售給電網,需要時從電網取回”的合作模式,實現(xiàn)100%的零碳能源供給。 目前,鄂爾多斯零碳產業(yè)園已建成一座占地面積約400畝、一期10GWh產能的現(xiàn)代化動力電池工廠,根據規(guī)劃,二期總產能將提高到20GWh,每年將為超過3萬臺電動重卡提供高安全性、高能量密度、高耐久性和高性價比的動力電池,還可為風光儲應用提供超10GWh儲能電池,支持風光儲氫等綜合智慧能源示范項目,解決可再生能源消納難題,大規(guī)模降低電力成本。 案例3:青島中德生態(tài)園 青島中德生態(tài)園位于青島西海岸新區(qū),規(guī)劃面積11.6平方公里,拓展區(qū)29平方公里,遠期規(guī)劃面積66平方公里,是由中德兩國政府建設的首個可持續(xù)發(fā)展示范合作項目。中德生態(tài)園圍繞生態(tài)標準的制定和應用、低碳產業(yè)的配置和發(fā)展、綠色生態(tài)城市建設與推廣“三大領域”,建立零碳試驗區(qū)指標體系,形成可復制、可推廣的產城融合型零碳社區(qū)建設模式,力爭率先打造零碳試驗區(qū)、碳中和燈塔基地。
園區(qū)通過構建多元化清潔能源供給體系,推動能源轉型。同時打造零碳建筑,發(fā)展被動式超低能耗和裝配式建筑,實現(xiàn)100%綠色施工、綠色建筑。此外,推進園區(qū)管控數字化轉型,建設零碳操作系統(tǒng),實現(xiàn)數據支撐園區(qū)碳排放監(jiān)測和管理。 其中在用能耗能方面,中德生態(tài)園重點發(fā)展太陽能、風能、地熱能、空氣能等可再生能源,作為青島市首個“非煤化”試點區(qū)域之一,構建多元化清潔能源供給體系,并實施泛能網技術,運行山東省首例泛能網聯(lián)網,分布式光伏裝機規(guī)模達16兆瓦,供能面積近100萬平方米。另外,中德生態(tài)園打造“智能綠塔”模式,采用新型太陽能光伏板作為外層幕墻,通過光伏電池板的使用,為建筑及其用戶的用電需求提供支持,將獲取的能量暫時保存在建筑內的高效鋰離子電池中,平衡社區(qū)內的載荷電流,減輕國家電網的頂峰負荷。 案例4:柏林歐瑞府零碳智慧園區(qū) 柏林歐瑞府零碳科技園位于柏林市區(qū)西南方位,占地5.5公頃,有25幢建筑,150家創(chuàng)新型企業(yè),近3500人入駐。歐瑞府零碳智慧園區(qū)作為歐洲的首個零碳智慧園區(qū),以能源轉型賦能零碳智慧園區(qū)建設,實現(xiàn)了從百年前的煤氣廠向零碳智慧園區(qū)轉變,2014年就實現(xiàn)了德國聯(lián)邦政府制定的2050年二氧化碳減排的氣候保護目標。 園區(qū)內的水塔咖啡館,配備了智能化的能源管理系統(tǒng),利用小型熱電聯(lián)供能源中心完成供暖、制冷和供電,由勃蘭登堡州農業(yè)垃圾制成的沼氣,通過天然氣管網輸送到園區(qū)能源中心,每年可燃燒發(fā)電2兆瓦時,足以滿足1300戶家庭用電需求。發(fā)電余熱則能將水加熱至90攝氏度,通過2.5公里的供熱管線滿足園區(qū)取暖需求。
園區(qū)中心的電動車充電站,通過在頂棚上覆蓋光伏板,產生了清潔電力,再改造成集分布式供能、本地用能、能源存儲于一體的智能電網系統(tǒng),為園區(qū)170余個電動車充電樁提供能源。同時,高達1.9兆瓦時的電池儲能系統(tǒng),由奧迪公司回收的二手汽車電池組成,實現(xiàn)了資源可持續(xù)利用。 此外,歐瑞府零碳智慧園區(qū)內部建筑外壁通過懸掛大片的藻類生物反應器,借用光合作用,每年可生產藻類200千克,每千克藻類可吸收2千克二氧化碳,并清除有害的二氧化氮等廢氣。凈化空氣的同時,藻類還可被提取加工成綠色粉末,作為營養(yǎng)添加劑用于化妝品和食品工業(yè)。 在“雙碳”目標背景下,園區(qū)作為城市的基本單元可通過在供應、監(jiān)測、管理、服務上的示范效用帶動整體經濟的低碳高效發(fā)展,是降低能耗、精準減排的關鍵落腳點。智慧園區(qū)之后,綠色、智慧、安全和低碳成為未來園區(qū)發(fā)展的新形態(tài),零碳智慧園區(qū)建設勢在必行。 案例5:海信江門零碳智慧園區(qū) 海信(廣東)信息產業(yè)園位于廣東省江門市蓬江區(qū),是集多媒體、家電、通信以及相關配套產業(yè)鏈產品于一體的綜合性生產制造型工業(yè)園區(qū)。海信江門園區(qū)主要通過能源轉型以及應用轉型推進園區(qū)低碳化改造和產業(yè)升級,打造零碳智慧園區(qū)。 在能源轉型方面,園區(qū)搭建能源管理平臺,通過信息化節(jié)能實現(xiàn)智慧能源管理。在應用轉型方面,園區(qū)一方面通過打造零碳建筑,對空調通風、集中供暖等系統(tǒng)進行節(jié)能改造,另一方面通過全方位、多層次實施生產過程節(jié)能措施,對生產設備進行智能化改造,打造零碳生產,降低單位生產值的能源消耗,實現(xiàn)園區(qū)綠色發(fā)展。 案例6:重慶AI city園區(qū) 通過打造零碳建筑推動園區(qū)應用轉型,實現(xiàn)園區(qū)能源自給,減少園區(qū)碳排放。園區(qū)構建“智能大腦”,推動園區(qū)管控數字化轉型,實現(xiàn)了智慧化節(jié)能化管理運營,并刷新“最完整的5G城市智能生態(tài)、首個機器人友好園區(qū)、最大的步入式屋頂花園、碳中和低能耗社區(qū)”等多項紀錄。
重慶AI city園區(qū)通過在建筑之間分散式部署智慧桿塔、智能座椅,在建筑屋頂鋪設光伏,實現(xiàn)園區(qū)能源自給,從而減少建筑碳排放。智慧桿塔集智能照明、環(huán)境監(jiān)測、綠色能源、設施監(jiān)管等功能于一身。一方面自帶光伏,能夠執(zhí)行公共智能照明并充當汽車充電樁、USB手機充電裝置給園區(qū)用戶電動汽車和手機充電,實現(xiàn)綠色能源供給,降低碳排放。另外,建筑采用節(jié)能環(huán)保材料并鋪設屋頂光伏,提升園區(qū)能源自給率。 案例8:中國石化園區(qū) 中國石化從勘探、開發(fā)、生產、儲運、加工等多個方面推進生產制造型園區(qū)數字化轉型。具體表現(xiàn)在,通過搭建一體化應急指揮中心,實現(xiàn)生產運營業(yè)務協(xié)同、高效指揮,提升園區(qū)集約化、一體化生產管控能力。通過利用物聯(lián)網、三維模型和地理信息技術等,對全廠污染排放點和職業(yè)危害監(jiān)測點進行實時動態(tài)監(jiān)控和預警,實現(xiàn)“三廢”達標排放,園區(qū)預測預警能力、本質安全環(huán)保水平顯著提高。
中石化智能工廠架構圖 目前,基于5G+云+AI,中國石化已實現(xiàn)生產運行優(yōu)化、安全環(huán)保管控、設備智能維護和數字化設備監(jiān)測,生產模式升級,生產效率和管理效能加速提升。在包括工藝優(yōu)化、物料管理、生產調度、環(huán)境監(jiān)測、環(huán)保風險分析、蒸汽動力優(yōu)化、車間用電等多方面,均實現(xiàn)節(jié)電減排,節(jié)省燃料的減排貢獻,預計到2030年燃料消耗可節(jié)省5%,到2050年可節(jié)省14%。 案例9:上海桃浦智創(chuàng)城 桃浦智創(chuàng)城,位于上海市普陀區(qū),大數據與人工智能技術,以數字化轉型為主,能源轉型為輔,引領園區(qū)經濟綠色低碳循環(huán)高質量發(fā)展。數字化轉型方面,智創(chuàng)城基于自身先進的物聯(lián)網平臺,聚力打造集約、高效的智慧園區(qū)管理體系,推進相關戰(zhàn)略性新興產業(yè)發(fā)展以及城市數字化建設,助力上??苿?chuàng)中心建設和長三角更高質量發(fā)展;能源轉型方面,智創(chuàng)城利用智慧能源管理系統(tǒng),增強能源梯級利用,提高能源使用效率,有效提高了園區(qū)能源利用效率和經濟性。 案例10:紫光蕭山智能制造園區(qū) 紫光蕭山智能制造園區(qū)位于蕭山湘湖未來智造小鎮(zhèn)啟動區(qū)塊,規(guī)劃用地面積57.35畝,規(guī)劃總建筑面積9.8萬平米。紫光集團從能源轉型、應用轉型和數字化轉型三方面全面推進零碳智慧園區(qū)建設,積極探索具有自身特色的“雙碳”路徑。
紫光蕭山智能制造園區(qū)設計理念 能源轉型方面, 推進光伏工程,并利用新能源技術和儲能技術,實現(xiàn)能源效益最大化;應用轉型方面,對園區(qū)內的建筑、交通等方面系統(tǒng)梳理,全面推動零碳生產、零碳建筑、零碳交通等應用場景轉型;數字化轉型方面,紫光智造園區(qū)結合自身數字平臺構建園區(qū)雙碳數據底座,提供覆蓋園區(qū)數據流、信息流、碳流的“多流”全鏈條服務,打造國內領先的工業(yè)4.0樣板點,最終實現(xiàn)“智能工廠”解決方案的產品化。 新能源方面,紫光蕭山智能制造園區(qū)實施光伏工程,根據工廠可用屋頂面積進行屋頂光伏鋪設,實現(xiàn)電力自發(fā)自用,并利用余電上網,使屋頂利用率最大化。儲能方面,園區(qū)合理利用峰谷差價,降低園區(qū)能源支出,反哺國網源荷均衡,實現(xiàn)工廠能源經濟效益最大化,同時結合能源技術,使得能源經濟效益最大化。 案例11:華潤百色田陽水泥生產園區(qū) 華潤百色田陽水泥生產園區(qū)立足于產業(yè)數字化轉型,打造5G與發(fā)展需求相適應的新型融合基礎設施體系,通過建設5G專網為水泥行業(yè)提供定制化的網絡能力,并結合定制化的數據中臺和工業(yè)互聯(lián)網平臺,實現(xiàn)生產過程視覺分析、數據采集、人員管理、設備管理、計劃管理、運行管理、安全管理、危險區(qū)域巡檢和AR遠程維護等,降低勞動力成本,減少人為的安全隱患,推動5G在工業(yè)互聯(lián)網領域應用的商用步伐,打造生態(tài)智能化水泥制造企業(yè)。 生產方面,華潤百色田陽水泥生產園區(qū)利用機器視覺訓練算法,實現(xiàn)料口堵料識別、皮帶損傷識別、冒灰揚塵識別等重污染環(huán)境下自動監(jiān)測功能,下料口斷料檢測準確率達到93.5%,皮帶跑偏分析準確率達到92.3%,降低勞動力成本,減少資源消耗。并開啟5G無人機巡檢,實現(xiàn)廠區(qū)范圍內規(guī)范化、常態(tài)化的空中安保巡視和設備點巡檢,代替人員巡檢,效率提升41%。
低碳園區(qū)整體規(guī)劃方案 前面已經介紹了無錫星洲工業(yè)園區(qū)碳中和方案,下面這份方案是word版,詳細介紹了一個城市的低碳產業(yè)園區(qū)建設必要性、總體設計、發(fā)展規(guī)劃、保障措施。
來源:碳中和資料庫、智儷低碳 |
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