零碳智慧園區(qū)市場分析

零碳智慧園區(qū)市場分析一、零碳智慧園區(qū)概念2022年1月24日，由全國信標(biāo)委智慧城市標(biāo)準(zhǔn)工作組組織編制的《零碳智慧園區(qū)白皮書》（以下簡稱“白皮書”）正式發(fā)布，《白皮書》中將零碳智慧園區(qū)定義為在園區(qū)規(guī)劃、建設(shè)、管理、運營全方位系統(tǒng)性融入碳中和理念，依托零碳操作系統(tǒng)，以精準(zhǔn)化核算規(guī)劃碳中和目標(biāo)設(shè)定和實踐路徑，以泛在化感知全面監(jiān)測碳元素生成和消減過程，以數(shù)字化手段整合節(jié)能、減排、固碳、碳匯等碳中和措施，以智慧化管理實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)低碳化發(fā)展、能源綠色化轉(zhuǎn)型、設(shè)施集聚化共享、資源循環(huán)化利用，實現(xiàn)園區(qū)內(nèi)部碳排放與吸收自我平衡，生產(chǎn)生態(tài)生活深度融合的新型產(chǎn)業(yè)園區(qū)。二、發(fā)展階段零碳智慧園區(qū)是在“雙碳”背景下，歷經(jīng)低碳、近零碳的動態(tài)演進以及規(guī)劃、建設(shè)、運營一體化持續(xù)優(yōu)化迭代，最終實現(xiàn)凈零碳排放的一種園區(qū)發(fā)展模式。零碳智慧園區(qū)相較于近零碳園區(qū)要求更為苛刻，是指通過能源升級、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型等各種碳減排和碳中和措施，實現(xiàn)園區(qū)二氧化碳凈排放量為零。零碳智慧園區(qū)對多元分布式能源體系進行升級，構(gòu)建多能轉(zhuǎn)換、多能互補、多網(wǎng)融合的綜合協(xié)同能源網(wǎng)絡(luò)，基于數(shù)字管理平臺實現(xiàn)園區(qū)碳排放等數(shù)據(jù)的全融合，賦能園區(qū)全面減排，降低園區(qū)二氧化碳直接排放和間接排放量。同時結(jié)合碳捕捉、碳吸收、碳交易等方式抵消園區(qū)內(nèi)剩余的二氧化碳，從而實現(xiàn)園區(qū)零碳排放。三、關(guān)鍵技術(shù)1、光伏光伏發(fā)電技術(shù)是指利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)而將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N技術(shù)。光伏發(fā)電技術(shù)的關(guān)鍵元件是太陽能光伏電池，除此以外，逆變技術(shù)、并網(wǎng)技術(shù)、儲能技術(shù)、智能監(jiān)控技術(shù)等技術(shù)都關(guān)系到太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用與發(fā)展。我國在包括太陽能組件在內(nèi)的光伏核心產(chǎn)業(yè)鏈上已經(jīng)處于世界領(lǐng)先的位置。據(jù)國家能源局?jǐn)?shù)據(jù)，2019年中國光伏總發(fā)電量2243億kW?h，占全國總發(fā)電量的3.1%，光伏利用小時數(shù)1169h，標(biāo)志著我國光伏發(fā)電發(fā)展到大規(guī)模、高比例、高質(zhì)量躍升階段。其中，晶硅太陽能是光伏產(chǎn)業(yè)的主流技術(shù)，2020年所占市場份額已達95.9%。產(chǎn)業(yè)園、物流園區(qū)的工業(yè)廠房屋頂一般具有閑置屋頂面積大、遮擋物少、自身用電量大的特點，對于建設(shè)自發(fā)自用為主的分布式小型光伏電站具有特別優(yōu)勢。在國家系列政策的推動下，整合工業(yè)園工商業(yè)屋頂和立面資源建設(shè)光伏屋頂電站已經(jīng)成為園區(qū)實現(xiàn)碳中和的重要手段。2、氫儲能氫能在能源、交通、工業(yè)、建筑等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，可以作為能源互聯(lián)轉(zhuǎn)化的重要媒介，推動能源清潔高效利用，實現(xiàn)大規(guī)模深度脫碳。氫儲能指將氫氣作為二次能源，在適宜的條件下將化石燃料、電能等能源轉(zhuǎn)化為氫氣儲存，并在需要的時候通過燃料電池或其他反應(yīng)轉(zhuǎn)化為電能等能源的技術(shù)。對于風(fēng)力、光伏等不穩(wěn)定能源發(fā)電，氫儲能是一個非常理想的解決方案。氫儲能技術(shù)能夠有效解決園區(qū)當(dāng)前模式下的可再生能源發(fā)電并網(wǎng)問題，同時也可以將此過程中生產(chǎn)的氫氣分配到交通等其他領(lǐng)域中直接利用，提高經(jīng)濟性。目前氫能系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率較低（電轉(zhuǎn)氫效率多為60%~70%，氫轉(zhuǎn)電最高效率約為60%），因此以電能系統(tǒng)、氫能系統(tǒng)及熱能系統(tǒng)構(gòu)成的儲能模型為基礎(chǔ)的微電網(wǎng)系統(tǒng)成為提高氫能系統(tǒng)效率的有效手段。通過氫燃料電池?zé)犭娐?lián)供、區(qū)域電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻及建筑深度脫碳減排的應(yīng)用，能夠有效避免氫能系統(tǒng)的熱能浪費并進一步提高氫能系統(tǒng)的效率，實現(xiàn)“冷-熱-電-氣”多能融合互補，提升園區(qū)能源效率和低碳化水平。3、微電網(wǎng)微電網(wǎng)技術(shù)指使用分布式電源、儲能裝置、能量轉(zhuǎn)換裝置、負(fù)荷、監(jiān)控和保護裝置等組成的小型發(fā)配電系統(tǒng)，是能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護和管理的自治系統(tǒng)，既可以與外部電網(wǎng)運行，也可以獨立運行。園區(qū)的電力使用負(fù)荷大、強度高，對電能的質(zhì)量要求高，因此整合太陽能、風(fēng)能等分布式能源，建立樓宇級的綜合能源微電網(wǎng)是園區(qū)實現(xiàn)碳中和的重要手段之一。能量平衡控制是微電網(wǎng)運行中最重要的問題，在微電網(wǎng)實際運行過程中，分布式電源種類和數(shù)量不斷增加、大量柔性電力電子裝置的出現(xiàn)將進一步增加微電網(wǎng)自身的復(fù)雜性，同時，并網(wǎng)模式下與配電網(wǎng)主網(wǎng)的協(xié)調(diào)互動又進一步增加了維持功率平衡的難度。為了精準(zhǔn)高效地實現(xiàn)多能互補，需要高精度的發(fā)電和負(fù)荷預(yù)測技術(shù)，大數(shù)據(jù)、人工智能等數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用能夠助力微電網(wǎng)建設(shè)從建模到預(yù)測再到優(yōu)化的動態(tài)智能化系統(tǒng)，實現(xiàn)資產(chǎn)和能源使用效率的最大化。四、打造零碳園區(qū)的舉措1、做好園區(qū)頂層規(guī)劃設(shè)計頂層設(shè)計為園區(qū)提供從建設(shè)施工到運營的指導(dǎo)方案，是打造零碳園區(qū)的關(guān)鍵。無論是丹麥卡倫堡工業(yè)園、美國切塔努嘎生態(tài)工業(yè)園，還是我國的鄂爾多斯零碳產(chǎn)業(yè)園、海信江門零碳智慧園區(qū)，都經(jīng)過了科學(xué)規(guī)劃設(shè)計，有計劃、有目標(biāo)地推進零碳園區(qū)建設(shè)。零碳園區(qū)頂層設(shè)計，不僅要充分考慮園區(qū)產(chǎn)業(yè)擇定、能源系統(tǒng)、建筑節(jié)能、交通設(shè)施、建設(shè)運營和系統(tǒng)融合，也要建立多層次、多角度的引導(dǎo)機制和監(jiān)管體系，通過園區(qū)內(nèi)碳排放用能的實時監(jiān)測和分析，真正實現(xiàn)園區(qū)運營階段的零碳排放。值得注意的是，新建園區(qū)和改造園區(qū)的頂層設(shè)計方案有所不同。新建園區(qū)的典型案例有金風(fēng)科技亦莊智慧園區(qū)、鄂爾多斯零碳產(chǎn)業(yè)園、中德零碳生態(tài)園、重慶AICITY園區(qū)等，這些園區(qū)在建設(shè)初期考慮了零碳發(fā)展理念?？梢钥偨Y(jié)為三個方面。首先，按照綠色、低碳、循環(huán)發(fā)展原則，研究制定園區(qū)綠色發(fā)展行動方案，從零碳能源、零碳建筑和零碳交通三方面，有計劃、有安排地推進零碳智慧園區(qū)建設(shè)，完善園區(qū)零碳發(fā)展頂層設(shè)計。其次，全面規(guī)劃園區(qū)可再生能源（風(fēng)電、光伏）區(qū)域，根據(jù)行動方案布局新能源發(fā)電、能源存儲轉(zhuǎn)化、基礎(chǔ)設(shè)施（充電樁、新能源車位）。最后，強化園區(qū)管理部門公共服務(wù)職能，建立穩(wěn)定的零碳資金投入機制，拓寬融資渠道，為園區(qū)建設(shè)提供資金保障。2、加快園區(qū)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型能源是打造零碳園區(qū)最核心、最重要的領(lǐng)域。促進園區(qū)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型主要從供能側(cè)、用能側(cè)和智慧化三方面集中發(fā)力。首先，在供能側(cè)，要加強園區(qū)可再生能源布局，因地制宜建設(shè)光伏、風(fēng)電、水電等可再生能源系統(tǒng)，減少火電等市電的應(yīng)用。部分園區(qū)同步配套氫儲能、氨儲能、電化學(xué)儲能等儲能系統(tǒng)，以實現(xiàn)園區(qū)供電系統(tǒng)穩(wěn)定性。以鄂爾多斯零碳產(chǎn)業(yè)園為例，不僅構(gòu)建風(fēng)光儲一體化的清潔能源供電系統(tǒng)，還采用“自發(fā)自用、余電上網(wǎng)”的模式，實現(xiàn)了100%的清潔能源供給。其次，在用能側(cè)，要推進重點領(lǐng)域節(jié)能降碳，加強能源、交通、建筑等重點領(lǐng)域節(jié)能減排，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)模式、使用綠色可再生能源，倡導(dǎo)低碳交通和低碳生活。國內(nèi)園區(qū)在用能側(cè)開啟了許多“碳”索，如重慶AICITY園區(qū)在用能側(cè)運用對生態(tài)影響最小的方式進行建設(shè)，減少了16.75%的碳排放；京東“亞洲一號”西安智能產(chǎn)業(yè)園在倉庫采用“黑燈”作業(yè)模式，每分鐘可節(jié)電2000多度，相當(dāng)于普通家庭一年半的用電量。最后，構(gòu)建智慧高效的能源管理體系，實現(xiàn)智慧節(jié)能運營管理。國內(nèi)外絕大多數(shù)零碳園區(qū)都建設(shè)了智慧能源體系，最值得矚目的是德國歐瑞府零碳智慧園區(qū)，建成集分布式供能、本地用能、能源存儲為一體的智能電網(wǎng)系統(tǒng)，大大提升了園區(qū)的能源使用效率。3、促進園區(qū)資源綜合利用園區(qū)通過建立資源循環(huán)利用體系，可以實現(xiàn)項目循環(huán)式組合、企業(yè)循環(huán)式發(fā)展、資源綜合利用，極大降低了企業(yè)運營成本、提高了園區(qū)整體發(fā)展效益。一方面，園區(qū)可通過建立產(chǎn)業(yè)循環(huán)系統(tǒng)，充分考慮企業(yè)生產(chǎn)、回收、處理等各個環(huán)節(jié)的集成耦合，推動產(chǎn)業(yè)鏈上下游之間高效聯(lián)動，實現(xiàn)能源資源綜合利用。英國、美國、德國等西方國家的園區(qū)循環(huán)型產(chǎn)業(yè)體系十分成熟，將資源綜合利用發(fā)揮到了極致。另一方面，園區(qū)可打造資源回收利用體系，建立雨水回收、綠色灌溉等水資源利用系統(tǒng)；同時，做好垃圾回收處理和再利用。以海信信息產(chǎn)業(yè)園為例，它建立了余熱回收系統(tǒng)，同時對生產(chǎn)過程產(chǎn)生的工業(yè)垃圾進行重復(fù)利用。4、推進園區(qū)產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級園區(qū)作為綠色低碳技術(shù)和產(chǎn)業(yè)供給高地，必須通過產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級來實現(xiàn)零碳建設(shè)目標(biāo)。產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級主要包括產(chǎn)業(yè)低碳化和產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級兩個方面。一是大力推進產(chǎn)業(yè)低碳化，著力發(fā)展信息技術(shù)、高端裝備制造、生物新能源等戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，以及物流、金融、會計、咨詢、法律服務(wù)等現(xiàn)代服務(wù)業(yè)，同時推動高耗能、高排放產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，加大淘汰落后產(chǎn)能和化解過剩產(chǎn)能力度，實現(xiàn)園區(qū)綠色低碳和可持續(xù)發(fā)展。二是推進產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級，發(fā)揮企業(yè)在清潔發(fā)電、電能替代、先進輸電等綠色低碳技術(shù)研發(fā)，充分應(yīng)用產(chǎn)能、儲能、控能、用能、節(jié)能新技術(shù)對園區(qū)既有建筑進行節(jié)能診斷和優(yōu)化改造，推動產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，同時促進不同技術(shù)單元與碳減排技術(shù)集成耦合，積極拓展低碳轉(zhuǎn)型技術(shù)解決方案。5、增加園區(qū)碳吸收能力在打造零碳園區(qū)過程中，除了降低園區(qū)碳排放，增加園區(qū)碳吸收也同等重要，目前主流做法是通過生態(tài)碳匯、負(fù)碳技術(shù)和碳匯產(chǎn)品購買來增加園區(qū)碳吸收能力。一方面，利用生態(tài)碳匯方式，在園區(qū)公共區(qū)域或建筑表面種植碳匯能力較強的植物，常見方式有建設(shè)林蔭停車場、小微綠地、建筑立體綠化等；部分大型園區(qū)會植樹造林或者建設(shè)綠色廊道，以充分發(fā)揮植物碳吸收能力，實現(xiàn)園區(qū)碳匯能力最大化，助力實現(xiàn)零碳園區(qū)目標(biāo)。另一方面，CCUS也是增加園區(qū)碳吸收能力的重要途徑。CCUS即碳捕集、利用與封存技術(shù)，通過捕集工業(yè)生產(chǎn)中的二氧化碳，并在工業(yè)、地質(zhì)、化學(xué)等領(lǐng)域得到應(yīng)用，為能源企業(yè)提供有效的碳減排方案。此外，園區(qū)也可通過建立碳資產(chǎn)管理平臺，上線綠色金融、碳普惠等服務(wù)模塊，鼓勵企業(yè)積極參與碳市場，購買碳匯產(chǎn)品等方式，實現(xiàn)碳中和目標(biāo)。五、零碳園區(qū)的價值零碳園區(qū)不僅是國家實現(xiàn)碳達峰碳中和的關(guān)鍵，也為園區(qū)帶來巨大品牌價值、市場價值和經(jīng)濟價值，主要體現(xiàn)在提升園區(qū)品牌影響力、改善園區(qū)生態(tài)環(huán)境、增加園區(qū)整體收益三個方面。1、有助于打造園區(qū)特色品牌零碳園區(qū)是政府、企業(yè)打造園區(qū)特色品牌的重要路徑。打造零碳園區(qū)，除了獲得政策補貼、金融擔(dān)保等方面支持，也會吸引大批企業(yè)、人才落戶，有助于提升園區(qū)企業(yè)入駐率和整體水平，進一步助力園區(qū)品牌打造、彰顯品牌價值、提升品牌影響力。2、有助于改善園區(qū)生態(tài)環(huán)境通過打造“零碳園區(qū)”，同步建設(shè)綠色建筑、綠色交通、綠色工業(yè)和綠色基礎(chǔ)設(shè)施，在園區(qū)種植碳匯能力強的植物，提高園區(qū)綠化率，有助于打造綠色常在、空氣長新、美麗宜居的園區(qū)生態(tài)環(huán)境，形成人與自然和諧相處的“富春山居圖”。此外，通過實施零碳園區(qū)相關(guān)政策舉措，搭建碳普惠平臺，開展豐富多彩的低碳主題活動，有助于引導(dǎo)居民形成節(jié)能降碳意識和行為，形成低碳、環(huán)保、健康的園區(qū)人居環(huán)境。3、有助于提升園區(qū)整體收益零碳園區(qū)有助于提升生產(chǎn)效率、降低運營成本、提升園區(qū)整體收益，提高園區(qū)核心競爭力。一方面，零碳園區(qū)通過建立產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈關(guān)系，構(gòu)建綠色循環(huán)的園區(qū)產(chǎn)業(yè)體系，同時通過節(jié)能降耗、循環(huán)利用、智慧管理等手段，大大降低企業(yè)能源消耗，有助于降低園區(qū)生產(chǎn)運營成本，助力資源集約利用，實現(xiàn)企業(yè)“1+1＞2”的效果。另一方面，憑借零碳園區(qū)的產(chǎn)業(yè)集聚效應(yīng)、品牌引領(lǐng)效應(yīng)，園區(qū)租賃需求會不斷增長，為園區(qū)提高租金水平提供有力支撐，顯著提升園區(qū)整體效益。六、零碳園區(qū)案例1、海信江門零碳智慧園區(qū)海信江門零碳智慧園區(qū)位于廣東省江門市蓬江區(qū)，是一個綜合性生產(chǎn)制造型工業(yè)園區(qū)，也是我國零碳園區(qū)的典型案例和標(biāo)桿。海信江門零碳智慧園區(qū)在規(guī)劃設(shè)計階段就結(jié)合零碳目標(biāo)，綜合考量自身基本情況，參考先進節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、技術(shù)，科學(xué)選擇建設(shè)路徑，有計劃、有目標(biāo)地推進零碳園區(qū)建設(shè)。一方面，充分分析園區(qū)地理信息、區(qū)位信息、自然資源等情況，對建筑物類型、高度、朝向等進行科學(xué)設(shè)計、合理建設(shè)，充分考慮對自然資源的廣泛使用便利；另一方面，做好數(shù)字化建設(shè)、產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)、基礎(chǔ)設(shè)施、公共服務(wù)、固碳能力等方面的系統(tǒng)設(shè)計，強化布局優(yōu)化，為后期建設(shè)和運營零碳化奠定基礎(chǔ)。2、柏林歐瑞府零碳科技園100多年前，位于德國柏林市區(qū)的歐瑞府僅僅只是一座煤氣站，不僅煤氣罐本身無法繼續(xù)使用，包括金工車間、鍋爐房、蒸餾室和水塔等煤氣站中被列為文物保護的建筑部分，也因年久失修逐漸殘破和倒塌。施耐德電氣通過兼顧社會效益與經(jīng)濟效益，為歐瑞府打造了一整套零碳方案，包括能源管理與數(shù)字化方案、清潔電氣化、智能數(shù)字技術(shù)、高效節(jié)能建筑和基礎(chǔ)設(shè)施，以及針對水、廢物和材料的循環(huán)經(jīng)濟方法，從而把這座廢棄煤氣站打造成了歐洲第一、世界領(lǐng)先的零碳園區(qū)。3、鄂爾多斯零碳產(chǎn)業(yè)園鄂爾多斯零碳產(chǎn)業(yè)園位于蒙蘇經(jīng)濟開發(fā)區(qū)江蘇產(chǎn)業(yè)園，構(gòu)建了以“風(fēng)光氫儲車”為核心的綠色能源供應(yīng)體系，實現(xiàn)了高比例、低成本的可再生能源生產(chǎn)與使用。園區(qū)中80%的能源直接來自風(fēng)電、光伏和儲能，另外20%的能源基于智能物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)化，將會通過“余電上網(wǎng)、需電取回”的合作模式，實現(xiàn)100%的零碳能源供給。未來，鄂爾多斯零碳產(chǎn)業(yè)園將依托一期10GWh產(chǎn)能的現(xiàn)代化動力電池工廠，不斷擴大產(chǎn)能，每年為超過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(fēng)光儲應(yīng)用提供超10GWh儲能電池，支持風(fēng)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。同時，零碳產(chǎn)業(yè)園內(nèi)發(fā)展綠電制氫產(chǎn)業(yè)，將應(yīng)用于綠氫制鋼、綠氫煤化工、生物合成等下游產(chǎn)業(yè)，減少鄂爾多斯化工行業(yè)的煤炭消耗量。4、丹麥卡倫堡工業(yè)園丹麥卡倫堡工業(yè)園擁有完善的產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，包括由發(fā)電廠、煉油廠、制藥廠和石膏制板廠四個大型工業(yè)企業(yè)，化肥廠、養(yǎng)魚場等中小企業(yè)，以及物質(zhì)循環(huán)和廢物還原企業(yè)，組成了緊密關(guān)聯(lián)、循環(huán)發(fā)展的企業(yè)群落。Asnaes發(fā)電廠是整個生態(tài)工業(yè)園區(qū)核心中的核心，不僅為企業(yè)和居民提供電能、熱能，還為煉油廠和制藥廠提