【智慧城市網 企業關注】我國于2020年9月首次公開提出碳達峰碳中和的“雙碳”目標，并于中國共產黨第二十次全國代表大會進一步明確積極穩妥推進碳達峰碳中和，為國家、城市、園區的綠色高質量發展道路開啟新篇章。
作為先進要素高度集聚、創新活動蓬勃、生產生活活動主要載體的各類型園區必將在“雙碳”戰略實踐中發揮至關重要的作用，成為碳中和的先鋒和主力軍。近年，節能減排被納入到對園區建設運營的要求，國家層面與各省市都推出了鼓勵園區加速產業升級及綠色發展的政策文件中。可以預見，園區向零碳轉型已成為必然趨勢。
零碳園區更加強調園區的低碳化、數字化、智慧化轉型發展，更加關注綜合能源規劃技術支撐零碳園區建設，關注數字技術應用賦能零碳園區管理，關注將環境價值轉化為經濟價值的創新商業模式在園區的發展應用，因此必會對園區的建設和智慧能源服務、碳服務管理等方面提出新的要求。
零碳智慧園區是指在園區規劃、建設、管理、運營全方位系統性融入碳中和理念，依托零碳操作系統，以精準化核算規劃碳中和目標設定和實踐路徑，以泛在化感知全面監測碳元素生成和消減過程，以數字化手段整合節能、減排、固碳、碳匯等碳中和措施，以智慧化管理實現產業低碳化發展、能源綠色化轉型、設施集聚化共享、資源循環化利用，實現園區內部碳排放與吸收自我平衡，生產生態生活深度融合的新型產業園區。
零碳智慧園區是在“雙碳”背景下，歷經低碳、近零碳的動態演進以及規劃、建設、運營一體化持續優化迭代，最終實現凈零碳排放的一種園區發展模式。
零碳智慧園區對多元分布式能源體系進行升級，構建多能轉換、多能互補、多網融合的綜合協同能源網絡，基于數字管理平臺實現園區碳排放等數據的全融合，賦能園區全面減排，降低園區二氧化碳直接排放和間接排放量。同時結合碳捕捉、碳吸收、碳交易等方式抵消園區內剩余的二氧化碳，從而實現園區零碳排放。實現園區碳中和，根本上應從控制碳排放和加大碳吸收兩方面入手，同時建立碳交易市場，加強智慧管控。首先，控制碳源，從能源、生產、交通、建筑、生活等方面節能減排，優化產業生產模式、使用綠色可再生能源、發展低碳負碳技術、倡導低碳交通和低碳生活。其次，加大碳吸收，發展生態碳匯、碳捕捉與封存等技術。此外，建立碳交易市場，實現碳排放權優化配置，推動企業進行技術升級。同時，打造零碳操作系統，匯聚園區內水電、光伏、儲能、充電樁等各類能源數據，實現園區能源智慧管控。
零碳智慧園區頂層設計系統融入碳中和理念，愿景目標決定了園區的理想和前進方向，強調“數字融匯賦能”，落腳點為“高品質發展”，建設理念明確園區建設的原則和要求，強調創新成長、綠色高效和以人為本，兼顧綠色與發展、兼顧生產和生態的全面規劃。零碳操作系統以數據打通園區核心生產要素各環節，對園區經濟社會發展以及碳排放相關重點要素數據進行系統梳理和全量匯聚，建立園區碳排放指標體系和碳管控應用，為場景化業務應用提供通用的、可復制性的基礎能力支撐。依托零碳操作系統的能源轉型、應用轉型和數字化轉型三大核心能力轉型保障零碳智慧園區建設目標順利推進和愿景落地。核心要素全面塑造園區零碳化發展環境，支撐建設目標的推進。零碳智慧園區建設上聯零碳智慧城市，下接零碳產業民生，通過物理空間“城市-園區-企業-人”和數字空間的深度融合互動，實踐園區的零碳化高品質發展。
零碳操作系統以數據為核心生產要素，通過框架層、應用層、支撐層和物理層共同支撐零碳智慧園區建設，為零碳生產、零碳建筑、零碳交通等各類場景化應用提供通用的、可復制性的基礎能力支撐，促進園區基于此操作系統開發碳排放、碳清潔能源等相關智慧應用，同時數字化賦能園區碳生命周期全程智慧監測與管理，實現園區內部管理者、經營者和消費者的全聯接，從過程和終端兩方面共同幫助園區實現零碳目標。
規劃階段
診斷規劃：對于現有園區的零碳化改造，需要針對現有產業結構，構建碳核算模型，進行全量碳數據匯總，確定零碳目標和線路圖。首先，對全園區碳排放基礎數據進行全面摸底，做好碳排放數據統計和核查等基礎工作，深入了解自身的碳排放情況。其次，在園區碳排放統計和核查的基礎上，推進“碳達峰”測算，科學估算碳達峰目標值和達峰期限。梳理出潛在的減排途徑，并對不同減排途徑的減排潛力、減排成本和減排效益等進行詳細評估和測算。最后，根據碳達峰目標值和測算結果，結合自身具備的能源轉型、應用轉型、數字化轉型三大核心能力，科學選擇碳中和路徑，明確減排目標、重點任務、重點措施等事項，并制定詳細減排時間表，形成精細化的碳排放控制計劃和實施方案。
頂設先行：對于新建園區，在園區定位、產業選擇、空間布局等層面依據碳中和理念與數字融匯賦能的城市高質量發展空間的愿景目標統籌規劃。首先研究制定園區碳排放碳達峰行動方案，有計劃有安排地推進零碳智慧園區建設，完善園區零碳發展頂層設計。其次，全面考慮零碳能源體系、零碳建筑體系和零碳交通體系的布局，因地制宜規劃園區可再生能源(風電、光伏、地熱等)區域，充分利用已有規劃設計藍圖布局新能源發電以及能源存儲轉化系統。
建設階段
產業優化：優化產業結構，加快推廣普及碳應用，促進產業鏈優化，并結合實際情況設定產業優化方案，淘汰一批，改造一批，引進一批。一方面，在原有園區產業基礎上，鼓勵產業與城市融合發展，淘汰落后產能，促進第三產業發展，推動建立低能耗、低污染、低排放的新型產業集聚區。另一方面，推動園區企業利用低碳設備、低碳技術及低碳材料進行技術改造、裝備升級，提高能源利用率，進一步實現園區高耗能行業轉型升級。
機制引導：通過建立相關組織機制，創新碳排放激勵機制等，完善園區低碳管理機制，并積極探索建立園區零碳建設的長效機制與政策措施，為實現節能減排、低碳發展提供制度保障。
零碳改造：加強低碳基礎設施建設，對園區用水、用電、用氣等基礎設施建設實施低碳化、智能化改造。加強園區數字化改造，建設碳監測體系，建立能源消耗和碳排放統計監測平臺，加強對園區工業、建筑、交通用電等基礎數據統計，建立并完善企業碳排放數據管理和分析系統。
運營階段
數字賦能：通過智慧園區體系，對園區內水電、光伏、儲能等各類能源數據進行全面管理及趨勢分析，整合碳管理模塊，建設零碳操作系統。基于零碳操作系統，利用大數據、云計算、邊緣計算和物聯網等技術對采集數據進行聚類、清洗和分析，建立企業范圍內的資源-能源平衡模型，并設定評價指標體系，結合統計分析、動態優化、預測預警、反饋控制等功能，實現企業能源信息化集中控制、設備節能精細化管理和能源系統化管理，降低設備運行成本，提升能源利用效率。
要素配置：強化要素支撐，對接配置相關土地、機制、金融、技術、人力、數據等資源要素，建設包括園區企業、園區管理機構、政府主管部門分層次、多角度的監管體系，實現多元化、信息化監測模式。建設能源與碳排放信息管理平臺，積極推動與園區綠色金融綜合服務平臺、招商引資服務平臺等互聯互通，建立低碳企業庫、低碳項目庫、低碳人才庫和政策工具庫等專題數據庫，加強企業碳排放統計監測及服務能力，實現對園區碳排放及用能的綜合分析和實時監控，提升碳排放管理信息化水平。
能源轉型
能源供給轉型
園區通過整合能源投資和能源技術，構建以可再生能源為主的零碳能源系統，并配套智能電網等基礎設施，有效地進行一體化的綜合能源規劃。構建以電力為主的能源消費，以及配套的綜合能源(包括儲能、充電樁等)服務，可以從整體上優化園區能源結構。結合園區用能特點，在終端能源消費環節推進“以電代煤”“以電代氣”，在物流交通環節推進“以電代油”，能夠從源頭顯著減少碳排放。在此基礎上，光伏、風電、水電等清潔可再生能源的因地制宜布局，可以降低以火電為主的市電的使用，極大程度上提高了園區能源供應的清潔度。
關鍵技術：光伏
光伏發電技術是指利用半導體界面的光生伏特效應而將光能直接轉變為電能的一種技術。光伏發電技術的關鍵元件是太陽能光伏電池，除此以外，逆變技術、并網技術、儲能技術、智能監控技術等技術都關系到太陽能光伏發電系統應用與發展。產業園、物流園區的工業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，對于建設自發自用為主的分布式小型光伏電站具有特別優勢。
能源綜合管控
由于風、光等清潔能源的隨機性和波動性，園區難以保證能源供應的平衡與穩定，綜合能源系統由此應運而生，并成為促進清潔能源消納、增強能源梯級利用、提高能源使用效率、實現多種形式能源協調運行的重要解決方案，也成為零碳智慧園區能源轉型的關鍵。綜合能源系統依據能源互補理念構建，整合電力系統“發-輸-配-用-儲”的多個環節，覆蓋多種類型的分布式能源，打通電、熱、氣多種能源子系統間，實現多種能源互補互濟和多系統協調優化，有效提高園區能源利用效率和經濟性。從能源傳遞鏈來看，零碳智慧園區綜合能源系統存在“源-網-荷-儲”多種協同互補路徑，即源端互補、源網互補、網荷互補等多種互補模式以及相互之間的協調互補模式。
應用轉型
零碳生產
在能源消費側，能源總量和強度雙控、降低高耗能制造業碳排放量、實現“綠色制造”是我國實現碳中和目標的關鍵一步。高耗能工業園區實現低碳化乃至于零碳化的主要途徑包括：優化產業鏈布局以提升集群內循環效率，以園區或區域能源系統大循環視角進行產業鏈的聚集，通過園區內、產業集群內企業的生態共生，實現跨企業、跨行業的統籌規劃和梯級利用；通過電氣化以及清潔能源利用降低生產過程直接排放，推廣風能、光能等清潔能源替代化石能源，利用柔性電力技術、儲能技術等，推動園區建設綠色能源供應體系；利用負碳技術降低終端排放。
關鍵技術：CCUS
碳捕集、利用與封存(Carbon Capture, Utilization, and Storage, CCUS)指將二氧化碳從排放源中分離后或直接加以利用或封存，以實現二氧化碳減排的技術過程，包括二氧化碳的捕集、運輸、封存以及利用四個環節。在園區層面，鑒于生產工藝與新能源出力不連續性和不穩定性等原因，能源和生產環節無法實現完全的零碳排放，通過負碳技術等碳移除的手段，可以抵消部分化石能源的碳排放而實現碳中和。
零碳建筑
零碳建筑是在建筑全生命周期內，充分利用建筑本體節能措施和可再生能源資源，通過減少碳排放和增加碳匯實現凈零碳排放的建筑，同時，還可以減少其他空氣污染物，降低建筑運營成本，改善建筑內部環境，并提高建筑抵御氣候變化的能力。根據世界綠色建筑協會相關數據，來自建筑物的溫室氣體排放占所有溫室氣體排放的近40%，成為各種類型園區中的主要碳排放來源之一，并貫穿園區建設的全過程。
關鍵技術：被動、主動建筑能效提升
零碳建筑的建設遵循“被動優先減少需求、主動優化提高能效”的理念，采用一體化設計方案，依托區域的資源稟賦實現碳中和。被動技術優先通過特殊的采光、保溫等設計，營造適宜的微氣候，使建筑能夠充分利用光照、人體、電器散熱以及自然風等實現或接近實現恒溫、恒濕、恒氧、隔離霧霾的舒適條件。主動優化在被動設計的基礎上，強調可再生能源的應用，實現能耗效率與最佳室內氣候之間的平衡，有效改善人們的健康水平和居住舒適度。
數字化轉型
基礎設施數字化轉型
零碳智慧園區從重視“傳統基建”等硬環境到重視“新基建”等軟環境，打造智慧消防、環境監測等數字設施，推動園區實現以數據為中心的數字化轉型。布局以5G、人工智能、工業互聯網、大數據中心為代表的新型基礎設施，推進5G基站、物聯網規模覆蓋，提升園區基礎實施運行效率和服務能力，形成與數字經濟和智慧社會發展需求相適應的新型融合基礎設施體系。
關鍵技術：5G
以5G為代表的新一輪現代信息通信技術是實現“雙碳”目標的助推器，在助力園區碳中和過程中具有不可替代的作用。5G的高速率、低時延、大連接特性，能有效滿足終端海量接入、信息交互頻繁、控制向末梢延伸的業務發展態勢，能夠有效擴展電力系統監測控制的范圍與能力。
園區管控數字化轉型
對機電設備進行智能化監、管、控，使園區運行保障的安全性得到質的提升。依托集成管理平臺，實時獲取設備運行數據、環境狀態數據等，實現資源環保、綜合物業、項目管理等綜合管理數字化。普及數字孿生技術應用，全面采集園區排放數據，讓園區生產線與虛擬數字孿生系統高度融合，不斷改進生產與制造流程。
關鍵技術：數字孿生
數字孿生是充分利用物理模型、傳感器更新、運行歷史等數據，集成多學科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程，在虛擬空間中完成映射，從而反映相對應的實體裝備的全生命周期過程。數字孿生通過信息鏈接，能夠實現對物理世界鏡像映射、全域呈現、動態仿真，達到虛實聯動的效果，從而輔助完成各種研究和管控。
碳資產管理數字化轉型
園區碳資產，是指在強制碳排放權交易機制或者自愿碳排放權的交易機制下，產生的可直接或間接影響碳排放配額、減排信用額及相關活動。對碳資產進行合理的分配、利用、管理，以及在碳市場上的交易與投資，可以為園區的零碳運營提供更多靈活便捷的選項。建立有效的碳資產管理機制，在園區生產經營過程中，對直接和間接的碳排放進行統計分析和監測預測，優化低碳資產組合，助力園區零碳智慧轉型。
關鍵技術：碳監測與碳核算
園區要順利推進能源低碳轉型與電力碳減排，前提是做好碳排放監測與核算。碳監測結合大氣中溫室氣體濃度監測數據和同化反演模式計算溫室氣體排放量，碳核算基于活動水平和排放因子的乘積計算溫室氣體排放量，前者可以推動完善核算體系，支撐排放因子本地化更新，也可以對核算結果進行校核。通過監測與核算園區內的碳排放活動，獲取園區各途徑碳排放的事實與數據，制定針對性策略，最終推動園區零碳智慧轉型。
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