零碳智慧园区市场分析

零碳智慧园区市场分析一、零碳智慧园区概念2022年1月24日，由全国信标委智慧城市标准工作组组织编制的《零碳智慧园区白皮书》（以下简称“白皮书”）正式发布，《白皮书》中将零碳智慧园区定义为在园区规划、建设、管理、运营全方位系统性融入碳中和理念，依托零碳操作系统，以精准化核算规划碳中和目标设定和实践路径，以泛在化感知全面监测碳元素生成和消减过程，以数字化手段整合节能、减排、固碳、碳汇等碳中和措施，以智慧化管理实现产业低碳化发展、能源绿色化转型、设施集聚化共享、资源循环化利用，实现园区内部碳排放与吸收自我平衡，生产生态生活深度融合的新型产业园区。二、发展阶段零碳智慧园区是在“双碳”背景下，历经低碳、近零碳的动态演进以及规划、建设、运营一体化持续优化迭代，最终实现净零碳排放的一种园区发展模式。零碳智慧园区相较于近零碳园区要求更为苛刻，是指通过能源升级、产业转型等各种碳减排和碳中和措施，实现园区二氧化碳净排放量为零。零碳智慧园区对多元分布式能源体系进行升级，构建多能转换、多能互补、多网融合的综合协同能源网络，基于数字管理平台实现园区碳排放等数据的全融合，赋能园区全面减排，降低园区二氧化碳直接排放和间接排放量。同时结合碳捕捉、碳吸收、碳交易等方式抵消园区内剩余的二氧化碳，从而实现园区零碳排放。三、关键技术1、光伏光伏发电技术是指利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。光伏发电技术的关键元件是太阳能光伏电池，除此以外，逆变技术、并网技术、储能技术、智能监控技术等技术都关系到太阳能光伏发电系统应用与发展。我国在包括太阳能组件在内的光伏核心产业链上已经处于世界领先的位置。据国家能源局数据，2019年中国光伏总发电量2243亿kW•h，占全国总发电量的3.1%，光伏利用小时数1169h，标志着我国光伏发电发展到大规模、高比例、高质量跃升阶段。其中，晶硅太阳能是光伏产业的主流技术，2020年所占市场份额已达95.9%。产业园、物流园区的工业厂房屋顶一般具有闲置屋顶面积大、遮挡物少、自身用电量大的特点，对于建设自发自用为主的分布式小型光伏电站具有特别优势。在国家系列政策的推动下，整合工业园工商业屋顶和立面资源建设光伏屋顶电站已经成为园区实现碳中和的重要手段。2、氢储能氢能在能源、交通、工业、建筑等领域具有广泛的应用前景，可以作为能源互联转化的重要媒介，推动能源清洁高效利用，实现大规模深度脱碳。氢储能指将氢气作为二次能源，在适宜的条件下将化石燃料、电能等能源转化为氢气储存，并在需要的时候通过燃料电池或其他反应转化为电能等能源的技术。对于风力、光伏等不稳定能源发电，氢储能是一个非常理想的解决方案。氢储能技术能够有效解决园区当前模式下的可再生能源发电并网问题，同时也可以将此过程中生产的氢气分配到交通等其他领域中直接利用，提高经济性。目前氢能系统的转换效率较低（电转氢效率多为60%~70%，氢转电最高效率约为60%），因此以电能系统、氢能系统及热能系统构成的储能模型为基础的微电网系统成为提高氢能系统效率的有效手段。通过氢燃料电池热电联供、区域电网调峰调频及建筑深度脱碳减排的应用，能够有效避免氢能系统的热能浪费并进一步提高氢能系统的效率，实现“冷-热-电-气”多能融合互补，提升园区能源效率和低碳化水平。3、微电网微电网技术指使用分布式电源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等组成的小型发配电系统，是能够实现自我控制、保护和管理的自治系统，既可以与外部电网运行，也可以独立运行。园区的电力使用负荷大、强度高，对电能的质量要求高，因此整合太阳能、风能等分布式能源，建立楼宇级的综合能源微电网是园区实现碳中和的重要手段之一。能量平衡控制是微电网运行中最重要的问题，在微电网实际运行过程中，分布式电源种类和数量不断增加、大量柔性电力电子装置的出现将进一步增加微电网自身的复杂性，同时，并网模式下与配电网主网的协调互动又进一步增加了维持功率平衡的难度。为了精准高效地实现多能互补，需要高精度的发电和负荷预测技术，大数据、人工智能等数字技术的应用能够助力微电网建设从建模到预测再到优化的动态智能化系统，实现资产和能源使用效率的最大化。四、打造零碳园区的举措1、做好园区顶层规划设计顶层设计为园区提供从建设施工到运营的指导方案，是打造零碳园区的关键。无论是丹麦卡伦堡工业园、美国切塔努嘎生态工业园，还是我国的鄂尔多斯零碳产业园、海信江门零碳智慧园区，都经过了科学规划设计，有计划、有目标地推进零碳园区建设。零碳园区顶层设计，不仅要充分考虑园区产业择定、能源系统、建筑节能、交通设施、建设运营和系统融合，也要建立多层次、多角度的引导机制和监管体系，通过园区内碳排放用能的实时监测和分析，真正实现园区运营阶段的零碳排放。值得注意的是，新建园区和改造园区的顶层设计方案有所不同。新建园区的典型案例有金风科技亦庄智慧园区、鄂尔多斯零碳产业园、中德零碳生态园、重庆AICITY园区等，这些园区在建设初期考虑了零碳发展理念。可以总结为三个方面。首先，按照绿色、低碳、循环发展原则，研究制定园区绿色发展行动方案，从零碳能源、零碳建筑和零碳交通三方面，有计划、有安排地推进零碳智慧园区建设，完善园区零碳发展顶层设计。其次，全面规划园区可再生能源（风电、光伏）区域，根据行动方案布局新能源发电、能源存储转化、基础设施（充电桩、新能源车位）。最后，强化园区管理部门公共服务职能，建立稳定的零碳资金投入机制，拓宽融资渠道，为园区建设提供资金保障。2、加快园区能源结构转型能源是打造零碳园区最核心、最重要的领域。促进园区能源结构转型主要从供能侧、用能侧和智慧化三方面集中发力。首先，在供能侧，要加强园区可再生能源布局，因地制宜建设光伏、风电、水电等可再生能源系统，减少火电等市电的应用。部分园区同步配套氢储能、氨储能、电化学储能等储能系统，以实现园区供电系统稳定性。以鄂尔多斯零碳产业园为例，不仅构建风光储一体化的清洁能源供电系统，还采用“自发自用、余电上网”的模式，实现了100%的清洁能源供给。其次，在用能侧，要推进重点领域节能降碳，加强能源、交通、建筑等重点领域节能减排，优化产业生产模式、使用绿色可再生能源，倡导低碳交通和低碳生活。国内园区在用能侧开启了许多“碳”索，如重庆AICITY园区在用能侧运用对生态影响最小的方式进行建设，减少了16.75%的碳排放；京东“亚洲一号”西安智能产业园在仓库采用“黑灯”作业模式，每分钟可节电2000多度，相当于普通家庭一年半的用电量。最后，构建智慧高效的能源管理体系，实现智慧节能运营管理。国内外绝大多数零碳园区都建设了智慧能源体系，最值得瞩目的是德国欧瑞府零碳智慧园区，建成集分布式供能、本地用能、能源存储为一体的智能电网系统，大大提升了园区的能源使用效率。3、促进园区资源综合利用园区通过建立资源循环利用体系，可以实现项目循环式组合、企业循环式发展、资源综合利用，极大降低了企业运营成本、提高了园区整体发展效益。一方面，园区可通过建立产业循环系统，充分考虑企业生产、回收、处理等各个环节的集成耦合，推动产业链上下游之间高效联动，实现能源资源综合利用。英国、美国、德国等西方国家的园区循环型产业体系十分成熟，将资源综合利用发挥到了极致。另一方面，园区可打造资源回收利用体系，建立雨水回收、绿色灌溉等水资源利用系统；同时，做好垃圾回收处理和再利用。以海信信息产业园为例，它建立了余热回收系统，同时对生产过程产生的工业垃圾进行重复利用。4、推进园区产业技术升级园区作为绿色低碳技术和产业供给高地，必须通过产业技术升级来实现零碳建设目标。产业技术升级主要包括产业低碳化和产业技术升级两个方面。一是大力推进产业低碳化，着力发展信息技术、高端装备制造、生物新能源等战略新兴产业，以及物流、金融、会计、咨询、法律服务等现代服务业，同时推动高耗能、高排放产业转型升级，加大淘汰落后产能和化解过剩产能力度，实现园区绿色低碳和可持续发展。二是推进产业技术升级，发挥企业在清洁发电、电能替代、先进输电等绿色低碳技术研发，充分应用产能、储能、控能、用能、节能新技术对园区既有建筑进行节能诊断和优化改造，推动产业转型升级，同时促进不同技术单元与碳减排技术集成耦合，积极拓展低碳转型技术解决方案。5、增加园区碳吸收能力在打造零碳园区过程中，除了降低园区碳排放，增加园区碳吸收也同等重要，目前主流做法是通过生态碳汇、负碳技术和碳汇产品购买来增加园区碳吸收能力。一方面，利用生态碳汇方式，在园区公共区域或建筑表面种植碳汇能力较强的植物，常见方式有建设林荫停车场、小微绿地、建筑立体绿化等；部分大型园区会植树造林或者建设绿色廊道，以充分发挥植物碳吸收能力，实现园区碳汇能力最大化，助力实现零碳园区目标。另一方面，CCUS也是增加园区碳吸收能力的重要途径。CCUS即碳捕集、利用与封存技术，通过捕集工业生产中的二氧化碳，并在工业、地质、化学等领域得到应用，为能源企业提供有效的碳减排方案。此外，园区也可通过建立碳资产管理平台，上线绿色金融、碳普惠等服务模块，鼓励企业积极参与碳市场，购买碳汇产品等方式，实现碳中和目标。五、零碳园区的价值零碳园区不仅是国家实现碳达峰碳中和的关键，也为园区带来巨大品牌价值、市场价值和经济价值，主要体现在提升园区品牌影响力、改善园区生态环境、增加园区整体收益三个方面。1、有助于打造园区特色品牌零碳园区是政府、企业打造园区特色品牌的重要路径。打造零碳园区，除了获得政策补贴、金融担保等方面支持，也会吸引大批企业、人才落户，有助于提升园区企业入驻率和整体水平，进一步助力园区品牌打造、彰显品牌价值、提升品牌影响力。2、有助于改善园区生态环境通过打造“零碳园区”，同步建设绿色建筑、绿色交通、绿色工业和绿色基础设施，在园区种植碳汇能力强的植物，提高园区绿化率，有助于打造绿色常在、空气长新、美丽宜居的园区生态环境，形成人与自然和谐相处的“富春山居图”。此外，通过实施零碳园区相关政策举措，搭建碳普惠平台，开展丰富多彩的低碳主题活动，有助于引导居民形成节能降碳意识和行为，形成低碳、环保、健康的园区人居环境。3、有助于提升园区整体收益零碳园区有助于提升生产效率、降低运营成本、提升园区整体收益，提高园区核心竞争力。一方面，零碳园区通过建立产业生态链关系，构建绿色循环的园区产业体系，同时通过节能降耗、循环利用、智慧管理等手段，大大降低企业能源消耗，有助于降低园区生产运营成本，助力资源集约利用，实现企业“1+1＞2”的效果。另一方面，凭借零碳园区的产业集聚效应、品牌引领效应，园区租赁需求会不断增长，为园区提高租金水平提供有力支撑，显著提升园区整体效益。六、零碳园区案例1、海信江门零碳智慧园区海信江门零碳智慧园区位于广东省江门市蓬江区，是一个综合性生产制造型工业园区，也是我国零碳园区的典型案例和标杆。海信江门零碳智慧园区在规划设计阶段就结合零碳目标，综合考量自身基本情况，参考先进节能标准规范、技术，科学选择建设路径，有计划、有目标地推进零碳园区建设。一方面，充分分析园区地理信息、区位信息、自然资源等情况，对建筑物类型、高度、朝向等进行科学设计、合理建设，充分考虑对自然资源的广泛使用便利；另一方面，做好数字化建设、产业生产、基础设施、公共服务、固碳能力等方面的系统设计，强化布局优化，为后期建设和运营零碳化奠定基础。2、柏林欧瑞府零碳科技园100多年前，位于德国柏林市区的欧瑞府仅仅只是一座煤气站，不仅煤气罐本身无法继续使用，包括金工车间、锅炉房、蒸馏室和水塔等煤气站中被列为文物保护的建筑部分，也因年久失修逐渐残破和倒塌。施耐德电气通过兼顾社会效益与经济效益，为欧瑞府打造了一整套零碳方案，包括能源管理与数字化方案、清洁电气化、智能数字技术、高效节能建筑和基础设施，以及针对水、废物和材料的循环经济方法，从而把这座废弃煤气站打造成了欧洲第一、世界领先的零碳园区。3、鄂尔多斯零碳产业园鄂尔多斯零碳产业园位于蒙苏经济开发区江苏产业园，构建了以“风光氢储车”为核心的绿色能源供应体系，实现了高比例、低成本的可再生能源生产与使用。园区中80%的能源直接来自风电、光伏和储能，另外20%的能源基于智能物联网的优化，将会通过“余电上网、需电取回”的合作模式，实现100%的零碳能源供给。未来，鄂尔多斯零碳产业园将依托一期10GWh产能的现代化动力电池工厂，不断扩大产能，每年为超过3万台电动重卡提供高安全性、高能量密度、高耐久性和高性价比的动力电池，还可为风光储应用提供超10GWh储能电池，支持风光储氢等综合智慧能源示范项目，解决可再生能源消纳难题，大规模降低电力成本。同时，零碳产业园内发展绿电制氢产业，将应用于绿氢制钢、绿氢煤化工、生物合成等下游产业，减少鄂尔多斯化工行业的煤炭消耗量。4、丹麦卡伦堡工业园丹麦卡伦堡工业园拥有完善的产业生态系统，包括由发电厂、炼油厂、制药厂和石膏制板厂四个大型工业企业，化肥厂、养鱼场等中小企业，以及物质循环和废物还原企业，组成了紧密关联、循环发展的企业群落。Asnaes发电厂是整个生态工业园区核心中的核心，不仅为企业和居民提供电能、热能，还为炼油厂和制药厂提