編者按
在全球綠色低碳轉型浪潮下,零碳園區(qū)正成為工業(yè)領域系統(tǒng)性變革的關鍵路徑。通過重構能源體系、部署清潔儲能與數(shù)字化管理,實現(xiàn)了從傳統(tǒng)高耗能單元向近零排放樞紐的跨越。這不僅提升了能效與成本效益,更增強了產(chǎn)業(yè)韌性與綠色競爭力。面向“十五五”,我國以碳達峰
碳中和為牽引,將零碳園區(qū)作為綠色轉型重要載體,并計劃在此期間建設約100個國家級零碳園區(qū),為高質量發(fā)展注入綠色動力。
在全球氣候變化壓力下,零碳園區(qū)建設已成為推動綠色轉型、應對氣候變化的重要舉措。黨的二十屆四中全會強調,要以碳達峰碳中和為牽引,增強綠色發(fā)展動能,加快經(jīng)濟社會發(fā)展全面綠色轉型。國家發(fā)展改革委黨組書記、主任鄭柵潔提出,“十五五”期間,我國將力爭建成100個左右國家級零碳園區(qū),為實現(xiàn)中長期低碳發(fā)展目標提供堅實支撐。
國際零碳園區(qū)建設的探索起步較早,從德國柏林歐瑞府零碳科技園到美國谷歌灣景園區(qū),這些成功案例展示了各國零碳園區(qū)的先進實踐,為我國零碳園區(qū)建設提供了寶貴的經(jīng)驗。
不可逆轉的全球趨勢
當前,全球正面臨嚴峻的氣候危機。聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)的系列報告指出,全球變暖已接近失控邊緣,穩(wěn)定氣候需要大力、迅速和持續(xù)地減少溫室氣體排放,并實現(xiàn)二氧化碳凈零排放。
11月10日~22日,第30屆聯(lián)合國氣候變化大會(COP30)在巴西北部城市貝倫舉行,COP30主席安德烈·科雷亞·多拉戈表示,核心使命是推動各國提交更具雄心的國家自主貢獻,評估與《巴黎協(xié)定》溫控目標的匹配度,并為全球氣候行動注入新活力,協(xié)調企業(yè)、民間社會和各級政府的努力,采取協(xié)調一致的行動。
此外,世界銀行曾發(fā)布報告表示,全球將近1/4的
碳排放與貿(mào)易相關。為打造具有全球競爭力的綠色產(chǎn)業(yè)鏈和供應鏈,部分發(fā)達國家已將碳排放管理范圍擴展至跨境產(chǎn)業(yè)鏈的全生命周期,在國際貿(mào)易中形成新的綠色貿(mào)易壁壘。如歐盟的碳邊境調節(jié)機制(CBAM),旨在通過根據(jù)產(chǎn)品的
碳足跡征收新的進口關稅來遏制碳排放。而2022年美國的《通貨膨脹削減法案》則通過一系列撥款、貸款、稅收優(yōu)惠和其他激勵措施,加速清潔能源、清潔汽車、清潔建筑和清潔制造的部署。
這些
政策不僅是環(huán)境
法規(guī),更是新一輪產(chǎn)業(yè)革命和地緣經(jīng)濟競爭的核心工具,推動全球產(chǎn)業(yè)鏈向綠色低碳重構。
從耗能中心到碳中和樞紐
工業(yè)園區(qū)曾是能源消耗的代名詞,高耗能設施、傳統(tǒng)的倉儲物流系統(tǒng)和以效率為唯一導向的建設方式,使得它們長期被視為城市碳排放的主要來源。然而,隨著全球供應鏈重塑,企業(yè)的環(huán)境、社會與治理(ESG)責任提升,以及政府脫碳政策不斷加碼,工業(yè)園區(qū)正迎來一場深刻轉型。從“耗能中心”到“碳中和樞紐”,這一演進不僅改變了建筑和基礎設施,而且重塑了產(chǎn)業(yè)對空間與資源的理解。
碳中和倉儲作為零碳園區(qū)的重要組成部分,是轉型的關鍵突破口。倉庫是物流系統(tǒng)的核心節(jié)點,曾經(jīng)依賴大量照明和空調設備,碳排放巨大。而碳中和理念的引入,使其從單純的儲存空間轉變?yōu)槟茉垂芾砼c可持續(xù)技術的試驗場。
所謂倉儲的碳中和是通過降低體現(xiàn)碳和運營碳,實現(xiàn)凈零排放。體現(xiàn)碳來源于建筑材料和施工方式,通過采用再生鋼材、低碳混凝土和優(yōu)化結構設計,可從源頭減少排放。而運營碳的降低則依賴智能化系統(tǒng)、自動化設備、高效暖通設計與可再生能源的深度整合。
如今,先進工業(yè)園區(qū)的倉庫越來越多采用LED感應照明、能耗追蹤系統(tǒng)、風向與日照優(yōu)化的被動式建筑策略,以及高效溫控設備。同時,屋頂光伏、電動汽車充電基礎設施與預留好光伏安裝條件的屋頂,使得倉庫從能源消費者逐步轉變?yōu)槟茉瓷a(chǎn)者。一些園區(qū)更通過自動化、交叉轉運與高密度倉儲設計提升了空間利用率,從運營層面減少了能源浪費。
現(xiàn)實挑戰(zhàn)
在氣候目標的推動下,零碳園區(qū)已成為產(chǎn)業(yè)綠色升級的關鍵抓手,但在實際建設過程中仍面臨諸多挑戰(zhàn)。
首先,園區(qū)能源數(shù)據(jù)高度分散,
電力、水、燃氣、光伏等多類能源信息由不同系統(tǒng)管理,彼此缺乏兼容性與數(shù)據(jù)接口,難以形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)視圖。管理者無法全面掌握園區(qū)能耗狀態(tài)與實時運
行情況,“數(shù)據(jù)孤島”是綠色轉型的首個障礙。
其次,能源使用與碳排放缺乏協(xié)同優(yōu)化能力。傳統(tǒng)園區(qū)能源管理依賴人工經(jīng)驗,很難根據(jù)光伏發(fā)電情況、電價波動與負荷變化進行動態(tài)調整,導致可再生能源消耗不足、綠電棄用和電價高峰管理失效等
問題。能源調度智能化不足制約了能效提升與碳排放控制。
最后,碳排放核算流程效率低、誤差大,難以滿足標準化要求。大量園區(qū)仍采用人工記錄與報表整理,核算周期超過7日,誤差高達15%,既不符合溫室氣體核算體系等國際標準,也難以適應國內日益嚴格的
碳管理政策。
將成全球應對氣候變化危機的重要支點
未來,零碳園區(qū)將成為全球應對氣候變化危機的重要支點,其發(fā)展不僅影響地區(qū)產(chǎn)業(yè)形態(tài),而且將深刻塑造城市能源結構、經(jīng)濟模式與生活方式。隨著可再生能源、儲能系統(tǒng)、數(shù)字化技術與碳管理手段的不斷創(chuàng)新,零碳園區(qū)將從試點示范邁向規(guī)?;占芭c深度融合。
能源體系全面升級將成為零碳園區(qū)演進的核心動力。可再生能源技術正向高效與低成本發(fā)展,光伏組件發(fā)電效率持續(xù)提升,風電機組向智能化轉型,將助力園區(qū)穩(wěn)定依賴清潔能源供電。智能電網(wǎng)與能源管理平臺逐步成熟,通過實時調度、精準預測與負荷優(yōu)化,構建高度自適應的能源系統(tǒng),可大幅提升能源利用效率。
儲能技術突破將為零碳園區(qū)實現(xiàn)“全天候自給”提供關鍵支撐。高能量密度電池、固態(tài)儲能、新型壓縮空氣與抽水蓄能技術加速商業(yè)化,可提高園區(qū)的運行穩(wěn)定性。儲能系統(tǒng)不僅是備用電源,而且將成為能源調度的核心基礎設施,保障供能連續(xù)性。
此外,碳捕集與封存(CCS)技術將為難以完全電氣化的產(chǎn)業(yè)提供
減排路徑。零碳園區(qū)將形成“綠色能源+低碳工藝+碳捕集”的綜合模式,通過對工業(yè)排放的實時捕集和安全封存,實現(xiàn)近零排放的園區(qū)環(huán)境,為全球2050年碳中和貢獻系統(tǒng)解決方案。
隨著零碳園區(qū)建設的深入推進,以綠色技術、
節(jié)能產(chǎn)品、循環(huán)材料與低碳制造為核心的新產(chǎn)業(yè)體系將加速崛起。園區(qū)將成為綠色經(jīng)濟創(chuàng)新基地,吸引研發(fā)機構、科技企業(yè)與綠色制造企業(yè)集聚,推動更多城市探索低碳轉型。同時,節(jié)能建筑、綠色
交通與智慧物流等領域也將在園區(qū)的帶動下實現(xiàn)跨越式發(fā)展,提高零碳園區(qū)對城市治理與產(chǎn)業(yè)升級的示范價值。
總體來看,零碳園區(qū)的未來將是技術驅動、產(chǎn)業(yè)協(xié)同、經(jīng)濟綠色化與城市可持續(xù)性高度融合的未來。它不僅是減碳載體,更是推動全球發(fā)展模式轉向綠色、高效、可持續(xù)的新引擎。
國際零碳園區(qū)的多元實踐
各國根據(jù)資源稟賦、產(chǎn)業(yè)結構和政策導向,走出了各具特色的零碳園區(qū)之路。從德國柏林歐瑞府能源與交通一體化的未來城市樣板,到丹麥卡倫堡歷時半個世紀形成的工業(yè)共生體系,再到北美以谷歌灣景園區(qū)為代表的“技術驅動”模式,零碳園區(qū)呈現(xiàn)出多元化、本地化的發(fā)展趨勢,為全球工業(yè)綠色轉型提供了豐富的實踐參考。
德國柏林歐瑞府零碳科技園
柏林歐瑞府零碳科技園是德國能源轉型與智慧城市建設的標志性項目。園區(qū)的核心理念是將能源、交通與城市生活在同一空間整合展示,讓未來可持續(xù)城市的技術路徑“可視化、可體驗、可驗證”。
在能源體系方面,歐瑞府最具特色的是以多層次可再生能源為基礎的零碳供能模式。園區(qū)采用光伏屋頂、風力設備和建筑外墻的微藻反應器共同發(fā)電與處理碳排放。微藻通過吸收二氧化碳并釋放氧氣,使建筑本身具有負碳能力。高科技能源中心利用沼氣熱電聯(lián)供、儲能系統(tǒng),以及電轉熱、電轉冷等技術實現(xiàn)能源平衡。
在交通方面,園區(qū)是德國未來交通技術的重要試驗場,涵蓋電動汽車共享、無人駕駛班車、電動自行車等多種綠色出行方式。德國最大的太陽能充電站也在園區(qū),雙向充電(V2G)技術使電動汽車可反向為電網(wǎng)提供支持,實現(xiàn)能源與交通的深度融合。
在建筑與環(huán)境設計層面,園區(qū)強調高能效、綠色和以人為本的體驗。新建筑采用半透明光伏頂棚、智能通風技術和電離式空氣凈化系統(tǒng),室內花園植被可改善微氣候,提高空間舒適度。整體環(huán)境設計強調生態(tài)、互動與公共性,使得園區(qū)既是科研中心,也是宜居宜工作的城市空間。
丹麥卡倫堡工業(yè)園區(qū)
丹麥卡倫堡工業(yè)共生體系1972年起逐步形成全球首個工業(yè)共生模式,核心是將一家企業(yè)的副產(chǎn)品或廢棄物轉化為另一家企業(yè)的資源輸入,協(xié)同提升環(huán)境效益與經(jīng)濟效益。這一模式不僅推動區(qū)域經(jīng)濟增長,而且助力企業(yè)履行社會責任、應對氣候變化。
通過物質、水與能源的多級循環(huán)與交換,卡倫堡工業(yè)共生體系增強了區(qū)域產(chǎn)業(yè)韌性,提高了資源效率,并有效降低了環(huán)境影響與運營成本。該體系的成功運作不僅依賴環(huán)保共識,更需持續(xù)探索可持續(xù)的商業(yè)模式,實現(xiàn)經(jīng)濟與生態(tài)目標的統(tǒng)一。
美國谷歌灣景園區(qū)
與歐洲的系統(tǒng)協(xié)同路徑不同,北美的園區(qū)綠色轉型更突出表現(xiàn)為“技術驅動”與“
市場主導”模式。這一模式以美國硅谷的生態(tài)工業(yè)園區(qū)和加拿大多個綠色科技園為代表,核心邏輯是依靠顛覆性技術創(chuàng)新和強大的市場機制來驅動低碳發(fā)展。
以美國谷歌灣景園區(qū)為例,可持續(xù)理念貫穿設計全流程,是北美地熱規(guī)模最大、實現(xiàn)水資源自給自足的標桿項目。園區(qū)建筑采用健康的材料與自然采光策略,辦公區(qū)日間大部分時間無須人工照明,并有效阻隔了多余熱量,顯著降低了能耗。園區(qū)“龍鱗”式太陽能頂棚由超過6萬塊光伏瓦片構成,可滿足園區(qū)約40%的年度用電需求。此外,地熱系統(tǒng)替代傳統(tǒng)鍋爐,用水量降低了90%,相當于年節(jié)水500萬加侖。
園區(qū)全面采用電力供能,是美國規(guī)模最大的全電建筑之一。園區(qū)為谷歌實現(xiàn)2030年“用水效益120%”(不僅100%補充自身用水消耗,而且將全部非飲用水替換為現(xiàn)場再生的廢水,為社區(qū)和環(huán)境額外節(jié)省出20%的淡水)目標提供了關鍵支撐,所有非飲用水需求均通過自產(chǎn)再生水滿足,是技術集成與資源閉環(huán)的生動實踐。
零碳園區(qū)建設的綜合效益
零碳園區(qū)建設的綜合效益正成為推動產(chǎn)業(yè)升級和發(fā)展綠色經(jīng)濟的關鍵力量。傳統(tǒng)工業(yè)園區(qū)雖對GDP貢獻巨大,但高能耗與高排放特征難以適應全球碳中和趨勢。超過70%的工業(yè)能源消耗集中在園區(qū)內,全球1/3的碳排放來自工業(yè)集聚區(qū)域,因此推動園區(qū)零碳化不僅是政策要求,而且是產(chǎn)業(yè)競爭力的重要體現(xiàn)。隨著可再生能源技術和智能儲能系統(tǒng)的迅速發(fā)展,零碳園區(qū)建設正展現(xiàn)出顯著的綜合效益,并成為未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主流方向。
零碳園區(qū)的核心效益體現(xiàn)在能源結構優(yōu)化與成本降低方面。通過引入光伏、風能、生物質能等清潔能源,園區(qū)能減少對傳統(tǒng)化石能源的依賴,大幅降低碳排放。在可再生能源比例提高的情況下,商業(yè)儲能系統(tǒng)也發(fā)揮關鍵調節(jié)作用,通過儲存富余電力、釋放峰時需求,實現(xiàn)削峰填谷,使園區(qū)能源成本降低5%~10%。儲能系統(tǒng)還能提高綠色電力利用率,避免新能源波動帶來的電網(wǎng)風險,從而保障生產(chǎn)穩(wěn)定運行。隨著分時電價、需求側響應及電力現(xiàn)貨市場的發(fā)展,儲能系統(tǒng)將進一步為園區(qū)創(chuàng)造經(jīng)濟收益,提高綠色能源的商業(yè)價值。
零碳園區(qū)可顯著提升能源利用效率和管理精細化水平。通過數(shù)字化能源平臺,園區(qū)可實時監(jiān)控發(fā)電、儲能和用能情況,實現(xiàn)靈活調度,從而提高整體能源效率。這類平臺還支持能源與
碳交易,幫助園區(qū)實現(xiàn)能源資產(chǎn)增值,為企業(yè)提供低碳轉型的可量
化工具。智能傳感器、AI分析和物聯(lián)網(wǎng)的引入,使碳排放測量、優(yōu)化與
認證成為可能,為未來30年的碳管理奠定了技術基礎。
零碳園區(qū)建設將推動產(chǎn)業(yè)集群升級,帶動儲能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。作為高能耗企業(yè)的集聚地,園區(qū)儲能需求巨大,而儲能技術的進步與成本下降,又可助力園區(qū)提升可再生能源占比,形成“零碳園區(qū)+儲能”雙向促進的良性發(fā)展格局。隨著歐盟碳邊境調節(jié)機制等國際政策的實施,大型企業(yè)加速推進低碳轉型,旗下工廠將逐漸形成獨立的零碳產(chǎn)業(yè)園區(qū),進一步擴大儲能市場規(guī)模。中小企業(yè)則可借助產(chǎn)業(yè)集群的統(tǒng)一規(guī)劃參與轉型,實現(xiàn)能源系統(tǒng)的整體優(yōu)化。
此外,在安全性和運營效率方面,高性能儲能系統(tǒng)可為園區(qū)提供穩(wěn)健的電力保障,通過模塊級防火、主動監(jiān)測和遠程預警降低運行風險。數(shù)字化管理系統(tǒng)則可整合電力、能源與碳排放,實現(xiàn)精益化能源調度。整體來看,零碳園區(qū)不僅能實現(xiàn)10%~20%的綜合能耗下降、80%以上的綠色能源占比,而且將帶動經(jīng)濟結構轉型、提升園區(qū)吸引力與國際競爭力,成為未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心載體。
在“雙碳”目標引領下,中國石化以打造碳中和示范項目為抓手,積極推進能源產(chǎn)業(yè)低碳轉型,為零碳園區(qū)和工廠建設提供助力。2022年以來,集團發(fā)布《中國石化碳中和井場指南》、《中國石化碳中和加油站指南》等文件,以油田場站、煉化裝置和加油站為單元,通過技術改造、綠電替代、
碳信用抵消等舉措開展試點。截至目前,已累計打造644個碳中和示范項目。
江蘇油田CCUS-EOR(二氧化碳捕集埋存與提高采收率)項目聯(lián)38示范區(qū)是集二氧化碳捕集、
運輸、注入、回收為一體的綠色井場。截至2025年10月,該油田新能源發(fā)電量突破1億千瓦時,減排二氧化碳5.7萬噸。通過CCUS-EOR技術,油藏采收率從7.31%提高到14.58%,實現(xiàn)了地下碳埋存量大于生產(chǎn)碳排放量。
此外,2021年4月,江蘇常州石油嘉澤加油站碳中和項目正式投運,并于2022年獲得中國船級社頒發(fā)的碳中和認證,是中國石化打造的全國首座碳中和加油站。該加油站通過光伏發(fā)電、污水處理和油氣回收監(jiān)測系統(tǒng),投運一年來累計發(fā)電14.88萬千瓦時,且每年可減排二氧化碳、氮氧化物等111.48噸,成功實現(xiàn)碳中和。
從井場到加油站,中國石化正以多點突破的方式,系統(tǒng)探索化石能源企業(yè)的綠色轉型路徑。