隨著溫室氣體濃度的不斷增加，氣候變化已成為21世紀全人類共同面對的嚴峻挑戰之一。對此，全球各國紛紛采取氣候變化應對行動、制定碳減排目標，“碳達峰、碳中和”已逐漸成為全球議題。工業園區作為工業集聚載體，排放量巨大，因此工業園區實現低碳/零碳是達到3060目標的重要環節。

一、零碳工業園發展背景

1、“碳達峰、碳中和”已成為全球議題

“碳達峰”方面，截至2020年，全球已有54個國家的碳排放實現達峰，占全球碳排放總量的40%;“碳中和”方面，不丹和蘇里南已實現了“碳中和”，同時已有29個國家和地區通過頒布政策或立法的方式做出了“碳中和”承諾。預計2021年末，占全球碳排放量65%以上、占全球經濟總量70%以上的國家將作出“碳中和”承諾。

2、全國各地積極響應“雙碳”目標

自2020年10月我國首次明確碳達峰、碳中和目標以來，國務院、國家發展改革委等部門抓緊研究出臺相關政策措施，積極推動經濟綠色低碳轉型和可持續發展;地方層面，全國各省市陸續表示將落實中央部署要求、制定實施碳排放達峰行動方案;企業層面，部分大型國企、民企、科技企業紛紛表態，其中，國家電網于2021年3月發布了《碳達峰碳中和行動方案》。2021年，科技部正抓緊研究制定《科技支撐碳達峰碳中和行動方案》。《方案》立足于科技創新，充分發揮科技創新對碳達峰碳中和目標實現的支撐引領作用。2021年上海市、福建省、江蘇省、廣東省、天津市、北京市、河北省等省市，均在其《十四五規劃綱要》或《2021年政府工作報告》中提出了將制定實施碳排放達峰行動方案。

3、工業園逐步向零碳趨勢發展

工業園區是工業企業集聚發展的核心單元，也是我國實施制造業強國戰略、產業轉型升級的主要空間載體。通過生產要素的聚集與整合, 工業園區可以提高工業化的集約強度、規模優勢并優化功能布局，以突出產業特色、提高市場競爭力。我國工業園區建設始于1979年改革開放，經過由沿海到內地的漸進式發展，各類產業園區已達1.5萬余個, 對經濟貢獻達30%以上( 2019年底數據)。與此同時，由于工業能源消費占全國能源消費總量60%以上(2019年數據)，工業園區碳排放可達全國總排放量的約31%，成為了碳中和目標下的減排關鍵所在。

實際上，我國規模以上工業單位增加值能耗近年來已呈連續下降趨勢，2021年一季度能耗同比下降高達8.1%。這與我國多年來對工業園區低碳化轉型的要求不無關聯。自2010年起，原環境保護部就在《關于在國家生態工業示范園區中加強發展低碳經濟的通知》中提出，將發展低碳經濟作為重點納入生態工業示范園區建設內容。2015年10月，“十三五規劃”中又首次明確提出實施近零碳排放區示范工程：選擇條件成熟的限制開發區域和禁止開發區域、生態功能區、工礦區、城鎮等開展近零碳排放區示范工程建設，到2020年建設50個示范項目。總體而言，我國工業園區低碳化轉型歷程可總結為四種類型：循環經濟工業園、生態工業園區、低碳工業園區、零碳工業園。

二、零碳技術應用

“零碳”技術是實現能源供給結構轉型的關鍵技術，其中既包括零碳電力技術，也包括零碳非電能源技術。一方面，以零碳電力技術-新能源發電技術為起點，實現對化石能源的大比例替代，從源頭“減碳”;其次，通過零碳非電能源技術-儲能技術，提升新能源電力的利用率，并貫穿運用于發電側、輸電側和用戶側;同時，創新研發并推廣制氫技術，助力構建多元化清潔能源供應體系。

1、零碳新能源技術

新能源發電技術包括：風力發電、太陽能發電、核能發電等技術。據預測，隨著清潔能源發電技術的不斷成熟和發電成本的下降，新能源及可再生能源技術將有潛力促進中國約50%的人為溫室氣體排放“去碳化”，是中國實現“碳中和”目標中最重要的技術。目前，包括新能源在內的非化石能源消費占比仍然較低，預計到2035年，將提升至40%。

根據《綠色技術推廣目錄(2020年)》及相關規劃，風能、太陽能發電技術是“零碳”技術的發展重點。

2、零碳儲能技術

儲能技術是支撐我國大規模發展新能源、保障能源安全的關鍵技術之一。目前，抽水儲能技術是發展最成熟、建設規模最大的蓄能方式;以鋰電池為代表的電化學儲能技術已經初步進入商業化、規模化應用。根據“十四五”國家“儲能與國家電網技術”重點專項，應用在可再生能源、智慧電網領域的新型儲能技術將成為研發、應用重點。

3、能源互聯網技術

由于風、光等資源特性，新能源出力存在隨機性和波動性，當新能源出力超過系統調節范圍時，必須控制出力以保證系統動態平衡，就會產生棄風、棄光現象，而攻破這一難題是現代電力系統的發展趨勢之一，能源互聯網、綜合能源系統、智能電網都是熱點研究方向。由于智能電網依然遵循了傳統電網的調度控制模式，而綜合能源系統的本質是一種面向應用的綜合系統，能源互聯網或成為解決“新能源充分利用問題”的重要方向。

能源互聯網是以互聯網技術為基礎，以電能為主體載體的綠色低碳、安全高效的現代能源生態系統。遵循信息互聯網原則，能源互聯網可以若干個能源子網，所有的能源網絡可以獨自以自己的能源形式在各自的資源網絡中實現能源傳輸與共享能源互聯網的體系由下至上可以分為能源層、網絡層和應用層：

4、CCUS技術

碳捕集、利用與封存(Carbon Capture, Utilization and Storage，簡稱CCUS)，即把生產過程中排放的二氧化碳進行提純，繼而投入到新的生產過程中進行循環再利用或封存。

三、零碳工業園實施路徑

1、政策體系支撐

搭建系統化、規范化、標準化的工業園區溫室氣體排放核算方法和工具包，基于生命周期方法開發并編制工業園區溫室氣體核算框架與實施細則，開發在線核算工具包。推動工業園區碳達峰，首先需要解決核算方法的可行性、核算范圍的一致性、核算結果的可比性，為此可將能源相關的溫室氣體排放作為首要核算對象，形成直接排放和間接排放核算的標準性工具方法，進而在全市范圍內選擇一批工業園區開展溫室氣體核算試點，為后續全面深化工業園區溫室氣體減排工作提供基礎。

制定工業園區零碳發展分類指導路線圖。針對不同園區，依據園區資源稟賦、產業特點等制定符合園區零碳發展的行動線路圖，支撐園區深入打好污染防治攻堅戰和綠色低碳、零碳轉型。將全市園區按照綠色發水平、經濟規模、主導產業、基礎設施建設狀況等屬性進行分類分級，明確各園區低碳、零碳轉型的行動重點。

開展碳達峰示范試點園區建設。結合當前正在開展的國家生態工業示范園區、綠色園區、循環化改造試點園區等項目，建議各部門之間深化協作，選擇一批綠色發展基礎好、產業體系優勢足、低碳達峰意愿強、經濟實力有保障的工業園區，從全生命周期溫室氣體核算、定制化碳達峰路徑規劃等方面開展示范試點，并爭取給予專項資金支持，在十四五期間形成一批低碳、零碳示范園區。

2、零碳產業支撐

(1)零碳能源

零碳能源指的是在生產、使用過程中不增加二氧化碳排放的能源，包括太陽能、風能、水能、核能、生物質能、地熱能等。相較于獨立的工廠，工業園區的規模優勢更能有效的進行一體化的綜合能源規劃，整合能源投資和能源技術。對于工業園區而言，構建以可再生能源為主的零碳能源系統，不僅要考慮所采用的能源種類，還要搭建配套的基礎設施，如智能電網、儲能設備。

實現零碳能源的路徑包括：1)在能源端：整合工業園工商業屋頂和立面資源，推進建筑光伏應用;根據園區資源稟賦，推進風能發電利用;加快工業副氫收集再利用。2)在電網端：采用具備靈活性的電力系統來調節峰谷，利用BMS和EMS技術，加強對電力控制，提高電能使用效率和平穩度。3)在儲能端：發展多種方式的儲能，如機械儲能、電化學儲能、化學儲能等，以儲存光能和風能發電過剩的能源。

(2)零碳建筑

零碳建筑指零碳排放的建筑物，可以獨立于電網運作，全部能耗由場地產生的可再生能源(如太陽能、風能、生物質能)提供。此外，零碳建筑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。

實施零碳建筑的路徑：1)源頭減量：在建筑設計階段就應融合節能低碳理念，進行設計優化，促進建筑整體節能水平提高，從樓體設計、建材選擇、低碳技術運用三個方面入手。首先，設計建筑樓體和立面造型時，應考慮到地理位置，自然環境等因素，充分利用光照和通風條件，盡可能減少后續能源需求;其次，在選擇建材料時，應盡可能使用在力學性能、耐久性和耐腐蝕性方面表現更加突出的新型、高性能環保建材;最后，也要考慮到低碳節能技術的應用，比如清潔能源和智能集成系統。2)能源替代：以可再生清潔能源替代傳統化石能源系統，減少商業建筑電力消耗產生的碳排放，利用光伏建筑一體化技術助力工商業建筑電力實現“自產自用、余電上網”;利用天然地熱能供暖和制冷，減少碳排放。3)節能提效：工商業建筑節能提效是指在商業建筑全生命周期中，采用物聯網等技術手段升級商業建筑管理模式，使工商業建筑運行更加節約電力、熱力等能源。如商業建筑中的酒店、商業綜合體和辦公樓、工業廠房等均可通過更加智能化的控制實現節能減排，即使未運用被動式節能建筑或BIPV建設的房屋，也可以通過升級運營的方式實現建筑節能。提效則是應用云計算、人工智能監測運維過程，提高商業建筑運維單位能效。運維在整個商業建筑生命周期內持續時間最長，占到80-90%以上，存在巨大節能提效空間。

(3)零碳交通

零碳交通核心是以新能源汽車為核心的交通工具電氣化，同時鼓勵公共出行、共享出行。當然，交通領域的無碳化部分取決于供電端。但僅就工業園區內的零碳交通而言，主要指園內的共享單車/汽車、新能源公交車等。以我國蘇州工業園為例，其對于零碳交通的改造主，要包括三個方面：1)一是公交車的100%電動化;2)二是推廣公共自行車服務及電動汽車租賃服務;3)三是加快智能交通基礎設施和信息系統建設。