背景简述
据统计,工业园区贡献了全国二氧化碳排放总量的约三分之一,在加快构建绿色低碳循环发展经济体系、实施碳达峰碳中和战略背景下,产业园区成为双碳主战场之一。
国际上,零碳园区是一个相对比较细分的领域,其着重关注可再生能源的应用和节能措施。世界上已建成的零碳园区包括荷兰的泽兰特港、美国的卡尔弗城绿色能源园区等。这些园区均采用了先进的可再生能源技术和智能化的节能控制系统,最大限度降低碳排放并提高能源利用效率。
我国零碳园区主要着眼于碳减排和资源利用的提升,以及推进绿色环保和产业升级,要求相对更全面广泛。目前已建成多个零碳园区,如青海省零碳产业园区、鄂尔多斯零碳产业园等。
总体来看,国内与国际上打造零碳园区的理念虽然存在差异,但都强调了能源与产业的零碳化,这也是零碳园区建设的核心指标。
零碳园区打造理念
基于上述指标,国内不同行业也积极开展了零碳园区建设。在非化工领域,已经建成或正在建设的零碳园区主要分布在西部、东北和华南等地区,这些园区大多以新能源为主导,如内蒙古鄂尔多斯市的零碳经济示范区、广东深圳的“绿能新能源基地”等。国际上,欧洲和美国等发达国家也在大力推广清洁能源技术,例如荷兰的“生态工业园区”和美国的“太阳能谷”等。
在化工领域已经实施或计划中的化工园区零碳转型主要包括改造能源结构、提高能源利用效率、推广新技术和新工艺等方面。例如在山东烟台的“万华新材料低碳产业园”,实现了二氧化碳的回收再利用,有效降低了碳排放量；而安徽淮南现代煤化工园区零碳产业园项目中,通过采用诸多低碳、碳捕集等项目及配套基础设施,也实现了低碳生产。
目前我国已经建成的成熟零碳园区主要是非化工园区。化工园区的零碳化案例总体还处于前期设计、规划、筹备阶段,未能完全实现真正的工业过程零碳化,缺乏具有代表性的真正零碳化工园区案例。即使是像巴斯夫湛江基地这样先进的化工生产基地,也只能通过100%应用绿电来首先实现部分间接排放的归零,以助力实现自己的碳减排目标。
零碳园区打造动力
化工领域具有能源密集、排放量大的特点,其零碳园区的建设难度和挑战要远大于非化工领域。化工行业本身碳排放量庞大,而且工艺环节多,使得化工园区的零碳化建设更具挑战性。
从当下零碳园区的发展历程看,零碳园区的打造离不开内外驱动力的共同支撑。在这个过程中不仅需要大体量的资金支撑,更需要外界政府政策的塑形、内部企业技术的填充与测算模型的骨架支撑。
1
政策端
政府应通过减税、补贴、碳市场建设等方式来鼓励园区企业积极地减少碳排放,引导企业进行绿色低碳技术创新。同时提高对园区建设的排放标准与监管力度并控制排放配额。
零碳园区的相关政策主要包括支撑的政策和评价的标准两个方面。目前,我国已经形成了多元化的零碳园区政策支撑体系,但仍存在一些不足之处。在政策内容上,大多数政策都是从宏观层面给出指导和评价,并没有针对不同类型或特色园区给出具体可操作性强的实施路径。在政策协调上,由于涉及多个部门和领域,可能存在重复或矛盾之处,并没有形成有效整合与协同机制。在政策执行上,由于缺乏有效监督与问责机制,并没有形成强有力的约束与激励效应。而我国在零碳园区的标准制定方面还有待推出更多标准。
2
技术端
先进的减碳技术是实现园区零碳化的核心。在园区的设计、建设和运营中,需要产学研协同推进低碳技术和装置的应用。化工生产的脱碳化也需要依托新兴的产业技术、绿色能源技术和构建循环经济一体化等方面的技术突破,实现碳排放的降低和清洁生产。
化工零碳园区的打造主要关注以下方面：
化工行业新兴产业技术
新兴化工产业技术是实现园区低碳乃至零碳的核心要点,也是决定化工行业能否真正低碳化的关键。在低碳、零碳产业技术方面,化工园区主要关注低碳的高附加值产业链与传统产业耦合新技术。
为了实现化工行业的低碳转型,需要开发并应用新兴的产业技术,如生物基化学品、绿色催化剂、二氧化碳制化学品等,以提高产品质量和附加值,减少能源消耗和污染物排放。
绿色能源技术
绿色能源技术是实现零碳园区能源供给的重要途径,也是促进全球应对气候变化的关键因素。在绿色能源技术方面,化工园区需要主要关注绿电与可再生能源的应用。
构建循环经济一体化
世界主要经济体普遍把发展循环经济作为破解资源环境约束、应对气候变化、培育经济新增长点的重要路径,加速循环经济发展布局。化工企业依托于循环经济理念打造零碳园区,其物质与能量的流动超越单个企业,扩大流动范围。
从主要细分种类来看,化工属性较强的再生资源主要为废塑料、废轮胎和废电池；从主要的化工相关循环经济领域对比看,塑料、废轮胎和电池回收是值得关注的细分行业。相比塑料物理回收,化学回收重要的优势是使产业链上下游形成双向循环,可以获得原始聚合物的质量和更高的塑料回收率,是化工行业独有的解决方案。
3
资金端
资金支持是零碳化工园区建设的基石。化工园区零碳/低碳化依赖大量资金投入,需要多方共同参与,通过碳市场、碳期货、碳债券等多种碳金融产品及其衍生品为零碳化工园区保驾护航。目前,多区域已经发布了相关资金补贴政策。
4
测算模型端
测算模型是零碳/低碳园区打造的重要工具手段,基于模型的预测、核算与评估,可以使零碳园区打造的行动目标更加清晰、行动方案更具可行性、使数据更具精确性、使经济运作更具可控性以及收支合理性。
为了评估零碳园区打造的经济技术可行性,需要建立一个可反映园区内部能源供需平衡、能源结构优化和低碳化的测算模型。目前国内外已经有一些专业机构和学术团体开展了相关研究和试点,提供了一些可以用于分析不同尺度和层级的模型,如LEAP、MESSAGE、MARKAL。
目前现有模型尚无法完全契合零碳园区。零碳/低碳园区的规划设计通常既需要考虑宏观层面的政策支持和市场需求,又需要考虑微观层面的项目设计和运营优化,还需要考虑中观层面的系统整合和技术创新。因此,开发专业的零碳/低碳园区测算模型,或者将现有模型进行适当整合,也是未来化工行业实现园区真正零碳/低碳化的必经之路。
化信观点
综上所述,目前化工行业虽然距离实现真正的零碳/低碳化尚存较大差距,但是无论政策、技术、资金、模型都在大力提供支撑。化工行业园区可基于产业发展现状,将低碳纳入园区的建设与规划中,逐步实现低碳化发展,结合技术经济可行性等综合分析论证实现零碳的可能性。
对于现有的化工园区实现零碳化：一是加强能源管理和节能减排措施,提高能源效率和利用率；二是推进产业结构调整和升级,发展高附加值、低排放、低消耗的产业链；三是利用可再生能源或绿色电力替代部分化石能源消耗,降低温室气体排放；四是开展碳捕集、利用或封存技术(CCUS)试验或示范项目,探索化工行业实现负排放的途径；五是构建循环经济一体化系统,实现废旧资源的再生利用或无害化处理。
对于新建的化工园区实现零碳化：一是在规划设计阶段就充分考虑低碳/零碳目标和要求,并进行可行性分析测算；二是选择合适的地理位置和自然条件,充分利用当地的风能、太阳能等可再生能源资源；三是采用先进的产业技术、绿色能源技术和循环经济一体化技术,并与当地社会经济环境相协调；四是建立完善的监测评价机制,并定期进行数据收集、分析和报告；五是加强与其他相关部门、企业、机构等合作交流,并分享经验教训。
未来化工企业应发挥自身优势,孵化零碳/低碳化工园区建设的新赛道,争做化工零碳/低碳示范园区及循环经济示范园区。