工业园区应成为做好碳达峰碳中和工作的“领头羊”
科学认识工业园区能源消费结构和碳排放特征。我们分析了210多家国家级经开区的分品种能源消费,限于数据可得性,基于2015年的数据分析这些园区的总体情况:燃煤在园区能源消费总量中占74%,这个值高于同年我国工业部门的燃煤消费比例(56%),其后是原油和天然气,分别为36%和8%。我们观察到园区能源消费品种多样化特征很明显,非常规能源如余热、生物质、生活垃圾、工业固废等得到了积极应用。这些非常规能源的占比2015年虽只有2%,但有很大提升空间。许多园区还建设了太阳能光伏屋顶,这也是园区能源结构优化中一个亮点。
工业园区贡献了全国二氧化碳排放的31%。园区实现碳达峰,首先要摸清碳排放家底。对园区温室气体排放的核算,要坚持系统观,从生命周期视角,既要看直接排放(园区边界内燃料燃烧产生的排放),也要重视间接排放(园区所用燃料的上游生产运输过程排放和外购二次能源的生产运输过程排放)。我们对上面提到的210多家国家级经开区的温室气体直接排放和间接排放做了研究,发现其分别为10.4亿吨和1.8亿吨CO2当量,各占总排放的85%和15%。间接排放占比不能被忽略,园区碳达峰、低碳化发展中对间接排放的责任和减排义务同样需要加以关注。
我们用这些国家级经开区单位工业增加值二氧化碳排放量(也称为排放强度,平均值为2.4吨/万元)为参考,对全国工业园区的碳排放强度做了同质化假设,并参考工信部《工业转型升级规划(2011-2015年)》关于“十一五”期间中国工业园区贡献了全国工业产出的50%以上”这一判断,估算出2015年全国工业园区的二氧化碳排放量约为28.2亿吨。再参考国际能源署相关数据,由此初步判断工业园区贡献了全国二氧化碳排放的31%,这个比例相当巨大。随着近10余年来工业企业入园率逐步提升,工业园区的碳排放在全国的贡献率将持续攀升,因此明确园区碳减排路径并推广行之有效的碳减排措施已刻不容缓。
基础设施温室气体排放在园区直接排放中具有锁定效应。我们历时5年多,在国际上首次建立了涵盖1600多家国家级和省级工业园区的大样本、高分辨基础数据库。我们发现,这1600多家园区在役能源基础设施总装机容量为515GW,占2014年全国总发电装机容量的38%;这些基础设施的温室气体排放量占全国的21%,二氧化硫排放占12%,氮氧化物排放占15%,淡水消耗占全国工业用水量的5%。我们发现园区能源基础设施患了“三高”症,就是燃煤机组多(装机容量占87%)、小机组多(50MW以下数量占62%)、温室气体排放量在园区占比高(平均75%)。
基础设施因为服役时间长,排放占比高,排放有锁定效应,同时基础设施也是金属材料、水资源使用的重要节点。仅从园区的能源基础设施着手,我们把能源-水-材料进行耦合,从全生命周期的角度,开发了温室气体减排的“年份-存量(Vintage-Stock)”模型,仔细研究了园区温室气体和其他污染物协同减排的途径、潜力和成本。我们提出了基础设施的5种主要减排技术,燃煤锅炉改造为燃气锅炉;垃圾焚烧炉替代燃煤锅炉;抽凝/纯凝汽轮机升级为背压汽轮机;大容量燃煤机组替代小容量燃煤机组;天然气联合循环机组替代小容量燃煤机组。这5种技术综合作用,能实现温室气体减排8%~16%,并协同减排二氧化硫24%~31%、减排氮氧化物10%~14%,节水34%~39%。同时,减排具有一定经济效益,综合情景下单位减排成本为-519元/吨CO2当量(2015年可比价)。 本文@内/容/来/自:中-国-碳^排-放-交易&*网-tan pai fang . com
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