2022-03-30

小盟科普 | 工业互联网双碳园区系列科普问答①:为什么要建设“工业互联网双碳园区”?

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“园区经济”是改革开放以来中国经济发展的重要经验,园区作为产业聚集的载体,既是区域经济发展、产业调整升级的空间承载形式,又是地区社会经济发展水平的衡量标志,它肩负着聚集创新资源、培育新兴产业、推动城市化建设等重要使命。随着工业互联网的快速发展,工业互联网园区也在加速崛起,工业园区、高新区、开发区、科技园、特色产业园及各种产业集聚区正在加速引入工业互联网技术和理念进行建设、改造和升级,既为存量资源注入了新的活力,也为所在城市塑造了新的品牌。

实现碳达峰碳中和,是贯彻新发展理念、构建新发展格局、推动高质量发展的内在要求,是党中央统筹国内国际两个大局作出的重大战略决策。工业制造业是我国国民经济的主导产业,也是我国能源消耗及温室气体排放主要领域。园区作为工业企业集聚发展的核心单元,既是区域经济发展、产业调整升级的空间承载形式,也是我国构建工业绿色低碳转型产业格局、贯彻落实“双碳”战略目标的关键落脚点。

1、什么是“碳达峰碳中和”?

碳达峰 碳达峰是指碳排放量达峰,即二氧化碳排放总量在某一个时期达到历史最高值,之后逐步降低。碳达峰是一个过程,即碳排放首先进入平台期并可以在一定范围内波动,之后进入平稳下降阶段。


碳中和 碳中和即为二氧化碳净零排放,指的是人类活动排放的二氧化碳与人类活动产生的二氧化碳吸收量在一定时期内达到平衡。碳中和机理即为通过调整能源结构、提高资源利用效率等方式减少二氧化碳排放,并通过CCUS(碳的捕集、利用与封存)、生物能源等技术以及造林/再造林等方式增加二氧化碳吸收。

碳达峰是碳中和实现的前提,碳达峰的时间和峰值高低会直接影响碳中和目标实现的难易程度。

2、为什么要提出“双碳”目标?

不良气候变化的灾难性影响推动全球减少碳排放。2019年,二氧化碳排放量达到340.4亿吨,占所有温室气体的比重高达74%,是造成温室效应的最主要原因。全球地表平均气温与二氧化碳排放量呈现出相同的变化态势,在2019年达到了10.13℃,与1750年相比升高了2.82℃。2020年受新冠肺炎疫情影响,全球大部分国家采取停工、停产、居家隔离的措施来防控疫情,使全球二氧化碳排放量大幅减少,2020年全球二氧化碳排放量为319.8亿吨,较2019年减少了20.6亿吨,同比减少6.05%,但全球累积碳排放量依然巨大。气候变化对人类赖以生存的自然环境产生了破坏性的影响,包括极端天气事件的增多、海平面上升、农作物生长受影响等,因此控制碳排放以减缓全球气候变暖,从而促进人类社会健康发展成为了重要的全球议题。

图1 2014-2020年全球年度二氧化碳排放量。 注:数据来源于BP、智研咨询

图2 全球极端高温时间频次图。注:数据来源于 Our World in Data

减少碳排放以应对气候变化逐步成为全球共识。截至目前,全球已有127个国家承诺“碳中和”,欧盟、英国、日本等国家和地区纷纷提出“绿色新政”。

图3 全球碳中和进展情况。注:数据来源于根据欧盟EDGAR数据库、荷兰环境评估局、世界银行等公开数据整理。

实现碳达峰碳中和,是贯彻新发展理念、构建新发展格局、推动高质量发展的内在要求,是党中央统筹国内国际两个大局作出的重大战略决策。在2020年第七十五届联合国大会上,中国政府郑重宣布,中国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。这一重要宣示彰显了中国积极应对气候变化、走绿色低碳发展道路的坚定决心。2021年10月24日,中共中央、国务院印发了《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》,标志着双碳工作最高顶层设计的正式出台。10月26日,国务院印发的《2030年前碳达峰行动方案》完成我国碳达峰阶段的总体部署。此后,国家部委陆续发布重点领域和行业碳达峰实施方案和一系列支撑保障措施,我国碳达峰、碳中和“1+N”战略体系逐步成型。2022年1月25日,习近平总书记在中共中央政治局第三十六次集体学习时强调,要深入分析推进碳达峰碳中和工作面临的形势任务,充分认识实现“双碳”目标的紧迫性和艰巨性,研究需要做好的重点工作,扎扎实实把党中央决策部署落到实处。

3、为什么园区是落实国家双碳战略的关键载体?

改革开放以来,国民经济不断发展,工业园区已经成为中国经济发展的重要载体,为中国的产业经济发展探索了成功的经验与模式,同时,园区也是我国工业绿色低碳转型的重要承载平台。具体原因如下:

(1) 园区是工业领域绿色转型与节能降碳的主战场。工业是我国经济增长的重要支柱,2020 年我国国内生产总值(即 GDP)超过 100 万亿元,其中工业增加值达 31.3 万亿元,在 GDP 中占比 30.8%。然而,工业领域也是我国能源消耗与碳排放的重要领域,2020年,我国工业领域碳排放总量为 79 亿吨(占全国碳排放总量的 69%),总能耗 32 亿吨标煤(占全国总能耗的 65.5%),因此强化工业碳减排对我国实现碳达峰碳中和目标愿景意义重大。工业园区作为工业企业集聚区,为工业企业提供了大量基础设施和公共服务,是产业集约化发展和资源聚集的区域性关键承载平台。公开数据显示,目前全国各类产业园区超两万个,园区经济对全国经济贡献的增长率已经超过了30%。与此同时,工业园区的耗能约占全社会总耗能的69%,碳排放占全国总排放约31%。因此,将工业园区定为精准减排的落脚点、攻坚区,确保节能、减耗、提质、减碳工作的落实,是我国实现碳达峰碳中和目标的必然要求和重要途径。

园区内的温室气体排放来源主要来自六个方面(见图4),其中碳排放量占比较大的源头包括:(1)园区各主体在创造经济产出的同时产生的直接碳排放:如热电厂的化石能源燃烧的碳排放;制造业企业工业生产过程的碳排放;垃圾处理厂在固体废物处理过程的碳排放;污水处理厂在污水处理过程的碳排放等。(2)园区外购能源的间接碳排放:如外购电力、热力、水、气等能源的间接碳排放。(3)运输产生的碳排放:如原材料和产品运输过程中产生的碳排放员工通勤、商旅产生的碳排放等。

图4 园区碳排放点分析

(2) 工业园区是培育绿色创新产业集群的核心抓手。园区是工业要素精准对接和高效配置的重要平台,是产业集群集聚、高质量发展的关键载体。通过充分发挥园区绿色低碳产业和资源聚集化的关键优势,实现供热、供电、污水处理等绿色低碳公共基础设施的共建共享,以及工业互联网等一体化绿色信息基础建设和数据流动共享,助力园区优化绿色产业链协同布局,推动园区产业循环链接,促进区域能源资源的高效利用与综合利用。同时,通过打造园区绿色低碳循环新服务模式和管理理念应用,促进绿色低碳产业、技术、人才、数据等资源聚集,助力园区企业实现节能降碳模式创新、高效运营,从而培育壮大工业绿色发展新动能,促进工业领域绿色可持续发展。

(3) 工业园区未来节能减排潜力巨大。目前,园区作为城市碳排放最集中的空间,虽然直接和间接碳排放均占比较大,但在实现碳达峰碳中和过程中依旧存在很大提升空间。一是产业产能结构优化方面。目前部分园区未进行科学的产业规划,存在工业共生形态发育不良,产业延伸不足且链接不充分、产业链低碳化发展水平较低、产能结构性过剩等问题,尚未形成绿色低碳持续发展动力。二是园区能源管理水平方面。部分园区缺少对能源结构、产品工艺、加工过程的精细化管理,园区内能源监测、数据分析、优化处理和统一调度等管理过程智慧化水平较低。三是园区资源利用效率方面。部分园区资源配置结构不完善,资源利用效率较低,园区微电网、园区清洁能源利用等方面缺少前瞻性布局,园区内部与外部的原料、再生、固废等资源的有效协同需进一步增强。

针对以上问题,园区可以通过数字化手段打造信息化、专业化、智慧化的节能降碳方式,利用数字技术加快推进工业领域低碳工艺革新和数字化转型,全面推进减污降碳和能源资源高效利用,以更加精细、动态的方式推动工业园区节能降耗、提质增效,从而促进工业领域绿色高质量发展。

4、我国针对园区双碳建设做出了哪些重要任务部署?

我国高度重视园区的绿色低碳发展,陆续开展了一系列相关工作。自2010年以来,我国陆续开展51个低碳工业园区试点建设,并先后实施了ISO14000国家示范区、国家生态工业示范园区、可持续发展实验区、园区循环化改造、低碳工业园区、园区土地集约利用评价、绿色园区等一系列绿色发展试点项目,为全面推进工业园区做好碳达峰碳中和工作奠定了良好的基础。

图5 我国工业园区低碳化转型历程

2021年以来,政府多部门相继印发文件,密切出台相关政策措施支持园区绿色低碳发展,提出要将碳达峰碳中和作为园区建设的重点内容,以产业结构优化、能源资源高效利用、生产方式数字化转型、推广试点示范等为抓手,推动园区先于全社会实现双碳目标。在2022年全国两会上,双碳再入政府工作报告,此外,共有30个省级行政区在政府工作报告中提及双碳,为经济社会发展全面绿色转型提供政策指导。

(一) 试点示范方面

● 2021年9月,生态环境部印发的《关于推进国家生态工业示范园区碳达峰碳中和相关工作的通知》指出要将碳达峰、碳中和作为示范园区建设的重要内容,分阶段、有步骤地推动示范园区先于全社会实现碳达峰碳中和。

● 2021年10月,国务院印发的《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》中提出要开展碳达峰试点园区建设。

● 2021年10月,国务院印发的《2030年前碳达峰行动方案》中指出要实施园区节能降碳工程,选择100个具有典型代表性的城市和园区开展碳达峰试点建设,在政策、资金、技术等方面对试点城市和园区给予支持。

● 2021年10月,生态环境部印发了《关于在产业园区规划环评中开展碳排放评价试点的通知》中提出要在产业园区规划环评中开展碳排放评价的技术方法和工作路径,推动形成将气候变化因素纳入环境管理的机制,通过试点工作形成一批可复制、可推广的案例经验。

● 2021年11月,工信部印发的《“十四五”工业绿色发展规划》中提出要建设171 家绿色工业园区,完善绿色工业园区评价标准体系。

● 2021年12月,国资委印发的《关于印发〈关于推进中央企业高质量发展做好碳达峰碳中和工作的指导意见〉的通知》指出要打造绿色低碳示范园区,探索并推广有效模式和有益经验。

● 2022年1月,国务院印发了《 “十四五”节能减排综合工作方案的通知》,指出要到2025年,建成一批节能环保示范园区;加强工业园区污染源监测。

(二) 优化产业结构方面

● 2021年9月,生态环境部印发的《关于推进国家生态工业示范园区碳达峰碳中和相关工作的通知》指出要优化园区能源结构和产业结构,积极推动示范园区产业结构向低碳新业态发展。按照增加碳汇、减少碳源的原则,限制和淘汰落后的高能耗、高污染产业。

● 2021年12月,发改委、工信部发布的《关于做好“十四五”园区循环化改造工作有关事项的通知》,指出要优化园区产业空间布局,促进产业循环链接。

(三) 能源资源高效利用方面

● 2021年10月,国务院印发的《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》中提出要推广园区能源梯级利用等节能低碳技术。

● 2021年10月,国务院印发的《2030年前碳达峰行动方案》中指出要推进产业园区循环化发展,以提升资源产出率和循环利用率为目标到2030年,省级以上重点产业园区全部实施循环化改造。

● 2021年11月,工信部印发的《“十四五”工业绿色发展规划》中提出园区要开展工业绿色低碳微电网建设,推进多能高效互补利用;强化园区、产业集群之间的循环链接,提高资源利用水平;鼓励建设再生资源高值化利用产业园区。

● 2021年12月,工信部、科技部、自然资源部印发的《“十四五”原材料工业发展规划》提出要全面建设绿色工厂和绿色园区,并建立原材料工业耦合发展园区,实现能源资源梯级利用和产业循环衔接。

● 2021年12月,发改委、工信部发布的《关于做好“十四五”园区循环化改造工作有关事项的通知》,指出到2025年底,具备条件的省级以上园区要全部实施循环化改造,显著提升园区绿色低碳循环发展水平,实现园区的资源利用效率大幅提升和污染物排放量大幅降低。

● 2022年2月,发改委、能源局发布了《关于完善能源绿色低碳转型体制机制和政策措施的意见》,指出鼓励建设绿色用能产业园区,发展工业绿色微电网,建设分布式清洁能源和智慧能源系统。


(四) 节能环保转型方面

● 2021年10月,住建部发布的《建筑节能与可再生能源利用通用规范》中指出,新建、扩建和改建建筑以及既有建筑节能改造均应进行建筑节能设计。建设项目的可行性研究报告、建筑方案和初步设计文件应包含建筑能耗、可再生能源利用及建筑碳排放分析报告。

● 2022年1月,国务院印发了《 “十四五”节能减排综合工作方案的通知》,指出要加强园区节能环保提升工程,推动工业园区能源系统整体优化和污染综合整治。


(五) 生产方式数字化转型方面

● 2021年11月,工信部印发的《“十四五”工业绿色发展规划》中提出要实施“工业互联网+绿色制造”,鼓励园区开展能源资源信息化管控、污染物排放在线监测、地下管网漏水检测等系统建设,实现动态监测、精准控制和优化管理。

● 2021年11月,工信部、人民银行等四部门联合发布的《关于加强产融合作推动工业绿色发展的指导意见》中提出要支持工业园区和先进制造业集群绿色发展,鼓励运用数字技术开展碳核算,率先对绿色工业园区等进行核算。


(六) 地方实践方面

进入“十四五”时期,零碳示范园区的建设也在国内快速推进。2021年11月8日,深圳市印发了关于《深圳市近零碳排放区试点建设实施方案》的通知,提出要遴选若干个减排潜力较大或低碳基础较好的园区开展近零碳排放园区试点建设,并对符合规定的试点项目予以奖励或补贴。武汉、无锡等多地也在规划零碳示范园区。

5、工业互联网能给双碳园区建设带来哪些价值?

工业互联网(Industrial Internet)是新一代信息通信技术与工业经济深度融合的新型基础设施、应用模式和工业生态,通过对人、机、物、系统等的全面连接,构建起覆盖全产业链、全价值链的全新制造和服务体系,为工业乃至产业数字化、网络化、智能化发展提供了实现途径,是第四次工业革命的重要基石。


工业互联网不是互联网在工业的简单应用,而是具有更为丰富的内涵和外延。它以网络为基础、平台为中枢、数据为要素、安全为保障,既是工业数字化、网络化、智能化转型的基础设施,也是互联网、大数据、人工智能与实体经济深度融合的应用模式,同时也是一种新业态、新产业,将重塑企业形态、供应链和产业链。


当前,工业互联网融合应用向国民经济重点行业广泛拓展,形成平台化设计、智能化制造、网络化协同、个性化定制、服务化延伸、数字化管理六大新模式,赋能、赋智、赋值作用不断显现,有力地促进了实体经济提质、增效、降本、绿色、安全发展。


工业互联网可促进园区企业实现生产力提升与工作效率提升的同时,显著减低能源使用和碳排放。通过赋能产品碳足迹、园区综合能源调控、园区双碳智能化管理等新模式的构建,实现园区企业绿色化改造升级、园区和产业集群绿色发展、园区产品供给绿色化转型、以及园区为核心的绿色生态体系构建等发展需求。具体价值如下:

(1) 助力园区能源结构优化、绿色升级、精细管理。通过工业互联网一体化信息基础设施建设,提高能源、碳排放等数据的计量、核算精度和可信度,持续推进生产流程和工艺的绿色化、数字化节能升级,全面提升园区的能源系统优化与节能管理能力。助力园区实现绿色能源的调度优化,推进以可再生能源为主的园区增量配电网、微电网和分布式电源,助力园区构建清洁低碳安全高效的能源体系。

(2) 赋能园区资源高效利用、优化管理、智能协作。园区利用工业互联网实现再生资源高值化循环利用新模式,推动建立再生资源供应链,提高资源利用水平,助力园区以资源高效配置带动生产过程碳排放降低。园区通过工业互联网助力企业构建数据支撑、网络共享、智能协作的绿色产业管理体系。强化园区内部、园区与外部组织之间的循环链接,促进资源有效、协同供给,提高资源利用水平。

(3) 推动园区绿色结构转型、集群构建、协同发展。园区通过工业互联网将优化绿色产业链协同布局,推动园区各产业之间相互协调、产业结构转换、产能过剩分析和预警等能力的提升,实现园区产业绿色集群化发展。助力园区产业循环链接,形成互为供需、互联互通的新型产业链。推动园区构建协同降碳新模式,为跨行业耦合、跨区域协同、跨领域配给等提供能力支撑。因此,工业互联网不仅是园区高质量发展的必要,也是我国实现碳达峰、碳中和的需要。

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