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产业园的零碳实践

2021-10-19 10:44:55

全国工业园区共计15000 家, 产业园碳中和了,就是抓住了实现碳中和目标的“牛鼻子”。

在“能耗双控”的政策下,高耗能产业和地区需转变发展观念,降低对化石能源和高碳发展路径的依赖,合理控制能源消耗总量,一方面大力发展节能,一方面多采用绿色能源。为此,很多地方、企业提出了自己的解决方案,希望推动区域经济低碳发展或赋能行业。

下面是鄂尔多斯、金风的零碳实践!

鄂尔多斯

日前鄂尔多斯宣布要建设“全球首个零碳产业园”,打造中国新一轮绿色工业革命的策源地。

据悉,该产业园计划建设形成围绕动力电池与储能、电动重卡、电池材料、绿色制氢等上下游集成产业链,实现碳排和能耗指标的可跟踪、可分析、可视化,统一管理碳数据、碳指标以及能耗数据指标,并实现零碳闭环,为区域碳中和转型与高质量发展,以及全球的零碳工业转型提供经验。据该产业园的技术人员介绍,为了实现“零碳”目标,在这个产业园中,生产用电将100%采用绿色电力,生产供暖系统将采用绿电采暖;高炉焦炭炼钢将转向绿色氢气炼钢;汽车船舶的燃油系统将被动力和氢燃料电池所取代;绿电制氢生物合成技术将取代使用化石原料的传统化工,生产出零碳并可回收的材料。

金风

今年3月金风宣布建成了国内首个可再生能源“碳中和”智慧园区!

金风科技亦庄智慧园区基本情况

金风科技亦庄智慧园区始建于2010年,建筑面积超过9万平方米,园区采用智能化设计,包括智能微网、节能模块、智能水务、园区智慧运维、智慧农业及智慧健康六大模块。

Q1:“碳中和”智慧园区由哪些能源构成?

要成为“碳中和”智慧园区,低碳环保、舒适宜业的建设理念必不可少。同时,“碳中和”智慧园区需要较高的清洁能源使用比例,实现风电、光伏等能源的多能互补,并借助智能微网、能源互联网等技术实现“碳中和”。

金风科技亦庄智慧园区配置两台总容量4.8MW的风电机组和总容量超过1MW的光伏发电设备,实现清洁能源的就地采集和消纳;一台600kW和两台65kW的微燃机,使用天然气发电,使园区实现了冷热电三联供,系统产生的能量就地消纳,冷、热水可直接用于楼宇供热和冷却系统;包括全钒液流储能、锂电池,以及超级电容器等在内的储能装置,用于系统的削峰填谷,平滑功率波动,大大提升园区供电质量;选用500kW柴油发电机,用于模拟海岛型微电网的项目运行。

2020年,园区总用电量1573万度,其中使用金风科技自有风电机组和光伏设备发电量482万度,剩余电量购自电网。在可再生能源发电量与园区用电负荷存在时间差异,新能源电量得以返送电网消纳的情况下,加上自发自用绿电,园区总的可再生能源发电比例近50%。

Q2: “碳中和”智慧园区的碳排放情况如何?“碳中和”是如何实现的?

正常情况下,园区内的温室气体,主要由电力、天然气、汽油等能源消耗过程中产生。金风科技亦庄智慧园区亦是如此。

由于清洁能源的发电过程不产生碳排放,只需计算外购电力,使用天然气、汽油等能源,以及一些逸散排放等情况下的碳排放量。

经测算,2020年,金风科技亦庄园区整体温室气体排放量约为1130万kg。其中,园区外购电力年产生二氧化碳约965万kg,占比达到85%;使用天然气年产生二氧化碳约125万kg,占比11%;使用汽油产生二氧化碳约50kg。除此之外,空调冷媒剂、CO2灭火器等逸散排放、污水处理过程的温室气体排放等各项占比均小于2%。

由此可见,外购电力是园区碳排放的主要来源。 如没有风电、光伏等可再生能源发电,园区总碳排放量将超过1556万kg,比使用绿电多排放超过426万kg。

因此,通过部署可再生能源发电设备,实现园区电力自发自用,对降低园区碳排放意义重大。同时,如园区能够通过各项技术实现节能,提高能效,也对实现“碳中和”园区具有突出贡献。

在金风科技“碳中和”智慧园区,办公类建筑空调能耗占比最 大,因此园区目前节能主要围绕空调系统进行,同时兼顾照明系统等。

园区合理利用用电峰谷价差提升能效。空调通过水蓄冷,在用电低谷时段储存能量,在高峰时段循环释放能量,可节省30%~60%的用电;空调和照明通过传感器自动调节,控制开关,实现节能。

另外,金风科技的智慧能效技术,使园区实现水、电、气等能耗的数字化、可视化;通过智慧能效平台,能够直观了解损耗情况,针对性提出建议报告,降低能耗损失。

目前,依托节能技术和能效平台,年节约用电量达到60万千瓦时。

 金风科技亦庄智慧园区

最终,金风科技通过购买CCER(中国核证减排量 Chinese Certified Emission Reduction)对于园区生产生活总温室气体排放量进行核销,获得 “碳中和”认证,国内首个可再生能源“碳中和”绿色智慧园区由此诞生。

Q3: “碳中和”智慧园区度电成本如何计算?其经济性如何?

如全部使用电量购自电网,金风科技亦庄园区每年电费可达1007万元,折合度电成本640.0元/MWh;而在风光储联合优化运行,同时参加售电交易和京津冀辅助服务市场的情况下,金风科技亦庄园区直购电费仅为549万元,度电成本348.9元/MWh, 年均度电成本下降程度最高可达291.1元/MWh。

Q4: 未来如何进一步实现园区的“碳中和”?

仍以金风科技亦庄园区2020年碳排放数据为例,园区温室气体排放主要产生自外购电力和天然气的使用。

因此,园区进一步减少碳排放,可从以下两方面考虑:

第 一,通过改进技术,提升管理,降低包括电力和天然气在内的能源消耗;第二,进一步优化园区能源结构。使用更多绿电,替代外购电力,提升绿电使用比例。当园区温室气体排放到最小化后,未来可进一步通过购买CCER或植树造林等碳补偿方式实现碳中和。

从更长远以及全国范围来讲,可再生能源“碳中和”园区拥有良好的经济性和可复制性,在我国广泛的城乡区域,可再生能源开发在技术上已趋成熟、成本不断下降、资源储备丰富。全国的“碳中和”目标实现需要无数个“碳中和”城市,而“碳中和”城市的实现需要无数个“碳中和”园区,让我们从最小的“细胞”做起,共同完成这项40年的“碳中和”长跑。

零碳之路,从大力发展新能源的工作抓起,但绝不止于新能源行业自身的发展。在“能耗双控”的政策下,高耗能产业和地区需转变发展观念,降低对化石能源和高碳发展路径的依赖,合理控制能源消耗总量。在此背景下,“新能源+”逐渐成为一种新的产业和社会生态,让新能源满足更高的能源消费需求,为更多产业和地区的低碳转型赋能。全国工业园区共计15000 家, 建设和推广零碳产业园,就是抓住了实现碳中和目标的“牛鼻子“。

根据国家发改委的一组数据可以很直观显示工业体系在能耗和碳排放中所占的比例。

目前,我国工业园区对全国经济贡献大概是30%,但工业能源消费占全国能源消费总量是66%左右,工业碳排放占中国总碳排放的68%。

以前,单个企业的净零排放,无外乎是某个产品,一家企业的脱碳,但是如果放在整个园区角度实现零碳,则是一片区域,多家企业,甚至整个产业链都可以实现净零排放,这解决了地方政府产业结构调整的需求,也解决了企业因为拿不到能耗指标而限电限产,以及因为脱碳不达标拿不到订单的烦恼。

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