行业研究

国内外环保市场的分析洞见及深度研究报告

零碳智慧园区2022白皮书

碳中和 零碳园区 工业园区 零碳智慧园区 建设路径 案例
作者:全国信标委智慧城市标准工作组 发表时间:2022-06-11
字数:3761, 阅读需8分钟

2022年1月24日,由全国信标委智慧城市标准工作组智慧园区专题组组织编写的《零碳智慧园区白皮书(2022)》(以下简称“白皮书”)正式发布。白皮书由新华三技术有限公司、中国电子技术标准化研究院牵头,联合中国电信股份有限公司北京研究院、华为技术有限公司、中交机电工程局有限公司、上海逸迅信息科技有限公司、杭州海康威视数字技术股份有限公司等单位共同编写。零碳智慧园区在“双碳”战略实践中发挥至关重要的作用,白皮书全面梳理分析了零碳智慧园区发展的内涵、架构、核心场景和建设路径,分享了国内外典型案例,对未来零碳智慧园区的发展发挥了重要的指引作用。

 

以下为报告内容节选,全文有下载

“双碳”建设是全球共识下展现大国形象必由之举

在当前的国际经济社会发展趋势和政治格局背景下,我国主动顺应全球绿色低碳发展潮流,作出将实现“双碳”的庄严承诺,彰显了大国责任与担当。从“十一五”开始,我国就把节能降碳纳入国民经济和社会发展规划之中,积极推动产业结构调整、能源结构优化、重点行业能效提升,节能减排取得显著成效,为实现“双碳”目标奠定了实践基础。生态环境部表示,2020年我国实现了碳强度较2015年降低18.8%,比2005年降低48.4%,超过了向国际社会承诺的40%-45%的目标,基本扭转了碳排放快速增长的局面。2020年以来,我国不断加速应对气候变化、解决气候危机的责任和行动,党中央、国务院成立了碳达峰碳中和工作领导小组”,组织制定“双碳”“1+N”政策体系。

园区成为落实“双碳”战略的先锋和主力军

根据国际能源署和清华大学环境学院相关研究数据,2015年中国工业园区碳排放占到全国的31%,并呈现持续攀升的势头,工业园区的减排已刻不容缓。能源、工业的碳排放生产活动主要发生在各种类型的工业园区,针对能源和生产流程的绿色化改造应用场景广阔,工业园区成为落实我国精准减排贯彻落实“双碳”战略目标的关键落脚点。除工业生产外,建筑、交通也是城市和园区的主要社会活动场景。园区是城市碳排放最集中的空间,也是城市实现“双碳”必须牵住的“牛鼻子”。

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当前,我国零碳智慧园区建设面临新的起点。零碳智慧园区的建设是复杂的系统性工程,需要在园区规划、建设、管理等方面都融入碳中和的理念,对碳要素进行智慧化管理。零碳智慧园区呈现五大关键发展趋势:

  • 环境演进:纲举目张,从政策单点布局到机制环境日益完备;
  • 生态演进:协力同心,从强约束推动到聚力共建共治共享;
  • 应用演进:利器善事,从简单工具包到场景深度实践方案;
  • 格局演进:百花齐放,从星火次第绽放到全面铺开排浪涌现;
  • 智慧演进:价值释放,从数据简单汇聚到深度赋能智慧应用

零碳智慧园区蓝图架构

目前,业界对零碳智慧园区的内涵以及建设思路还未达成共识。园区形态功能各异,承载业务丰富多样,零碳落脚点也各不相同,我们通过系统梳理和高度抽象概括蓝图框架,明确零碳智慧园区的愿景和建设思路,以指引各类园区零碳化路径。零碳智慧园区蓝图框架,由愿景目标驱动、以建设理念为指导,依托园区碳中和模型,以三大核心能力转型为保障,以零碳操作系统为支撑,以物理空间和数字空间融合生态为承载。

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零碳智慧园区顶层设计系统融入碳中和理念,愿景目标决定了园区的理想和前进方向,强调“数字融汇赋能”,落脚点为“高品质发展”,建设理念明确园区建设的原则和要求,强调创新成长、绿色高效和以人为本,兼顾绿色与发展、兼顾生产和生态的全面规划。

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零碳智慧园区的建设路径

在智慧实践方面,白皮书也给出了具体的零碳智慧园区建设原则和建设路径,建设路径包括规划、建设、运营三个层面。

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零碳智慧园区实践案例

中国石化:联接赋能、智慧管控

中国石化作为“世界一流绿色低碳城市型炼化示范企业建设试点”的重点企业,从勘探、开发、生产、储运、加工等多个方面推进生产制造型园区数字化转型。中国石化基于5G如翼定制网模式打造智能石化工厂,将新一代信息技术与石化工业生产过程深度融合,提高了劳动生产率的同时也提升了本质安全环保水平。具体表现在,通过搭建一体化应急指挥中心,实现生产运营业务协同、高效指挥,园区集约化、一体化生产管控能力显著提升。通过利用物联网、三维模型和地理信息技术等,对全厂污染排放点和职业危害监测点进行实时动态监控和预警,实现“三废”达标排放,园区预测预警能力、本质安全环保水平显著提高。

1. 以5G如翼定制网模式打造智能石化工厂

石化产业生产线长、涉及面广。从产业链来看,石化行业主要有勘探、开发、生产三个环节,中游主要是进行石油、天然气的储运,下游主要是石油的加工和销售,主要包括炼油、化工、销售等。中国石化依托中国电信,以5G如翼定制网模式,通过网络切片+MEC+UPF下沉到企业,形成一套支持5G与工业互联网融合应用的石油化工企业整体解决方案。

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搭建5G+生产应急智能指挥系统强化园区管理园区管理方面,中国石化利用5G建设园区一张网,搭建5G+生产应急智能指挥系统,将全厂生产现场可燃及有毒有害气体监测报警、工业视频监控、火灾报警进行集中管理与一体化联动,加强对现场突发事故的发现与监控能力,减少应急处置环节和响应时间。在环保管理环节,利用走航车搭载的秒级多组分走航监测系统,规划定期走航任务,对厂区VOCs网格边界污染物组份进行ppb级高精度分析,结合GPS/北斗定位数据,按照米级空间精度快速建立厂区大气VOCs污染时空“画像”,通过5G专网实时回传监测数据,发现异常状况并实时告警,快速高效实现定期自查,降低人工成本。

2. 5G+AI+AGV助力生产管控智能存储等多个环节

生产管控环节,基于生产数据识别模型及规则,中国石化通过部署5G物联,对生产运行实时信息进行AI运算,有效提升生产调度指挥人员从生产动态、设备状态、安全环保、产品质量、视频等海量数据中快速获取有效信息能力,实时掌控当前生产动态。从事后应急、事中发现的传统管控模式向事前预测、主动应对的智能模式转变。在供应链管理环节,建立在5G+AGV技术基础之上的智能仓储作业实现全自动化仓储运作,对货物的出、入库进行合理的控制,提升仓储效率,减低仓储能耗。

3. 利用新一代信息技术大力提高能效实现节能减排

目前,基于5G+云+AI,中国石化已实现生产运行优化、安全环保管控、设备智能维护和数字化设备监测,生产模式升级,生产效率和管理效能加速提升。在包括工艺优化、物料管理、生产调度、环境监测、环保风险分析、蒸汽动力优化、车间用电等多方面,均实现节电减排,节省燃料的减排贡献,预计到2030年燃料消耗可节省5%,到2050年可节省14%。

发展建议

园区作为落实双碳战略的先锋和主力军,如何通过自身的质量变革、效率变革和动力变革,树立发展标杆,对于区域落实“双碳”战略、实现高质量发展具有重要的意义。

1. 以蓝图架构为基础,构建零碳智慧园区标准体系

零碳智慧园区标准体系框架依据国务院《2030年前碳达峰行动方案》的指示精神,以《国家标准化发展纲要》为指导,重视与现行国家标准和行业标准的相互衔接,兼顾与智慧城市的联接和共振,注重标准体系的科学性和结构化。依据本白皮书的蓝图架构,零碳智慧园区标准体系主要由总体标准、基础设施、零碳规划、零碳能源、零碳生产、零碳建筑、零碳交通、零碳操作系统8个方面组成,贯穿园区从规划、建设到运营的全生命周期,涵盖园区从规划布局到建设生产,以及生活零碳化管理和零碳智慧运营等多个方面。

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2. 以技术为先锋,支撑园区零碳发展和核心竞争力提升

推进技术创新,实现零碳智慧园区创新技术的有效供给,需要依照零碳智慧园区蓝图,重点进行以下方向的技术部署。一是重点突破零碳能源技术,尤其是零碳电力技术。围绕能源生产方式深度脱碳,坚定推进清洁能源对化石能源的替代,研发推广大规模低成本储能技术,加速发展智能电网技术,构建水、风、光等资源协调利用的能源供给体系,推动工业制造、交通、建筑的电气化进程,加速推进多来源供电-终端用电智能匹配的技术体系。二是要重点突破负碳技术的研发以及商业化,继续通过政策支持、资金驱动的方式推动CCUS技术突破,并充分调动各方力量,通过试点示范探索CCUS项目商业模式。三是要积极推动信息技术、低碳技术、能源技术在园区场景下的耦合应用,以数字技术为纽带实现能源零碳转型、终端应用零碳转型技术单元的集成耦合,以智慧化的平台实现高效管控,最大限度挖掘相应技术的减排潜力。

3. 以试点为牵引,探索零碳智慧园区的技术方法和工作路径

切实有效推进零碳智慧园区试点工作,需要从机制体制以及工具方法两个方向上努力。在机制体制方面,一要完善配套政策,国家和各地区需要整合现有政策对试点园区进行集中支持,并补充政策短板,重点围绕园区能力建设、边际成本较高但具有显著示范价值的重大项目或技术应用进行支持。二要搭建知识经验交流平台,形成试点经验传播和成果转化的机制氛围,充分发挥政府、行业协会、标准化技术委员会、三方智库等组织的横向整合能力,提高沟通效率,促进成果转化和知识传播,实现从点到线再到面的牵引转化。在工具方法层面,首先需要做好园区各类碳排放监测与核算的方法论体系,建立并持续完善园区能源统计体系和碳排放统计体系,针对不同类型园区做好分类指导工作,研究确定园区碳排放核算主体范围、温室气体种类和能源利用类型,确保园区的碳排放目标能切实落地。其次需要重点构建和推广园区零碳操作系统,并通过数字化的手段实现零碳智慧园区与智慧城市之间的连接和共振,通过数字化工具推进经验的积累和提升。

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