零碳园区建设指南

零碳园区建设指南零碳园区建设指南2025年7月26日

课程目标

理解零碳园区的背景与挑战

，掌握其定义与内涵

掌握综合能源系统(IES)的基础知识与架构

了解零碳园区级IES优化运行的原理与方法

熟悉零碳园区的关键技术路径与实施方案

学习预期收获

能够独立设计和优化零碳园区级IES系统

掌握多能协同、

需求响应、

能源监测与优化技术

能够应对零碳园区建设中的技术、成本和政策挑战

了解数字化、社会环境因素一体化等未来发展趋势课程概述课程结构基础知识零碳园区概念、

IES基础、优化运

行原理规划设计技术路径、规划方法、改造方案案例分析成功案例、实施路径、经验总结挑战与趋势面临挑战、CCUS技术问题、未来发展方向综合应用系统集成、效益评估、政策支持"本课程旨在提供零碳园区建设的系统性知识体系，为园区管理者、

能源工程师和政策制定者提供理论基础与实践指导。

"、应响求需、集捕碳

、

键

能

测

关

储

监优化技术技术第2页

/

共32页

产业园区碳排放现状

产业园区作为城市发展的重要组成部分

，其二氧化碳排放量在我国占比较

大

高耗能、

高排放的工业活动是园区碳排放的主要来源

亟

园区能源消耗与碳排放之间存在明显的相关性

"双碳"政策背景国家"双碳"战略目标

2030年前：碳达峰（碳排放达到峰值）

2060年前：碳中和（净碳排放接近零）政策推动作用

推动产业园区向零碳发展成为重要政策举措

鼓励园区采用综合能源系统、

可再生能源等低碳技术政策支持手段

财政补贴、税收优惠、绿色金融支持强制性标准、碳交易市场机制w

运营管理难度大园区内能源使用情况难以实时监测和控制

，影响能源高效

利用和低碳排放。迫切需要物联网、大数据等智能化技术进行精细化管理w

技术集成难度高不同企业的生产工艺和能源消耗方式差异大

，整合各类节

能减排技术以达到最优效果存在难度

储能和供能平衡难度大储能技术成本高、效率有限

，如何在保证经济性的同时满

足用能需求是难点。新型储能-供能技术及有效的能源管理是关键零碳园区的背景与挑战

零碳园区建设面临的多重挑战第3页

/

共32页在"双碳"战略中的地位

战略意义零碳园区是实现国家"双碳"

战略的重要载体

，通过示范引领作用

，推动

全社会向低碳转型。

实施路径从低碳到零碳的过渡

，通过技术创新、机制设计和政策引导

，逐步实现

园区碳中和。

预期目标第4页

/

共32页零碳园区定义零碳园区是指通过综合能源系统运行优化

，实现园区内碳排放接近零的工业

园区。

园区通过碳减排和碳中和措施

，建立碳排放、碳核算、碳管理、零碳

闭环的整体系统。

零碳并非完全没有碳排放

，而是通过碳中和达到碳足迹最小化零碳园区的定义与内涵碳中和机制

碳减排：通过能效提升、

工艺优化

减少碳排放

碳抵消：利用绿电、抵消项目补偿

CO₂

碳中和：通过碳捕集技术实现碳减

排与中和资源循环利用实现水、

电、气等多种能源的高效循环利用智能化管理利用物联网、大数据等技术实现精

细化管理能源结构清洁化减少化石能源使用

，增加可再生能源占比碳捕集与利用采用CCUS技术实现碳减排与碳中

和零碳园区关键要素到2030年

，重点行业园区率先实现碳达峰；

到2060年

，零碳园区技术成

熟并大规模应用。源网荷储一体化整合能源生产、传输、使用和存储

，实现系统协同运行供需协调平衡能源供应与需求

，实现系统高效运行多能互补结合太阳能、风能、水能等多种能源

，提

高系统可靠性低碳环保减少化石能源使用

，降低碳排放

，促进可持续发展 IES定义综合能源系统(IES)是一种新型能源供应/管理技术

，具有源网荷储一体化、

多能互补、供需协调等特点。它能充分利用各种能源子系统在时间和空间上的耦合特性

，促进可再生能源

消纳

，减少化石能源用量

，降低温室气体排放强度

，实现绿色低碳发展。综合能源系统(IES)基础IES工作流程采集天然气、

太阳能等生产燃气轮机/锅炉、

光伏板转换热泵、

电冷却器、

吸收式

冷机存储电池、

氢罐等储能装置

零碳园区中的应用价值

为零碳园区提供清洁、

高效、

可靠的能源供应和管理服务"IES为零碳园区提供清洁、高效、可靠的能源供应和管理服务，同时零碳园区

的建设也为IES的发展提供了广阔的应用场景和实验平台。

"第5页

/

共32页

结合可再生能源

，实现多能互补和梯级利用

，减少污染物排放

通过"能量层-碳流层-管理层"框架

，实现低碳、经济运行IES架构与运行框架

能量层根据系统内部多能耦合关系

，通过能量平衡约束和经济目标引导等模型

，确定能量调度策略

可行空间

，主要进行能源流动控制。

供应侧：

可再生能源发电

转化侧：

梯级利用技术

输送侧：

交直流混合控制

用户侧：

需求响应策略"能量层-碳流层-管理层"三层架构综合能源系统(IES)通常与可再生能源结合使用

，

以实现多能互补和梯级利用

，减

少污染物排放。

园区对可再生能源的利用包含采集、

生产、转换、存储四个步骤。

管理层作为IES调度控制中心

，根据能源市场和碳交易市场的需求

，制定合理的调度策略

，以达到低碳、高效的目标。

协调能源与碳交易市场

碳流层通过对系统中的碳排放量进行约束和监测

，确保碳排放量不超过预设标准

，满足碳交易配额

要求。

碳排放约束与监测机制

通过三层架构的协同运行

，零碳园区可以实现能源系统最优调度和碳排放最小化

，达

到能源高效利用和低碳发展的双重目标。第6页

/

共32页梯级利用技术实现冷热电多能互补和梯级利用可再生能源优先优先利用太阳能、

风能等可再

生能源智能调度控制基于碳排放约束的能源智能调度

零碳园区中的具体实现方式

优化运行机制设计零碳园区级IES的机制设计主要分为CO₂削减和补偿CO₂两大类。CO₂削减机制通过碳足迹机制和季节性碳交易机制

，减少自身碳足迹和碳交易费用。补偿CO₂机制通过绿电运行机制和多类型能源市场价格传导机制

，促进新能源消纳

，提高IES运行可靠性。机制设计目标

灵活性最小化自身碳足迹

碳交易费用的全寿命周期成本最小

提高IES运行可靠性并降低运行成本零碳园区级IES优化运行原理零碳园区级IES的优化运行是实现园区零碳目标的关键

，涉及机制设计、技术创新和模型构建等多个方面。从低碳到零碳的发展过程中，

政策主导的机制设计和技术创

新成为热点。w

零碳园区级IES技术战略创新技术战略创新旨在提升IES的CO₂减排能力

，从多个方向进行技术创新。

冷热流供需数据库建立工业园区碳中和系统框架

，通过工业共

生激发碳汇潜力。亟

能源贫困考虑结合案例分析

，确保方案符合《巴黎协定》

和《2030年议程》

的可持续发展目标。回

氢储能技术建立氢储能多能联储联供模型

，实现投资运

行成本及碳排放最低。

循环经济实施循环经济

，通过混合整数线性规划实现

资源消耗最小化。注：零碳园区并非完全没有碳排放，而是通过碳中和，建立碳排放、碳核算、碳管理、零碳闭环的整体系统投资运行成本资源消耗政策法规碳排放技术创新约束第7页

/

共32页零碳园区机制设计碳足迹机制通过制定碳排放标准、监测碳排放情况、制定减排计划等措施

，减少个人或组织的碳排放。运行目标：

灵活性最小化自身碳足迹实施方法

制定碳排放标准和监测体系

建立季节性碳交易市场和平台

开发碳减排技术路线图实施方法

建立绿电优先调度和消纳机制

构建多类型能源市场价格体系

开发需求响应和负荷预测模型绿电运行机制通过减少化石能源使用

，降低碳排放

，具体措施包括制定绿电配额、优惠政策、

电力市场化改革等。运行目标：

促进新能源消纳第8页

/

共32页

零碳园区机制设计的核心是建立碳排放、碳核算、碳管理、零碳闭环的整体系统

，使园区内CO2排放接近零。季节性碳交易机制制定碳交易规则、建立碳交易平台、制定碳交易价格

，以最小化碳交易费用。运行目标：

碳交易费用的全寿命周期成本最小多类型能源市场价格传导机制通过价格传导优化IES运行

，包括制定多类型能源市场机制、优化能源系统运行策

略。零碳园区级IES的机制设计主要分为两大类：

CO2

削减和补偿CO2。这些机制共同构成了零碳园区实现碳中和的整体系统。 CO2削减机制

补偿CO2机制运行目标：

提高IES运行可靠性并降低运行成本

冷热流供需数据库对工业园区碳排放进行数据分析

，建立冷热流供

需平衡系统

，提高能源系统效率。目标约束：园区内部碳中和 考虑能源贫困结合案例进行数据分析

，制定符合《巴黎协定》

和《2030年议程》

的可持续发展能源策略。目标约束：符合国际可持续发展目标零碳园区技术战略创新w氢储能作为能量转换枢纽建立氢储能多能联储联供模型

，实现多种能源形

式的高效转换与存储。目标约束：投资运行成本及碳排放最低 实施循环经济采用混合整数线性规划

，构建资源循环利用系

统

，减少资源消耗

，提高材料再利用效率。目标约束：资源消耗最小化、材料再利用最大化

文献参考[27]-[31]零碳园区级IES技术战略创新相关研究文献这些技术创新在投资运行成本、

碳排放、

资源消耗和相关政策等

约束下对IES进行建模求解

，

以获得最优策略。

技术战略创新是零碳园区级IES优化运行的关键环节

，通过多能协同、资源循环和系统性规划

，可有效降低碳排放

，实现园区零碳目标。

工业园区碳中和系统框架通过建立工业共生激发碳汇潜力

，构建低碳、

弹

性及生态可持续发展的园区系统。目标约束：低碳、弹性及生态可持续性最优零碳园区级IES技术战略创新旨在提升IES的CO₂减排能力

，从优化规划、

能源结构清洁化、

资源循环利用等方向进行技术战略创新。第9页

/

共32页优化运行方法与模型

系统不确定性与鲁棒性多能互补与协同效益碳排放约束与经济目标需求响应与用户参与

热电联产系统优化降低波动性新能源对系统运行的影响

，提高IES低碳水平文献:

[32]算法:模拟算法w冷热电联产系统优化减少间歇性能源和负荷不确定性的干扰，

提高系统稳定性文献:

[33]算法:两阶段拉格朗日松弛迭代算法及交叉熵算

法

低碳稳健经济调度应对园区级IES的不确定性

，实现经济调度与低碳目标文献:

[34]模型:两阶段鲁棒模型

多能源协同优化考虑碳排放的多能量协同优化

，实现系统

综合效率最大化文献:

[35]算法:多目标粒子群优化算法w双层分散低碳优化模型配网系统总网损最小及IES最低运营成本文献:

[40]方法:分析目标级联方法w零碳排放模型工业园区层面实现零碳排放文献:

[42]方案:碳不平衡+市场补偿、

碳平衡、

碳丰富+市

场激励w双向峰谷电价优化模型负荷曲线和冷热电三联供系统满足度最大化文献:

[38]方法:最小二乘法

双层次组合优化模型总碳排放约束和碳交易成本最小化文献:

[39]方法:顺序二次规划与内点法注:以上方法和模型均基于文献[32-42]整理

，详细算法和应用条件请参考原论文。

第10页

/

共32页

优化运行方法

优化运行模型优化运行关键考量因素零碳性IES通过增加清洁能源占比减少CO₂排放

，结合碳捕获与储存技术增加CO₂吸收。可靠性IES可大规模接纳分布式能源

，采用联合储氢、热储能技术

，将多余

电能转换为氢气或热能。

降低弃风弃光

，解决新能源间歇性和随机性问题

，提高系统可靠性。灵活性IES提供稳健、综合、灵活的能源互联系统

，实现更高效的能量交

易

，充分挖掘分布式能源的灵活性。零碳园区IES融合特点

园区建设意义零碳园区IES融合的这四大特点，

为园区能源系统提供了灵活性、

可靠性、低碳性和可扩展性

，使园区能够更好地应对能源转型挑战

，实现能源高效利用和低碳发展目标。可扩展性模块式划分的IES可根据各适用区域面积

，形成单独的IES或多个IES联合供应。

当某种能源供应不足时

，其他能源可迅速补充

，保障系统正常运行。

助力实现零碳园区目标

，促进园区能源系统低碳转型。

适应各种能源网络、能源交换和储存模块

，满足更大规模的用户需

求

，尤其适用于偏远地区的能源孤岛。零碳园区级IES融合具有四大特点，

这些特点对园区建设具有重要意义第11页

/

共32页 复杂性与挑战

多能源类型：

IES涉及多种能源类型、转换技术和利益相关方

动态变化：各方需求、供给计划和运行方式动态变化

，要求灵活协调和优

化

信息不对称：供给侧可能为自身利益选择更高价格

，影响需求方选择

利益矛盾：供需双方在价格、

可靠性、灵活性等方面存在利益冲突供需方动态博弈 园区级IES供需方博弈概述园区级IES的"供需方动态博弈"是指能源供给方（区域电网、

公用事业等）和

能源需求方（建筑、企业等）之间动态、

互相影响的博弈过程

，

旨在实现能

源高效利用和IES运行经济性。能源供给侧区域电网、

公用事业能源需求侧建筑、

企业完善供需方经济模型分析能源价格、

供需关系和市场行为智能化能源管理采用智能化能源管理系统、

储能技术等手

段

，优化能源利用合理调度策略使供需方在实现自身利益的同时高效参与

系统运行合理政策法规制定合理政策法规

，

引导供需方行为注：表格展示了不同文献中采用的博弈论方法、需求响应模型、非合作博弈模型、技术

方面和政策法规等多种方法。动态博弈过程价格形成、

负荷调节、

效益田供需方动态博弈常用方法 解决方案第12页

/

共32页分配

技术集成与协同零碳园区级IES优化运行关键技术概述 能源系统运行技术 多类型储能技术（电、热、气、

蓄冷）

碳捕集与封存技术（CCUS）

氢能与天然气混合储能技术

绝热压缩空气储能技术 能源系统监测与优化

智能化监测和优化技术

物联网、大数据、人工智能应用

多能源协同调度技术

建筑节能和智能化技术第13页

/

共32页 能源需求与调度技术

多能协同规划设计技术

综合需求响应技术

日前、

日内、

实时三种调度模型

分层次综合需求响应策略零碳园区级IES优化运行需要整合多种关键技术

，形成一个完整的系统体系

，

以实现能源的高效利用和碳排放的最小化。上述技术相互关联、

协同作用

，共同构成零碳园区级IES优化运行的技术体系。通过技术融合与创新，

实现能源的高效利用、碳排放的最小化

，

以及系统的智能化管理，

助力零碳园区目标的实现。多类型储能技术大型电池储能站示例w混合储能方案

压缩空气混合储能

氢能-天然气混合储能 电-气-热混合储能

文献[63]提出将5G基站能量储存系统与区域能源系统结

合

热储能

蓄热电锅炉、热泵等

将多余电力转换为热能存储

适用于工业用能需求波动大的场景w

蓄冷

冰蓄冷、水蓄冷等 针对IES冷、热、

电负荷需求特点

文献[62]采用绝热压缩空气储能技术 气储能

压缩空气、氢气等

将电能转换为天然气存储

文献[61]构建"绿电-氢能-工业"耦合复杂系统w

电储能

蓄电池、飞轮储能、超级电容等

适用于短时高频储能场景

文献[60]应用于微网系统的电-气-热混合储能研究多类型储能技术对IES的优化调度提供了新的技术方向第14页

/

共32页

多能互补技术发展推动混合储能应用日益增多园区常用热储能和气储能

，实现能量存储便捷且价格低

廉

研究趋势与应用前景

零碳园区中的应用>

结合P2G技术

，捕获CHP装置产生的CO2并运送至P2G装置完成减排

>

文献[69]提出针对工业园区低成本碳集成网络系统优化设计方法>

基于燃烧后捕集技术

，综合分析碳源、碳利用和碳储存方案>

结合碳捕获、碳分离、碳压缩和碳传输方案

，实现园区碳减排 技术挑战>

经济性：捕集和处理CO2的成本是推广碳捕集技术的主要障碍>

技术性：

CO2纯度要求高

，需要进行CO2纯化处理>

存储安全：地下储存引发的地震等问题

，需进行科学的环境评估和监测>

政策支持：

需加强对CCUS技术的政策支持和引导

，建立健全的法律法规和

市场机制第15页

/

共32页w燃烧前捕集将碳从燃料中脱除

，包括碳替代和碳削弱两种方

式。

直接从燃料中去除碳元素

减少燃料中的碳含量 工艺相对简单

，能耗较低碳捕集技术 燃烧后捕集在燃烧排放的烟气中捕集CO2

，通过分离设备产

生较纯净的CO2

以便后续利用或封存。

文献[36]采用该技术

，提出基于CCUS和P2G的新型CHP模型 CHP机组CO2排放计算公式：E1CO2,t

=a

CO2Pe,t

+C1Ph,t+

bCO2(Pe,t

+C1Ph,t)2

+

c

CO2其中：a

CO2、

bCO2、

c

CO2为CHP排放系数；

Pe,t为CHP产生的电

能；

Ph,t为CHP装置在t时刻的热功率；C1为CHP机组最小输出功

率对应的电加热转换系数。

富氧燃烧脱碳将锅炉燃烧的部分烟气与空气混合成新的混合

气

，替代原有空气作为燃料氧化剂。

使燃烧产物中CO2含量达到95%以上 易于分离

，纯度高

文献[68]在不同应用场景中选出碳排放量、弃风量和

总成本均为最低的应用场景碳捕集和封存利用（CCUS）技术是将排放的CO2与其他气体分离

，使其浓度达到95%以上的技术

，是零碳园区实现碳中和的关键技术之一。

原理依据目标区域的经济、

资源现状

，确定

区域内各种能源资源的最优分配寻找各种能源转换技术的最优组合

，实

现系统整体效益最大化平衡能源系统供需

，充分挖掘分布式能

源的灵活性考虑多能源之间的时空出力差异互补

，

提高系统能效"多能协同规划设计技术通过优化配置和

整合，实现能源资源的最大化利用，为零

碳园区建设提供技术支撑。

"多能协同规划设计技术

现有挑战

优化调度与优化设计时间尺度差异大

，很少

结合考虑 IES优化设计需大量数据和计算资源

，负载需求不确定性导致设计结果不稳定

优化运行需实时数据输入

，但数据可靠性和

实时性受采集和通信不确定性限制

随机优化方法考虑能源储存额外潜在效益的建筑级IES运行优

化

基于选址优化的IES管网布置解决IES规划缺乏有效能源站选址优化方法和负

荷特性考虑的问题品

新型混合CCHP系统结构设计设计能灵活处理动态电源供应的新型能源系统结

构

多目标组合设计-操作优化设计与面向控制的优化相结合

，实现系统整体优

化多时间尺度调度日前、日内、

实时三

种调度模型协同优化园区级IES规划解决能源站选址和负

荷特性考虑问题动态电源供应灵活处理动态电源供

应的新型系统结构建筑级IES考虑能源储存额外潜

在效益的运行优化

应用场景

方法第16页

/

共32页IES运营优化模型最优经济运行模型IES中能源提供者、促进者和消费者的合理能源配置

，

以经济性为优化

目标

，实现系统整体效益最大化。多目标组合设计-操作优化设计与面向控制的优化相结合

，综合考虑系统设计和运行控制问题

，

实现IES的最优组合设计。基于选址优化的IES管网布置针对IES规划缺乏有效能源站选址优化方法和负荷特性考虑的问题

，

提出优化的管网布置方案。日前运行优化考虑能源储存额外潜在效益的建筑级IES运行优化

，平衡短期效益与长

期目标。多时间尺度调度日前、

日内、

实时三种调度模型

，基于需求响应的多时间尺度优化调

度建筑能源系统。随机组合优化通过随机组合不同能源系统的运行方式

，实现系统整体的最优运行

，

提高能源系统运行的经济性和可靠性。多能优化运行技术

技术挑战IES优化设计需大量数据和计算资源

，且负载需求不确定性可能导致设计结果不稳定；优化运行需实时数据输入

，但数据可靠性和实时性受采集和通信不确定性限制。

优化效益

降低系统总运营成本

减少碳排放

提高能源利用效率

增强系统灵活性

应用案例文献[73]提出考虑能源储存额外潜在效益的建筑级IES运行优化方法，有效平衡了

短期效益与长期目标

，提高了系统的整体运行效率。多能优化运行技术通过提出随机优化运行方法、建立IES运营优化模型等方式实现对IES的智能调度

，提高系统运行效率和经济性。

随机优化运行方法第17页

/

共32页

需求响应技术发展传统需求响应主要针对单一能源

（如电力

、天然气）进行供需调整

，侧重于价格激励

和峰谷调节。.综合需求响应不仅包括单一能源的供需平衡

，还需要考虑不同能源之间的协同配合

，

实现多能互补和系统整体优化。.智能综合需求响应通过信息化技术和智能控制

，实现能源的高效利用和系统的智能化管理

，更加注重环保和可持续发展。

分层响应提出分层次综合需求响应策略（快速

响应、时段响应和季节响应）

，适应

不同时间尺度的需求。需求响应技术

零碳园区需求响应关键考量

提升用户侧的需求响应参与度及其评估精度

平衡负荷供应的可靠性要求与碳排放约束

考虑实际可行性和实施难度

，避免过度优化第18页

/

共32页w

负荷分析分析用户需求、能源价格、能源供应

等因素

，实现需求响应的动态调整和优化。

电价机制基于能源电价和供需平衡的动态优化

调度策略

，实现多能协同和综合优化。

激励机制设计合理的需求响应激励策略

，提高

用户参与积极性

，实现系统整体效益最大化。

实现机制 智能化监测技术

利用物联网、大数据、人工智能等技术手段

，实现对IES的实时监测和分

析

建立能源监测系统

，实时采集和传输能源生产、传输、使用数据

通过智能算法分析能源使用模式

，识别异常用能行为能源系统监测与优化技术品

多能源协同调度技术

建立能源系统的协同调度模型

，实现多能源之间的时空出力差异互补

通过能效优化

，最大程度地利用各种资源

，提高IES运行经济性

实现能源的时空互补和梯级利用

，降低系统整体能损实现方法实时监测建立实时数据采集和传输系统

，对

园区能源系统运行状态进行实时监

控智能决策基于分析结果

，结合人工智能技术

，制定最优能源调度方案数据分析对采集的数据进行存储、分析和挖

掘

，识别能源使用模式和异常反馈优化将决策结果反馈到系统中，

实现系

统的持续优化和调整提高能源系统运行效率和可靠

性增强系统安全性

，及时发现和

处理故障66文献[83]融合了工业控制、

能源管理、智能化技术等多个领域

，实现了对IES的全面监测和优化以及对能源系统的动态调整和优化

，提高了IES的效率和可靠第性19。页

/

共32页降低能源消耗和运营成本促进能源的可持续利用和节能

减排为实现对园区IES的实时监测和智能调度

，需构建完善的能源监控和管理系统

，通过先进技术手段提高供能效率和可靠性。 应用价值

技术融合效益

提高能源利用效率w增强系统安全性与可靠性

降低能源管理成本智能化监测与优化技术大数据分析技术

收集和分析大规模能源使用数据

挖掘数据中的规律

，优化能源分配

提高老旧园区的能源管理水平其他智能技术

云计算技术：

实现能源数据的高效处理

边缘计算：在数据源附近进行实时处理

数字孪生技术：构建园区能源系统的虚拟模型物联网技术

实时监测园区内能源生产和使用数据

对园区内设备进行实时监控和故障预警

实现能源消耗的精细化管理人工智能技术

构建预测模型

，预测能源需求和价格

实现能源系统的自动优化控制

为园区用户能耗行为进行监测与优化零碳园区能源系统需要实时监测和智能优化

，

以提高能效和可靠性。物联网、大数据、人工智能等技术在其中发挥着关键作用。第20页

/

共32页 能源结构优化

提高可再生能源占比

建设分布式能源系统

减少化石能源使用→

能效提升

多能协同规划设计

综合能源系统优化

需求响应技术应用 碳捕集

燃烧后捕集技术

氢能存储与利用

CCUS系统建设→零碳园区建设技术路径

技术融合与集成零碳园区建设需要多种技术的协同集成

，通过源-网-荷-储一体化服务

，实现能源多元互补

，提高系统能效

，减少碳排放

，最终达到碳中和目标。 碳中和

碳排放平衡

零碳闭环系统

碳交易与补偿

供应侧技术

可再生能源发电

分布式能源系统

能源互联网接入

转换侧技术

梯级利用技术

电转气技术

冷热电三联供

储能侧技术

电储能技术

热储能技术

氢能存储技术零碳园区技术集成框架第21页

/

共32页零碳园区规划与设计方法

文献[92]将现存园区归类为：

"三高"（高碳强度、能源结构中煤炭比例高、六大能源密集型产业产值比例高）、"三低"（低碳强度、能源结构中煤炭比例低、六大能源密集型产业产值比

例低）和混合型园区

，并提出相应的解决方案。零碳园区规划与设计是一个系统工程

，需要将碳中和作为首要目标

，协调园区整个生命周期的建设目标和运营管理

，实现零碳排放。w能源系统规划

可再生能源资源评估与配置

多能互补与梯级利用方案设

计

储能系统与用能负荷匹配

零碳目标设定

明确园区碳减排路径和目标

平衡碳排放红线与投资成本

制定全生命周期碳管理策略w集成与实施 IES与园区共生系统集成

能源管理与碳管理平台构建

智能化监测与优化系统部署 碳排放评估

园区碳足迹计算与基准建立

排放源解析与减排潜力分析

碳交易配额与碳汇平衡政策与法规支持建立健全的法律法规和市场机制

，促进零碳园区发展技术与成本平衡平衡零碳技术应用与投资成本

，确保项目经济可行利益相关方协调协调园区、政府、企业、公众等多方利益相关者 关键考量因素第22页

/

共32页个"三高"园区特点：

高碳强度

能源结构中煤炭比例高

六大能源密集型产业产值比例高改造方案：

传统重工业升级

科技创新

能源结构优化 混合型园区特点：

介于"三高"和"三低"之间

部分高碳排放、

高能耗产业

部分低碳、清洁生产产业改造方案：

优化能源结构

采用工业城镇一体化发展模式

平衡发展与减排↓

"三低"园区特点：

低碳强度

能源结构中煤炭比例低

六大能源密集型产业产值比例低改造方案：

提高碳管理

实现低碳发展

清洁能源优先零碳园区改造方案针对不同类型现存园区

，根据其特点提出差异化零碳改造方案

，实现园区能源转型与碳减排目标。持续优化动态调整与碳中和目标持续追踪第23页

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共32页技术路线选择根据园区类型制定差异化技术方案现状评估园区类型识别与碳排放底数摸清

实施路径Q技术固碳面临的挑战 CO₂纯度要求：不同来源捕集的CO₂存在纯度差异

，需进行纯化

处理 CO₂的利用和储存：

需开发新技术和市场

，安全存储需确保地

质安全性

成本限制：捕集和处理CO₂的成本是推广碳捕集技术的主要障碍碳吸收与碳排放的综合探索

现有研究侧重测量碳排放

，缺乏对碳吸收的综合探索

经济手段：碳税和碳市场两个重要市场机制

技术发展：

负碳技术和可再生能源技术

氢能存储技术的研发和大规模应用正在加强全方位融入零碳理念

碳排放红线与高昂投资成本（储能、碳捕集）之间的矛盾

传统园区基础设施老化

，缺乏连通性

信息分散、滞后

，节能管理水平低

老园区能耗和碳排放底数不清

，实施数字化降碳评估困难零碳园区面临的挑战园区类型与转型策略

"三高"

园区：

高碳强度、煤炭比例高、

能源密集型产业产值比

例高

"三低"

园区：低碳强度、煤炭比例低、

能源密集型产业产值比

例低

混合型园区：

需优化能源结构

，采用工业城镇一体化发展模式

政策制定者需加强对CCUS技术的政策支持和引导零碳园区建设面临多重挑战

，需要从技术、成本、政策等多方面综合考虑解决方案"克服这些挑战需要技术创新、政策支持、市场机制和全社会的共同参与"第24页

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共32页生态固碳植被种植通过植树造林、增加园区绿色面积

，利用植物光合作用固碳

，提高园区碳汇能

力。公园与生态区在园区内创建公园、生态走廊等绿色空间

，不仅美化环境

，还能增加碳汇

，改善空气质量。技术固碳生物能源与CCUS结合生物能源与碳捕集与封存技术

，将CO₂捕获并送入P2G装置用于合成燃气，实现碳减排。可再生能源抵消利用太阳能、风能等可再生能源替代化石能源

，减少碳排放

，同时通过碳交易

市场进行碳抵消。 应用前景资源循环.5

">将CO₂捕集后用于园区内植物生长

，

实现资源循环利用经济效益通过碳交易和资源循环创造经济价值

，实

现生态与经济双赢 应用挑战

技术固碳面临高成本和能耗问题

大规模应用碳捕集技术需解决CO₂存储和后处理问题

捕集和处理CO₂的成本是推广碳捕集技术的主要障碍

政策制定者需加强对CCUS技术的政策支持和引导碳吸收技术与应用政策支持.5

">建立健全的法规和市场机制

，促进

CCUS技术商业化应用技术固碳与生态固碳的协同应用技术固碳与生态固碳并非相互对立

，而是可以协同互补。园区可根据自身条件选择合适的技术路线

，或结合多种技术

，实现碳中和目标。园区碳中和.5

">通过技术固碳和生态固碳结合

，实现

园区碳排放与碳吸收平衡第25页

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共32页亟利用和储存 CO₂的利用需要开发新的技术和市场

转化为有用化学产品或能源需大量投资

安全储存需确保地质储存安全性

，如地下储存引发的地震等问题

需进行科学的环境评估和监测政策

政策制定者需加强对CCUS技术的政策支持和引导

建立健全的法律法规和市场机制

促进CCUS技术的商业化应用和推广

与《巴黎协定》和《2030年议程》

的可持续发展目标保持一致成本限制

捕集和处理CO₂的成本是推广碳捕集技术的主要障碍

高成本制约了CCUS技术的大规模部署

需要技术创新和成本降低来提高竞争力CO2纯度要求

不同来源捕集的CO₂存在纯度差异

需要进行CO₂纯化处理

，增加成本和复杂性

纯度达标是CCUS技术应用的基础前提CCUS技术面临的挑战

文献[98]提出通过注入和储存二氧化碳的方式从地下储层中开采石油和天然气等能源

，但技术和安全要求使该技术难以大规模应用。碳捕集和封存利用（CCUS）技术虽然在零碳园区建设中发挥重要作用

，但在实际应用中面临多方面挑战。这些挑战需要技术、经济和政策层面的综合解决。第26页

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共32页AI构建模型与数据训练采用人工智能技术构建模型

，利用数字化技术收集的数

据对模型进行训练和学习

，实现对零碳园区的智能控制

和优化

，如自动化能源管理系统、智能物流和供应链管理等。老园区能耗碳排放分析对老园区能耗和碳排放进行底数分析

，应用AI技术形成

园区降碳基础性方案

，进行降碳效果评估

，为零碳园区改造提供技术支持。零碳园区发展趋势-数字化AI监测与优化用户能耗应用AI技术为园区用户能耗行为进行监测与优化

，提供

数据流支撑碳排放监测和追溯

，实现用户侧能源消耗的

智能化管理。未来展望随着智能化技术的发展

，未来将应用更先进的优化算法和AI

，实现能源需求与供应的高效匹配

，提高能源利用效率。数字化通过实现远程抄表、

能源分析、

高

效管理等

，全面把控现存老旧园区能源使用情况

，实现园区用能和碳排放的精细化管理。数字化将成为零碳园区未来的发展趋势

，通过数字技术实现能源使用、碳排放的实时监测与优化

，提高管理效率与决策质量。基于生产过程获得的能耗数据

，依据相关标准核算企业生产全周期碳排放

，建立园区、企业碳排放监测平台

，横向实现企

业生产全周期的碳排放监测和追溯

，纵向覆盖设备、生产线、企业、园区四位一体的可视化。结合物联网技术对园区内能源生产和使用数据进行全面

感知

，实现能源消耗的精准监测

，为能源优化和碳减排提供数据基础。全周期碳排放监测平台物联网全面感知第27页

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共32页

实施策略系统性规划将社会和环境因素纳入零碳园区系统性规划

，从整体角度协调各方利益多元参与鼓励多方参与零碳园区建设

，形成政府引导、企业主体、社会协同的格局

社会层面因素

国家政策的直接指导作用

决策者、管理者、技术人员、居民企业的

利益

公共设施与服务

社会消费水平

税收政策与开放程度零碳园区发展趋势-社会环境因素一体化工业园区是园区、政府、企业、

公众等多个利益相关者相互作用形成的社会经济和生态系统

，零碳园区建设需要将社会和环境因素进行一体化考量。w环境层面因素

区域产业结构

技术创新能力

本地自然资源优势

风能、太阳能、水电等可再生能源

生态碳汇与园林景观"设计者在探究工业园区环境问题时，应从多主体视角出发，开展社会和环境因素一体化的系统审查，实现人与自然和谐共生的发展模式。

"第28页

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共32页资源优化充分利用当地自然资源

，提高园区碳中和水平

，减少能源消耗生态建设创造小气候区

，按照建筑碳排放设计

，吸引居民参与生态碳汇设施维护一体化融合多主体视角出发

，开展社会和环境因素一体

化的系统审查利益平衡互动协调系统整合 全域IES发展优势

实现更大规模的能源转型和碳减排

提高能源系统整体效率和可靠性

促进能源多元化和灵活性

支持零碳园区的长期可持续发展w用户级IES

在单一建筑或用户层面实施综合能源管

理

适用于工厂、

学校、建筑等单一主体区域

为终端用户提供更多能源选择

通过在单一建筑或用户层面实施综合能源

管理

，实现能源效率提升和碳排放减少零碳园区发展趋势-全域IES"用户级IES、区域IES和全域IES之间存在协同关系，逐步实现这一路径有助于推动综合能源系统的可持续发展，并在未来实现更大规模的能源转型。

"第29页

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共32页 全域IES应用场景

城市级零碳园区：整合整个城市的能源系统

区域级零碳园区：覆盖多个城市或城市群

跨区域级零碳园区：

实现更大范围的能源协同

支持零碳园区的精细化管理和系统优化

区域级IES

将多个用户和建筑单元进行协同管理

形成区域级别综合能源系统

适用于城市园区、独立供电区乃至整个

城市

随着区域IES发展

，逐步扩展到更大范

围

涵盖城市、城市群甚至更大地区

将各种能源形式、各种用途的能源需求

以及多种能源设施有机整合

整合不同建筑和能源设施

，实现能源共享和互补

，需要多方协调IES的规模可划分为跨区域级、

区域级及用户级三个层次。综合考虑技术经济、社会因素、难易程度

，未来