备-零碳园区建设的核心指标、实现逻辑和发展建议

零碳园区建设的核心指标、实现逻辑和发展建议CoreIndicators,RealizationLogicandDevelopmentSuggestionsforZero-carbonIndustrialParks苏利阳刘扬中国科学院科技战略咨询研究院天工AI生成零碳园区建设背景与意义"双碳"目标下的重要载体在确保2030年前碳达峰的目标框架下，园区作为经济社会活动的基本单元，成为绿色工业革命与碳中和实践的重要载体。产业转型的关键平台园区以行业为载体，其中工业行业是重中之重。根据清华大学环境学院的研究，我国工业园区的能耗占全部工业能耗的70%。政策引导与推动2025年6月，国家发展改革委、工业和信息化部、国家能源局发布《关于开展零碳园区建设的通知》，开启了零碳园区建设征程。零碳园区-绿色工业革命的实践基地数据来源：国家统计局,2022年中国能源统计年鉴天工AI生成零碳园区的定义与目标定义零碳园区是指在一定时期内经营生产活动以及配套的能源、交通、建筑等方面直接或间接产生的温室气体排放总量，通过减排、固碳、碳交易等手段基本实现碳排放与吸收平衡。核心指标是单位能耗碳排放（碳能比），国家标准要求：年综合能源消费量为20万～100万t标准煤的园区，碳能比需≤0.2tCO₂/t标准煤年综合能源消费量≥100万t标准煤的园区，碳能比需≤0.3tCO₂/t标准煤零碳园区-可再生能源与节能技术集成应用的示范地目标指标降低碳能比核心目标，通过电力脱碳、节能和热力脱碳等措施降低单位能耗碳排放提高清洁能源消费占比增加可再生能源在园区能源消费中的比例促进资源循环利用提高工业固体废物、余热余冷、工业用水的综合利用率单位产品能耗达标园区企业产出产品单位能耗需符合国家标准天工AI生成以碳能比为核心的指标体系碳能比定义碳能比即园区范围内每消耗1t标准煤产生的CO2排放量，是零碳园区最核心的指标。国家标准要求年综合能源消费量为20万～100万t标准煤的园区：碳能比≤0.2tCO2/t标准煤年综合能源消费量≥100万t标准煤的园区：碳能比≤0.3tCO2/t标准煤指标意义碳能比是相对指标，节能工作将使其分子分母同时减少，因此降低碳能比的效果不显著，需要采取更积极的措施。碳能比降低要求零碳园区国家标准要求碳能比较当前平均水平下降近90%其他指标要求园区能耗水平不低于20万t标准煤/a50%以上的园区用电应通过绿色电力直接供应满足清洁能源消费占比、园区企业产出产品单位能耗等6项指标天工AI生成现有园区碳能比现状分析碳能比现状全国园区平均碳能比2.1tCO₂/t标准煤零碳园区国家标准要求碳能比≤0.2tCO₂/t标准煤低碳技术应用现状技术商业化程度20%关键低碳、零碳、负碳技术仅约20%进入商业应用阶段成本增加情况80%的减排技术应用将会增加产品成本挑战与机遇零碳园区建设既需考虑技术可行性，也需考虑成本可承受性需寻找可行的技术路径和建设路线，在政策与发展模式上持续创新天工AI生成国内外零碳园区实践对比标准对比国家标准碳能比≤0.2tCO2/t标准煤（年综合能源消费量20万～100万t）碳能比≤0.3tCO2/t标准煤（年综合能源消费量≥100万t）园区能耗水平不低于20万t标准煤/a50%以上园区用电通过绿色电力直接供应满足省级标准江苏省"零碳园区指南"：碳能比为0.4tCO2/t标准煤标准低于国家级要求，存在区域差异园区实践案例金风科技亦庄园区2021年获得北京绿色交易所颁发的碳中和证书能源消耗1800t标准煤/a碳能比0.3tCO2/t标准煤绿电直连不存在未达到国家级零碳园区标准鄂尔多斯零碳产业园最为接近国家级零碳园区要求可再生能源占比80%（风电、光伏和储能）剩余电力通过绿电交易补足热力来源仍是燃煤供热部分接近，但仍有改进空间注：当前阶段零碳园区建设尚不具普适性要求，需综合考虑产业形态、技术可行性、资源禀赋和经济效益天工AI生成制造业行业能耗与碳排放特征行业能耗概况31个制造业行业能耗总量达31.7亿吨标准煤平均碳能比2.0吨CO₂/吨标准煤行业能耗分布（亿吨标准煤）碳能比分级各行业碳能比差异显著，最高可达最低的3倍以上碳能比四级分布第一级（最低）＜1.0吨CO₂/吨标准煤家具、仪器仪表制造业等第二级1.0～1.15吨CO₂/吨标准煤电气机械和器材、汽车制造等第三级1.2～1.85吨CO₂/吨标准煤纺织服装、农副产品加工业等第四级（最高）2.34～3.07吨CO₂/吨标准煤非金属矿物制品业、黑色金属冶炼等数据来源：2022年我国31个制造业行业能耗及碳排放测算天工AI生成行业碳能比达标路径分析（图1）原始碳能比电力脱碳后节能+电力脱碳热力脱碳+节能+电力脱碳进一步煤改气后达标即使综合措施后仍不达标注：共有16个行业碳能比经措施后可达到零碳园区国家标准，仍有15个行业需要采取电气化替代或深度脱碳技术。天工AI生成电力脱碳对碳能比的影响电力脱碳效果18.9%100%电力脱碳可使制造业碳能比下降行业覆盖范围9个行业碳能比降至0.3tCO₂/t标准煤以内最终碳能比1.62tCO₂/t制造业碳能比将达到水平电力脱碳后碳能比行业分布主要受益行业仪器仪表制造业木材加工行业家具制造业电气机械制造业汽车制造业计算机通信设备制造数据来源：基于制造业终端能耗和国家温室气体排放系数测算天工AI生成节能措施的降碳成效节能降碳效果评估在电力脱碳基础上再节能20%，制造业碳能比仅下降7.7%节能措施下，共新增9个行业碳能比降至0.3tCO₂/t标准煤以内其中2个行业碳能比降至0.2tCO₂/t标准煤以下受益行业分析计算机、通信和其他电子设备制造业：碳能比降至0.2tCO₂/t以下汽车制造业：碳能比降至0.3tCO₂/t以内其他受益行业：烟草制品业、纺织服装和服饰业、通用设备制造业等制造业碳能比降低效果节能措施局限性节能在降低碳能比方面的成效并不十分显著，仅通过节能难以使多数行业达到零碳园区标准。节能与电力脱碳、热力脱碳措施结合使用，才能更有效地降低碳能比。数据来源：作者根据制造业终端能耗和国家温室气体排放系数测算天工AI生成热力脱碳的行业差异效果热力脱碳成效在电力脱碳和节能的基础上，叠加外来热力系统脱碳后：共16个行业碳能比达零碳园区国家标准纺织业碳能比从0.52tCO₂/t降至0.16tCO₂/t专用设备、有色金属冶炼、纺织、造纸等4个行业新增达标关键发现热力脱碳对不同行业影响差异显著：热力碳排放占非电碳排放比例高的行业（如纺织业）受益明显，而电力和热力碳排放比例均衡的行业（如黑色金属冶炼）效果有限。重点行业碳能比变化（tCO₂/t标准煤）热力脱碳前热力脱碳后热力脱碳后仍需进一步降碳的行业黑色金属冶炼和压延加工业非金属矿物制品业化学原料和化学制品业食品制造业天工AI生成零碳园区建设"四大支柱"以降低碳能比为核心，构建零碳园区完整技术体系电力端零碳电力体系建设以绿电直连为重点的零碳电力体系周边非化石能源大规模开发科学配置储能等调节性资源建设智能微电网和虚拟电厂瓶颈：短期内难以实现"风光储网"平价热力端无碳热力体系因地制宜开发生物质能、光热、地热等热能资源推动电、热、冷等联产联储联供推广电锅炉等电气化替代技术加强余热余冷利用瓶颈：高温供热技术仍难以突破用能端节能技术体系实施用能设备改造更新淘汰落后产能、落后工艺、落后产品设备对标标杆水平实施节能降碳改造打造"极致能效工厂"瓶颈：企业要求的投资回收期较短工艺端深度脱碳技术体系发展循环经济，推进废弃物循环利用推动绿氢作为原材料或催化剂的应用充分利用CCUS技术构建深度脱碳技术生态体系瓶颈：技术及其生态体系仍相当不成熟注：四大支柱协同推进，形成完整的零碳园区技术支撑体系天工AI生成零碳电力体系建设与技术瓶颈零碳电力体系构建风光资源开发周边非化石能源大规模开发和园区内分布式风光资源开发储能配置科学配置储能等调节性资源，解决间歇性可再生能源问题智能微电网建设智能微电网和虚拟电厂，将园区内分布式电源、储能、可控负荷链接绿电直连建设绿电直连线路，减少电力传输环节和损耗技术瓶颈与挑战投资成本高"绿电直连"线路成本高达100万元/km，造成前期投入巨大"风光储网"平价难实现储能技术和绿电直连投资成本都较高，经济性不足技术集成复杂需要"可再生能源发电—多元储能—电力算法优化"等技术协同数据来源：苏利阳,许金华,王晓明.面向双碳目标的绿色低碳科技创新需求与政策选择突破技术瓶颈是零碳电力体系构建的关键天工AI生成无碳热力体系技术需求热力对制造业而言不可或缺，零碳热力体系建设依赖多种技术协同：可再生能源供热生物质能、地热、热泵等技术相对成熟主要适用于中低温供热生物质气化技术等高温供热技术尚不成熟电气化技术工业电锅炉技术已完全成熟电窑炉技术基本成熟高温电窑炉技术仍需突破氢能应用作为重要替代方案，但技术尚不成熟天然气掺氢、纯氢输送和燃烧技术待突破绿氢价格为21.06～46.28元/kg，成本较高余热余冷利用现状技术相对成熟，但低温余热利用效率低挑战高温热泵设备可靠性不足系统集成多热源多用户的系统集成复杂注：高温供热技术是零碳热力体系构建的关键瓶颈，需要加大研发投入天工AI生成节能与深度脱碳技术挑战零碳园区建设需要多领域技术协同突破，当前部分技术已成熟应用，但仍有许多技术亟待突破技术类型已成熟技术待突破技术零碳电力陆上风电、光伏发电锂离子电池储能虚拟电厂深远海风电技术新一代光伏技术固态电池无碳热力生物质能、光热、高效热泵工业电锅炉技术生物质气化技术高温电窑炉技术余热余冷利用效率提升节能技术高效家用电器、电机锅炉、换热器企业节能改造投资回报期缩短深度脱碳循环经济、废弃物资源化CCUS技术（捕集、运输、利用）绿氢制备与应用注：技术成熟度与成本是零碳园区建设面临的主要挑战数据来源：苏利阳等.面向双碳目标的绿色低碳科技创新需求与政策选择天工AI生成零碳园区利益相关方共赢机制多方共赢是可持续发展的基础零碳园区建设需各利益相关方共同努力，实现多方共赢以确保可持续运营。主要利益相关方用能企业降低用能成本，提升经济效益能源供应商多元化收益来源，回收投资园区管理者提升招商引资优势，实现可持续发展数据来源：苏利阳,刘扬.零碳园区建设的制度改革需求[J].2025天工AI生成零碳园区建设制度改革需求绿电开发协调协调园区与周边区域的可再生能源开发建立合作开发机制和利益分享机制解决用地成本高、空间有限等问题电网利益协调解决电力业务许可证和市场准入问题平衡电网消纳能力与园区用能需求建立合理的电价形成机制商业模式创新综合能源服务提供能效优化和成本降低虚拟电厂聚合运营开辟新的收入来源通过绿色金融或碳排放权交易获得收益成本分担与资产归属合理分担基础设施改造成本明确碳资产归属主体（企业或园区）平衡投资回报期与企业接受度（3年期限）零碳园区建设需要政策创新与制度改革，充分考虑各方诉求，寻求共赢策略天工AI生成有序推进零碳园区建设建议优化指标体系逐步优化以碳能比为核心的指标体系，强化节能引导，避免单一指标局限性避免盲目建设避免"一哄而上"的零碳园区建设局面，优化推进节奏，防止产能过剩突出技术创新以零碳园区建设为契机，推动园区、企业、高校、科研机构低碳技术创新合作强化制度改革以改革创新思维推动零碳园区建设，建立健全跨部门、跨区域政策协调机制多层级体系建设形成多层级低碳零碳园区体系，调动全行业零碳转型的积极性关键发现：研究显示，仅约20%的关键低碳、零碳、负碳技术进入商业应用阶段，80%的减排技术应用将会增加产品成本。未来需要把握节奏、有序推进零碳园区建设，并加强技术创新，配套进行相关的制度改革。参考：中国21世纪议程管理中心研究报告天工AI生成重点行业零碳转型路径研究显示，16个行业通过电力脱碳、节能和热力脱碳即可达到零碳园区标准，但这些行业仅占制造业碳排放的1/7。高排放行业需采用深度脱碳技术逐步转型。通过基础措施可达标行业家具制造业仪器仪表制造业电气机械和器材制造业汽车制造业计算机通信设备制造业专用设备制造业有色金属冶炼和压延加工业纺织业这些行业通过电力脱碳、节能和热力脱碳即可达到零碳园区碳能比标准需深度脱碳技术行业黑色金属冶炼和压延加工业非金属矿物制品业化学原料和化学制品业需要氢能替代、CCUS、工艺再造等深度脱碳技术需电气化替代行业食品制造金属制品及修理印刷和记录媒介复制需要可持续供热或电气化替代技术以电气机械和器材制造业、汽车制造业等12个行业为主导产业的园区较适合打造零碳园区数据来源：作者根据制造业终端能耗和国家温室气体排放系数测算天工AI生成总结与展望主要研究结论技术与经济双重挑战当前行业用能结构、技术成熟度、经济性等都不足以支撑零碳园区的规模化建设。行业差异显著16个行业的碳能比能够降至国家标准，其余