工業園區應成為做好碳達峰碳中和工作的“領頭羊”
科學認識工業園區能源消費結構和碳排放特征。我們分析了210多家國家級經開區的分品種能源消費,限于數據可得性,基于2015年的數據分析這些園區的總體情況:燃煤在園區能源消費總量中占74%,這個值高于同年我國工業部門的燃煤消費比例(56%),其后是原油和天然氣,分別為36%和8%。我們觀察到園區能源消費品種多樣化特征很明顯,非常規能源如余熱、生物質、生活垃圾、工業固廢等得到了積極應用。這些非常規能源的占比2015年雖只有2%,但有很大提升空間。許多園區還建設了太陽能光伏屋頂,這也是園區能源結構優化中一個亮點。
工業園區貢獻了全國二氧化碳排放的31%。園區實現碳達峰,首先要摸清碳排放家底。對園區溫室氣體排放的核算,要堅持系統觀,從生命周期視角,既要看直接排放(園區邊界內燃料燃燒產生的排放),也要重視間接排放(園區所用燃料的上游生產運輸過程排放和外購二次能源的生產運輸過程排放)。我們對上面提到的210多家國家級經開區的溫室氣體直接排放和間接排放做了研究,發現其分別為10.4億噸和1.8億噸CO2當量,各占總排放的85%和15%。間接排放占比不能被忽略,園區碳達峰、低碳化發展中對間接排放的責任和減排義務同樣需要加以關注。
我們用這些國家級經開區單位工業增加值二氧化碳排放量(也稱為排放強度,平均值為2.4噸/萬元)為參考,對全國工業園區的碳排放強度做了同質化假設,并參考工信部《工業轉型升級規劃(2011-2015年)》關于“十一五”期間中國工業園區貢獻了全國工業產出的50%以上”這一判斷,估算出2015年全國工業園區的二氧化碳排放量約為28.2億噸。再參考國際能源署相關數據,由此初步判斷工業園區貢獻了全國二氧化碳排放的31%,這個比例相當巨大。隨著近10余年來工業企業入園率逐步提升,工業園區的碳排放在全國的貢獻率將持續攀升,因此明確園區碳減排路徑并推廣行之有效的碳減排措施已刻不容緩。
基礎設施溫室氣體排放在園區直接排放中具有鎖定效應。我們歷時5年多,在國際上首次建立了涵蓋1600多家國家級和省級工業園區的大樣本、高分辨基礎數據庫。我們發現,這1600多家園區在役能源基礎設施總裝機容量為515GW,占2014年全國總發電裝機容量的38%;這些基礎設施的溫室氣體排放量占全國的21%,二氧化硫排放占12%,氮氧化物排放占15%,淡水消耗占全國工業用水量的5%。我們發現園區能源基礎設施患了“三高”癥,就是燃煤機組多(裝機容量占87%)、小機組多(50MW以下數量占62%)、溫室氣體排放量在園區占比高(平均75%)。
基礎設施因為服役時間長,排放占比高,排放有鎖定效應,同時基礎設施也是金屬材料、水資源使用的重要節點。僅從園區的能源基礎設施著手,我們把能源-水-材料進行耦合,從全生命周期的角度,開發了溫室氣體減排的“年份-存量(Vintage-Stock)”模型,仔細研究了園區溫室氣體和其他污染物協同減排的途徑、潛力和成本。我們提出了基礎設施的5種主要減排技術,燃煤鍋爐改造為燃氣鍋爐;垃圾焚燒爐替代燃煤鍋爐;抽凝/純凝汽輪機升級為背壓汽輪機;大容量燃煤機組替代小容量燃煤機組;天然氣聯合循環機組替代小容量燃煤機組。這5種技術綜合作用,能實現溫室氣體減排8%~16%,并協同減排二氧化硫24%~31%、減排氮氧化物10%~14%,節水34%~39%。同時,減排具有一定經濟效益,綜合情景下單位減排成本為-519元/噸CO2當量(2015年可比價)。 本文@內/容/來/自:中-國-碳^排-放-交易&*網-tan pai fang . com
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