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锚定“双碳”|国际视角看中国产业园区如何进行低碳化改造
2021-06-30

作为工业载体的园区是碳排放的重点区域。目前,全国各地市拥有各类园区1.5万个,园区产出对中国经济的贡献度达到30%以上。在双碳目标背景下,加快推进园区低碳化改造和产业升级,打造低碳示范园区,实现园区绿色发展,正成为众多高能级园区的普遍选择。本文从国际生态工业园发展经验、园区低碳化改造思路、园区低碳化行动三个方面,分析园区制订一份高质量的低碳化改造方案,打造绿色、低碳、高质量发展的示范园区。


一、国际生态工业园发展经验

20世纪90年代以来,随着发达国家对绿色低碳发展的重视,生态工业园区发展理念开始得到重视并较快发展。生态工业园立足区内生态链和生态网建设,最大限度提高资源利用率,从源头上将污染物排放量减至最低,实现区域清洁生产。其中,比较知名的有丹麦卡伦堡生态工业园、日本北九州生态工业园(Eco-Town)、加拿大伯恩赛德清洁生产中心和美国恰塔努加(Chattanooga)生态工业园。


(一)丹麦卡伦堡生态工业园

丹麦卡伦堡生态工业园是自发形成的生态工业系统典范,也是世界公认的生态工业园蓝本。卡伦堡市是个只有5万人口的小镇,位于丹麦北部,距离首都哥本哈根大约100公里。因为远离欧洲腹地,所以这里被选为建设煤电厂的理想地点。1959年,丹麦油气集团在卡伦堡投资建设了Asnaes煤电厂,向欧洲中心地区输送电力。经过近50年发展,以Asnaes煤电厂为中心,逐渐形成了一个包含三十余条生态产业链的循环型产业园区。

这个园区,包括煤电厂、炼油厂、制药厂和石膏制板厂四个企业组成的主导产业体系。其中,Asnaes煤电厂是整个生态工业园的核心。它通过热电联产,为卡伦堡5000个家庭提供热能,并为炼油厂和制药厂提供工业蒸汽,电厂的冷却水还可以向蔬菜大棚和养鱼场供应热能。发电站通过煤炭脱硫后生成的碳酸钙,被作为石膏板厂的原材料;通过除尘装置,每年可以产生3万吨粉煤灰,被水泥厂回收利用。炼油厂把多余的可燃气体输送到石膏板厂和发电厂供生产使用,通过管道把经过生物净化处理的废水输送给电厂,将进行酸气脱硫过程中产生的脱硫气供应给电厂燃烧,产生的副产品硫代硫酸铵则被用于生产液体化肥。制药厂的原材料,如土豆粉、玉米淀粉发酵产生的废渣、废水以及污泥等废弃物,经杀菌消毒后被农民用作肥料,胰岛素生产过程的残余物酵母则被用作养猪场饲料。石膏制板厂通过煤电厂提供的煤炭脱硫后生成的碳酸钙,使得该厂不需要再从西班牙进口石膏原矿。

除了四大核心企业,还有一些循环企业也作为生态工业园的有机组成。比如,园区内一家土壤修复公司,使用卡伦堡市地下水道产生的淤泥作为原料,制作受污染土壤的生物修复营养剂,每年可以修复50万吨被污染的土壤;一家废品处理公司,每年可以处理12.5万吨的工业和生活垃圾,并利用垃圾沼泽发电。

卡伦堡生态工业园内的企业通过自发合作,大大提高了能源利用效率,降低了运输费用,节约了企业成本,并最终形成了上下游联动密切、互利共赢、循环共生的生态工业体系。


(二)日本北九州生态工业园(Eco-Town)

北九州是日本重要煤炭资源地,也是日本重工业的发祥地。1970年代,北九州一度成为日本污染城市的代表。但到上世纪90年代,北九州市却因良好的生态环境,被联合国环境署等国际组织评选为“环境首都”,以及日本政府眼中的“星空城市”和“环境未来城市”。推动北九州实现从工业重污染转为生态美好型城市,北九州生态工业园发挥了引领和标杆示范作用。

北九州生态工业园主要包括两大核心区域:综合环境联合体、研究实验区和再生资源加工区。其中,综合环境联合体以生态环保和循环经济产业为导向,集聚了大批废旧产品处理厂,如废塑料、报废办公设备等,通过各企业间的协作,对工业废料进行拆解、熔铸,实现再资源化和循环利用,同时对可焚烧的物质进行焚烧发电,电能供应给生态区内企业。研究实验区集聚了日本多所大学、众多研究机构和有关政府部门,通过政府部门、企业和大学之间的紧密协作,开展废弃物处理、再利用、资源化等技术的攻关,为园区循环经济企业提供技术支撑,也是日本重要的生态环境技术研发基地。再生资源加工区又分为汽车再生区域和新技术开发区域,前者集中了若干家汽车拆解厂,通过共同合作实现汽车资源的循环再利用;后者主要是扶持中小企业和投资公司开展生态环保领域技术创新和应用,并由政府相关政策扶持。

同时,因为循环经济对环境的敏感性,北九州生态工业园非常强调民众的知情和参与,鼓励群众了解园区实际运作,消除民众误解和疑虑,并起到良好的民众教育作用。


(三)加拿大伯恩赛德(Burnside)清洁生产中心

伯恩赛德清洁生产中心位于加拿大伯恩赛德生态工业园中。伯恩赛德生态工业园始建于1975年,是加拿大东部最大的工业园,占地1200多亩,拥有1200多家企业,主要是小型和微型工商业企业,行业包括印刷、涂料、化学、计算机组装和修理、汽车维修、金属加工、家具制造等,绝大部分属于传统行业。

1995年,伯恩赛德工业园进行了生态化改造,推动将区内不同行业企业进行资源化改造,纳入循环经济体系,实现生态共生。为此,园区专门成立了清洁生产中心,开展有关废物排放最小化、资源利用效率最大化等预防污染与清洁生产方案和技术支持,对企业管理者和员工进行环境意识和环保技能培训教育,监督企业严格执行生态保护措施,开展废物利用绩效评价,以及更重要的,鼓励企业之间合作,相互利用生产废物。

通过清洁生产中心,推动伯恩赛德生态工业园的各行业企业形成了资源循环产业链,大大减少了园区废物排放,提升了资源再利用水平。同时,由于园区内企业多种多样,企业冗余度大,这赋予了工业共生网络较强的稳定性和灵活性。经过20多年的发展,园区内企业副产品交换体系已经比较成熟,各企业之间基本建立了工业共生网络关系,能量的梯次流动和废物的循环利用在园区内成为普遍形态,园区工业生态系统基本形成。


(四)美国恰塔努加(Chattanooga)生态工业园

美国恰塔努加生态工业园位于田纳西州东南部,是田纳西的重要制造业中心,1960年代曾经是一个以严重污染闻名的工业园区。通过生态化改造,该园区成为世界上第一个实现“零排放”园区。

恰塔努加生态工业园改造以杜邦公司进行资源循环再利用改造为契机。杜邦公司在园区生产尼龙,每年产生大量的尼龙线头作为废物丢弃。该公司通过流程再造,对大量尼龙线头进行回收,通过加工再次变成尼龙原料,进入生产流程。杜邦的做法不仅减少了污染和排放,提高了企业效益,而且带动了环保产业的发展。

在杜邦带动下,园区钢铁、化工等企业也积极开展工业废物循环再利用,将工业污染变废为宝。通过巧妙的企业空间布局,钢铁企业借助废旧厂房,利用太阳能将旁边肥皂厂的污水进行处理;肥皂厂的副产品,又成为附近另一家企业的原材料。园区各企业相互嵌入彼此产业生态循环,共同形成了园区生态工业网络,实现了园区工业废物的最大化资源利用。

通过对上述四家生态工业园发展经验的剖析,成功实施低碳化、生态化改造的园区,在如下几个方面有着共同的经验做法:


1、政府的支持引导必不可少。

单个企业有资源化利用的动力,但如果要建构整个园区的生态体系,必须有政府层面的推动和政策设计。比如,北九州市政府制定了对产业废弃物征税的条例,以促进废弃物的减量化、资源化,并对入驻生态工业园的企业进行补贴。即使在企业自发形成生态工业体系的卡伦堡生态工业园,政府也给予了积极引导,比如通过提高地下水的价格,推进水循环利用方案的建立。


2、各方力量的积极参与至关重要。

工业废弃物排放属于环境敏感事项,对周边区域居民有影响,因此,保证居民的知情权和参与度很重要,也可以避免很多社会问题。此外,大学及科研机构的参与,可以为园区工业资源化利用和降低排放、促进生态环保技术开发和应用提供有力支撑,也可以促进环保领域的新兴产业发展。


3、园区内产业链的契合性是关键。

园区如果要构建工业生态体系,产业链的前后契合和互补非常重要。为此,需要针对核心企业、主导产业,有意识进行产业链协同布局,吸引上下游企业以及工业废弃物环保利用企业,构建相对闭环的产业循环生态体系,以降低园区废弃物排放,实现绿色、循环、低碳发展。

4、具备经济可行性是前提。


发展循环经济、促进资源再利用、打造产业生态系统,必须尊重经济规律,以经济可行性为前提,让参与各方都能够通过市场化运作获益。政府可以提供适当补贴和相关政策支持,但不能长期靠政府补贴来支撑产业生态运行。


二、推进园区低碳化改造的关键举措

推进园区低碳化改造是一个系统工程,要在准确评估现有碳排放基数和碳汇能力基础上,通过对未来园区建设发展的科学预测,测算出未来碳排放总量,预测碳达峰的峰值。在此基础上,提出节能降碳的目标、指标体系和路线图,并从产业、基础设施、公共服务、固碳能力等方面,系统提出推进园区低碳化改造的关键举措。具体而言,要把握好如下八个方面:


(一)摸清碳家底。

摸清家底是第一步,要根据园区发展基础,从产业、能源、建筑、交通、社区等方面,围绕碳排放总量和强度两个核心指标,系统摸清园区碳排放总量及增长情况。对园区内碳排放重点企业,构建清晰准确的碳账户体系,厘清企业碳排放责任。另外,结合园区生态系统建设和碳捕捉技术应用,综合估算园区碳汇情况和固碳能力。


(二)预测峰值。

结合园区建设发展规划和远景目标,系统分析园区未来产业、建筑、交通等增量所带来的碳排放增长情况,以及碳排放强度,科学估算碳达峰目标值和达峰期限。碳排放强度的设定,可以参考中国提交的国家自主贡献方案,以2005年为基准,到2030年碳排放强度下降60%-65%。碳达峰目标值可以根据园区建设发展情况,分为高速增长、正常速度和低速增长三种情况进行分档预测。


(三)制订路线图。

根据园区碳达峰目标值和期限,明确实现这一目标的具体路径,确定分年度、分领域及不同企业的排放目标,形成精细化的碳排放控制计划和实施方案。中国城市温室气体工作组已经建立中国全口径城市CO2排放清单,园区可参考这一清单,园区内建筑、交通、重排放企业等,提出明确的达峰峰值和达峰期限,以此来保证园区碳达峰目标的实现。


(四)产业低碳化。

主要包括四个方面:一是工业低碳化。其关键在于工业能源结构调整,降低石油、煤炭等化石能源比重,提高可再生能源占比。另外,电力能源结构的优化,比如水电、风电、核电等清洁能源发电占比提升,也有助于降低碳排放。二是高碳产业低碳化改造。推进电力、有色、钢铁、化工、建材、轻纺等高耗能产业节能,加强重点行业低碳技术研发应用。三是大力发展低碳产业。如加快发展生物医药、新一代信息技术、新能源、新材料、节能环保、现代服务业等低碳高附加值产业,加速产业结构优化升级。四是发展循环经济。全面推行清洁生产,大力开展资源综合利用,实现废物资源化和再生资源回收利用。


(五)厂房建筑低碳化。

厂房建筑排放往往占到工业园区总排放的30%-40%、服务业园区总排放的70%-80%。推进园区厂房建筑低碳化改造,是降低碳排放的重要举措。一是积极推进既有厂房、建筑节能改造,降低采暖、空调、热水供应、照明、电器、电梯等方面的能耗,改善园区供热、制冷系统,推进保暖材料、涂料应用。二是大力发展绿色建筑。树立建筑全生命周期理念,严格执行新建建筑节能标准,积极推广装配式建筑,广泛应用绿色新型建材,推进建筑废弃物资源化利用。


(六)交通物流低碳化。

园区交通物流排放主要是进入园区的各类车辆和交通工具的排放,包括客车、轿车、卡车、轨道交通、各类特种车辆、各类船舶(如园区有航道、港口)等。交通领域碳排放一般占到园区总排放的3%-5%,专业物流园区这一比例约在5%-15%。推进交通物流低碳化,重点在于构建综合低碳交通网络体系。一是优化交通运输方式和结构,如集卡运输改为火车运输,陆路运输改为水路运输,燃油车更换为新能源车,推进营运车辆的大型化、专业化和标准化等等。二是优化交通路网结构。加强综合交通规划,统筹各种运输方式高效衔接,发展多式联运。积极运用信息化手段,打造智慧交通,实现动态调控交通流量,降低车辆空载率,提高路网效率。三是大力发展公共交通,强化公共交通路权保障,有条件的园区可适当发展轨道交通(如有轨电车、轻轨、地铁等),有效降低园区私家车出行比重。


(七)能源低碳化。

园区用能主要体现在厂房楼宇、企业及道路等基础设施方面。推进能源低碳化,重点从两方面发力:一是提高能源使用效率。鼓励企业采用节能技术,建设企业能源管理中心,提高重点用能企业的能源效率,确立重点行业能效标杆,加强强制性能效标准管理。推广合同能源管理,鼓励企业利用合同能源管理实施节能改造。积极推进热电联产。二是优化能源结构。化石能源方面,要逐步降低煤炭等使用规模,推广煤炭高效清洁利用技术,提高天然气使用比重,加快碳捕捉、封存和利用(CCUS)技术的应用推广。同时,加快提高非化石清洁能源比重。


(八)增强园区碳汇能力。

园区在产生碳排放的同时,也会依托森林、草地、河湖等,实现一定程度的固碳。增强园区碳汇能力,首要的就是植树造林,建设绿色廊道,增加森林覆盖率,增强林木固碳能力;其次,通过综合绿化,如楼宇立体绿化、道路绿化、口袋公园、岸堤绿化、河湖生态治理等,提高碳汇能力。同时,推进园区自然生态保育工程,推进生态脆弱区治理修复,加强园区湿地资源保护管理。


(九)构建低碳管理体系。

推进园区低碳化改造、实现园区碳达峰碳中和,是一个系统工程,涉及方方面面,需要建立有效的管理体制。园区管理机构主要负责人应担任园区低碳化改造总负责人,加强规划引领和政策引导,广泛动员园区各方、各部门力量,有效调动各类资源,加快园区低碳化改造。要对照达峰目标设定,加强园区碳排放的动态监测,对低碳化改造及成效及时进行评估,对低碳化改造中出现的新情况、新问题做好应对,确保如期实现园区碳达峰碳中和目标。


(作者任新建系华略智库创始人、管理学博士)

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