可持续发展视角下的零碳园区能源管理与零碳排放策略
侯刚强
中国建筑科学研究院有限公司
摘要:2024年12月12日中央经济工作会议首次明确“建立一批零碳园区”,并将其列为2025年低碳转型的核心任务。零碳园区是达成 “双碳” 目标的关键,在可持续发展理念引领下,园区需协同推进能源管理与碳排放控制。零碳园区建设具备重要战略意义,可持续发展理念为其提供价值引导,其能源系统呈现分布式、智能化、多能互补的特征。实践路径上,构建智能能源管理体系,借助能源互联网与 AI 算法,实现能耗精准控制与优化调度;推进可再生能源深度融合,合理布局光伏、风电设施,搭配储能系统,降低对化石能源的依赖;实施全过程碳排放管理,从规划到运营全链条管控碳排放;协同政策、技术与产业机制,出台激励政策,研发零碳技术,打造绿色产业集群。这些举措助力零碳园区构建,推动城市绿色低碳转型。
关键词:零碳园区;能源管理;碳排放策略
一、可持续发展理念下的零碳园区构建基础
(一)零碳园区的战略意义与发展背景
应对气候变化和推进绿色发展的背景下,零碳园区成为各地政府与产业界重点推进的绿色空间载体。在国家“双碳”目标引导下,园区作为能源消费和碳排放的重要单元,其零碳化建设对推动能源转型与低碳产业聚集具有重要战略价值。零碳园区通过整合可再生能源、构建智能能源管理系统,推动园区在生产、生活和交通领域实现碳排放最小化,为实现城市减碳提供试点和样板。当前,全国各地正加速布局零碳园区建设,从政策驱动、技术创新到产业协同逐步形成完整路径,提升园区能效水平、打造绿色生态体系成为重要目标。
(二)可持续发展理念对园区治理的引领作用
可持续发展理念强调经济、社会与生态环境协调共进,为零碳园区的系统建设提供了价值引导与方法支撑。在园区治理中,该理念不仅要求低碳排放与资源节约,更关注长远生态承载力和系统协同优化。园区能源管理应突破传统供需模型,转向绿色循环与负碳治理路径。资源利用效率、生态安全与环境友好成为评估园区可持续性的核心指标。通过绿色建筑、节能设备、生态景观等多元融合,推动园区结构由“高消耗型”向“集约智慧型”演化。可持续理念还引导园区实施全过程生命周期碳管理,覆盖规划、建设、运营等全链条。
(三)零碳园区能源系统建设的关键特征
零碳园区能源系统需具备分布式、智能化、多能互补等关键特征,实现本地能源最大化自给、最小化碳足迹。分布式能源系统依托光伏、风能、生物质等多元化清洁能源来源,满足园区不同负荷需求。多能协同系统通过“光储充”“冷热电联供”等技术手段,提高能源利用效率与调节能力。智慧能源平台集成能耗监测、数据分析与智能调度功能,提升园区能效管理水平与响应能力。零碳园区能源系统构建强调端-网-源-荷-储一体化设计,以系统耦合方式实现节能减排的最大协同效应。
二、零碳园区能源管理与碳排放策略的实践路径
(一)构建智能能源管理体系提升能效水平
智能能源管理体系是零碳园区实现能耗精准控制和实时优化调度的核心平台。在园区层面部署能源互联网架构,整合分布式能源、储能单元、用能设备等构建能量流与信息流的同步系统。智能平台应具备能源采集、实时监控、动态分析、负荷预测与自动调度功能,提升系统整体能效水平。借助AI算法与大数据分析,系统可对历史能耗数据进行建模,动态调整各用能单元运行策略,实现最优配电与能量调节。在能耗高峰时段通过柔性负荷管理降低电网压力,夜间或谷电期优化能量存储与释放策略,提升能源使用效率与系统韧性。能源管理平台应具备用户端友好交互功能,鼓励企业与用户参与节能减碳行为,实现能效共治与数据共享协同。
(二)推进可再生能源深度融合减少化石能源依赖
推进可再生能源深度融合是构建零碳园区能源系统的基础路径。根据园区资源禀赋与建筑分布情况,合理布局分布式光伏与风力发电设施,提高清洁能源利用比重。屋顶光伏与立面光伏系统通过光储直流微网接入园区内部用能系统,实现就地生产就地消纳。风能资源利用需结合局部气象评估与风速监测,实现风力发电的经济性与稳定性。园区可设立能源中心或绿电交易平台,通过绿电溯源、碳标签认定等方式推动用户选购绿色电力产品。通过储能系统的配置,实现间歇性可再生能源的平滑输出,提高供电稳定性。在园区用能结构中大幅压缩煤电、天然气等传统能源使用比例,提升绿电占比,构建清洁低碳能源主导的供能体系。
(三)实施全过程碳排放管理实现减排目标
全过程碳排放管理覆盖园区规划、建设、运营全过程,是实现“近零”甚至“零碳”的重要途径。在规划设计阶段,采用绿色建筑标准与碳排放因子分析工具,对园区整体碳足迹进行模拟与预测,优化功能布局与建筑密度。在建设阶段,选用绿色建材和装配式建筑工艺,减少施工阶段碳排放强度。在运营阶段,通过能源智能调控系统与碳足迹追踪系统,对建筑、交通、工业等用能端进行动态监测与数据建模,实现对碳排放的实时掌控。建立碳预算制度,将碳指标纳入园区管理考核体系,确保各单位按年度完成碳减排任务。引入碳排放权交易机制,通过碳资产管理提升减排经济效益,鼓励园区内企业主动参与碳中和路径探索。
(四)协同推进政策、技术与产业机制保障落地
实现零碳园区的目标离不开政策引导、技术支撑与产业协同的有机融合。政策层面应制定零碳园区建设标准和评估体系,出台能源配额制度、绿色信贷优惠、税收减免等激励措施,引导企业和投资主体加大绿色投入。技术层面需持续推动关键零碳技术研发与场景应用,构建多能互补平台和碳管理系统。支持园区试点构建“能源+数字+碳”综合控制平台,实现数据驱动下的能碳协同管控。产业机制方面,应建立绿色供应链与绿色采购制度,引导园区企业围绕低碳原料、节能工艺和绿色制造转型,推动园区向绿色产业集群发展。通过构建跨行业、跨部门的协同机制,促进能源管理、排放控制与产业发展联动提升,形成可持续、可复制的零碳园区建设模式。
结束语:在零碳园区建设实践中,可持续发展理念落地成果丰硕。智能能源管理体系让园区能耗管控更精准,借助 AI 与大数据,实现配电和能量调节的最优化。可再生能源深度融入园区能源系统,光伏、风电设施广泛布局,储能系统保障供电稳定,大幅降低化石能源使用。全过程碳排放管理覆盖园区规划运营各环节,碳预算制度和碳排放权交易机制,有效推动碳减排。政策、技术与产业协同发力,激励政策引导绿色投入,关键技术研发助力能碳管控,绿色产业集群逐步形成。这些努力推动园区低碳转型,为城市绿色发展提供成功范例,实现经济、社会与生态环境的协调共进。
参考文献:
[1]于洪波.零碳园区能源互联网规划与运行策略[J].电力系统自动化,2024,48(06):112-120.
[2]程文清.零碳园区交通电动化与光伏充电协同优化[J].交通运输工程学报,2024,24(03):156-165.