今天分享的是储能系列深度研究报告:《 2023碳中和先行示范区定义规划方法与案例研究报告 》。(报告出品方: 能源基金会)
改革开放以来,在中国经济飞速发展的过程中,园区一直扮演着十分重要的角色。在不同的发展时期下,随着发 展阶段以及发展重心的不断演变,园区的形式和特点也在不断进化。从劳动密集型的单一产业为主导的产业园 区,升级成产业聚集的现代化园区,再进一步发展成产城融合的功能复合型园区,中国园区的发展主要呈现出如 下几个趋势。
产城界限模糊化:园区主体愈发丰富,从“单一产业”向“以产业驱动的城市区域”转变
创新技术驱动:园区的创新型驱动模式越发明显,园区发展将更加依赖创新产业、创新模式的带动
示范性凸显:园区发展将展现出更强的示范性,为地区、城市、国家的发展探索新模式
生产、生活、生态协同发展:园区的发展从以产业为中心向更加注重人民生活品质以及生态环境友好转型
随着双碳目标的提出,”节能降碳”成为了园区建设与发展的重要任务之一。一方面,基于园区的探索与创新正成 为落实国家“双碳”目标的重要抓手之一,在迈向“双碳”的转型过程中,园区肩负着引领创新、打造最佳实践的 使命;另一方面,随着“双碳”成为全社会发展的焦点,“节能降碳”也成为园区扩大自身影响力,吸引企业和人才 入驻的重要标签。“碳中和”作为“节能降碳”的终极目标,正被越来越多的园区确立成为新的发展方向。
发展“碳中和园区”需要对其给出明确的定义。“碳中和园区”需要对于园区层面的碳排放量提出更加明确的要 求,即实现“净零排放”。如何定义“净零排放”是给出“碳中和园区”定义的关键。表1汇总了当前国内外一些针 对“碳中和园区”的定义。可以发现,当前对于“碳中和园区”的定义依然较为模糊,通常缺少对于“净零排放”的 具体解释。完整版《2023碳中和先行示范区定义规划方法与案例研究报告》来源于公众号:百家全行业报告 研究报告内容节选如下
在落基山研究所给出的碳中和先行示范区定义中,我们首先提出了园区碳排放计量的标准并规定了实现碳中和 的主要手段,从而对于“净零排放”做出了解释。同时,定义还对于碳中和园区的内涵和外延进行了阐述说明。
内涵和外延:实现自身碳中和并不应该是碳中和园区的唯一目标,还需要将经济增长、产业发展和人民生活 水平纳入考量,并尽可能辐射带动周边区域的绿色发展。
碳排放计量:在碳排放的种类上,出于数据的可获取性原因只考虑能源活动造成的CO2排放。行业边界的确 定上,区域边界内的直接碳排放(范围一排放)以及区域内生产生活用能造成的间接碳排放(范围二排放) 被计入园区碳中和的核算;对于区域边界内活动产生但发生在边界外的碳排放(范围三排放),由于计量和 核算标准尚不明确,不纳入园区碳中和的核算。
主要手段:从排放源入手减少CO2排放并增加碳汇吸收CO2是实现碳中和的必须手段。受限于各类技术的应 用场景以及园区的资源禀赋,若园区通过“碳源减排”和“碳汇增量”仍不能实现“碳中和”,也应允许采用 碳交易等手段来抵消剩余的CO2排放,使不同地区之间可以相互协同,从而实现环境效益最大化。
碳中和先行示范区的规划离不开能源系统规划分析模型。在国家和城市等较大地理尺度上,一些传统的能源 系统规划模型已经得到了广泛的应用。这些方法通常以人口和宏观经济作为出发点,综合考虑不同的社会因素 与生产部门对于能源环境发展的影响,分领域自下而上地对于不同发展条件下的中长期能源供应、能源供应转 换、能源终端需求以及温室气体做出预测。
然而在园区层面,传统能源系统规划模型的应用还较为有限。与在城市层面的应用相比,园区层面的碳中和路线 图规划通常面临着数据可获取性较差、需要能够具体指导园区的碳中和项目建设等挑战。应用能源系统规划模 型进行园区层面的碳中和规划应主要从以下几个方面做出对应调整:
数据获取方式调整:由于园区不属于行政单位,一般无法获得公开统计数据。因此,园区的碳中和规划模型 中需要对于数据的获取方式做出相应的调整。
情景预测分析方法细化:在传统的能源系统规划模型中,情景分析方式更偏向基于宏观经济数据(如单位工 业增加值、人均GDP等)对于能耗和碳排放进行分析预测。然而这样的规划分析方法通常并不适用于直接指 导各类碳中和项目的落地实践。在碳中和园区的规划过程中,往往需要以具体产业、具体项目作为出发点, 给出针对具体产业和项目的零碳转型方案,从而使得规划更具落地性和实践性。因此,园区碳中和规划需要 对于情景预测分析方法做进一步细化。
确定对比分析方法:园区碳中和路线图的规划要求从众多不同的理论路线中选择出最优的碳中和路径。如 何对比分析不同的碳中和路径,从而选择出一条最佳的园区碳中和路径是碳中和园区路线图规划需要考虑 的关键问题。
在碳中和路线图制定的过程中会发现,往往存在着多种不同的实现碳中和的路线选择,其中不乏一些比较极端 的碳中和实现方案,例如:
碳交易式碳中和:不额外考虑减排措施,以传统方式发展经济,最后通过购买CCER和绿电实现园区碳中和 • 供给侧脱碳式碳中和:需求侧常规发展,大力发展本地新能源实现供给侧脱碳,实现碳中和
这些碳中和实现方案往往存在可行性和经济性上的较大障碍,例如碳汇抵消式碳中和需要较好的资源禀赋做 为基础,供给侧脱碳式碳中和不仅需要资源禀赋,还需要较大的投资才能实现,因此极端式碳中和方案并不具 备示范性。
为了帮助从方法论层面避免这些极端的碳中和实现方案的出现,我们定义了园区碳中和路线图规划的五大原 则。这些原则可以为比较不同的碳中和方案提供准侧,还为碳中和路线图的最终确定提供指引:
发展性原则:园区是人口和产业的聚集地,园区迈向碳中和应把产业与经济的发展以及人民生活水平的提 高作为基本目标。
经济性原则:碳中和路径的规划应该在能够实现碳中和前提下,优先选择经济性最佳的路径,即优先选择单 位金钱投入减碳量最高的技术路线组合。
节能优先原则:碳中和路径规划的过程中,应该优先考虑用节能手段降低能耗需求从而降低碳排放,因为需 求侧节能往往具备更高的经济性,且从需求侧减碳能够大大降低供给侧脱碳的压力,提升碳中和的经济性 与可行性。
累计碳排放最低原则:在规划碳中和路径的过程中不应该只关注目标年当年能否实现碳中和,而应该力求从 当前到实现碳中和的过程中的累计碳排放尽可能的降低。
可再生资源最大化原则:供给侧的规划及新能源的部署不应该只满足本地的能源需求,而应尽可能的发掘 本地可再生资源潜力,尽可能做到可再生资源最大化的开发利用,在可能的情况下,实现可再生能源的外送。
需要指出的是,上述五个原则并非是相互完全独立的五个原则。在园区碳中和路线图的规划过程中,在大体遵循 五个原则的同时,也需要在五个原则之间做出一定的取舍与权衡,例如,可再生资源最大化开发利用可能会导致 方案的经济性下降。在实际的规划过程中还需要考虑园区实际的经济产业发展水平,碳中和技术进步等因素,对 于碳中和路线做出调整。
在传统的能源规划方法中,通常采用从当前现状按照时间顺序逐步推向碳中和的规划方式(“正推式”),但由于 碳中和规划需要以实现“净零排放”这一目标作为导向,且通常涉及的时间周期较长,正推式规划需要对于未来 发展做出大量的假设,不确定性较高。应对这一问题,我们制定了如图4所示的“反推式”碳中和园区路线图的规 划流程,主要分为四个步骤:在确定了现状(步骤一)以及常规发展情境下的未来趋势之后(步骤二),直接对于 园区碳中和目标年的能源结构进行预测分析(步骤三),然后再倒推出从现状到碳中和目标年的碳中和路径(步 骤四)。该方法优先确立长远目标图景,再以当前现状作为基础,分析实现远期目标所需的政策、技术、机制,是 效率更高且可行的规划方法。
步骤三和步骤四是该“反推式”的规划方式两个最核心步骤,需要与前文提出的五大原则充分结合。在步骤三 中,“经济性原则”与“发展性原则”是最上层的两大原则,在需求侧、供给侧、抵消测的规划中均需要作为重点 的考虑因素;“节能优先原则”和“可再生资源最大化利用原则”分别在需求侧和供给侧的规划中得以体现。步 骤四则需遵循“累计碳排放最低原则”和“经济性原则”,确保最终所得的碳中和路径兼具经济性与可行性。
宁波梅山碳中和先行示范区位于宁波北仑区东南部,以梅山岛为核心,规划总面积333平方公里(其中陆地面 积240平方公里),覆盖梅山、春晓、白峰、郭巨四个街道,为宁波“一带一路”建设综合试验区的核心功能区和 “港口-产业-城市”综合开发区,创新要素集中,生态环境优良,具备聚集中高端新型绿色产业、高质高效推 进零碳发展的基础条件和发展潜力。
上世纪80年代以来,宁波梅山经历了飞速的发展4。从一座以沙地西瓜和海盐为标签的“贫瘠海岛”,充分利用了 港k8凯发官网区泊位优势,完成港口功能培育,发展成为了知名的国际大港;并在港口的基础上集聚物流、贸易、金融等港 口服务业,并逐步增加科技、文化、旅游等功能,实现了“港产城”的融合。新时代发展背景下,宁波梅山进一步 成为浙江省参与国家“一带一路”和长江经济带战略前沿阵地。建成国内国际领先的近零碳排放示范区,树立绿 色低碳发展高标杆,协同经济高质量发展和生态文明高水平建设。2022年,宁波梅山整合进入宁波经济技术开发 区,并持续推进绿色低碳建设,开展碳中和先行示范区研究项目。
前文介绍的园区碳中和路线图规划方法及园区碳中和路线图规划的五大原则,将助力梅山实现碳中和先行示范 区。在碳中和图景下,梅山一方面依靠产业转型,保证了GDP高速增长的同时,将能源需求控制在合理水平;另一 方面通过需求侧的电气化与供给侧新能源替代的共同作用,大幅降低单位用能二氧化碳的排放量,最终再通过 适当的碳汇与碳交易对于剩余绝对碳排放进行抵消,从而以经济合理,技术可行的方式实现自身二氧化碳的净零 排放,同时还可实现对外的清洁电力供给。
(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)