基于2℃温控目标的中国工业园区低碳发展战略研究DecarbonizationStrategiesofChina’sIndustrialParkstowardsthe2℃GlobalWarmingTarget清华大学环境学院2020年11月SchoolofEnvironment,TsinghuaUniversityNov,2020公众号：Aienergy01报告作者一、项目负责人陈吕军二、项目研究人员陈吕军田金平郭扬胡琬秋吕一铮严坤卢琬莹赵佳玲叶宁三、报告执笔人陈吕军田金平郭扬胡琬秋吕一铮致谢诚挚地感谢能源基金会对本项目的大力支持与资金资助，感谢领域内专家与业界同事为本项目提出的宝贵建议。报告声明本报告由能源基金会资助。报告内容不代表能源基金会观点。报告仅限于研究、学习或内部传阅，不得翻印或用于商业目的。如有不妥或谬误之处，敬请读者不吝批评指正。公众号：Aienergy01摘要《巴黎协定》确立了将全球平均气温较工业化前升高幅度控制在2℃内的目标，并为1.5℃温控目标而努力。中国政府承诺二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。在工业部门应对气候变化和推进绿色转型的背景下，数量庞大的工业园区已成为实现精准碳减排的关键靶点。本报告识别了中国工业园区低碳发展面临的挑战与机遇，建立了中国工业园区碳排放清单，揭示了园区排放特征。面向2035和2050年定量分析了中国工业园区碳减排目标、主要低碳发展路径和碳减排贡献。进而，构建了基于地理信息系统的园区基础设施数据库，识别了以基础设施为核心的园区碳减排关键技术措施，并构建综合评价模型量化了园区减排潜力、经济成本和协同环境效益，为园区低碳发展提供清晰有力的决策支撑。研究显示，2015年中国工业园区二氧化碳排放总量约为28.2亿吨，占全国总排放量的31%。2015-2035年及2035-2050年期间，全国工业园区有望分别减排至少28%和51%。在园区高、低两种经济增速情景下，通过产业结构调整、能效提升、能源结构优化、碳捕集等低碳路径可实现显著的减排效果：2015-2050年预期可减排18.4亿吨二氧化碳，即有望实现60%以上的减排幅度。工业园区中普遍建设的热电联产等能源基础设施对园区碳排放具有长期锁定效应，平均贡献了园区排放的75%。基于基础设施特征，针对性地实施低碳技术改造，园区能源基础设施可实现显著的碳减排潜力和经济环境协同效益。运用产业共生理念，推动工业园区能源基础设施和集中式污水处理厂建立“能—水”共生体系，可进一步挖掘园区深度减排潜力。为推进工业园区在国家碳达峰与碳中和战略中发挥更大的作用，实现中长期低碳发展目标，本报告建议开发系统、规范、标准的工业园区温室气体排放核算方法与工具包，搭建工业园区碳减排决策支撑数据平台，制定工业园区低碳发展分类指导路线图，并开展碳达峰示范试点园区建设。公众号：Aienergy01AbstractTheParisAgreementsetatargetoflimitingtheriseinglobalaveragetemperatureto2°Cabovepre-industriallevels,andendeavoringtoachieve1.5°Cglobalwarming.Chinesegovernmentpledgedtostrivetopeakcarbonemissionby2030andachievecarbonneutralityby2060.Industrialparkshavebeenbecomingcriticaltrouble-shootersinachievingtargetedcarbonemissionreductionsinChinaforclimategoals.Thisreportidentifiedchallengesandopportunitiesunderlyinglow-carbontransitionofChina'sindustrialparks,uncoveredcarbonemissioncharacteristicsoftheparks,andquantifiedlow-carbontargets,pathwaysandcarbonreductionpotentialsoftheparkstoward2035and2050.Further,ageodatabaseofinfrastructureintheparkswasdeveloped,followedbyidentifyingkeytechnicaldecarbonizationmeasurescenteredoninfrastructure.Anintegratedassessmentmodelwasdevelopedtoquantifycarbonmitigationpotentials,economiccostsandenvironmentalco-benefitsintheparks.In2015,CO2emissionsfromChina'sindustrialparkstotaledabout2.82gigaton,accountingfor31%ofnationalCO2emission.During2015-2035and2035-2050,China’sindustrialparksareexpectedtoreduceCO2emissionsbyatleast28%and51%,respectively.Inhigh-andlow-industrialgrowthscenariosfortheparks,totalCO2emissionreductionpotentialwasquantifiedas1.84gigatonduring2015-2050(droppedbymorethan60%)viaindustrialstructureoptimization,energyefficiencyimprovement,energystructuredecarbonization,andcarboncapture,utilizationandstorage.Further,energyinfrastructuresuchascombinedheatandpoweriswidelydeployedinindustrialparks,whichhasalongservicelifetimetolockincarbonemissionsandaveragelycontributesto75%oftheparks’emissions.Byimplementinglow-carbonoptionstailoredforeachfacility,remarkablecarbonreductionpotentialscouldbeachievedaccompaniedwitheconomicandenvironmentalco-benefits.Then,basedontheconceptofindustrialsymbiosis,symbioticsystemslinkingenergyinfrastructurewithwastewatertreatmentplantsinindustrialparksarepromisingfordeepdecarbonizationtargets.TopeakandneutralizecarbonemissionsinChina’sindustrialparks,policyimplicationswerederivedas:1)Developingsystematicandstandardizedcarbonemissionaccountingframeworkandprotocolsforindustrialparks;2)Establishingonlinedatabasefordecisionmakingindecarbonizingindustrialparks;3)Formulatingcustomizedroadmapsforvariouscategoriesofindustrialparks;and4)Facilitatingdemonstratedpilotsforindustrialparksinpeakingcarbonemissions.公众号：Aienergy01目录1.中国工业园区低碳发展现状与挑战...................................................................11.1园区发展迈入“不惑之年”，低碳转型破局“中年危机”..................................11.1.1工业领域低碳发展对于缓解气候变化意义重大......................................11.1.2中国工业园区经40余载发展对全国工业产值贡献过半........................11.2园区碳排放“家底不清”，减排路径不明.........................................................31.2.1“十三五”时期工业绿色发展规划首次显现园区碳达峰雄心...................31.2.2十八大以来中央政府出台系列政策加快园区绿色转型和创新发展......41.2.3园区温室气体排放核算方法不统一，排放现状与特征尚不清晰..........52.中国工业园区能源消费结构和碳排放特征.......................................................62.1工业园区能耗清单构建与温室气体核算方法.................................................62.1.1园区能耗清单构建是温室气体核算的基础..............................................62.1.2园区小尺度高强度活动水平及多系统边界特征导致碳核算尤为复杂..72.1.3碳达峰下园区尺度宜基于生命周期视角并重点核算能源相关排放......82.2国家级工业园区能源消费结构与碳排放特征...............................................112.2.1园区能源消费结构中煤炭占比高于全国平均水平................................112.2.2基于生命周期视角充分认识园区直接和间接温室气体排放特征........132.2.3园区能源基础设施温室气体排放在园区直接排放中贡献显著............172.3工业园区二氧化碳排放总体贡献占全国碳排放三成...................................183.中国工业园区低碳发展路径.............................................................................193.12℃目标下2015-2050年工业园区二氧化碳需减排65%..............................193.2四大减排路径推动工业园区深度低碳化.......................................................193.2.1园区减排情景及潜力量化方法................................................................193.2.2园区2015-2050年二氧化碳减排65%目标下四大路径之作为............224.以基础设施为核心的中国工业园区低碳措施.................................................254.1工业园区现行低碳政策措施分析与关键技术...............................................264.1.1园区低碳措施的精确性、普适性和量化评价亟待提升........................264.1.2能源基础设施提效及低碳化是园区温室气体减排的核心途径............274.1.3园区园区能源基础设施温室气体减排五大共性技术............................344.2工业园区能源基础设施存量特征与环境影响...............................................354.2.1园区能源基础的结构特征呈“大少小多”特征........................................354.2.2园区能源基础设施对煤的依赖度高于全国水平....................................364.2.3园区能源基础设施存量技术结构以凝气机组为主................................364.2.4园区能源基础设施空间分布及演化特征................................................384.2.5园区温室气体、二氧化硫和氮氧化物排放及淡水消耗的整体判断....394.3工业园区能源基础设施碳减排的环境与经济协同效应显著.......................424.3.1五项减排措施与园区在役能源基础设施的适配....................................42公众号：Aienergy014.3.2单一措施情景和综合情景下的减排潜力及协同环境效益....................434.3.3各容量等级机组不同情景下的减排潜力及协同环境效益....................444.3.4园区在役能源基础设施温室气体减排的成本效益................................454.3.5园区在役能源基础设施温室气体减排模型的不确定性........................474.4工业园区“能-水”基础设施共生的环境效益有待挖掘.............................484.4.1园区集中式污水处理厂建设现状............................................................484.4.2排放提标促使工业园区集中式污水处理厂迈向非常规水资源............494.4.3园区能源基础设施和污水处理厂共生的碳减排协同效益....................505中国工业园区碳排放和减排潜力均十分显著.................................................515.1主要发现及整体判断.......................................................................................515.1.1项目开展的主要工作................................................................................515.1.2项目研究主要发现....................................................................................525.1.3研究形成的核心观点................................................................................535.2政策建议与展望...............................................................................................545.2.1政策建议....................................................................................................545.2.2进一步研究建议........................................................................................55参考文献.....................................................................................................................56附录.............................................................................................................................62附1工业园区基础设施数据库构建.....................................................................62附1.1园区能源基础设施数据库......................................................................62附1.2园区环境基础设施数据库......................................................................64附2园区能源基础设施温室气体减排综合评价模型.........................................64附2.1园区能源基础设施温室气体减排情景设置..........................................66附2.2各减排情景的直接环境效益核算..........................................................67附2.3能源基础设施温室气体减排成本效益分析..........................................76附2.4生命周期环境效益..................................................................................77附3园区能源-环境基础设施共生驱动的温室气体减排模型............................78附3.1园区能-水基础设施耦合概念模型........................................................78附3.2基础设施能水共生耦合模型架构与参数取值......................................80附4案例分析——浙江省工业园区能源基础设施升级改造节能潜力.............81附4.1浙江省工业园区能源基础设施存量特征分析......................................81附4.2浙江省工业园区能源基础设施改造节能及碳减排潜力......................84附5案例分析——浙江省工业园区“能-水”基础设施共生环境效益................93附5.1浙江省工业园区集中式污水处理设施存量特征分析..........................93附5.2浙江省工业园区能水耦合共生的碳减排潜力分析..............................94附5.3浙江省工业园区基础设施“能-水”共生温室气体减排主要结论.........98附表1-附表14......................................................................................................99公众号：Aienergy01正文表目录表1-12012年中国温室气体总量.............................................................................1表2-1园区温室气体核算的变量与参数定义........................................................10表2-2213家园区的温室气体排放平均强度.........................................................17表3-12015-2050年中国工业园区碳减排路径参数设置......................................21表3-2不同情景下能源结构与分品种能源生命周期碳排放因子........................22表3-3六种非化石能源占比提升的碳减排贡献....................................................25表4-1已开展研究的中国工业园区案例及碳减排措施........................................28表4-2园区能源基础设施存量演变特征及驱动力................................................31表4-3上虞工业园区节能措施................................................................................34表4-4园区能源基础设施容量结构........................................................................36表4-5园区能源基础设施燃料结构........................................................................37表4-6园区能源基础设施技术结构........................................................................37表4-7园区能源基础设施的温室气体减排潜力、协同环境效益和材料消耗....44表4-8各减排情景的直接和间接环境效益............................................................46表4-9园区能源基础设施的温室气体减排成本....................................................46表4-10模型结果的不确定性..................................................................................48表4-11污水处理厂排放标准[103]与能源设施冷却水水质标准[104]对比..............50正文图目录图1-1全国国家级和省级工业园区分布..................................................................3图1-2近年来中国政府发布的园区转型发展主要政策..........................................4图1-3中国政府多部门协同推进工业园区绿色低碳循环发展[4]...........................5图2-1工业园区能源输入输出示意图......................................................................6图2-2工业园区温室气体核算框架..........................................................................9图2-3213家国家级经开区地理位置分布.............................................................11图2-4213家国家级经开区能源消费结构.............................................................12图2-5213家园区直接与间接温室气体排放.........................................................13图2-6213家园区温室气体排放空间分布.............................................................15图2-7213家园区温室气体排放分解矩阵.............................................................16图2-849家工业园区能源基础设施温室气体排放...............................................18图3-1中国工业园区面向2035和2050年的碳减排路径-低增速情景................23图3-2中国工业园区面向2035和2050年的碳减排路径-高增速情景................24图4-1上虞工业园区能流图（2013年）...............................................................33图4-2上虞工业园区节能潜力................................................................................34图4-3园区能源基础设施温室气体减排主要技术................................................35图4-41604家园区的能源基础设施空间分布.......................................................38图4-51604家园区的能源基础设施存量演化.......................................................39图4-61604家园区能源基础设施的环境影响（2014年）..................................42图4-7园区能源基础设施温室气体减排的主要技术及其适配机组....................43图4-8各减排情景的环境效益—按机组容量等级分解........................................45图4-9园区能源基础设施温室气体减排潜力与减排成本....................................47图4-10园区能源环境基础设施共生模型示意......................................................51公众号：Aienergy0111.中国工业园区低碳发展现状与挑战1.1园区发展迈入“不惑之年”，低碳转型破局“中年危机”1.1.1工业领域低碳发展对于缓解气候变化意义重大应对气候变化是当今人类社会面临的共同挑战。《巴黎协定》确立了将全球平均气温较工业化前水平升高幅度控制在2℃内的目标，并为1.5℃温控目标而努力。中国作为全球最大的碳排放国，在应对气候变化中责任重大。2020年9月，中国政府承诺将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和[1]，应对气候变化和低碳转型发展已成为中国的重大战略[2]。《中华人民共和国气候变化第一次两年更新报告2016》显示（表1-1），中国温室气体排放总量中，能源活动排放占比达78.5%。2017年，中国工业增加值占国内生产总值（GDP）的34%，而工业能源消费占全国能源消费总量的66%[3]，可见工业是应对气候变化的重点领域，工业节能、实现低碳发展对于缓解气候变化具有重要作用。表1-12012年中国温室气体总量单位：亿吨二氧化碳当量二氧化碳甲烷氧化亚氮氢氟碳化物全氟化碳六氟化硫合计能源活动86.885.790.6993.37工业生产活动11.930.000.791.540.120.2414.63农业活动4.814.579.38废弃物处理0.121.140.331.58土地利用变化和林业-5.760.000.00-5.76总量（土地利用变化和林业）98.9311.746.381.540.120.24118.96总量（含土地利用变化和林业）93.1711.746.381.540.120.24113.20注：1）阴影部分不需要填写，0.00表示计算结果小于0.005；由于四舍五入的原因，表中各项之和与总计可能有微小的出入。2）全球增温潜势值采用《IPCC第二次评估报告》中100年时间尺度下的数值。1.1.2中国工业园区经40余载发展对全国工业产值贡献过半工业园区是全球工业发展的普遍特征，是用于工业生产活动的集中区域，以企业集聚和基础设施共享为显著特征[4]。工业园区是我国工业发展的重要载体，园区建设始于1979年，是改革开放的一项重大创举。1979年7月中共中央、国务院决定对广东福建的对外经济活动实行特殊政策和灵活措施，并在深圳、珠海、公众号：Aienergy012汕头、厦门兴办“出口特区”，1980年3月“出口特区”被正式定名为“经济特区”[5]。位于深圳经济特区南头半岛的蛇口工业区，面积2平方公里，是1979年2月由国务院批准交通部香港招商局投资兴办的中国第一个对外开放的工业园区[5]。1984年3月，沿海部分城市座谈会在北京召开，明确进一步开放大连、天津、秦皇岛等14个沿海港口城市，允许这些城市兴办经济技术开发区[6]。会议形成的《沿海部分城市座谈会纪要》成为中国经济技术开发区的准生证，由国务院批准建立的14个经济技术开发区，当时规划总面积为121.15平方公里，在中国对外开放进程中开启了新的篇章[5]。1986年邓小平同志视察了天津经济技术开发区，欣然写下了“开发区大有希望”的题词，对开发区的广阔前景做出了明确论断，澄清了许多疑虑，坚定了开发区创业者的信心[5]。1988年国家批准建立第一个高新技术产业开发区——北京新技术产业开发试验区，同年又在上海建设漕河泾新兴技术开发区[7]。1992年，随着邓小平同志第二次南巡，国务院先后开放了一大批沿长江、沿内陆边境城市和内陆省会城市，国家级经济技术开发区也随之扩展到东北和中西部地区，把沿海地区开发区的成功经验推广到全国[5,7]。1992~1993年国务院第二批批准了北京等18个开发区；1994年2月，国务院批准建立中国、新加坡两国政府合作的苏州工业园区[5]。1999年8月国务院决定“允许中西部各省、自治区、直辖市在其省会或首府城市选择一个已建成的开发区，申办国家级经济技术开发区”[8]。2000~2002年国务院第三批批准了合肥等17个开发区，到2009年国家级经济技术开发区达到51家，另有5家园区实行开发区政策[5]。开发区遍布全国各地，形成由点到面、由沿海向内地的推进式发展。经历了40年的建设发展，工业园区已成为重要的工业生产空间和主要布局方式，也是工业化和城市化发展的重要载体[7]。根据工业园区所属级别不同，可分为国家级工业园区、省级工业园区和其他级别园区。国家级工业园区主要包括国家级经济技术开发区、国家高新技术产业开发区、国家级保税区、国家级边境经济合作区、国家级出口加工区和其他国家级开发区。目前，中国共有国家级和省级工业园区2543家[9]，多数位于在环渤海、长三角、珠三角一带（图1-1），贡献了全国工业产值的50%以上[10]。然而，园区工业生产活动集聚，资源能源消耗密集，污染物排放量大，显著影响区域生态环境质量。园区在发展的早期，污染防治手段及环境管理能力落后于经济发展步伐，使其成为了高污染区域的代名词，因园区环境问题引发的新闻曝光和社会矛盾时有发生[11]。处理好经济发展与节约资源、保护环境的关系，推进绿色、低碳、循环发展，是园区建设管理所面临的关键问题[12]。公众号：Aienergy013图1-1全国国家级和省级工业园区分布中国工业园区的绿色低碳转型发展迫在眉睫，研究园区低碳发展途径与潜力也尤为重要。中国工业园区数量多、种类广、发展阶段各异，基于大样本的园区温室气体排放特征与控制尚未深入揭示。工业园区通过低碳转型实现碳达峰，既是园区高质量发展的内在要求，又是工业领域应对全球气候变化、落实2℃温控目标的重要载体，应找准着力点，发挥关键作用。本项目旨在分析中国工业园区温室气体排放特征、减排路径和具体措施，为缓解气候变化和实现工业绿色发展提供决策支持。1.2园区碳排放“家底不清”，减排路径不明1.2.1“十三五”时期工业绿色发展规划首次显现园区碳达峰雄心中国工业园区的低碳发展始于“十一五”时期，自2006年以来，我国持续出台并实施园区低碳政策。2009年环境保护部下发《关于在国家生态工业示范园区中加强发展低碳经济的通知》，决定自2010年起将发展低碳经济作为重点纳入生态工业示范园区建设内容[13]。2011年起，中国政府开始着重关注工业园区的低碳发展[14]。在“十二五”规划确认的大量统领性政策推动下，中国已于2012年采取重大举措以充实内容广泛的碳政策和能源政策议程。2013年，工信部和发改委联合推进低碳工业园区试点建设[15]；2014年，《国家应对气候变化规划公众号：Aienergy014（2014-2020年）》提出到2020年建成150家左右低碳示范园区以应对气候变化[2]；2016年，工信部发布《工业绿色发展规划（2016-2020年）》，再次强调了工业园区低碳化转型，并要求部分园区率先达到碳排放峰值[16]。2017年发布的《国家低碳工业园区建设实践与创新》指出，截至目前，全国已有51家工业园区进入低碳工业园区试点期。经过三年的试点创建，参与试点的园区在保持经济快速发展的同时，单位工业增加值能源消耗和碳排放均显著下降，碳管理能力得到有效提升，在低碳发展领域涌现了许多新思路、新理念、新举措和新模式。至今为止，大部分低碳政策措施聚焦于能源问题，特别是有关碳排放权交易体系建立与完善、淘汰产能或关停低效小微企业的政策和规划、万家企业节能低碳行动是主要的政策组合。新的政策结构给工业园区提供了更多的合规灵活性，意味着工业界可以有更多的决策空间来最大限度降低碳政策目标下的执行成本。1.2.2十八大以来中央政府出台系列政策加快园区绿色转型和创新发展工业园区绿色、低碳、循环发展是工业领域建设生态文明、打好污染防治攻坚战的重要抓手[17,18]，也是落实国家温室气体减排计划的重要途径[19]。2013年以来，中国政府出台了一系列园区转型升级和创新发展的政策文件（图1-2），强调了园区高质量发展的重要性，园区转型发展对中国转变经济发展方式和建设资源节约型、环境友好型社会意义重大[11]。近年来，工业园区也始终是“大气十条”、“水十条”等污染防治战略的重点治理对象[20,21]，“水十条”、“气十条”、“土十条”《中共中央国务院关于全面加强生态环境保护坚决打好污染防治攻坚战的意见》《十三五生态环境保护规划》《工业绿色发展规划（2016-2020）》《打赢蓝天保卫战三年行动计划》等国家层面重要文件中，提出了许多与园区生态化、绿色发展相关的内容。图1-2近年来中国政府发布的园区转型发展主要政策公众号：Aienergy015中国政府各部委开展了一系列园区示范试点项目，出台了相应的管理措施，推进园区的绿色、低碳、循环发展（图1-3）。中国工业园区推进绿色低碳循环发展实现产业生态化、产业低碳化，已在实践中形成了明确的指导思想，即运用产业生态学系统思考的原理，遵循减量化、再利用、再循环的原则，实现工业园区经济、资源能源和环境全系统的优化提升。当前，园区绿色低碳发展实践重点从三个方面协同推进：一是以企业清洁生产为核心，强化企业间联系以构建产业共生网络、绿色供应链和自主可控的产业链；二是完善公共基础配套服务，通过基础设施绿色转型升级以优化调控园区的物质能量代谢；三是借助现代化信息技术，实现园区整体的运行环境与管理模式的精细化，并推动智慧化升级[22]。图1-3中国政府多部门协同推进工业园区绿色低碳循环发展[4]1.2.3园区温室气体排放核算方法不统一，排放现状与特征尚不清晰工业园区低碳发展对于缓解气候变化威胁具有重要作用，但中国工业园区数量众多且在国家统计体系中不是独立的统计单元，缺乏边界清晰、标准统一、准确可靠的数据基础，由此导致园区温室气体排放核算方法不统一，排放现状与特征尚不清晰，进而园区共性和针对性的温室气体减排路径、减排潜力、成本效益以及在应对全球气候变化中的预期贡献也仍不明确。关于工业园区温室气体排放核算现有的研究进展，以及不同核算方法的特点讨论，详见2.1.2节。工业园区具有小尺度、经济活动水平强度高、系统边界多样等特点，从不同范围及不同视角对园区温室气体核算都有其合理性，但也存在不足。目前，针对工业园区温室气体排放核算尚未在国家层面核算框架下形成统一的核算方法，不同的核算方法与上一级行政尺度，如地市级、省级、国家层面公众号：Aienergy016的核算如何衔接，采用什么样的核算方法指导园区碳达峰乃至碳中和，都仍面临着一系列未解决的科学问题。2.中国工业园区能源消费结构和碳排放特征2.1工业园区能耗清单构建与温室气体核算方法2.1.1园区能耗清单构建是温室气体核算的基础中国目前有国家级和省级工业园区共2543家[9]，现行统计体系中尚未针对园区这一相对独立的经济活动载体开展统计，数据可得性成为园区研究的巨大挑战。园区能源消费核算是进行温室气体排放核算的基础，包括园区用于能源加工转换、工业过程、废弃物处理以及其他生产活动的分品种能源消耗。能源消费的统计品种包括一次能源（煤、天然气、原油、煤制品、油制品、煤矸石、生物质、生活垃圾、工业废料等）和二次能源（电力、热力、煤制品、石油制品等），共计35个细分种类，在附表1中详细列出了能耗数据采集清单。采集园区分品种能源消费数据时，以企业为基本单元，收集每个企业的分品种能源输入量和输出量，再将各企业数据加总得到园区分品种能源输入量和输出量。需要明确的是，园区能源消费量应为净消耗，即能源输入与能源输出的差值，见公式2-1。例如，某些园区企业将一次能源转换为二次能源（如燃煤发电、石油精炼），此部分二次能源转换产出应从园区净能耗中剔除，无论其用于园区其他企业或园区外部。(2-1)图2-1工业园区能源输入输出示意图公众号：Aienergy017为更清晰地表述园区能源消费的核算范围，运用园区能流示意图进行表达（图2-1）。图中假设园区包含3家企业，A、B、C、D表示分品种能源输入流和输出流。由于园区各能源品种的输入、输出量为企业输入输出量的加总，因此总输入为A+B+C，总输出为C+D，则该园区净能源消费=能源总输入(A+B+C)-能源总输出(C+D)=A+B–D，这一过程的目的是避免能源核算及后续的温室气体核算中的重复计算问题。2.1.2园区小尺度高强度活动水平及多系统边界特征导致碳核算尤为复杂目前，温室气体排放相关研究在国家层面[23,24]、区域层面[25,26]和城市层面[27-29]已十分广泛。在园区层面，仅有为数不多的工业园区温室气体排放与减排案例研究，如苏州工业园区[30,31]、北京经济技术开发区[32]、沈阳经济技术开发区[33]。相关研究所采用的园区温室气体核算方法主要从消费端视角出发[34]，大多遵循世界资源研究所发布的核算导则，该导则按照温室气体排放来源的不同，将排放划分为范围1~3[35]。对于工业园区而言，范围1排放指园区边界内的直接温室气体排放，如燃料燃烧和工业过程的排放，是园区的直接排放；范围2排放指外购电力和热力等二次能源的加工转换过程排放，是园区的间接排放；范围3排放指除范围1和范围2的所有间接排放，包括价值链上游和下游的排放，如外购原材料的生产过程排放，热力、电力生产上游的煤炭开采运输过程排放、废弃物园区外处理处置排放。针对苏州工业园区的案例研究涵盖了范围1和范围2排放[30,31]，北京经济技术开发区的案例研究则考虑了范围1和范围2排放，以及一些较为重要的范围3排放，如园区废弃物运输到区外进行处理处置[32]。此外，Banetal估算了韩国41个生态工业园区的范围1排放，进而对温室气体减排绩效进行了分析[36]。总的来说，上述研究尚未充分地分析园区经济活动的间接温室气体排放，且多为典型园区案例或小样本研究。进一步地，目前有少数研究从生命周期视角核算了园区案例的温室气体排放。Chenetal建立了北京某高端产业园区的温室气体排放清单，涵盖了园区建设、运营和拆除阶段[37]。Dongetal采用混合生命周期评价方法分析沈阳经济技术开发区的碳足迹，考虑上游、现场和下游温室气体排放，其中外购原材料的间接排放通过投入产出分析方法进行估算[33]。Yuetal提出了一个园区能源相关碳排放核算框架，并应用于核算我国四家工业园区的范围1和范围2排放[38]。此外，园区因规划范围、面积界定的不同而系统边界划定各异，也为温室气体核算带来复杂性。实践中园区面积通常由核心区、扩展区、代管区、委托监管公众号：Aienergy018区、辐射带动区等不同的提法，相应的面积大小也差异很大。不同园区进行温室气体排放结果比较时，物理边界一致性是核算难题之一。为分析大样本园区的温室气体排放特征，划定统一的核算对象和范围是开展研究的重要环节。能源消费导致的温室气体排放约占全球总排放的60%[39]，相关研究显示能源利用是工业园区碳代谢的关键环节[40,41]。能源相关温室气体排放包括燃料燃烧产生的直接排放，以及燃料生产运输，外购电力、热力的生产传输等上游过程产生的间接排放。上述苏州工业园区、北京经济技术开发区和沈阳经济技术开发区的能源相关温室气体排放分别占总排放的94%、97%和62%[31-33]。此外，其他研究也证实了能源相关温室气体排放在园区总排放中占主导地位[42]。上述结论均表明能源相关温室气体排放是园区排放的最主要组成部分。园区其他排放，特别是工业过程的直接排放和外购原材料的间接排放，由于不同园区主导产业的差异性，使得开展生命周期温室气体排放核算所必要的基础数据搜集具有复杂度高、耗时长、数据不可获得等实际困难。因此，在核算大样本园区的温室气体排放时，为保证核算范围的一致性和排放量的可比性，能源相关温室气体排放应作为主要考察对象。2.1.3碳达峰下园区尺度宜基于生命周期视角并重点核算能源相关排放现有研究工作中，清单分析、投入产出分析和网络分析是温室气体排放核算的主要方法[43]。2018年全国生态环境保护大会上，习近平总书记支出，解决环境问题，要从系统工程和全局视角寻求新的解决之道。环境问题的复杂性主要原因之一在于污染转移，包括不同介质间转移、不同区域间转移、不同生命阶段间转移、以及代际间转移等产生的复杂性，促使在决策中从生命周期思考全面、系统地认识环境问题的复杂性。根据上述文献分析，本研究认为基于生命周期视角的中国工业园区大样本温室气体排放研究尚较少报道。从碳达峰和碳中和视角下，从生命周期视角核算园区温室气体，实践中一园一策制定低碳发展战略，更具有实际意义。近年来，从生命周期视角追溯产业链条的上下游环节，识别间接温室气体排放已成为研究热点，例如能源生产、材料制造、区域贸易的隐含温室气体排放受到越来越多的关注[44-46]。同时将直接和间接排放纳入温室气体核算范围，有利于更好地厘清园区的排放责任和未来削减空间。生命周期评价（LifeCycleAssessment，LCA）是一种评价产品、技术或服务全过程环境影响的方法工具，考量范围覆盖从原材料采集、加工、处理，到产品生产、运输、销售、使用、回收和最终处置各个环节[47]。生命周期评价经过长期公众号：Aienergy019的演化发展，现阶段可以细分为基于清单分析的过程生命周期评价（Process-basedLCA）、基于投入产出分析的生命周期评价（Economicinput-outputLCA）和将前两种方法进行耦合的混合生命周期评价(HybridLCA)[48]。图2-2工业园区温室气体核算框架本研究采用基于清单分析的过程生命周期评价方法核算园区温室气体排放，直接排放为园区边界内燃料燃烧产生的排放，间接排放包括燃料生产运输、外购二次能源生产运输相关的温室气体排放，方法框架见图2-2。与能源消费核算相类似，园区加工转换产出的二次能源相关排放将从园区排放中扣除，即核算范围是园区负有实际责任的净排放。温室气体排放考虑CO2、CH4和N2O三种主要温室气体，按各自的100年全球变暖潜势（1，28，265）折算为CO2当量[49]。园区温室气体核算方法相关的变量和参数定义见表2-1。本研究采用基于生命周期视角核算工业园区能源相关温室气体排放，将调研所得园区实景能耗数据与生命周期评价背景数据进行结合。背景数据采用中国生命周期基础数据库（ChineseLifeCycleDatabase，CLCD），该数据库是面向中国实际生产过程的本土化数据库，已广泛应用于中国环境问题的相关研究[50,51]。园区直接排放对应世界资源研究所核算导则中范围1排放的主要部分，间接排放涵盖范围2和部分范围3排放[52]。温室气体核算中，CO2排放包括矿物源排放和生物源排放，前者是将脱离全球碳循环且储存在矿物能源中的CO2释放到公众号：Aienergy0110大气，而后者本身是碳循环的一部分，对大气的影响是中和的[52]。与大多数核算工作一致，本研究只将矿物源CO2排放纳入核算范围。表2-1园区温室气体核算的变量与参数定义变量/参数定义/第i家园区的直接/间接温室气体排放/第i家园区第j种燃料的总输入/总输出/第i家园区电力总输入/总输出/第i家园区热力总输入/总输出第j种燃料燃烧的温室气体排放因子第j种燃料生产运输的温室气体排放因子电力生产传输的温室气体排放因子（考虑第i家园区所在区域电网）热力生产传输的温室气体排放因子园区直接温室气体排放考虑所有燃料燃烧过程，分品种燃料的排放因子见附表3，依照公式2-2进行核算。特别地，核算燃料燃烧产生的直接排放时，能源消费量不包括用于炼焦的原煤和用于精炼的原油，因为此两部分燃料消耗用于能源加工转换，不属于燃烧过程。(2-2)园区间接排放考虑所有能源消费品种的上游生产运输环节，按公式2-3进行核算。需要明确的是，间接排放核算时只考虑从外部净输入园区的能源消费相关排放。当园区的某种能源输出大于输入，表示园区可实现该种能源的自给自足并输出多余部分。因此，对外输出能源可以抵消能源输入的温室气体排放。此外，外部电力生产传输的生命周期温室气体排放因子与园区所在区域电网相关。分品种能源生产运输过程的生命周期排放因子取自CLCD数据库，在附表4中列出。CLCD生命周期排放因子为全国或相应区域的平均排放水平，此处理方法有助于鼓励园区的能源低碳生产[42]。例如，当园区发电的温室气体排放水平低于区域电网排放水平，则此计算方法可以抵消更多温室气体排放。(2-3)公众号：Aienergy01112.2国家级工业园区能源消费结构与碳排放特征2500余家园区中，国家级经济技术开发区（以下简称国家经开区）共219家，是中国园区中发展相对领先的一批，具有较好的经济绩效，数据可得性和可靠性也相对较高。通过实地调研、调查表发放（见附表1）及商务部综评数据等多渠道数据支持，本研究采集了213家国家经开区相关数据，覆盖了全部国家级经开区总数的97%。采集的基础数据包含园区GDP、年末从业人口数、土地面积、分品种能源消耗、水资源消耗和园区管理委员会的经纬度坐标等。经统计，此213家园区在2015年GDP总计达到7.59万亿元，占同年全国GDP的11%[53]。从地理位置来看，213家国家经开区分布在除港澳台之外的31个省级行政区（见图2-3），其中46%的国家级经开区位于华东，接近半数。而位于西北、华中、东北、华北、西南和华南的园区分别占总数的11%、10%、10%、9%、9%和5%。具体到省级层面，江苏和浙江分别包含26家和21家园区，数量明显高于其他省份；山东、安徽、福建和江西分别有园区13家、12家、10家和10家，其他各省级行政区的园区数量均少于10家（详细信息见附表2）。图2-3213家国家级经开区地理位置分布2.2.1园区能源消费结构中煤炭占比高于全国平均水平基于园区能耗数据清单和能耗核算方法，计算得出213家国家经开区在2015年能源消费总计3.89亿吨标准煤，占同年全国能源消费总量的10%[53]，同年此公众号：Aienergy0112213家国家经开区贡献了占全国GDP的11%。各能源消费品种按低位热值统一折算为标准煤，折算因子见附表6。结合地理区位，进一步分析213家园区的能源消费结构（图2-4）。从能源品种来看，燃煤消耗占绝对主导地位，占总消费量的比例高达74%，明显超过同年中国工业部门的燃煤消费份额（56%）[54]，表明园区对于煤炭的依赖度高于全国平均水平。原油和天然气的份额分别为36%和8%，排名第二、三位。园区能源消费品种的多样化特征明显，非常规能源如余热、生物质、生活垃圾、煤矸石、工业固废得到了一定程度的利用，可以部分替代常规化石能源消耗。然而，非常规能源的总份额仅为2%，表明园区的低碳能源发展还有很大提升空间。图2-4213家国家级经开区能源消费结构213家园区电力消费模式均为：园区能源基础设施产生的电力直接上网，园区企业用户直接从电网购电。园区净外购电力仅占能源消费总量的2.8%，意味着园区上网电量略低于外购电量，在电力消费方面基本可以实现自给自足。从整体来看，213家园区净对外输出石油制品和热力。其中，20家园区建设有石油精炼设施，其生产的石油制品输出到园区外，如上海化工园区[55]。因此，石油制品的净消费量为负值，占总能源消费的-26%。园区能源基础设施产生的热力通常直接供给附近的园区企业用户，多余部分外供至区外。213家园区中有72家园区净对外供热，热力总体净消费为负值但较小，表示在满足园区本身热力需求基础上，剩余小部分热力向区外供应。公众号：Aienergy0113从地理区位来看，213家国家经开区按中国地理分区划分为七个区域。位于华东地区的园区在多数品种能源消费中占最高比例，如煤（40%）、原油（53%）、天然气（40%）。同时，位于华东和华南的园区输出了绝大部分石油制品，分别占输出总量的53%和36%，表明此两个区域的园区布局有最多的石油精炼设施。就电力消费而言，位于华北、华东、东北、西北、西南的园区为电力净输入，分别占电力消费总量的43%、30%、17%、22%和33%，而位于华南和东北的园区为电力净输出。从热力消费来看，由于冬季的社区采暖需求，东北、华北、西北三个区域的园区对外净输出热力，其中以东北园区输出占主导。2.2.2基于生命周期视角充分认识园区直接和间接温室气体排放特征（1）园区直接和间接温室气体排放分别占总排放量的85%和15%基于前文提出的生命周期视角园区温室气体核算方法，核算了213家国家级经开区的直接排放（园区边界内燃料燃烧产生的排放）和间接排放（园区所用燃料的上游生产运输过程排放和外购二次能源的生产运输过程排放）。总体上看，213家园区在2015年的直接与间接温室气体排放分别为10.4亿吨和1.8亿吨CO2当量，各自占总排放的85%和15%。结果表明，虽然直接排放为主要部分，但间接排放仍占有显著比例，园区对间接排放的责任和减排义务同样需要加以关注。由此引申，针对工业园区的温室气体达峰及减排政策制定，需要进一步明确并统一核算方法、系统边界、核算范围等。图2-5213家园区直接与间接温室气体排放2015年中国温室气体排放总量为130.4亿吨CO2当量[56]，213家园区的能源相关温室气体总排放相当于全国排放的9.4%，因此工业园区低碳化发展对于国公众号：Aienergy0114家层面应对气候变化具有不容忽视的作用。将213家园区的直接排放和间接排放按能源品种作进一步分解，如图2-5所示。（2）煤炭相关直接排放占燃料直接排放总量86%，间接排放占相应总量52%从直接排放来看，煤及煤制品相关的直接排放为8.96亿吨CO2当量，占直接排放总量的86%；其次为原油及其制品和天然气，分别占直接排放的8.3%和5.1%；煤矸石、生活垃圾、工业废料、生物质等非常规能源的直接排放总占比仅为0.6%，然而非常规能源在园区消费中占2%的份额，因此总体上其单位消费量的温室气体排放平均水平明显低于其他常规化石能源。从间接排放来看，煤及煤制品的上游生产运输过程排放为0.93亿吨CO2当量，占间接排放总量的51.7%；其次为外购电力的上游生产传输过程排放（0.89亿吨CO2当量），占间接排放总量的49.3%；其余间接排放为天然气、油及其制品的生产运输相关排放，分别占3.7%和3.3%；由于园区热力为净输出，因此间接排放为负值，占比为-8%。（3）空间排放量较大的园区多位于东部沿海和东北西北内陆地区图2-6从空间位置进一步展示了213家国家级经开区直接和间接温室气体排放。图中，蓝色扇形和黄色扇形分别代表直接和间接排放，扇形面积与排放量大小成正比。各园区2015年的温室气体排放范围是-105~8,034万吨CO2当量，园区间排放体量差异显著。其中，210家园区温室气体排放（包含直接和间接排放）为正值，其余3家为净负排放，负排放表示园区的能源加工转换效率优于CLCD排放因子所代表的全国或区域相应品种能源的生产效率平均水平。举例而言，当某园区的电力生产过程温室气体排放强度（即生产单位上网电力的温室气体排放）低于区域电网平均排放水平，则其上网电量隐含的间接排放不仅将完全抵消实际发电过程的直接排放，还将多扣除一部分使园区总排放为负值（相关计算方法参见公式2-3）。213家园区中，共有167家园区的间接温室气体排放为正值，其余46家为负值，负的间接排放代表园区具有二次能源（如热、电、石油制品）的净输出。此外，213家园区中48%的园区，其间接排放在总排放中占比高于50%，意味着外部能源输入在园区总体能源消费中占主导地位。从图3-6可见，多数排放量较大的园区位于东部沿海地区和东北、西北内陆地区。公众号：Aienergy0115图2-6213家园区温室气体排放空间分布（注：每个饼图代表该园区温室气体排放，饼图面积与排放量成正比。蓝色和黄色扇形分别为直接和间接排放，若间接排放为负，则直接排放被抵消一部分，饼图只显示蓝色。）（4）园区温室气体排放地域差异及主要驱动力为识别园区温室气体排放的主要驱动力，进一步将直接和间接排放按能源品种和地理区位进行分解，可得园区温室气体排放热图（图2-7）。图中蓝色代表正排放，黄色代表负排放，颜色深度与排放量绝对值成正相关。从图可见，部分区域的园区对外净输出二次能源，其间接排放为负值。华东、西北、华北、东北园区消耗煤及其制品是产生绝大部分直接排放和间接排放的动因，而华南、东北园区的净输出电力和东北园区的净输出热力是园区负间接排放的主要来源。在七个区域的园区中，华东园区的温室气体排放量最大，分别占直接排放的41%和间接排放的40%。这是由于华东园区在213家国家经开区中占有绝对的数量优势（97家）和经济体量优势（园区总GDP的53%），213家园区的分区域详细统计数据可参见附表2。基于上述结果，可针对相应区域的园区进行煤炭替代或大力推广煤炭清洁利用技术，以削减燃煤相关温室气体排放；根据园区的剩余能源产出规模，在园区周边适当布局热用户，可充分消纳园区的能源产出，提高能源效率和利用率。公众号：Aienergy0116（5）园区温室气体排放绩效比较为深入比较分区域园区的温室气体排放绩效，将园区经济发展、土地面积、从业人口规模等要素纳入考量，计算各区域园区的温室气体平均排放强度。强度计算采用该区域园区的总排放分别除以其总土地面积、总GDP和总从业人口（见表2-2）。图2-7213家园区温室气体排放分解矩阵结果显示，各区域园区之间温室气体排放强度差异性十分显著，各强度的区间范围是19,641~115,704吨/平方公里、0.76~5.93吨/万元和37~238吨/人。从单位土地面积排放来看，213家园区的排放强度远高于全国单位土地面积排放水平（1,358吨/平方公里，即全国总排放与国土面积比值[53]），意味着园区是全国范围内的空间排放热点，应将其作为温室气体减排的关键着力点。总的来看，华东、华中、华南的园区排放绩效优于其他区域园区；华北和西北的园区由于布局较多高耗能产业，且广泛采用燃煤供热以满足冬季热力需求，导致额外的燃煤消费量，因而其排放绩效相较其他园区有较大差距。具体分析来看，西北园区拥有最小的平均GDP（170亿元）和平均从业人口数（42,345人），以及第二小的平均土地面积（92km2），但平均排放量最大（1,006万吨CO2当量），导致其各项排放强度均明显较高。同时，华北园区拥有最小的煤及煤制品天然气原油及油制品煤矸石生活垃圾工业废料生物质电力热力华北1194.0110.105.E-05华东36021450.231.00.210.08华中351.50.893.E-040.261.E-02华南518.1225.E-03东北1041.21.273.23.E-04西北179115.60.330.103.E-03西南486.31.23.E-020.170.751.E-03华北140.51.547-2.2华东372.63.0254.3华中3.60.190.17120.12华南5.51.00.45-230.39东北110.169.E-03-13-14西北181.40.6919-3.7西南5.00.700.21230.27直接温室气体排放(兆吨CO2当量)间接温室气体排放(兆吨CO2当量)360-23公众号：Aienergy0117平均土地面积（84km2）和第二高的平均温室气体排放量（997万吨CO2当量），因此单位土地面积排放水平远超其他园区。分区域园区详细统计数据见附表2。基于上述结果，排放强度较高的华北和西北园区可作为推广温室气体减排技术的优先考虑对象。表2-2213家园区的温室气体排放平均强度区域单位土地面积温室气体排放(吨/平方公里)单位GDP温室气体排放(吨/万元)单位从业人口温室气体排放(吨/人)华北园区115,7042.61126华东园区41,3631.2448华中园区21,2080.7637华南园区19,6411.2262东北园区28,3111.7078西北园区109,4935.93238西南园区42,4701.3270全部园区45,2931.61682.2.3园区能源基础设施温室气体排放在园区直接排放中贡献显著为量化分析园区能源基础设施在园区排放中的贡献，考虑数据可得性，本研究进一步分析了49家园区的能源消耗数据，并通过燃料消耗量和燃料燃烧的排放因子核算得出园区能源基础设施的直接温室气体排放。由此，确定了能源基础设施排放在园区直接排放中的占比，见图2-8。结果显示，园区能源基础设施的直接温室气体排放为0.09~30.6兆吨CO2当量，且与园区经济体量无显著相关性。园区能源基础设施直接排放在园区直接排放中占比范围是38.4%~99.5%，中位数75.2%。这一结果证实了能源基础设施是园区温室气体排放的主要来源，为后续将园区能源基础设施作为温室气体减排重点提供了依据。通过分析园区能量流动，能源基础设施是园区的主要热力供应源。49家园区可按照80%占比划分为上下两个区域。从园区主导产业来看，能源基础设施温室气体排放在园区直接排放中占比高于80%的24家园区布局有更多热力消耗密集型产业，如化工、纺织、造纸等；而排放占比低于80%的25家园区布局有更多的高新技术产业，如电子、信息技术等，热力消耗相对较低。公众号：Aienergy0118图2-849家工业园区能源基础设施温室气体排放（注：图中横轴为设施排放体量的对数坐标轴，纵轴为设施直接排放在园区直接排放中的占比；气泡大小与园区工业增加值规模成正比。）2.3工业园区二氧化碳排放总体贡献占全国碳排放三成213家国家级工业园区2015年工业增加值为47,220亿元，二氧化碳总排放量为113,472万吨，此213家园区的二氧化碳平均排放强度为2.4吨/万元工业增加值。按照工信部《工业转型升级规划（2011-2015年）》发布的数据，“十一五”期间中国工业园区贡献了全国工业产出的50%以上[10]。保守估计，2015年工业园区贡献了50%的全国工业增加值，即117,484亿元[3]，则全国工业园区二氧化碳排放为282,324万吨。根据国际能源署数据，我国2015年能源相关二氧化碳排放为913,720万吨，则工业园区贡献了全国排放的31%，占比相当显著。随着近年来工业企业入园率逐步提升，例如至2020年诸多城市的化工企业入园率已达到80%，工业园区碳排放在全国的贡献率将会持续攀升，明确园区碳减排路径并推广行之有效的碳减排措施已刻不容缓。30%40%50%60%70%80%90%100%110%0.00.11.010.0100.0能源基础设施直接温室气体排放在园区直接排放中的占比能源基础设施直接温室气体排放(兆吨CO2当量)图例园区工业增加值：400亿元公众号：Aienergy01193.中国工业园区低碳发展路径3.12℃目标下2015-2050年工业园区二氧化碳需减排65%在实现2℃全球温控目标和我国自主贡献目标的双重压力下，极为有限的碳预算给中国工业园区高质量发展提出了更严格的要求，探究我国工业园区中长期低碳发展路径尤为关键。根据能源基金会近期发布的《中国碳中和综合报告2020》[57]，在2℃温控目标下中国工业部门2035年和2050年二氧化碳排放总量相比2015年需分别下降20~35%和50~80%。基于前文得出的2015年中国工业园区二氧化碳排放量为28.2亿吨，工业园区2015~2035年和2015~2050年二氧化碳排放量削减幅度参考上述工业部门降幅区间的中位数28%和65%作为后续研究的参考目标，进而规划园区未来排放轨迹和减排路径，即2035年和2050年全国工业园区二氧化碳排放量限值预期控制在20.3亿吨和9.9亿吨。由此，全国工业园区2015~2035年和2035~2050年的碳减排目标下限则需要分别达到7.9亿吨和10.4亿吨。基于此目标，第3-4章对中国工业园区低碳化的主要路径进行分析，并突出工业园区发展中形成的“园区物理边界内普遍建有可共享的能源、环境基础设施”这一特点，重点从基础设施低碳化及基础设施共生视角揭示工业园区二氧化碳减排的路径、潜力及成本效益。3.2四大减排路径推动工业园区深度低碳化3.2.1园区减排情景及潜力量化方法从工业系统和能源系统角度出发，结合供应侧和需求侧进行分析，工业园区碳减排路径涵盖以下方面：1）产业结构优化，降低高耗能行业比例；2）能效提升，涉及技术节能和能源产出率提升；3）能源结构调整，增加风能、光能、氢能、生物质能、工业余热、生活垃圾与污泥在能源消费中的比例；4）碳捕集、利用与封存（CarbonCapture,Utilization,andStorage,CCUS）。基于上述四种碳减排路径，并充分考虑不同工业增速下的园区经济发展情景，研究采用指数分解法进一步量化识别各路径的减排效果。指数分解分析和结构分解分析是目前广泛应用的两种分解分析法，在识别多种社会经济驱动力环境响应的相关研究中具有良好效果[58]。指数分解法与结构分解法相比，前者不依赖投入产出表，更适用于量化分析园区层面的时间序列数据[59,60]。具体地，本研究选用对数平均迪氏指数法（LogarithmicMeanDivisiaIndex，LMDI），其具有路径独公众号：Aienergy0120立、加总一致等优点[61]，在碳排放驱动力分析等政策研究中被广泛采用[62,63]。本研究以2015年作为基准年、2035年作为目标年，以及2035年作为基准年、2050年作为目标年，分别运用LMDI分解法量化经济增长带来的碳增量以及四种减排路径（产业结构优化与能效提升、能源结构调整、CCUS、区域电网混合电力碳强度下降）的碳减排潜力。根据我国工业增加值历史数据[3]，2019年全国工业增加值同比增长5.3%，2014~2019年期间工业增加值年均增长率为6.3%，工业增加值增速在未来一段时期将逐步放缓进而保持相对稳定。本研究设置低、高增速两种情景：低增速情景下，2015~2035年全国工业园区的工业增加值年均增长3%，2035~2050年均增长1.5%；高增速情景下，2015~2035年全国工业园区的工业增加值年均增长5%，2035~2050年均增长3%。四种碳减排路径的相关参数设置见表3-1。首先，能耗强度是单位工业增加值的综合能耗，反映了产业结构优化和能效提升的双重作用，参考值采用《国家生态工业示范园区标准（HJ274-2015）》，即低增速情景下2035年全国园区平均能耗强度达到生态工业园区水平，2050年在2035年基础上降低10%；高增速情景能耗强度水准略高于低增速情景。在能源结构方面，生活垃圾、生物质和污泥、余热、风、光、氢等非化石能源占比预期将显著提升。具体地，根据《生物质能发展“十三五”规划》[64]，生活垃圾焚烧和生物质的发电装机容量在2015-2020年将分别增长60%和32%，同时考虑到园区将污水处理厂污泥进行掺烧的工程应用不断增加（苏州工业园区、上虞经济技术开发区等），因此本研究设定两种情景下2035年的生活垃圾、生物质（含污泥）的比例将分别提升至1%和1.5%，至2050年保持不变。相似地，《“十三五”节能减排综合工作方案》[65]和园区实践案例均明确了工业余热的回收利用率将在未来一段时间内显著提升，因此设定余热在两种情景下2015-2035年期间从0.7%的占比均提升至2%。根据《国家生态工业示范园区标准（HJ274-2015）》，可再生能源使用比例至少达到9%，本研究取最低值，即高增速情景下到2035年全国园区风电、光电平均各占比4.5%，低增速情景下风、光各占比3%，至2050年保持不变。基于能源基金会《中国碳中和综合报告2020》[57]，工业生产过程将更多使用零碳氢能作为替代能源，其占比在2050年将提升至3-18%。本研究参考此取值范围以及工业园区减排总量限值，以1%作为步长，分别试算得出了实现减排目标的2035年和2050年氢能最低占比，并假设零碳氢能的生命周期碳排放因子为零。上述非化石能源占比提升将直接削减园区能源结构中的燃煤所占份额。公众号：Aienergy0121《中国电力行业2019年度发展报告》显示，2018年燃煤发电占全国发电量的64%，结合《中国碳中和综合报告2020》中CCUS至2035年和2050年分别覆盖化石燃料设施的30-65%和70-85%，据此设定高、低增速情景下工业园区CCUS覆盖率（见表3-1），其中2035年CCUS仅作用于燃煤设施，2050年扩展至燃气、燃油等设施；相应地，结合全国CCUS覆盖率和煤电占比，可推算出电网混合电力碳强度降幅，如表3-1所示。表3-12015-2050年中国工业园区碳减排路径参数设置参数年份数值说明能耗强度（吨标准煤/万元）20150.82实际数据2035（低增速）0.50国家生态工业示范园区标准（HJ274-2015）2050（低增速）0.45相比低增速2035年下降10%2035（高增速）0.40相比低增速2035年下降0.12050（高增速）0.35相比低增速2050年下降0.1能源结构-垃圾20150.42%实际数据2035/20501.0%生物质能发展“十三五”规划能源结构-生物质和污泥20150.49%实际数据2035/20501.5%生物质能发展“十三五”规划能源结构-余热20150.66%实际数据2035/20502.0%“十三五”节能减排综合工作方案能源结构-风电20150实际数据2035/2050（低增速）3.0%国家生态工业示范园区标准（HJ274-2015）2035/2050（高增速）4.5%能源结构-光伏发电20150实际数据2035/2050（低增速）3.0%国家生态工业示范园区标准（HJ274-2015）2035/2050（高增速）4.5%能源结构-氢能20150实际数据2035（低增速）5%参考《中国碳中和综合报告2020》取值范围，以1%为步长，碳减排目标为约束条件得出的下限值2050（低增速）9%2035（高增速）7%2050（高增速）10%CCUS覆盖率20150实际数据2035（低增速）30%仅针对燃煤设施2050（低增速）70%2035（高增速）40%针对燃煤、燃气、燃油设施2050（高增速）80%电网碳强度降幅（相对2015年）2035（低增速）20%按照CCUS覆盖率和煤电占比推算2050（低增速）40%2035（高增速）30%2050（高增速）50%公众号：Aienergy0122各年份能源结构和分品种能源的直接、间接二氧化碳排放因子在表3-2中列出。其中，直接排放因子参考自引自世界资源研究所发布的《GHGProtocolToolforEnergyConsumptioninChina(V2.1)》[52]；间接排放因子涵盖能源开采、生产、运输（传输）等上游环节的碳排放，取值参考自前文提及的中国生命周期基础数据库[50]，此本土化数据库已广泛应用于中国环境领域的相关研究。表3-2所列的煤及其制品、石油及其制品为能源大类，其对应的总体碳排放因子与各细分品种的排放因子和消费结构均相关，例如负的间接排放因子源于此类能源加工转换产出的二次能源品种大量净输出。各细分品种的碳排放因子可参考上述数据源。表3-2不同情景下能源结构与分品种能源生命周期碳排放因子（注：L表示低增速情景，H表示高增速情景）能源品种能源结构（%）CO2排放因子（t/GJ）20152035L2050L2035H2050H直接间接总计煤及其制品78.664.760.759.756.70.10000.00270.1028石油及其制品9.79.79.79.79.70.0785-0.00030.0782天然气8.28.28.28.28.20.05680.00420.0610电力2.82.82.82.82.8-0.25700.2570热力-1.0-1.0-1.0-1.0-1.0-0.11770.1177垃圾0.41.01.01.01.00.0330-0.0330生物质和污泥0.51.51.51.51.5--0余热0.72.02.02.02.0--0工业固废0.10.10.10.10.10.1289-0.1289其他0.10.10.10.10.1--0风力发电03.03.04.54.5-0.00790.0079光伏发电03.03.04.54.5-0.01860.0186零碳氢能05.09.07.010.0--03.2.2园区2015-2050年二氧化碳减排65%目标下四大路径之作为中国工业园区二氧化碳排放量驱动因子分解参考Kaya恒等式，可分解为经济总量、能耗强度、能源结构、能源碳强度等因子相乘的形式[61]，见式3-1。其中，C表示二氧化碳排放量（万吨），Ci表示第i种能源的排放量；IAV为工业增加值（亿元）；EI为能源强度（吨标准煤/万元）；ESi表示能源结构，即第i种能源所占份额；EFi表示第i种能源的生命周期碳排放因子（吨/吨标准煤）；i=1..6，依次表示煤、石油、天然气、电力、热力、非化石能源（垃圾、生物质和污泥、余热、风、光、氢等），具体如表3-2所示。𝐶=∑𝐶𝑖𝑖=∑𝐼𝐴𝑉×𝐸𝐼×𝐸𝑆𝑖×𝐸𝐹𝑖𝑖(3-1)公众号：Aienergy0123采用LMDI分解法，进一步将基准年T0到目标年T期间的二氧化碳排放量变化分解为上述各因子引起的变化量之和，见式3-2。其中，∆CIAV、∆CEI、∆CES、∆CEF分别代表工业增加值增长、能源强度下降、能源结构优化和碳排放因子改变导致的二氧化碳排放量变化，∆CEF又可进一步分解为CCUS覆盖率增加和电网碳强度下降带来的碳排放变化量，即∆CCCUS和∆CGrid。∆𝐶=𝐶𝑇−𝐶𝑇0=∑𝐶𝑖𝑇−𝐶𝑖𝑇0ln𝐶𝑖𝑇−ln𝐶𝑖𝑇0𝑖×(ln𝐶𝑖𝑇−ln𝐶𝑖𝑇0)=∑𝐶𝑖𝑇−𝐶𝑖𝑇0ln𝐶𝑖𝑇−ln𝐶𝑖𝑇0𝑖ln𝐼𝐴𝑉𝑇𝐼𝐴𝑉𝑇0+∑𝐶𝑖𝑇−𝐶𝑖𝑇0ln𝐶𝑖𝑇−ln𝐶𝑖𝑇0𝑖ln𝐸𝐼𝑇𝐸𝐼𝑇0+∑𝐶𝑖𝑇−𝐶𝑖𝑇0ln𝐶𝑖𝑇−ln𝐶𝑖𝑇0𝑖ln𝐸𝑆𝑖𝑇𝐸𝑆𝑖𝑇0+∑𝐶𝑖𝑇−𝐶𝑖𝑇0ln𝐶𝑖𝑇−ln𝐶𝑖𝑇0𝑖ln𝐸𝐹𝑖𝑇𝐸𝐹𝑖𝑇0=∆𝐶𝐼𝐴𝑉+∆𝐶𝐸𝐼+∆𝐶𝐸𝑆+∆𝐶𝐸𝐹=∆𝐶𝐼𝐴𝑉+∆𝐶𝐸𝐼+∆𝐶𝐸𝑆+∆𝐶𝐶𝐶𝑈𝑆+∆𝐶𝐺𝑟𝑖𝑑(3-2)经计算，得出低、高增速情景下我国工业园区面向2035年和2050年的排放量和四种碳减排途径各自的减排贡献，见图3-1和图3-2。总的来说，经济增长带来的碳排放新增量十分显著，但通过四种减排途径可以将其抵消并实现净减排，即实现2015-2035年和2035-2050年分别减排28%和51%的目标。图3-1中国工业园区面向2035和2050年的碳减排路径-低增速情景具体来看，2015-2035年期间，产业结构调整与能效提升（即单位工业增加值产出的能耗下降）的碳减排潜力最为显著，非化石能源占比提升和CCUS覆盖公众号：Aienergy0124率增加也可带来可观的碳减排效果。电网碳强度下降的减排效果并不明显，这是由于园区从电网净输入电力在园区总体能源消费中占比十分有限，仅不足3%，即园区物理边界内自备的能源基础设施在2015年已基本能实现电力的自给自足。此外，从生命周期碳排放因子来看，由于电力的生产、转换、传输过程中的损耗较大，对于园区这一直接耗电量较大的经济体而言，由本地生产电力并实施大用户直供，实现就地消纳，将具有更好的低碳绩效。从时间跨度来看，产业结构优化、能效提升、能源结构优化在2035-2050年期间的减排贡献将明显减小，表明至2035年此三方面的碳减排潜力基本挖掘殆尽，远期的深度减排需主要依靠持续推进工业生产活动中的系统优化、区域层面的产业布局优化和末端针对性的CCUS，进而完成总体碳减排目标。图3-2中国工业园区面向2035和2050年的碳减排路径-高增速情景进一步，将能源结构优化的碳减排效果分解为生活垃圾、生物质和污泥、余热、风、光、氢等六种能源，研究各自的减排贡献。针对特定基准年和目标年，本研究采用下述取值作为每种能源在能源结构优化碳减排总量中的贡献权重：某种能源的增长份额÷非化石能源总增长份额×（1-某种能源的碳排放因子÷煤的碳排放因子），进一步得到表3-3所示的六种非化石能源占比提升相应的碳减排贡献。公众号：Aienergy0125结果显示，碳减排贡献最显著的为氢能、风电、光伏，此三者在2015-2035年期间减排贡献率总计可达79%-84%，尤其氢能在2035-2050年可贡献100%，是能源结构深度减排最有潜力的措施。而垃圾、生物质和污泥、余热三类由于在能源结构中占比较小，贡献并不显著。考虑到本研究采用较保守的参数取值，此三类能源在2035-2050年期间所占份额并未有进一步增长，若未来大力提升此三类能源的回收利用率，并改进焚烧炉技术以降低煤掺烧比例，其带来的碳减排效果有望进一步增加。表3-3六种非化石能源占比提升的碳减排贡献（注：L表示低增速情景，H表示高增速情景）能源品种二氧化碳减排量（亿吨）碳减排贡献比例2015-2035L2015-2035H2035-2050L2035-2050H2015-2035L2015-2035H2035-2050L2035-2050H垃圾-0.10-0.10003.0%2.2%00生物质和污泥-0.26-0.26007.8%5.8%00余热-0.34-0.340010.4%7.6%00风电-0.70-1.050021.3%23.6%00光伏-0.63-0.940018.9%20.9%00氢能-1.27-1.78-0.66-0.4938.5%39.8%100%100%4.以基础设施为核心的中国工业园区低碳措施建立工业园区是全球经济发展的一个普遍现象。工业园区因企业集聚，在产业链、供应链构建，以及基础设施共享方面具有得天独厚的优势，也是园区绿色发展的重要举措。基础设施方面，基本的要求为“九通一平”，其中可共享的集中式能源基础设施和环境基础设施是极为重要的两类，前者以服务园区的集中式热电联产和热力厂为主，后者以集中式污水处理厂为主，后者也是“十三五”期间国家“水十条”推进园区水污染防治的重要着力点。中国的工业园区80%以上在其物理边界内建设有能源基础设施和环境基础设施，这些基础设施服役周期长，排放具有锁定效应。本研究基于前期建立的基础设施数据库，深入探究了基于基础设施视角的工业园区碳减排潜力。此外，我们提出推进园区的碳减排，重点之一落脚在基础设施，这与仔细梳理园区现行低碳政策措施的得出的结论一致。以下4.1节首先对工业园区现行低碳政策措施分析以识别关键技术，进而全面剖析了园区能源基础设施存量的结构特征及其环境影响，提出了能源基础设施五项减排措施并量化了其多污染物协同公众号：Aienergy0126减排的潜力和经济效益，最后从“能源—水”耦合的视角，阐明了通过园区基础设施共生进一步挖掘碳减排潜力的可行性。4.1工业园区现行低碳政策措施分析与关键技术基于文献调研，一方面，将现有政策措施或实践中推动工业园区低碳发展的关键行动及政策措施进行识别和分类，识别政府管理部门推动低碳转型的措施以及减排效果，按普适性高低和减排效果强弱对减排技术途径进行分类；另一方面，分析文献中已开展的工业园区温室气体排放核算案例研究，以及针对案例园区提出的温室气体减排及低碳发展政策建议。进一步地，基于项目前期研究构建的大样本园区数据库，分析数据库中园区现行低碳政策措施，评价其实施效果、障碍、成功要素、驱动力等。进而，结合国家低碳发展、能源革命相关政策，从可行性、普适性等角度，筛选出减排效果显著、普适性高的适合园区特点的温室气体减排关键技术。4.1.1园区低碳措施的精确性、普适性和量化评价亟待提升基于中英文文献调研，对我国工业园区已实行的低碳政策措施及其减排效果进行梳理分析，进而从中识别减排潜力显著的共性措施在全国园区进行推广。通过在WebofScience核心合集采用检索式“(industrpark)AND(carbonORCO2ORgreenhousegasORGHG)AND(Chin)”进行标题检索，共筛选出Article与Review两种类型16篇论文，经进一步人工遴选，最终识别出包含园区减排政策措施的英文论文14篇。同时，通过在中国知网采用检索式“SU='中国'andSU='工业园区'and(SU='碳'orSU='温室气体')”进行主题检索，共筛选出16篇期刊论文和12篇学位了论文，经进一步人工遴选，最终识别出包含园区减排政策措施的中文论文7篇。筛选后的中英文文献涉及园区案例、碳减排措施及实施效果（或碳减排政策建议及减排潜力）总结为表4-1。从园区案例样本来看，目前系统化的碳减排政策体系在园区层面推进仍有很大提升空间，目前仅有20余家园区具有明确的碳减排针对性措施。经过对已实施的碳减排措施或未来政策建议，可以得出减排措施涉及多部门工程与管理策略，可分为共性措施和特征措施两类：前者针对大多数园区均有适用效果，主要作用于能源系统尤其是能源基础设施；后者为针对园区重点行业的定制性措施，对该园区效果显著，但适用范围受限。此外，多数措施仅进行了定性分析，其作用对象未明确到操作层面，尚未定量识别其成本和效果，一定程度限制了该措施的进一步推广。公众号：Aienergy01274.1.2能源基础设施提效及低碳化是园区温室气体减排的核心途径工业园区发展中形成的一个重要特征是基础设施共享（通常称为九通一平），在园区物理边界内或周边通常建设有能源供应、污染治理基础设施[66]，基础设施共享已成为园区发展的主要特征[4]。一方面，能源供应、环境治理等基础设施普遍服役周期长，环境影响具有锁定效应；另一方面，当前工业园区和基础设施的减排研究各自独立，若将二者进行耦合研究，可进一步从操作层面识别出具有较高实践价值的减排技术，并基于设施层面精确量化其减排效果。基础设施是园区物质能量代谢的关键节点，将园区能源、水、污染物等要素耦合在一起[40,67]，通过物质代谢调控，可提高园区资源能源效率。基础设施也是园区温室气体排放的主要来源，前文结果显示，能源基础设施平均贡献了园区直接碳排放的75%。特别地，能源基础设施在园区排放中占据显著地位。本团队前期开展的研究显示，（1）以多产业集聚的综合类园区——北京经济技术开发区为例，构建含能源、工业过程和产品使用、废弃物处理处置三个部门的园区温室气体（greenhousegas,GHG）核算方法，研究2005-2013年园区GHG排放量与排放强度的演变特征，发现能源消耗相应的GHG排放占园区总排放的比例保持在94%~97.8%，呈现锁定效应；（2）以精细化工园区——杭州湾上虞经济技术开发区为例，核算能源、产品生产、废弃物处理三个部门的碳排放，工业过程覆盖380种原料、130种产品生产过程，发现2006-2017年期间能源消耗的GHG排放占比稳定在75%左右。这2个不同类型的园区的研究显示，能源消耗相应的GHG排放在园区均占较大比例。能源基础设施共享是园区建设的一个重要特征，具有普遍性。中国工业园区能源基础设施存量仍在持续积累，能源基础设施投运后服役期长，对于园区温室气体排放具有长期的锁定效应[68]。集中式污水处理厂是园区另一类典型的公共基础设施。目前污水处理厂面临着日益严格的排放标准要求，在提标的同时导致污水处理厂能耗增加。协同污水处理厂提标与节能，在能源基础设施和环境基础设施之间构建共生体系，具有较大的减排潜力。实现基础设施服务与温室气体排放的解耦，尤其是能源基础设施的脱碳，对于实现中长期应对气候变化目标具有重要现实意义。公众号：Aienergy0128表4-1已开展研究的中国工业园区案例及碳减排措施案例园区作用对象已实施的碳减排措施/研究提出的政策建议碳减排量占园区排放比例（%）上海金桥经济技术开发区(Liuetal.,2011)[69]供热以城市污水污泥和再生油替代部分煤作为能源2020年相比2015年能源强度下降23%。苏州工业园区(LiuL.etal,2012)[30]园区整体1）绿色建筑2）绿色出行3）太阳能与地热能利用4）污泥焚烧发电5）绿色照明6）产业结构调整7）能源审计8）外部电网低碳化2015相比基准情景共减排20%，其中1)21%,2)13%;3)6%;4)3%;5)15%;6)14%;7)17%;8)11%苏州工业园区(WangH.etal,2013)[31]园区整体1）工业部门能源审计与节能改造2）热电厂煤制气；3）造纸设备改进4）绿色建筑开发5)实行建筑节能规范6）地热能与太阳能利用7）地铁建设运营2020相比基准情景共减排43%，其中1)47%,2)15%;3)15%;4)14%;5)5%;6)3%;7)1%东北某钢铁工业园区(ZhangH.etal,2013)[70]钢铁行业1）干熄焦余热回收2）煤气-蒸汽联合循环发电3）利用钢渣碳捕集-北京经济技术开发区(LiuW.etal,2014)[32]园区整体1）提升能源基础设施能效2）促进碳密集型行业减排3）加强废弃物管理-106家国家生态工业示范园区(GuoY.etal,2016;GuoY.etal,2017)[71,72]能源基础设施1）煤改气2）热电技术升级3）上大压小-213家国家级经济技术开发区(GuoY.etal,2018)[73]园区整体1）清洁能源（天然气、生物质等）替代燃煤2）提升工业燃煤锅炉效率3）外部电网低碳化2030年相比基准情景共占减排7%，其中1)50%;2)23%;3)27%20家低碳工业园区试点(YuX.etal,2018)[74]园区整体1）加速淘汰碳密集部门落后过剩产力产能2）加强重工业低碳技术开发3）优化产业结构，促进高附加值、低碳产业的发展-公众号：Aienergy0129续表4-1已开展研究的中国工业园区案例及碳减排政策措施案例园区作用对象已实施的碳减排措施/研究提出的政策建议碳减排量占园区排放比例（%）3家低碳工业园区试点(YuX.etal,2018)[75]园区整体鄂托克经济开发区：1）制定企业落后产能提出计划2）制定严格的新建项目低碳准入门槛3）高耗能产业节能循环改造4）提高资源综合利用水平5）鼓励技术创新提高产品附加值；金桥经济技术开发区：1）加快产业结构调整2）改善支柱产业的生态产业链得到改善3）绿色供应链管理4）企业单位能耗碳排放评价与碳足迹核算；宜兴环保科技产业园：1）转变产业结构，提高生产率和资源效率2）制定战略性新兴产业发展的优惠政策3）大力发展金融服务业和节能服务业4）增加清洁能源的使用5）推进产城融合。-苏州工业园区(LiuT.etal,2018)园区整体1）产业结构调整2）能源结构调整3）消费方式转变-152家国家级经济技术开发区(HuW.etal,2019)[76]污水处理基础设施1）改进废水处理技术，减少不可降解有机物，污水集中处理化；2）优先选择生物处理工艺，降低电力消耗和运行成本；3）在厌氧生物处理装置中收集沼气并利用；4）污泥焚烧发电、土地应用和建筑材料应用作为优先处置方案；5）鼓励园区使用生物能源。-智慧工业园区综述(WangY.etal,2019)[77]园区整体1）工业过程实施监控2）智慧能源资源管理3）高效物流4）安全风险监控5）需求侧管理-公众号：Aienergy0130续表4-1已开展研究的中国工业园区案例及碳减排政策措施案例园区作用对象已实施的碳减排措施/研究提出的政策建议碳减排量占园区排放比例（%）永城经济技术开发区(ZhangM.etal,2020)[78]园区整体1）工业余热利用2）工业能效提升3）生物质与光伏发电2017相比基准情景共减排23%，其中1）48%，2）46%，3）6%江西99家国家级和省级工业园区(李亮,2010)[79]园区整体1）优化产业及能源结构；2）提高低碳人才及技术；3）制定合理低碳政策法规-宝钢集团产业园区(卢红兵,2013)[80]钢铁行业1）清洁能源开发利用；2）合并落后产能；3）发展环境友好产品-苏州工业园区(张敏高,2013)[81]园区整体重点行业和领域推进减排政策2015相比2010减排20%。聊城信发生态工业园区(于斐,2015)[82]园区整体导入十一种工业共生方式-安丘青龙山低碳产业园(惠刚,2015)[83]园区整体1）优化园区规划布局；2）加快产业低碳化发展；3）转变能源利用方式；4）加强园区管理-永城经济技术开发区(高宇,2019)[84]园区整体优化设计园区内部共生与城市共生的链条-西北地区工业园区(高新才,曹昊煜,2019)[85]园区整体1）调整能源消费结构，降低工业生产对化石能源的依赖；2）激励低碳技术研发，推广低碳技术应用；3）调整产业结构，优化工业生产-公众号：Aienergy0131报告综合考虑园区设施存量特征、园区实践措施和国家相关能源政策，分析园区设施存量演化的驱动力，并识别出园区设施温室气体减排的主要技术参考的相关政策主要包括《能源生产和消费革命战略（2016-2030）》《能源发展“十三五”规划》《“十三五”节能减排综合工作方案》《电力发展“十三五”规划》《生物质能发展“十三五”规划》《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014-2020年）》《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》《国家应对气候变化规划（2014-2020年）》等中央政府发布的文件[64,65,86-90]。首先，针对国家生态工业示范园区开展研究，结合园区设施演化特征和具体园区案例，可进一步分析园区设施演变的驱动力，总结为表4-2。表4-2园区能源基础设施存量演变特征及驱动力特征代表性案例驱动力1燃煤机组改造为燃气机组1#园区，1105+576MW（均于1996年投产）于2009年被替代；68#园区,26MW（1999年投产）+13MW（2005年投产）于2013年全部被替代清洁能源技术的推广，污染排放约束趋严2淘汰小容量低效机组，上大压小4#园区，2015年由2600MW替代212+125+4125MW；5#园区,2012年由2350MW替代212+260MW规模效益驱动，污染排放约束，热效率提升的需求3纯发电机组经抽凝改造，升级为热电机组2#园区，2330MW（1993年投产）+2330MW（1994投产）于2012年改造热力需求，热效率提升4抽凝机组改造为背压机组，新建背压机组增多17#园区，112MW（2005年投产）于2012年改造；56#园区，112MW（1993年投产）于2005年改造；78#园区，212MW（1996年投产）于2010年改造煤炭不断涨价，电价涨价迟缓，而热价相对较高，因此背压机组经济性更高5热电联产升级为热电冷或更多二次能源品种的多联供1#园区，150MW能源品种的多样化需求，热效率提升6园区能源基础设施的多功能化，既作为能源生产者，也担当园区及区域的废物分解者57#园区，26MW（2003年投产，垃圾焚烧产能）；66#园区，224MW（2004年投产，污泥焚烧产能）71#园区，115MW+16MW（2006年投产，垃圾焚烧产能）；园区热力需求，燃煤小机组建设受控，园区生活垃圾消纳、污水处理厂污泥消纳的需求，政策支持，缓解邻避效应公众号：Aienergy0132续表4-2园区能源基础设施存量演变特征及驱动力特征代表性案例驱动力7采用更高效清洁的能源技术1#园区，天然气联合循环机组275MW技术创新的推动，效率提升的需求8燃料类型的多样化，包括非常规燃料和可再生能源的应用煤矸石，74#园区，2135MW（2008年投产）；生物质，71#园区，112MW（2013年投产）；余热，2#园区，150MW（2003年投产）；太阳能，10#园区，10MW（2012年投产）产业共生体系的完善，能效提升、废物减量化的需求，技术创新，政策支持，可持续发展的要求9邻近园区设施共享48#和58#园区共享48MW；55#和56#园区共享55MW；20#和77#园区共享24MW地理位置邻近，减少基建成本，园区设施规模效益10园区向外部区域供能2#、10#、17#、19#、34#、36#、45#、51#、66#、69#和75#园区日益增长的能源需求，园区设施规模效益（注：园区序号对应附表5。）随着园区经济发展，能源基础设施的建设具有一定阶段性。园区新增产业使热力需求逐步增长，而一次性投产大容量机组的建设成本过高，且无法保证设备未来能得以充分利用，因此园区倾向于分阶段建设小容量机组。然而，随着节能减排政策要求，小容量机组近年来逐渐被大容量机组替代。部分园区近期新增的大容量机组通常不仅为园区服务，也是周边地区的能源供应中心，某些园区也存在共用一座能源基础设施的现象。这意味着园区能源基础设施不仅需满足园区自身需求，也可考虑发挥规模效应。若园区设施扩大服务范围，则供热管网的建设及管网损耗的降低还需进一步加以关注。此外，园区能源基础设施不仅是园区的能源生产者，同时也作为废物分解者，在解决区域环境问题方面发挥重要作用，如消纳生活垃圾和污水处理厂剩余污泥、构建产业共生网络提高区域资源能源效率等。下面选取代表性园区案例作简要说明，分析其能源基础设施特征和减排实践措施。以上虞经济技术开发区（附表5的71#园区）为例，园区创建于1998年，被科技部确定为“中国精细化工特色产业基地”。2007年，上虞园区被浙江省发改委授予生态工业园区示范点。园区以精细化工为主导，染料和医药两大产业贡献了园区三分之二以上的产值。通过采集园区能流信息，以能源基础设施为节点，绘制2013年上虞园区的能流图（图4-1），图中箭头宽度与能流数值成正比。公众号：Aienergy0133图4-1上虞工业园区能流图（2013年）上虞园区建设有两座集中式能源基础设施，分别为上虞杭协热电有限公司（215MW，2005年投产）和浙江春晖环保能源有限公司（15MW+6MW（2006年投产）+12MW（2013年投产））。图3-1清晰展示了上虞园区在2013年能量代谢，园区能源基础设施具有如下演化特征：（1）杭协热电和春晖环保分别有15MW和6MW抽凝机组升级为背压机组，能效显著提升；（2）春晖环保燃料类型多样化，包括煤、生活垃圾、污泥，生物质等，不仅作为能源生产者，还担任区域的分解者功能，消纳园区及上虞市生活垃圾、园区集中式污水处理厂剩余污泥和农田秸秆废物。此外，园区企业硫磺制酸的反应余热得以充分利用，产出的蒸汽用于染料生产，产出电力直接上网。在连续10余年收集大量数据的基础上，进一步对工业园区的能耗和能效进行了定量分析，并对10种节能措施的节能潜力和成本效益进行了评价。结果表明，2007年其两座热电厂的能源效率分别为81.5%和56%。上虞园区的能源效率约为4626kJ/USD(工业总产值)，仅为我国化工原料及化工产品制造业的20%-25%。十项措施（表）的节能潜力约占2007年工业园区能耗的11%，需总投资3500万美元。上虞园区的节能措施在我国其他精细化工园区具有普遍的可复制性，研究结果表明，精细化工园区最具发展前景的节能技术措施有五种：1）变公众号：Aienergy0134频技术的应用；2）高效耗汽干燥器的应用；3）高效冰箱的应用；4）蒸汽冷凝液的回收，以及5）提高变压器的功率因数。表4-3上虞工业园区节能措施措施编号目标应用变频技术TS1采用单机容量50%以上的变频调速技术设备升级TS2烘干炉、烘干室、双锥烘干机和平板烘干机100%被气流烘干机取代TS3TFC全部被ACC取代TS4PFPF全部被CDPF取代TS5PCR全部被SCR取代热回收TS6回收50%蒸汽冷凝液TS7所有自备燃煤燃油炉的热回收能源分配网络优化TS8S7型和S9型变压器均升级为S11型TS9所有变压器的功率因数都提高到90%TS10园区的输电线路从10kV改进为20kV图4-2上虞工业园区节能潜力4.1.3园区园区能源基础设施温室气体减排五大共性技术基于上述政策分析及典型案例剖析，结合普适性和实际可操作性，在园区设施特征和园区现有实践措施基础上，研究识别出园区能源基础设施温室气体减排5项共性技术（图4-3），具体如下：M1：燃煤锅炉改造为燃气锅炉；M2：推广垃圾焚烧炉替代燃煤锅炉；M3：抽凝/纯凝汽轮机升级为背压汽轮机；公众号：Aienergy0135M4：大容量燃煤机组替代小容量燃煤机组；M5：大容量天然气联合循环机组替代小容量燃煤机组。主要减排技术的筛选需兼顾可行性和普适性，从而在全国园区层面实现切实可观的减排效果。基于园区设施存量以小容量燃煤机组为主的特点，燃料替代和技术升级是两种主要途径。可再生能源从目前园区实践状况和发展趋势来看，对燃煤的替代潜力仍十分有限。例如，风电需要占用较多土地资源，而园区本身用地面积紧张，因此风电不适于在园区大规模发展。以煤矸石或余热为能源输入的机组，受限于园区主导产业类型，通常适用于化工为主导的特定园区。此外，由于整体煤气化联合循环机组具有投资成本较高和可靠性较低的特点[91]，其适用性低于天然气联合循环机组。图4-3园区能源基础设施温室气体减排主要技术4.2工业园区能源基础设施存量特征与环境影响4.2.1园区能源基础的结构特征呈“大少小多”特征本项目构建的数据库统计显示，截至2014年底，1604家园区能源基础设施包括2127个能源企业（热电厂、发电厂或供热厂）的4706个机组。其中，850家园区建设有能源基础设施。4706个机组共524GW，其中退役机组164个（9,013MW），现役机组4542个（515GW），占同年全国发电装机总容量的38%。此外，由于园区无水电设施，园区在役机组总容量占全国非水力发电容量的48%。本节将多角度分析园区能源基础设施存量的结构特征及其演化，作为后续园区设公众号：Aienergy0136施存量低碳化转型的基础性工作。首先，从容量结构、燃料结构、技术结构角度分析1604家园区的能源基础设施现状，见表4-4~表4-6。表4-4园区能源基础设施容量结构容量等级容量数量数值（MW）占比（%）数值（个）占比（%）≥600MW169,85033.02505.5[300,600)MW199,47438.861313.5(200,300)MW20,2843.9902.0(120,200]MW55,27010.73487.7(30,120]MW33,3686.555012.1≤30MW36,2887.12,69159.2总计514,5331004,542100从表3-4可见，机组容量结构体现出“大容量机组少，小容量机组多”的特点：300MW及以上的大容量机组占总容量的72%和总数量的19%，而30MW及以下的小容量机组占总容量的7%和总数量的59%。总体而言，大容量机组的能源效率表现高于小容量机组（见附表7）[92]，因此将园区的小容量机组进行规模升级将带来显著节能减排潜力。4.2.2园区能源基础设施对煤的依赖度高于全国水平从机组燃料结构来看（表4-5），总容量的87%为燃煤机组，远高于全国燃煤机组容量占比（61%[93]），表明园区能源基础设施对煤的依赖度高于全国水平；其次是燃气机组，占总容量的8.2%；可再生能源机组，包括生物质、沼气、风能、太阳能、地热能，仅占0.92%；其余机组为柴油、煤矸石、煤气、余热、生活垃圾、污泥等非常规能源驱动的机组，共计占4.1%。总体来看，园区设施的燃料具有多样化特征，但燃煤机组和天然气机组仍占绝对主导，共计占比95%。因此，大力发展非常规能源和可再生能源驱动的能源基础设施，替代现有燃煤设施存量，将带来显著的温室气体减排效益。4.2.3园区能源基础设施存量技术结构以凝气机组为主表4-6展示了园区能源基础设施存量的技术结构。纯凝机组即纯发电机组的容量占比最高，达到48%；抽凝热电机组数量最多，占总数量的48%和总容量的41%。从能源产出来看，热电联产是机组的主要输出形式，包括抽凝机组、背压公众号：Aienergy0137机组以及部分天然气联合循环和煤气联合循环机组。热电机组共计占总容量的48%和总数量的61%。2014年全国热电机组总容量为283GW，占火电机组总容量的30.8%[93]，可见园区中热电机组容量占比明显高于全国水平。表4-5园区能源基础设施燃料结构燃料类型容量数量数值（MW）占比（%）数值（个）占比（%）煤446,42186.763,42175.32天然气42,2248.212345.15柴油2,5300.49350.77煤矸石6,9001.341192.62煤气4,2190.82801.76余热4,6970.912094.60生活垃圾2,3630.461974.34污泥4630.09230.51生物质2,9340.571132.49沼气50.00130.07风能3330.0690.20太阳能1,4180.28962.11地热能270.0130.07总计514,5331004,542100表4-6园区能源基础设施技术结构技术类型容量数量数值（MW）占比（%）数值（个）占比（%）纯凝247,43148.11,47232.4抽凝209,94540.82,15747.5背压7,3641.447510.5天然气联合循环40,4347.91763.9煤气联合循环1,2150.270.2整体煤气化联合循环2650.110.0无汽轮机7,8781.52545.6总计514,5331004,542100公众号：Aienergy0138热电联产设施通常作为园区的主要热力源，产生热力直接供给企业用户。在相同能源产出的条件下，热电联产由于将发电后的蒸汽用于供热，相比热电分产可显著减少燃料输入，进而提高综合热效率[94]。热电联产的节能减排效果明显，与工业园区低碳发展的要求相一致，这使热电设施在园区的进一步普及成为必然。根据本研究数据库中相关统计指标显示（附表8），背压式机组发电效率最高，但背压机组要求在较高的热负荷下运行，才能充分发挥其效率优势。进一步分析，园区热电联产现役机组以抽凝式机组为主，背压式机组数量较少，因此在园区未来发展中，新建高效背压机组并对现有抽凝机组进行背压技术升级，可实现能源效率的较大提升，从而进一步削减园区温室气体排放。4.2.4园区能源基础设施空间分布及演化特征1604家园区的能源基础设施地理位置分布见图4-4，可见园区间总装机容量差异明显，在1.2~6,706MW范围内。设施多分布在沿海地区，其中辽宁、河北、山东、江苏、浙江、广东6省的园区机组占总容量的47%。图4-41604家园区的能源基础设施空间分布图4-5展示了1604家园区能源基础设施存量的演化。从投产时间来看，第一台机组出现在1958年，是中国最早的一批抽凝热电机组，当时仅为企业自身服务，随后该区域逐步形成产业集群进而成立园区，相应热电设施也转为给全区供热。于2001~2010年间投产的机组占总容量的58%，从30年服役年限来看[95]，公众号：Aienergy0139此部分机组的剩余服役时间在20年以上，属于相对年轻的机组。燃煤机组在2004~2010年间快速增长，并且由于国家能源政策的驱动[96]，2007年以来的新建机组多数在300MW及以上。2010年以后燃煤机组增长逐渐放缓，这是由于中国燃煤机组容量相对过剩[97]，导致机组设备的年利用小时数近年来持续下降[98]。因此，中国政府在“十三五”期间已开始严格控制新增煤电项目[88,99]。图4-51604家园区的能源基础设施存量演化（注：柱状图表示园区能源基础设施容量结构，饼图表示设施燃料结构，面积图表示设施累积存量，计算公式为：当年存量=上一年存量+当年新增-当年退役。）4.2.5园区温室气体、二氧化硫和氮氧化物排放及淡水消耗的整体判断总的来说，园区设施存量特征可以总结为四个“多”：燃煤机组多，小容量机组多，热电联产机组多，年轻机组多。基于前文工作中的园区能源基础设施数据库和环境影响核算方法，核算了中国1604家省级及以上工业园区4542个在役能源基础设施机组（共计515GW）在2014年的温室气体排放、淡水消耗、二氧化硫排放和氮氧化物排放，并基于地理信息系统作环境影响空间分布图（图4-6）。2014年，园区能源基础设施的年度总温室气体排放为23.5亿吨CO2当量，总淡水消耗为33.9亿立方米，总二氧化硫排放为235万吨，总氮氧化物排放为307万吨，分别占同年全国温室气体排放、全国工业耗水量、全国二氧化硫排放和全国氮氧化物排放的18%、4.6%、12%和15%[56,100,101]。这一结果表明，园区公众号：Aienergy0140设施的环境影响在全国层面占据不可忽视的地位，设施存量的低碳化转型和绿色发展对于应对全球气候变化和改善区域环境质量具有重要作用。能源基础设施是园区物质能量代谢的关键节点，也是园区温室气体排放的主要来源，平均占园区直接温室气体排放的75%。因此，园区能源基础设施的环境影响可在量级上代表整个园区的环境影响，尤其是温室气体排放。从空间分布来看，绝大部分环境影响集中在沿海发达地区的工业园区。例如，辽宁、河北、山东、江苏、浙江和广东6省的园区设施温室气体排放占总排放的51%，淡水消耗、二氧化硫排放和氮氧化物排放分别占园区设施总量的47%、52%和51%。从燃料类型来看，燃煤机组贡献了温室气体总排放的92.1%，天然气、煤气、煤矸石和其他燃料机组分别贡献2.8%、2.2%、1.9%和1.1%；从机组容量来看，大于等于600MW、大于等于300MW且小于600MW、小于300MW的机组分别占温室气体总排放的31%、33%、36%。特别地，小于300MW的燃煤机组占温室气体总排放的30%、淡水总消耗的38%、二氧化硫总排放的49%和氮氧化物总排放的35%，此类机组具有较为显著的环境绩效提升潜力。（a）温室气体排放公众号：Aienergy0141（b）淡水消耗（c）二氧化硫排放公众号：Aienergy0142（d）氮氧化物排放图4-61604家园区能源基础设施的环境影响（2014年）园区在役能源设施存量如保持当前结构及技术性能工作至自然退役，从机组剩余服役时间来看，所有设施机组存量的平均剩余服役年限为18年（基准年为2014年），即剩余服役时间跨度平均为2015~2032年。此时间段与实现2030年左右碳排放达峰在时间尺度上高度重合，这意味着园区设施提高能效及低碳化改造将会对实现达峰目标做出重要贡献。根据前述方法，测算了1600余家园区在役能源基础设施存量在其剩余服役时间的累积温室气体排放、淡水消耗、二氧化硫排放和氮氧化物排放，分别为462亿吨CO2当量、648亿立方米、4501万吨和5786万吨。4.3工业园区能源基础设施碳减排的环境与经济协同效应显著4.3.1五项减排措施与园区在役能源基础设施的适配综合园区能源基础设施存量特征、园区实践措施和国家相关能源政策，识别出针对园区设施的5项温室气体减排主要技术，在多数园区中具有较高的适用性和可行性，分别为：燃煤锅炉改造为燃气（M1），垃圾焚烧炉替代燃煤锅炉（M2），抽凝/纯凝汽轮机升级为背压汽轮机（M3），大容量燃煤机组替代小容量燃煤机组（M4），大容量天然气联合循环机组替代小容量燃煤机组（M5）。为实现建模量化，进一步从操作层面考虑，将各减排技术与适用机组进行匹配，考虑机组公众号：Aienergy0143的单机容量、燃料类型、技术类型、能源效率、投产时间、地理位置等属性，以及燃料消费额度等外部因素限制。图4-7园区能源基础设施温室气体减排的主要技术及其适配机组各减排技术及其适配机组简要概括为图4-7，横轴为技术类型，纵轴为容量等级，左边部分为园区设施存量中与M1~M5适配的机组，右边部分为经M1~M5改造或替代后的机组。例如，M1适配机组为120MW及以下燃煤纯凝机组，改造后为相应容量的燃气纯凝机组，M2~M5以此类推。4.3.2单一措施情景和综合情景下的减排潜力及协同环境效益“年份-存量”模型中设置了基准情景和减排情景，减排情景包括单一措施情景（M1~M5情景）和综合情景。基准情景下，园区设施存量性能保持不变，直到正常退役；减排情景下，M1~M5技术单独作用或共同作用，对适配机组进行改造或替代。经模型定量计算，1604家园区4542个能源基础设施机组的温室气体减排潜力、协同环境效益和材料消耗见表4-7。模型结果显示，所有减排情景均有显著的温室气体减排潜力，大多数情景在淡水节约、二氧化硫减排和氮氧化物减排方面具有协同环境效益。M4和M5情景由于涉及新建机组，其材料消耗明显高于对现存机组进行改造的M1~M3情景。综合情景下，通过将M1~M5技术进行组合实施，相比基准情景可分别实现温室气体减排、淡水节约、二氧化硫减排和氮氧化物减排10.1%、38.1%、26.0%和10.6%。同时，综合情景下园区能源基础设施机组在其剩余服役时间的累积温室气体减排潜力可达46.8亿吨CO2当量，相当于IPCC《全球升温1.5℃特别报告》中2℃和1.5℃全球碳预算（三分之二机会将温升限制在2℃/1.5℃的碳预算，11700亿吨/4200亿吨CO2当量）的0.4%和1.1%[102]，减排潜力相当可观。公众号：Aienergy0144表4-7园区能源基础设施的温室气体减排潜力、协同环境效益和材料消耗指标M1M2M3M4M5综合环境影响∆温室气体排放（亿吨CO2当量）-3.15-12.5-23.0-11.8-12.1-46.8∆淡水消耗（亿立方米）1.7816.3-203-83.2-25.1-247∆二氧化硫排放（万吨）-113-295-381-825-302-1,170∆氮氧化物排放（万吨）-94.848.3-343-472-188-615∆温室气体排放（%）-0.68-2.72-4.99-2.56-2.61-10.13∆淡水消耗（%）0.272.52-31.23-12.83-3.87-38.05∆二氧化硫排放（%）-2.52-6.55-8.46-18.32-6.72-26.00∆氮氧化物排放（%）-1.640.84-5.92-8.16-3.24-10.63材料消耗∆混凝土（万吨）1,194166623∆钢（万吨）0.27911.949.738252.7246∆铁（万吨）4.660.6932.48∆铝（万吨）3.150.3461.55（注：∆表示减排情景与基准情景的差值；环境效益包括直接部分和间接部分，直接部分是燃料节约或替代、机组技术升级或机组替代产生的直接效益，间接部分是通过节能、节水、耗材以避免或增加的能源、水、材料上游生产过程环境影响。）4.3.3各容量等级机组不同情景下的减排潜力及协同环境效益进一步地，将各减排情景的4项环境效益指标按适配机组的容量等级进行分解，识别各容量等级机组的减排贡献，见图4-8。总的来看，在各减排情景下，单机容量为0~30MW、30~60MW和120~200MW作为适配机组贡献了绝大部分环境效益。举例而言，综合情景下0~30MW、30~60MW和120~200MW的减排适配机组总计贡献了全部温室气体减排量、淡水节约量、二氧化硫减排量和氮氧化物减排量的91%、82%、89%和86%。在单一技术情景中，M3情景通过将抽凝/纯凝汽轮机改造为背压汽轮机，显著提升机组能源效率，具有最大的温室气体减排潜力。温室气体减排技术与淡水节约、二氧化硫减排和氮氧化物减排在绝大多数情景下具有协同关系，仅在少数情景的少数指标中存在拮抗作用，且负效益数值较小。具体而言，M1和M2情景的淡水消耗略有增加，这是由于天然气发电和垃圾发电的淡水消耗因子高于燃煤发电；同理，垃圾焚烧的氮氧化物排放因子高于燃煤，使M2情景的氮氧化物排放略有增加。公众号：Aienergy0145图4-8各减排情景的环境效益—按机组容量等级分解将各减排情景的环境效益进一步分解为直接和间接两部分，见表4-8。直接部分为各减排技术进行燃料节约或替代、机组改造或替代带来的直接效益，间接部分是通过节能、节水、耗材以避免或增加的能源、水和材料上游生产过程环境影响。表中结果显示，直接环境影响占绝大部分，间接环境影响虽占比较小，但仍不可忽视。以综合情景为例，间接部分在温室气体减排、淡水节约、二氧化硫减排和氮氧化物减排中分别贡献9%、6%、5%和15%。因此通过核算间接环境影响，可从生命周期视角更准确识别各减排技术产生的总环境效益。4.3.4园区在役能源基础设施温室气体减排的成本效益基于前文提出的成本效益分析方法，对各减排情景进行成本效益核算，涉及设备建造成本变化、燃料成本变化和电力收益变化，由此计算出总减排成本和单位减排成本（表4-9），表中数值均为2015年可比价格。其中，单位减排成本为总减排成本与直接温室气体减排量的比值。结果显示，各情景的减排成本均为负值，表示减排技术具有一定程度的经济收益。从成本效益分项指标来看，M4和M5情景由于新建大容量机组替代原燃煤小机组，设备建造成本较高。M2、M3和M4情景具有可观的燃料成本节约效果，M2情景通过垃圾焚烧替代燃煤减少煤炭成本，并同时获得政府给予的垃圾公众号：Aienergy0146处理补贴，而M3情景通过提升能效，保证能源输出不变的同时减少燃煤量以降低燃料成本。M1、M2和M5情景涉及能源替代，天然气发电和垃圾焚烧发电的上网电价均高于燃煤发电，因此发电收益增加。综合情景由于将各减排技术共同实施，各分项指标均有很好表现。表4-8各减排情景的直接和间接环境效益指标M1M2M3M4M5综合直接环境效益∆温室气体排放（亿吨CO2当量）-3.02-10.9-21.0-10.9-11.4-42.6∆淡水消耗（亿立方米）1.5919.2-191-80.4-24.3-231∆二氧化硫排放（万吨）-114-273-348-814-299-1115∆氮氧化物排放（万吨）-89.082.0-301-454-166-521间接环境效益∆温室气体排放（亿吨CO2当量）-0.14-1.67-2.03-0.89-0.70-4.22∆淡水消耗（亿立方米）0.19-2.86-11.6-2.82-0.79-15.3∆二氧化硫排放（万吨）0.84-22.0-33.3-11.1-3.11-54.9∆氮氧化物排放（万吨）-5.85-33.7-41.8-17.9-21.3-94.3（注：∆表示减排情景与基准情景的差值）表4-9园区能源基础设施的温室气体减排成本指标（2015年可比价）M1M2M3M4M5综合减排成本∆设备建造成本（亿元）65.359671.92,2734,4741,958∆燃料成本（亿元）1,556-10,157-10,221-4,252191-14,490∆电力收益（亿元）1,9111,7586,6949,541总减排成本（亿元）-290-11,318-10,149-1,979-4,340-22,074单位减排成本（元/吨）-96-1,041-483-181-382-519（注：∆表示减排情景与基准情景的差值）进一步将温室气体减排成本和减排潜力结合进行分析，以不等宽柱状图展示（图4-9），图中柱宽代表减排潜力，柱高代表减排成本。从减排潜力来看，M1情景由于锅炉煤改气对于锅炉效率的提升幅度有限（附表9），同时天然气供给额度限制使得改造机组总容量较小，因此减排潜力较小；而M3由于通过汽轮机背压改造显著提升能效，且适配机组总容量较大，因此减排潜力显著。从单位减排成本来看，各情景单位减排成本均为负值，尤其M2经济效益显著，这是由于垃圾处理补贴、替代煤炭减少燃料成本以及生活垃圾上网电价优势的三重作用。公众号：Aienergy0147综合情景通过将各减排技术进行组合实施，可实现减排潜力的叠加，同时单位减排成本由于M2技术的拉动效应，为-519元/吨CO2当量，表明其具有良好的经济效益。图4-9园区能源基础设施温室气体减排潜力与减排成本4.3.5园区在役能源基础设施温室气体减排模型的不确定性由于1604家园区的能源基础设施机组数量众多，少量机组的运行参数（年利用小时数、热电比和能源效率）不可获得，需要基于数据库中有效样本对缺失运行数据的机组进行估算，由此导致模型结果的不确定性。本研究对于运行数据缺失机组，按容量等级、燃料类型和技术类型等进行分类，根据相应类别取缺省值（由数据可得的同类别机组取平均数或中位数得出，见附表8-附表10）。基于上述分析，模型结果的不确定性主要来自部分运行数据缺失的机组，本研究采用蒙特卡洛模拟方法对关键结果的不确定区间进行分析。关键结果选取各减排情景相对于基准情景的四项环境效益改进比率，即温室气体减排比率、淡水节约比率、二氧化硫减排比率和氮氧化物减排比率。将数据缺失机组的各运行参数在相应取值区间内同时随机取值，各参数的取值区间按机组的单机容量、燃料类型和技术类型分类列出。计算原模型结果时，数据缺省值取平均值或中位数。进一步分析模型中相关计算公式，环境效益改进比率等关键结果与年利用小时数、热电比和能源效率等参数呈单调递增或单调递减关系。因此，结果不确定区间的端点可以通过取各参数最大值或最小值得出。四项环境效益改进比率随参数取值同时发生变化，各自不确定区间的最大值或最小值可能不会同时达到。换言之，当温室气体减排比率达到最大值时，淡水节约比率可能会达到最小值。本研究以温室气体减排比率为研究焦点，因此结果不确公众号：Aienergy0148定性分析以其作为中心指标开展，表4-10列出了各减排情景的环境效益改进比率不确定区间端点值。表4-10模型结果的不确定性指标情景温室气体减排比率（%）淡水节约比率（%）二氧化硫减排比率（%）氮氧化物减排比率（%）原模型计算结果M1-0.680.27-2.52-1.64M2-2.722.52-6.550.83M3-4.99-31.23-8.46-5.93M4-2.56-12.83-18.32-8.16M5-2.61-3.87-6.72-3.24综合-10.13-38.05-26.00-10.63温室气体减排比率取最小值的计算结果M1-0.450.26-2.00-1.13M2-1.152.80-3.220.62M3-4.44-32.15-8.69-5.37M4-1.34-13.58-14.24-4.25M5-2.63-4.12-8.02-3.32综合-8.02-39.34-23.65-9.68温室气体减排比率取最大值的计算结果M1-1.030.25-2.93-2.26M2-5.621.46-11.000.67M3-7.07-27.48-9.74-8.27M4-5.76-11.00-25.38-15.19M5-2.42-3.24-4.61-2.90综合-15.92-33.71-30.50-13.79综上所述，综合情景下的温室气体减排比率、淡水节约比率、二氧化硫减排比率和氮氧化物减排比率四项关键结果的不确定区间范围是8~16%、34~39%、24%~31%和10%~14%。4.4工业园区“能-水”基础设施共生的环境效益有待挖掘4.4.1园区集中式污水处理厂建设现状根据《水污染防治行动计划》（以下简称“水十条”）要求，2017年底前，工业集聚区应按规定建成污水集中处理设施，并安装自动在线监控装置，京津冀、长三角、珠三角等区域提前一年完成；逾期未完成的，一律暂停审批和核准其增加水污染物排放的建设项目，并依照有关规定撤销其园区资格。生态环境部、国家发展和改革委员会于2018年12月联合发布《长江保护修复攻坚战行动计划》，公众号：Aienergy0149要求规范工业园区环境管理，工业园区应按规定建设污水集中处理设施并做到稳定达标运行。根据生态环境部公布的数据，截至2018年9月底，全国2411家涉及废水排放的工业园区污水集中处理设施建成率为97%，自动在线监控装置安装完成率为96%。以长江经济带工业园区为例进行深入调研剖析，其污水集中处理设施建设平均完成率为96.8%，其中上海、江苏、浙江、重庆、四川的省级及以上园区全部完成污水集中处理设施建设，其他六省（市）还有58家园区尚未完成“水十条”规定的污水集中处理设施建设任务。长江经济带工业园区在线监控装置建设平均完成率为96%。目前园区工业废水处理方式分为园区自建集中式污水处理厂和依托城镇污水厂处理两种方式，分别占总数的40%和60%。在具体废水排放情况上，限于数据可得性，研究以长江经济带108家国家级经开区为例，研究了其2016年用排水及节水潜力。全国有219家国家级经开区，长江经济带布局了49.3%的国家级经开区。长江经济带108家国家级经开区物理边界内共建有209座集中式污水处理厂，总设计规模1060万吨/天。绝大多数集中式污水处理厂同时处理园区内的工业废水和园区外的生活污水。长江经济带国家级经开区每年实际处理污水29.7亿吨，其中21.1亿吨为生活污水，占比71%；8.6亿吨为工业废水，占比仅29%。综上，通过“水十条”的推动，工业园区基本实现了集中式污水处理设施的全覆盖；随着污水处理厂的排放提标，园区集中式污水处理厂出水将成为重要的非常规水资源，同时污泥的处理处置将是“无废园区”的重要瓶颈。利用园区能源基础设施的优势，在能源、环境基础设施间构建共生链接，符合生态工业园区理念，可进一步减碳节水。由于冷却、冲洗等环节的用水需求，能源基础设施会消耗大量的水资源，对当地的供水造成了一定的压力。不同于一般工业企业，能源基础设施的冷却用水水质要求并不高，尽管其对氯离子等容易对管道造成腐蚀的离子浓度做出了较高的要求。因此，使用非常规水资源，如水质较好的污水处理厂出水或再生水等，作为能源基础设施的冷却用水将大大降低园区整体的新鲜水消耗。4.4.2排放提标促使工业园区集中式污水处理厂迈向非常规水资源近年来环保领域排放标准及相关法律法规的日趋严格，园区集中式污水处理厂的出水水质随之大幅提升。对比污水处理厂排放标准和工业冷却水水质标准，发现除氨氮和氯离子外，前者中的一级A标准已经能满足后者中敞开式冷却系统水质要求，如表4-11所示。公众号：Aienergy0150表4-11污水处理厂排放标准[103]与能源设施冷却水水质标准[104]对比水质标准一级A一级B二级其它能源设施冷却水污水厂数量13560750-实施比例(%)5324320-COD(mg/L)50601006060BOD5(mg/L)1020302010SS(mg/L)1020302020TN(mg/L)1520---NH3-N(mg/L)5825151TP(mg/L)0.5130.51换言之，园区集中式污水处理厂出水只需再经过简单的深度处理，就可以回用至园区能源基础设施的冷却水系统。此外，集中式污水处理厂的污泥富含有机质，可以通过热解、厌氧消化等方式转换成生物质能。因此，可以将煤与生物质按照一定比例混合掺烧，作为燃煤电厂的能源供应，减少部分不可再生能源的消耗量。上述的“水”和“能源”两条线，将园区的环境基础设施和能源基础设施关联起来，构成园区基础设施共生网络模型。应用该共生模型可以显著减少园区总体新鲜水消耗、降低园区能源消耗、减轻园区固废处理负担，可谓“一举三得”。与企业之间的共生相比，基础设施共生的绝对环境效益更显著，节水节能效应明显，具有一定的经济价值。4.4.3园区能源基础设施和污水处理厂共生的碳减排协同效益基础设施在工业园区绿色发展中发挥着重要作用，其中热电厂和集中式污水处理厂（CWWTP）是园区中的最重要的能源和水环境基础设施。热电厂作为园区主要供能者的同时，也是取水和排污大户。CWWTP是园区水污染防治的“最后一道闸门”，同时也是非常规水资源（二级处理出水）和固体废物（污泥）的排放大户。CWWTP的二级处理出水通常就近直排水体，即使出水水质已经近似水体水质，仍然会对周边水环境造成影响；而合理的污泥处理处置方式仍然是亟待解决的环境问题之一。基于产业共生理论，以热电厂与CWWTP为关键节点，构建了园区基础设施共生模型（图4-10）。将CWWTP的二级处理出水经深度处理制成再生水后，供给电厂作为冷却水使用。CWWTP产生的污泥富含生物质能，经干化后可送至热电厂进行焚烧，在替代部分燃煤消耗量的同时，也解决了污泥处置难的问题。热电厂为整个CWWTP的运行提供电能，同时，其产生的蒸汽用于污泥干化，可降低湿污泥预处理过程中的能耗。公众号：Aienergy0151基于上述基础设施共生理念，对111家国家级工业园区的252座集中式污水处理厂和308座热电联产设施开展研究，在能源—环境基础设施之间构建“能源-水-污泥”耦合系统，研究发现基础设施间共生耦合的资源环境效益明显。该共生模型是传统产业共生理论在园区尺度和基础设施层面的探索，它包含了产业共生的两种类型：废物或副产物交换及基础设施共享；采用该共生模型，热电厂每年可减少73.4%的新鲜水取水量和7%的燃料消耗量；与基准情景相比，该共生模型可以减少2.56%的GHG排放量；地理邻近性是决定小尺度共生模型有效性的关键因素之一，工业园区则在此方面具有得天独厚的优势。图4-10园区能源环境基础设施共生模型示意5中国工业园区碳排放和减排潜力均十分显著5.1主要发现及整体判断5.1.1项目开展的主要工作研究开展的主要工作如下：（1）以210多家国家级工业园区为样本，揭示了我国工业园区的能源消费结构特点，从生命周期视角建立了园区能源相关的直接和间接温室气体排放核算方法，量化识别了园区温室气体排放特征；公众号：Aienergy0152（2）估算了中国工业园区二氧化碳排放总量，并面向2035年与2050年量化分析了园区中长期碳减排目标和低碳发展路径，定量揭示了以产业结构调整、能效提升、能源结构优化、碳捕集等为主要路径的碳减排潜力；（3）进一步完善了覆盖1600余家国家级和省级工业园区的能源基础设施数据库，阐明了中国工业园区在役能源基础设施机组的年龄结构、容量结构、能源结构、技术类型、空间分布等特征，以及能源基础设施在后续服役期的温室气体排放总量；（4）提出了园区能源基础设施温室气体减排五种主要措施，开发了“年份—存量”综合评价模型，定量揭示了能源基础设施的温室气体减排潜力及其成本效益，二氧化硫、氮氧化物协同减排潜力和协同节水潜力；构建了能源基础设施与集中式污水处理厂通过“能-水”耦合模型，研究了基础设施共生的协同节能减排潜力。5.1.2项目研究主要发现（1）工业园区贡献了全国碳排放三成以上，2050年减排60%以上前景可期针对213家国家级工业园区的温室气体核算表明，园区在2015年的直接与间接温室气体排放分别为10.4亿吨和1.8亿吨CO2当量，各自占总排放的85%和15%，园区对间接排放的责任和减排义务同样需要加以关注。园区中普遍建设的热电联产等能源基础设施是园区排放的主要来源，在园区直接排放中平均占比为75%。为实现工业园区的温室气体达峰及减排政策制定，首先需明确并统一园区碳核算的边界、方法和工作细则。2015年，中国工业园区二氧化碳排放总量约为28.2亿吨，占全国总排放量的31%。2015-2035年与2035-2050年期间，全国工业园区有望分别减排至少28%和51%；在园区高、低两种经济增速情景下，通过产业结构调整、能效提升、能源结构优化、CCUS等低碳路径可实现显著的减排效果，2015-2050年预期可减排18.4亿吨二氧化碳。（2）园区普遍建有的能源基础设施碳减排潜力和经济环境协同效益显著2014年，1604家园区能源基础设施包括现役机组4542个，共计515GW，占同年全国发电装机总容量的38%。园区能源基础设施温室气体总排放为23.5亿吨CO2当量，占同年全国排放的18%。能源基础设施服役期长，对园区温室气体排放具有长期锁定效应。园区能源基础设施呈现“四多”特征：燃煤机组多，小容量机组多，热电联产机组多，年轻机组多。综合园区能源基础设施存量特征、园区实践措施和国家相关能源政策，识别出5项具有较高适用性和可行性的温室公众号：Aienergy0153气体减排措施：燃煤锅炉改造为燃气（M1），垃圾焚烧炉替代燃煤锅炉（M2），抽凝/纯凝汽轮机升级为背压汽轮机（M3），大容量燃煤机组替代小容量燃煤机组（M4），大容量天然气联合循环机组替代小容量燃煤机组（M5）。综合情景下，通过将M1~M5技术进行组合实施，相比基准情景实现温室气体减排、淡水节约、二氧化硫减排和氮氧化物减排8~16%、34~39%、24%~31%和10%~14%；园区能源基础设施在其剩余服役时间的累积减排潜力可达46.8亿吨CO2当量，相当于IPCC《全球升温1.5℃特别报告》中2℃和1.5℃全球碳预算（三分之二机会将温升限制在2℃/1.5℃的碳预算，11700亿吨/4200亿吨CO2当量）的0.4%和1.1%。此外，减排具有一定经济效益，综合情景下单位减排成本为-519元/吨CO2当量（2015年可比价）。（3）基于产业共生理念，推动工业园区能源基础设施和集中式污水处理厂建立“能-水”共生体系，可进一步挖掘园区深度减排潜力对111家国家级工业园区的252座集中式污水处理厂和308座热电联产设施开展研究，在能源—环境基础设施之间构建“能源-水-污泥”耦合系统模型。研究发现，基础设施共生的资源环境效益明显：园区能源基础设施每年可减少73.4%的新鲜水取水量和7%的燃料消耗量，减排温室气体2.6%。地理邻近是决定小尺度共生模型有效性的关键因素之一，工业园区在此方面具有得天独厚的优势。5.1.3研究形成的核心观点基于上述定量分析结果，研究形成以下核心观点和判断：（1）中国工业园区温室气体减排的挑战与机遇并存我国省级及以上工业园区有2500余家，其他各级园区更多达上万家。为落实国家自主贡献和全球温升控制的双重目标，一方面，园区面临着迅速推进能源低碳化转型和工业绿色发展的双重压力，短期内需转变工业部门和能源基础设施对化石燃料高度依赖的状况，而当前园区的温室气体排放特征和针对性减排策略均不明确，园区低碳研究和政策实践尚处于初期阶段，亟需开展广泛、全面、深入的普查与核算以“摸清家底”，为后续减排策略制定奠定基础；另一方面，园区具有企业集聚性、规模性优势和创新转型动力，产业共生效益的潜力显著，基础设施集约化程度高，行政管理体系相对独立高效，低碳经济势必为园区高质量发展注入新的活力，成为全国乃至全球工业部门低碳发展的领头羊和示范区。（2）中国工业园区温室气体减排对2℃温控目标贡献可期工业园区贡献了全国二氧化碳排放的三成以上，园区在产业结构、能源结构、节能水平、碳捕集等方面仍有巨大减排潜力。园区实现碳达峰乃至碳中和，将为公众号：Aienergy0154我国自主贡献总体目标和2℃全球温控目标发挥至关重要的作用。本研究发现，园区在2015-2050年期间有望实现超过60%的减排幅度。目前工业园区普遍存在低效落后产能设施和高煤炭依赖度，例如从园区能源基础设施来看，大规模推广垃圾焚烧产能、热电联产技术升级将具有显著的减排潜力和环境、经济协同效益。因此，通过淘汰或替换落后产能、提高能效、废物废热回收利用等途径，可基本实现近期阶段（2015-2035年）的减排任务。随着CCUS对化石燃料设施的逐步覆盖，以及工业过程中零碳氢能的广泛利用，我国园区面向2050年或2060年的深度减排任务也将有望达成。5.2政策建议与展望5.2.1政策建议根据上述研究观点，建议完善工业园区温室气体核算方法，构建全国范围园区碳排放平台，并以能源基础设施作为重要着力点，通过能源基础设施低碳化、能-水基础设施间共生链接，推动园区生态化发展，实现温室气体及多污染物协同减排与节水。进而，为全球2℃温控目标做出“园区贡献”，使工业园区成为全球性的碳减排落脚点和低碳经济载体。具体建议如下：（1）开发系统、规范、标准的工业园区温室气体排放核算方法与工具包建议基于生命周期方法开发并编制工业园区温室气体核算框架与实施细则，开发在线核算工具包，推动工业园区碳达峰，首先需要解决核算方法的可行性、核算范围的一致性、核算结果的可比性，为此可将能源相关温室气体排放作为首要核算对象，形成直接排放和间接排放核算的标准性工具方法；进而在全国范围内选择一批园区开展温室气体核算试点，为后续全面深化工业园区温室气体减排工作提供基础。（2）搭建工业园区碳减排决策支撑数据平台在园区层面碳核算的基础上，运用好国家“二污普”成果和数据，政府部门牵头，选择工业园区研究领域的重点研究机构，构建中国工业园区能源环境数据库，搭好开放共享的数据平台，全面摸清并动态更新工业园区基础设施的家底。进一步补充完善园区基础设施和园区四位数字代码主导产业等信息，拓展园区数据平台的“碳减排工具库”模块，链接更多园区形成合作网络，由园区自主录入当前实施的碳减排政策或技术措施的作用对象、作用效果、成本效益等数据。通过构建综合评价模型从中识别先进低碳措施，高效精准地将先进措施推广至其他适用园区的具体生产设施、工艺设备，为园区“量身打造”具有可操作性的碳减排工具包。公众号：Aienergy0155（3）制定工业园区低碳发展分类指导路线图研究制定“中国工业园区温室气体及多污染物协同控制节能节水行动路线图”，支撑园区打好污染防治攻坚战和绿色低碳转型攻坚战。在园区碳排放数据平台和减排工具包基础上，将园区按照园区绿色发展水平、经济规模、主导产业、基础设施建设状况等属性进行分类分级，明确各类各级园区低碳化转型的行动重点，有针对性地提出基础设施升级及共生链接的具体指导意见。模拟中国工业园区面向2035年的排放量演化路径，结合国家自主贡献和2℃全球碳预算目标，识别园区碳达峰关键节点，建立深度减排动态优化方案。（4）开展碳达峰示范园区建设结合当前正在开展的国家生态工业示范园区、绿色园区、循环化改造试点园区等项目，建议主管部门间深化协作，选择一批绿色发展基础好、产业体系优势足、低碳达峰意愿强、经济实力有保障的园区，从全生命周期温室气体核算、在线物质流能量流系统建设、自然生态系统碳资产核算、定制化碳达峰路径规划等方面开展试点，并争取给与专项资金支持，在十四五期间形成30-50家碳达峰示范园区。5.2.2进一步研究建议巴黎协定2℃温控目标为全球经济体的低碳发展提出了迫切要求，全球气候变化已成为威胁人类可持续发展的重大挑战之一，新冠疫情的冲击更强调了重新思考人类发展与生态系统和谐共处的必要性。自19世纪末工业化进程飞速推进至今，工业系统始终是经济社会发展的重要支柱，也是中国作为“世界工厂”的源动力。工业园区是我国建设绿色制造体系、实施制造业强国战略最重要、最广泛的载体，承担了密集的工业生产活动，也将成为落实我国自主贡献目标和实现精准减排的关键落脚点。尤其在当前至2035年大力推进生态文明建设的大背景下，园区低碳发展也是实现国家“生态环境根本好转，美丽中国目标基本实现”宏伟目标的内在要求和重要途径。面向我国2060“碳中和”目标，下一阶段研究将基于工业园区的生产空间布局，进一步扩大园区焚烧周边地区生活垃圾进行热电联产的比例，推广分布式光伏和风电园区的部署方案，如厂房屋顶太阳能和厂区小型风电机，进而构建园区“垃圾-风-光”低碳电力组成的智能化微电网，促进可再生能源的就地消纳，实现工业园区深度低碳化。在此基础上，构建综合评价模型，量化分析低碳、可再生能源设施嵌入园区的温室气体减排潜力、空气质量和健康的协同效益，以期为全球2℃温控目标实现和中国工业园区绿色发展提供强大助力。公众号：Aienergy0156研究成果目前已支撑了《国家生态工业示范园区标准(HJ274-2015)》的制定，已应用于北京、上虞、芜湖、嘉兴等多家园区的生态化建设、循环化改造和绿色发展评价，以及浙江省工业园区综合能源管理创新的决策支持。目前，项目支撑的芜湖经济技术开发区、嘉兴港区已通过生态环境部“国家生态工业示范园区”验收。本研究建立的数据库覆盖面广，为深入揭示园区绿色发展机制奠定了基础；构建的“年份-存量”减排模型适用于全国多数园区，帮助园区识别减排路径并量化减排效果，为中国落实温室气体减排计划、实现工业绿色发展、打好污染防治攻坚战等提供坚实的科学依据，同时对于其他发展中国家的低碳工业园区建设具有重要借鉴意义。参考文献[1]人民网.习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上发表重要讲话[EB/OL].2020.http://paper.people.com.cn/rmrb/html/2020-09/23/nw.D110000renmrb_20200923_2-01.htm.[2]国家发展和改革委员会.关于印发国家应对气候变化规划（2014-2020年）的通知[EB/OL].2014.http://www.ndrc.gov.cn/zcfb/zcfbtz/201411/t20141104_642612.html.[3]国家统计局.中国统计年鉴（2019年）[M/OL].2019.http://www.stats.gov.cn/tjsj/ndsj/2019/indexch.htm.[4]PeddleMT.PlannedIndustrialandCommercialDevelopmentsintheUnitedStates:AReviewoftheHistory,Literature,andEmpiricalEvidenceRegardingIndustrialParksandResearchParks[J].EconomicDevelopmentQuarterly,1993,7(1):107-24.[5]李志群,刘亚军,刘培强.开发区大有希望[M].北京:中国财政经济出版社,2011.[6]国务院.国务院关于批转《沿海部分城市座谈会纪要》的通知[EB/OL].1984.https://www.lawxp.com/statute/s1232940.html.[7]皮黔生,王恺.走出孤岛[M].北京:生活.读书.新知三联书店,2004.[8]国务院办公厅.国务院办公厅转发外经贸部等部门关于当前进一步鼓励外商投资意见的通知[EB/OL].1999.https://www.lawxp.com/statute/s554639.html.[9]国家发展和改革委员会,科学技术部,原国土资源部,等.中国开发区审核公告目录（2018年版）[EB/OL].2018.http://bgt.ndrc.gov.cn/zcfb/201803/t20180302_878802.html.[10]工业和信息化部.《工业转型升级规划（2011-2015年）》系列解读材料[EB/OL].2012.http://www.miit.gov.cn/n1146295/n1146562/n1146655/c3074561/content.html.[11]田金平,刘巍,臧娜,等.中国生态工业园区发展现状与展望[J].生态学报,2016,36(22):7323-7334.[12]国务院.关于促进国家级经济技术开发区转型升级创新发展的若干意见[EB/OL].2014.https://www.scio.gov.cn/xwfbh/xwbfbh/wqfbh/33978/34285/xgzc34291/Document/1471011/1471011.htm.[13]原环境保护部.关于在国家生态工业示范园区中加强发展低碳经济的通知[EB/OL].2009.http://www.mee.gov.cn/gkml/hbb/bgth/200912/t20091229_183603.htm.[14]国务院.关于印发“十二五”控制温室气体排放工作方案的通知[EB/OL].2011.http://www.gov.cn/zwgk/2012-01/13/content_2043645.htm.[15]工业和信息化部,国家发展和改革委员会.关于组织开展国家低碳工业园区试点工作的公众号：Aienergy0157通知[EB/OL].2013.http://www.miit.gov.cn/n1146295/n1652858/n1652930/n3757016/c3762117/content.html.[16]工业和信息化部.工业绿色发展规划（2016-2020年）[EB/OL].2016.http://www.miit.gov.cn/n1146285/n1146352/n3054355/n3057542/n3057545/c5142900/content.html.[17]中共中央,国务院.关于全面加强生态环境保护坚决打好污染防治攻坚战的意见[EB/OL].2018.http://www.gov.cn/zhengce/2018-06/24/content_5300953.htm.[18]国务院.关于印发“十三五”生态环境保护规划的通知[EB/OL].2016.http://www.gov.cn/zhengce/content/2016-12/05/content_5143290.htm.[19]国务院.关于印发“十三五”控制温室气体排放工作方案的通知[EB/OL].2016.http://www.gov.cn/zhengce/content/2016-11/04/content_5128619.htm.[20]国务院.大气污染防治行动计划[EB/OL].2013.http://www.jingbian.gov.cn/gk/zfwj/gwywj/41211.htm.[21]国务院.水污染防治行动计划[EB/OL].2015.http://www.gov.cn/zhengce/content/2015-04/16/content_9613.htm.[22]吕一铮,田金平,陈吕军.推进中国工业园区绿色发展实现产业生态化的实践与启示[J].中国环境管理,2020,12(03):85-89.[23]LiuZ,GuanD,etal.ReducedcarbonemissionestimatesfromfossilfuelcombustionandcementproductioninChina[J].Nature,2015,524(7565):335-338.[24]GuanD,JingM,ReinerDM,etal.StructuraldeclineinChina’sCO2emissionsthroughtransitionsinindustryandenergysystems[J].2018,11(8):551-555.[25]BaiH,ZhangY,WangH,etal.Ahybridmethodforprovincialscaleenergy-relatedcarbonemissionallocationinChina[J].EnvironmentalScience&Technology,2014,48(5):2541-2550.[26]ShanY,GuanD,ZhengH,etal.ChinaCO2emissionaccounts1997-2015[J].ScientificData,2018,5:170201.[27]ShanY,GuanD,HubacekK,etal.City-levelclimatechangemitigationinChina[J].ScienceAdvance,2018,4(6):eaaq0390..[28]CaiB,GuoH,CaoL,etal.LocalstrategiesforChina'scarbonmitigation:AninvestigationofChinesecity-levelCO2emissions[J].JournalofCleanerProduction,2018,178:890-902.[29]ZhengB,ZhangQ,DavisSJ,etal.InfrastructureShapesDifferencesintheCarbonIntensitiesofChineseCities[J].EnvironmentalScience&Technology,2018,52(10):6032-6041.[30]LiuL,ZhangB,BiJ,etal.ThegreenhousegasmitigationofindustrialparksinChina:AcasestudyofSuzhouIndustrialPark[J].EnergyPolicy,2012,46(3):301-307.[31]WangH,LeiY,WangH,etal.CarbonreductionpotentialsofChina'sindustrialparks:AcasestudyofSuzhouIndustryPark[J].Energy,2013,55(3):668-675.[32]LiuW,TianJ,ChenL.GreenhousegasemissionsinChina'seco-industrialparks:acasestudyoftheBeijingEconomicTechnologicalDevelopmentArea[J].JournalofCleanerProduction,2014,66:384-391.[33]DongH,GengY,XiF,etal.Carbonfootprintevaluationatindustrialparklevel:Ahybridlifecycleassessmentappro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工业园区基础设施数据库构建大样本、高分辨园区基础设施数据库是开展后续工作的重要基础。项目基于2006年发布的《中国开发区审核公告目录》（共1568家省级及以上园区）[105]进行园区基础设数据库开发，重点针对能源基础设施和环境基础设施构建两个子库。附1.1园区能源基础设施数据库中国现行统计体系中尚未针对园区这一相对独立的经济活动载体开展统计，大样本、高分辨园区能源基础设施数据库是开展后续工作的重要基础。本研究前期工作已基于2006年发布的《中国开发区审核公告目录》（共1568家省级及以上园区）[105]，并持续补充近年来新增园区，建立了包含1604家中国国家级和省级工业园区的能源基础设施清单，所包含园区的地理分布见附图1-1。附图1-1数据库涵盖的1604家中国工业园区空间分布能源基础设施是为社会经济系统提供能源服务的工程设施。园区能源基础设施应满足以下两个属性，一是布局在园区边界内部，二是为园区提供能源服务，直接供应能源（如热力）或间接供应能源（如电力）。附图1-2为园区能源基础设施示意图。园区能源基础设施的形式包括热电厂、发电厂、热力厂等。发电或热电设施对园区的电力供应是间接的，产出的电力输送至电网，企业直接从电网购电；产出的热力直接供给园区企业。通常，一座能源基础设施包含若干个机组，公众号：Aienergy0163每个机组由燃烧系统（以锅炉为核心）、汽水系统（主要由汽轮机、各类泵、给水加热器、凝汽器、管道、水冷壁等组成）、电气系统（以发电机、主变压器等为主）及控制系统等组成[94]，根据本研究的实际需要，可简化概括为“m个锅炉+n个汽轮机”的形式。当n=0时，表示仅采用锅炉供热，为纯供热机组。附图1-2工业园区能源基础设施示意图进一步通过以下步骤识别1604家园区的能源基础设施（截至2014年）：（1）将工业园区坐标和全国能源基础设施坐标分别导入地理信息系统，园区和设施的经纬度坐标数据采集自谷歌地球（GoogleEarth）。中国工业园区均设置独立的行政管理机构（园区管理委员会，简称园区管委会），本研究以园区管委会坐标代表园区地理位置。（2）以园区管委会为圆心，逐一筛选出每家园区半径10公里范围内的能源基础设施，由此得到1604家园区能源基础设施的初步清单。10公里为国家发改委发布的《热电联产管理办法》推荐服务半径[106]。（3）通过实地调研、园区官网、园区纸质报告、热电项目环评报告、电力企业官网、文献查阅等途径，针对步骤（2）所得初步清单中的园区能源基础设施进行逐一确认，若设施确实在园区中则予以保留，由此获得最终清单。此部分工作的劳动力和时间消耗最为密集。基于园区设施清单，通过对多数据源的数据提取与整合，进一步补充相关技术信息，包括机组容量、投产时间、燃料类型、燃料输入、能源产出、技术类型、能源效率等。数据源主要包括：（1）中国电力工业统计资料汇编[93];（2）全国发电机组手册[107];（3）全国100-225MW、300MW和600MW级火电机组基础信息表[108-110];（4）全国燃煤机组脱硫/脱硝设施清单2014[111];（5）园区的实地公众号：Aienergy0164调研和调查表发放；（6）100余份生态工业园区纸质报告和相应官方网站；（7）500余份热电联产项目环评报告。由此，自下而上建立了涵盖1604家工业园区4706个能源基础设施机组的大样本、高分辨地理信息数据库。通过对上述数据源进行交叉验证，完成数据清洗和校核，进一步提升数据准确性和可靠性。数据库包含2006年园区名录中全部1568家园区，且增补了近年来新增园区，共计1604家国家级和省级园区。数据库涵盖三个层面信息：（1）园区层面，如经济体量、主导产业、地理位置等；（2）企业层面，如燃料类型、年利用小时数、能源产出、厂用电率、能源效率等；（3）机组层面，如单机容量、汽轮机技术类型、冷却技术类型、热电比、投产时间等。附1.2园区环境基础设施数据库园区环境基础设施以集中式污水处理厂为主。集中式污水处理厂是中国工业园区的主要环境基础设施，对园区及周边小流域水环境保护与治理具有重要意义，对于整个园区的基础设施减排同样具有显著作用。采集的园区集中式污水处理厂相关信息包括：（1）基本信息：名称、地理位置、建成时间等；（2）技术类型：污水处理厂类型、处理能力、处理工艺、原水构成等；（3）污染物排放：排放标准、排水去向、进出口污染物浓度、污染物排放量、污泥产生量及处理处置去向等；（4）经济数据：建设成本、运行成本、耗电量等。附2园区能源基础设施温室气体减排综合评价模型为量化园区能源基础设施的温室气体减排潜力、减排成本和协同环境效益，本研究构建“年份-存量”综合评价模型。基于前期工作中建立的园区能源基础设施数据库与识别出的温室气体减排主要技术，本评价模型聚焦园区设施存量的低碳化转型，将各机组的投产年份和剩余服役时间纳入考量。建模过程耦合了技术与机组的匹配、情景设置、能源效率评价、温室气体核算、成本效益分析和生命周期评价多种方法，可计算温室气体排放、淡水消耗、二氧化硫排放、氮氧化物排放、经济成本、材料消耗6项指标。材料消耗包括混凝土、钢、铁、铝四项大宗材料的消耗。附图2-1为园区能源基础设施减排的“年份-存量”评价模型架构。模型包括减排情景设置、影响评价和多指标核算3个子模块。下面按模型运算顺序依次进行介绍。公众号：Aienergy0165首先，通过分析机组属性，包括单机容量、燃料类型、技术类型、能源效率、投产年份、地理位置等，将5项温室气体减排技术与适用机组进行逐一匹配，从而实现减排效果的精确量化。根据技术-机组匹配情况，进行情景设置，包括基准情景、单一技术情景（M1~M5情景）和综合情景。基准情景下无减排技术作用，设施存量保持原有属性直至正常退役；单一技术情景即为M1~M5每项技术的单独作用，改变相应设施存量；综合情景则为M1~M5的耦合实施。单一技术情景和综合情景统称为减排情景。附图2-1园区能源基础设施“年份-存量”模型架构公众号：Aienergy0166其次，基于机组服役周期视角，核算单一技术情景和综合情景相对于基准情景的直接环境影响变化和成本效益变化。直接环境影响为减排技术作用于园区设施产生的就地环境影响，包含能源替代或节约、淡水节约和材料消耗。成本效益分析考虑设备建造成本、燃料成本、电力收益、热力收益等指标的变化量，从而得出各减排情景的温室气体减排成本。进而，在环境影响评价结果的基础上，基于生命周期视角，核算各减排情景相对于基准情景的直接温室气体减排量、淡水节约量、二氧化硫减排量和氮氧化物减排量。进而，根据燃料替代量或节约量、淡水节约量、材料消耗量进一步计算各减排情景的间接环境影响，即考虑燃料、水和材料的上游生产过程环境影响。将各项指标的直接和间接环境影响分别加总，最终得出各减排情景整体环境影响。附2.1园区能源基础设施温室气体减排情景设置基于机组服役周期和减排技术有效作用时间，设置了7种情景（附图2-2）：基准情景，单一技术情景（M1~M5情景）和综合情景。单一技术情景和综合情景统称为减排情景。进行技术与机组的逐一匹配时，考察每个机组的技术属性，包括单机容量、燃料输入、技术类型、能源效率、投产时间、地理位置等。根据国家相关技术导则，所有机组的全服役周期设置为30年[95]。基准情景下，无减排技术作用，所有机组工作至正常退役；在减排情景下，假设减排技术的适配机组将在一夜之间完成改造，技术开始作用时间为T0。附图2-2情景设置时间轴公众号：Aienergy0167本研究数据库的数据年份为2014年，将其设置为基准年，则开始作用年份为2015年。机组投产时间各不相同，设为vij。对于M1、M2和M3，在原机组基础上进行改造，因此技术作用时间为[T0,vij+30]；M4和M5新建机组替代原机组，则作用时间为[T0,T0+30]。综合情景将5项减排技术均应用于设施存量改造，进行耦合实施，因此各时间尺度均有涉及。“&”表示两种技术的耦合实施。对各减排情景的直接环境效益进行核算，包括单一技术情景（M1~M5）和综合情景。将5项温室气体减排主要技术与园区能源基础设施机组进行匹配时，需逐一考虑机组属性，包括单机容量、燃料类型、技术类型、能源效率、投产时间、地理位置等。此外，各减排情景还需考虑燃料消费额度、地理邻近等外部因素限制。根据园区设施特征和减排技术应用特点，将减排技术的适配机组概括为附表2-1。各项减排技术的具体匹配准则以及各减排情景的直接环境效益核算见附2.2节。附2.2各减排情景的直接环境效益核算本研究的园区能源基础设施数据库为2014年数据，以2014年作为基准年，1604家园区设施存量的温室气体排放、淡水消耗、二氧化硫排放和氮氧化物排放可根据相关指标进行核算，核算公式见式1~4。2014年全国尺度的温室气体排放、工业淡水消耗、二氧化硫排放和氮氧化物排放分别为131亿吨CO2当量、741亿立方米、235万吨和307万吨[56,100,101]，由此可计算园区设施存量的环境影响在全国总量中的占比。温室气体核算包含CO2、CH4、和N2O三种主要温室气体，按100年全球变暖潜势折算为CO2当量[49]。(1)(2)(3)(4)公众号：Aienergy0168附表2-1园区能源基础设施温室气体减排技术与适配机组减排情景减排技术适配机组附加要求详细描述燃料转换机组容量能源输出汽轮机类型总改造容量单一技术情景M1煤→天然气≤120MW电力纯凝36,949t/h（锅炉）天然气消费额度附2.2.1M2煤→生活垃圾3~30MW热电抽凝或背压74,661t/h（锅炉）生活垃圾消费额度，机组投产时间附2.2.2M3煤（不变）≤200MW电力或热电纯凝或抽凝98,421MW（汽轮机）无附2.2.3M4<300MW纯凝、抽凝或背压64,642MW（机组）被替代机组低能效，地理位置邻近附2.2.4M5煤→天然气≤200MW电力纯凝14,884MW（机组）被替代机组地理位置邻近附2.2.5综合情景M1&M3煤→天然气≤120MW电力纯凝12,552t/h（锅炉）+5,919MW（汽轮机）天然气消费额度附2.2.6M2煤→生活垃圾3~30MW热电抽凝或背压25,952t/h（锅炉）生活垃圾消费额度，机组投产时间M2&M3抽凝44,269t/h（锅炉）+4,634MW（汽轮机）M3煤（不变）≤200MW电力或热电纯凝或抽凝61,132MW（汽轮机）无M4<300MW纯凝、抽凝或背压24,180MW（机组）被替代机组低能效，地理位置邻近M5煤→天然气≤200MW电力纯凝14,779MW（机组）被替代机组地理位置邻近公众号：Aienergy0169基准情景下，无减排技术作用，园区能源基础设施机组将工作至正常退役，在剩余服役年限内其性能保持不变，则设施在其剩余服役期的环境影响（温室气体排放、淡水消耗、二氧化硫排放、氮氧化物排放）可按式5~8进行核算。本研究所构建的数据库中，所有机组均有单机容量、燃料类型、汽轮机技术类型、冷却技术类型和投产时间数据，但多数机组未能在现存数据源中获取机组层面运行数据，如年利用小时数、厂用电率、能源效率等。因此，将企业层面的运行数据应用于该企业所包含的机组。(5)(6)(7)(8)本节对各减排情景的直接环境效益进行核算，包括单一技术情景（M1~M5）和综合情景。将5项温室气体减排主要技术与园区能源基础设施机组进行匹配时，需逐一考虑机组属性，包括单机容量、燃料类型、技术类型、能源效率、投产时间、地理位置等。此外，各减排情景还需考虑燃料消费额度、地理邻近等外部因素限制。附2.2.1M1情景：燃煤锅炉改造为燃气锅炉园区能源基础设施对于煤炭的依赖度很高，燃煤机组占总容量的87%。天然气是中国的战略性能源，进口比例较高，因此其消费额度应合理优化配置。300MW及以上大容量燃煤机组具有较高的能源效率[89]，且已完成或正在进行超低排放改造，改造后其烟尘、二氧化硫和氮氧化物排放标准将提升至燃气机组排放公众号：Aienergy0170标准[90]。此外，燃气发电上网电价高于燃煤发电[112]，因此机组的电力收益会由于煤改气有所提升。根据上述分析，在M1情景下，将120MW及以下燃煤发电机组的锅炉改造为燃气锅炉，锅炉改造前后保持锅炉蒸汽产出不变。由于机组会随着时间推移逐渐退役，2015年完成改造后达到新增天然气需求峰值，之后此需求增量逐年下降。按“机组天然气需求=机组原燃煤量×原燃煤锅炉效率÷改造后的燃气锅炉效率”进行计算，可以得出M1情景的新增天然气消费需求至多为每年114亿立方米，锅炉效率等具体参数见附表9。中国电力和热力生产所用天然气从2010年的211亿立方米增长至2015年的374亿立方米，增幅为163亿立方米[54,113]。新增天然气需求未超过2010~2015年的增幅，考虑M1作用时间为2015~2030年（M1适配机组的平均剩余服役年限为15年），此新增量较为合理。此外，考虑到碳-水-污染物三者的技术关联，机组改造后其发电耗水量和大气污染物排放也会发生相应变化。因此，M1技术的直接环境效益可按式9~12进行量化。式中，“PC”表示汽轮机为纯凝式，即该机组为纯发电机组。(9)(10)(11)(12)附2.2.2M2情景：垃圾焚烧炉替代燃煤锅炉目前，中国生活垃圾多采用填埋处理，占用土地资源且污染严重[114]。中国《“十三五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划》中，要求推广垃圾焚烧处理方式[115]。生活垃圾焚烧在工业园区已得到广泛实践，园区垃圾焚烧设施总容量为2.4GW，占全国垃圾焚烧设施总容量的55%[116]。公众号：Aienergy0171在M2情景下，以垃圾焚烧炉替代部分燃煤机组的锅炉。前期研究表明，垃圾焚烧设施的单机容量通常在3~30MW范围内，且热电联产可以使设施获得更好的环境绩效[116]。此外，根据相关设计导则，垃圾焚烧设施的服役年限至少为20年[117]。2014年中国垃圾焚烧设施的装机总容量为4.3GW，2020年国家预期目标为7.5GW[64]。根据上述年均增长率，垃圾焚烧总容量在2030年有望达到18.9GW。假设未来一段时期，垃圾焚烧设施位于园区的比例保持在50%，则到2030年园区垃圾焚烧设施可达到9.4GW，园区垃圾焚烧设施在2014~2030年间增量为7GW，将其设置为M2情景下的燃煤锅炉替代总量。因此，M2技术的适配机组筛选步骤如下：（1）3~30MW的燃煤热电机组，剩余服役年限至少为20年；（2）根据式13计算步骤（1）筛选出机组的温室气体减排潜力，进而计算单位容量的减排潜力（吨CO2当量/千瓦），将机组按此指标从大到小进行排列；（3）将步骤（2）确定的排列清单中位于优先位置的机组进行容量加总，使其总容量达到7GW，此部分机组即为M2的适配机组，将其燃煤锅炉以新建垃圾焚烧炉进行替代。M2技术的直接环境影响核算见式13~16，其中生活垃圾焚烧时通常需掺烧一定比例的煤，其掺烧比（MixRate）取值见附表10。(13)(14)(15)(16)附2.2.3M3情景：抽凝/纯凝汽轮机升级为背压汽轮机M3技术是热电技术的升级，将抽凝式机组和纯凝式机组的汽轮机升级为背压式。《煤电节能减排升级与改造行动计划（2014-2020年）》要求，200MW及以下抽凝式机组和纯凝式机组优先改造为背压式机组[89]。背压机组将供热作为第一优先级，锅炉蒸汽与外供蒸汽之间的能量差用于发电[94]，即背压机组为严格公众号：Aienergy0172意义上的“以热定电”。同时，背压机组的有效供电效率高于抽凝和纯凝机组[94]。根据园区设施技术结构统计数据，抽凝机组和纯凝机组分别占园区能源基础设施总容量的48%和41%，而背压机组仅占1.4%。基于数据库中机组技术指标统计，背压机组有效供电效率的平均水平相比200MW及以下抽凝机组和纯凝机组的平均效率，效率值分别高出12.4%和19.2%，将其设置为M3技术的效率提升值（∆EEE）。由此，M3技术的直接环境影响可以通过式17~20计算得出。式中，“EC”代表抽凝机组，“PC”代表纯凝机组。(17)(18)(19)(20)附2.2.4M4情景：大容量燃煤机组替代小容量燃煤机组园区能源基础设施具有“小容量机组数量多”的特点，300MW以下机组占总数量的81%。根据相关能源政策，要求淘汰小容量燃煤机组，采用300MW及以上燃煤机组替代[96]。一些园区已经实施了“上大压小”措施，但仍有相当多园区有待改造。从技术可行性和成本有效性角度考虑，M4技术的适配机组通过以下准则进行筛选：（1）300MW以下燃煤机组，且有效供电效率低于40.3%（全国300MW级燃煤机组平均供电效率[92]），即被替代机组能效低于新建机组；（2）考虑地理邻近性，同一园区内符合准则（1）的机组总容量至少为180MW方能进行替代（国家相关导则要求，关停小机组容量至少为新建大机组容量的60%[96]）。因此，对于单一园区M4适配机组的替代大容量机组，其建设规模符合以下函数关系{minxMW│x≥被替代机组总容量,x∈{300,330,350,600,630,660,1000,及其线性组合}。新建大容量机组的有效供电效率（EEEM4）按机组容量等级进行取公众号：Aienergy0173值（见附表7），锅炉效率保持与被替代机组相同。新建机组服役年限为30年[95]，其能源产出与被替代机组的总能源产出相同。因此，M4的直接环境效益可通过式21~24进行计算。(21)(22)(23)(24)附2.2.5M5情景：大容量天然气联合循环机组替代小容量燃煤机组在M5情景下，小容量燃煤机组被大容量天然气联合循环机组替代。与M4技术类似，从技术可行性和成本有效性角度考虑，M5技术的适配机组通过以下准则进行识别：（1）200MW及以下的燃煤发电机组；（2）考虑地理邻近性，同一园区内符合准则（1）的机组总容量至少为108MW方能进行替代（国家相关导则要求，关停小机组容量至少为新建大机组容量的60%[96]）。因此，对于单一园区M5适配机组的替代大容量天然气联合循环机组，其建设规模符合以下函数关系{minxMW│x≥被替代机组总容量,x∈{180,300,及其线性组合}}。新建的天然气联合循环机组能源产出与被替代机组的总能源产出相等，服役周期为30年[95]，其有效供电效率（EEEM5）为48.1%（本研究数据库中天然气联合循环机组的平均有效供电效率，见附表8）。由于新建发电机组的热电比为0，因此其能源效率EEM5=EEEM5。按“机组天然气需求=机组原燃煤量×原燃煤机组能源效率÷新建机组能源效率”进行计算，可以得出M5情景的新增天然气消费需求为每年126亿立方米，根据M1情景中的讨论分析，这一消费需求较为合理。M5技术的直接环境效益可以通过式25~28进行计算。(25)公众号：Aienergy0174(26)(27)(28)附2.2.6综合情景：M1~M5技术的耦合综合情景下，M1~M5技术均投入实施。能源基础设施机组主要由锅炉和汽轮机组成，M1和M2是锅炉改造或替代技术，M3是汽轮机改造技术，M4和M5是机组的整体替代。从技术可行性角度考虑，M1或M2可以与M3进行耦合实施，将此耦合技术称之为“M1&M3”或“M2&M3”。M1&M3技术表示将适配燃煤机组的锅炉改造为燃气锅炉，同时将其汽轮机改造为背压式汽轮机，由此得出M1&M3技术的直接环境影响核算方法，见式29~32。(29)(30)(31)(32)公众号：Aienergy0175M2&M3技术表示将适配燃煤机组的锅炉以垃圾焚烧炉替代，同时将其汽轮机改造为背压式汽轮机，则M2&M3技术的直接环境影响核算如式33~36所示。(33)(34)(35)(36)基于上述分析，在综合情景下，对于园区能源基础设施的每个机组，选择使其取得最大温室气体减排潜力的适配减排技术进行实施，则综合情景下的直接环境效益可按照式37~40进行计算。其中，若某个机组无任何适配技术，则其温室气体减排潜力和其他环境效益均为0。(37)(38)(39)公众号：Aienergy0176(40)附2.3能源基础设施温室气体减排成本效益分析根据各减排情景（包括单一技术情景和综合情景）的机组存量改造情况进行综合考虑，温室气体减排成本效益分析主要涉及四项指标变化：设备建造成本、燃料成本、电力收益和热力收益。其中，表示减排情景和基准情景的差值。由此，温室气体减排净成本可量化为式41。(41)各减排情景的能源产出与基准情景相同，但由于机组经各项减排技术改造或替代后能源效率发生变化，以及部分减排技术涉及燃料替代，因此分品种燃料消耗量和分品种燃料发电量均会发生变化。具体而言，各减排情景涉及机组改造或新建、天然气替代煤炭、生活垃圾替代煤炭、能效提升节约煤炭、燃煤发电量减少、燃气发电量和生活垃圾焚烧发电量增加等变化。基于情景设置，煤改气相关技术（M1和M5）仅替代纯发电机组；垃圾焚烧替代燃煤相关技术（M2）虽替代热电机组，但垃圾供热与燃煤供热相比价格不变。因此，各减排情景下园区设施基于不同燃料类型的热力输出结构和数量均未改变，故热力收益=0。因此，只需计算设备建造成本、燃料成本、电力收益三项，下面依次进行说明：（1）设备建造的单位成本根据各类机组的价格参考手册或具体工程案例得到，设备建造单位成本与机组改造容量或新建容量相乘，即为减排技术实施后与实施前相比的设备建造成本。设备建造成本包括建筑工程费用、设备购置费用、安装工程费用和其他费用（如建设场地占用及清理费）。（2）基于各减排情景下的煤炭消耗削减量、天然气消耗增加量、生活垃圾消耗增加量，与煤炭价格、天然气价格、生活垃圾处理补贴分别相乘，可得到燃料成本。其中，地方政府对垃圾处理的财政补贴非常普遍，因此将政府补贴计入生活垃圾替代燃煤的成本效益分析。（3）根据燃煤发电减少量、燃气发电增加量和生活垃圾焚烧发电增加量，与燃煤、燃气、垃圾焚烧的上网电价分别相乘，可得到各减排情景相对于基准情景的电力收益。设备建造价格、燃料价格、上网电价相关的各项价格指数在机组剩余服役时间内会有波动。通过参考相关研究的处理方法[118]，本研究假设机组剩余服役期公众号：Aienergy0177限内，各年设备建造价格、燃料价格、上网电价的现值通货膨胀率与折现率相等，则各年的现值加总时通胀率与折现率相互抵消，因此按式2-4计算出的机组剩余服役时间内减排成本为2015年可比价格。各减排情景的单位减排成本为该情景下总减排成本与直接温室气体减排量的比值。总的来说，根据改造机组容量、新建机组容量、分品种燃料输入变化和分品种电力产出变化，乘上各自相对应的成本/价格因子，即可按式2-4计算设备建造成本、燃料成本和电力收益。各减排情景下的设备建造成本、燃料成本和电力收益相关具体指标分别在附表11~13列出。附2.4生命周期环境效益进一步，基于生命周期视角，考虑能源、水、材料上游生产过程的环境影响，核算各减排情景的间接环境影响，进而得出能源基础设施减排技术途径全生命周期的环境影响，见附图2-3。图2-3基于生命周期视角的能源-水-材料耦合关系园区在役能源基础设施数量、结构、特征各异，需要与不同的减排技术进行最适匹配，根据减排技术特点，或需要机组进行改造，或需要新建机组。由此，使得锅炉类型、汽轮机类型和冷却技术类型发生改变，从而导致淡水消耗和大气污染物排放发生变化。因此，上述碳-水-排放的耦合关系需纳入模型考量。同时，公众号：Aienergy0178基于生命周期视角，减排技术不仅带来温室气体排放、耗水量、材料消耗等方面环境影响的直接变化，还将通过削减或增加燃料需求、用水需求和材料需求等方式，避免或增加的燃料、水、材料上游生产过程环境影响，此部分为间接环境影响的变化。附3园区能源-环境基础设施共生驱动的温室气体减排模型附3.1园区能-水基础设施耦合概念模型“能—水”统筹，是工业园区综合能源管理创新战略、打好污染防治攻坚战的重要抓手，充分发挥园区能源基础设施优势，构建能源-环境基础设施共生，实现能-水统筹，实现节能节水共赢。工业园区进驻企业多，工业企业用水量大、废水产生量大、污染物浓度高、成份复杂且冲击负荷高、可生化性差，导致园区污水处理技术难度大、管理要求高。许多园区所在区域及流域水环境质量差、水生态受损重、水环境隐患多，园区绿色发展面临水资源约束、水资源节约集约利用、水污染防治等诸多挑战和风险。因此需要创新园区水污染防治模式，应用生命周期管理的理念，全面考虑水污染防治各环节，强化源头控制和系统治理，设计一体化解決方案，推动园区水资源精细化管理，提高水资源利用率，强化水污染防治，并减少能源和水的消耗。生命周期思考是园区能—水统筹、水污染防治创新实践的核心。基于生命周期思考，构建“供（取）水——用水——废水处理——排放——废水再生回用——污水处理产生的有机废气治理——污泥处理处置及资源化”等水污染防治关键环节，全过程园区水污染防治体系相关的关键环节组成的，全生命周期园区水污染防治创新实践体系，实现园区能—水生命周期不同阶段的全过程管理，防范水风险，改善水环境质量。同时，需要充分运用园区基础设施集中的优势，统筹“能—水”资源一体化，构建能源—环境基础设施共生体系。热电厂和污水处理厂（WWTP）分别作为工业园区中的能源基础设施和环境基础设施，肩负着为整个园区的生产提供能源和末端治理的重任。热电厂作为园区主要供能者的同时，也是取水和排污大户。WWTP是园区水污染防治的“最后一道闸门”，同时也是非常规水资源（二级处理出水）和固体废物（污泥）的排放大户。WWTP的二级处理出水通常直接排放至就近水体，即使出水水质已经近似水体水质，仍然会对周边水环境造成影响；而合理的污泥处理处置方式仍然是亟待解决的环境问题之一。公众号：Aienergy0179为提高工业园区资源能源利用效率、减少污染物排放、降低对周边环境的影响，可将WWTP的二级处理出水经深度处理制成再生水后，供给电厂作为冷却水使用。WWTP产生的污泥富含生物质能，经干化后可送至热电厂进行焚烧，在替代部分燃煤的同时，也解决了污泥处置难的问题。同时充分利用热电厂等园区能源基础设施，为整个WWTP的运行提供电能、热能，将污泥干化后送至毗邻热电（力）厂处理，构建污水处理厂－热电（力）厂－污泥干化焚烧“三位一体”的产业共生体系，不但能有效利用热电厂的余热，减少污泥干化过程热值损失、降低污泥干化成本，在污泥减量化的同时回收热能；还能利用污水厂深度处理出水作为热电厂冷却水，降低热电厂水耗。可见，在园区内统筹“能—水”资源一体化，构建热电厂和WWTP之间的共生体系，有助于提高园区整体资源能源利用效率，同时减少污染物及温室气体的排放。从基础设施视角来看，存在“电厂-污水处理厂共生”；从物质流动视角来看，存在着“能—水”共生耦合。代表性案例：苏州工业园区——构建循环型基础设施共生体系苏州工业园区针对园区污泥产生量大、污泥干化能耗高、污泥有机质高、热值高等情况，将区内第二污水处理厂污水处理过程中产生的湿污泥（含水率80%）送至污泥干化厂进行干化。为实现热电厂的余热利用，污泥干化厂的二段干化设备利用热电厂的余热蒸汽间接换热，将含水率80%的湿污泥干化至含水率10~20%的干污泥。由于污泥中有机质较高，干化后污泥热值约2600~2800大卡，可作为低热值燃料进行循环利用。为此，污泥干化厂通过输送带将其送至热电厂的干煤棚内，与热值5500大卡的优质煤以30%左右的比例掺和燃烧，充分回收利用干化污泥中的热值。干污泥和优质煤燃烧产生的热量除发电外，余热蒸汽再次被用于污泥干化和区域内集中供热和制冷；干化污泥产生的90~100度的蒸汽冷凝水，全部送回热电厂循环利用回收热能。园区以污水处理厂、污泥干化厂、热电联产基础设施为核心，与月亮湾社区构建了冷热电三联供的能源供应新模式，取代了传统能源供应模式，实现了能源的梯级化、集约化利用。该产业共生模式每年可节能1.37万吨标煤，且污泥焚烧后的灰渣用作建筑材料资源化利用。污水处理厂园区绿化污泥干化厂热电厂再生水污泥干化设备冷却湿污泥污水再生水蒸汽干化污泥蒸汽冷凝水市政建设灰渣公众号：Aienergy0180附3.2基础设施能水共生耦合模型架构与参数取值基于园区基础设施共生关系，构建能源基础设施和集中式污水处理厂耦合的工业园区能源-水耦合模型，出于可行性考虑，首先从水量上评估WWTP二级处理出水作为电厂取水水源的可能性。为简化分析，做出以下基本假设：（1）将每个国家级经开区作为一个独立的系统，其基础设施间的物质能量交换仅发生在园区内部；（2）园区内集中式污水处理厂（WWTP）达到一级A排放标准的出水经必要的处理后可用作电厂的取水水源；（3）假设某园区有m个WWTP和n个电厂，则每个WWTP出水均有供给任何一个电厂的可能性；（4）园区集中式污水处理厂实际出水向能源基础设施供水分配，遵循总成本最小的原则，即,其中V,D分别为WWTP出水分配量和能源基础设施与WWTP之间的距离。按照总成本最小的原则，园区实际参与构建能源基础设施-集中式污水处理厂产业共生关系的WWTP和电厂数量分别为m’和n’个。则电厂总去水量、发电用水量、供热用水量等关键用水指标计算如下：电厂总取水量=发电取水量+供热取水量发电用水量=发电取水因子×发电量供热用水量=供热取水因子×供热量园区电厂取水量替代率：园区所有WWTP实际处理水量占园区所有电厂总取水量百分比，其中供电取水系数参考附表3-1，供热取水系数取1.1718m3/GJ。园区集中式污水处理厂WWTP的出水优化分配至同园区能源基础设施（电厂、热电联产、热力厂等）。其中“平均运输距离”为电厂和WWTP之间的直线距离，“可与电厂建立共生的WWTP数量”和“可与WWTP建立共生的电厂数量”是按照一个园区内“总成本最小”原则而得出的可能参与共生体系构建的集中式污水处理厂和能源基础设施的理论最大数量。公众号：Aienergy0181附表3-1不同类型及规模的发电技术相应的取水系数参考值[119]单位：m3/MWh燃料类型发电技术冷却方式平均值低值高值煤1000MWOT直流冷却82.874.288.4RC循环冷却2.112.052.17dry风冷0.31600MWOT直流冷却100.692.8105.9RC循环冷却2.0611.632.323dry风冷0.3340.2110.456300MWOT直流冷却103.182.9127.2RC循环冷却2.371.962.84dry风冷0.3670.2520.517100~250MWOT直流冷却103.182.9127.2RC循环冷却2.72.113.68dry风冷0.590.50.68＜100MWOT直流冷却103.182.9127.2RC循环冷却3.092.184.19dry风冷10.8641.08天然气蒸汽循环RC循环冷却4.544.544.54联合循环OT直流冷却34.0727.2579.5RC循环冷却0.9460.5682.84生物质蒸汽循环RC循环冷却4.543.585.35生活垃圾蒸汽循环RC循环冷却7.956.7910废热回收蒸汽循环RC循环冷却9.616.1112.78附4案例分析——浙江省工业园区能源基础设施升级改造节能潜力选取长三角地区工业发达省份浙江省作为案例，研究浙江省工业园区能源基础设施情况及碳减排潜力。附4.1浙江省工业园区能源基础设施存量特征分析根据国家发改委发布的《中国开发区审核公告目录（2018年版）》，浙江省共有38家国家级开发区（含经济技术开发区、高新技术产业园区等）、82家省级工业园区，共计120家。基于本项目构建的数据库，上述园区具有在役能源基础设施机组474个，总容量3529万千瓦，占浙江省6000kW及以上发电装机总容量的51%（附图4-1和4-2）。公众号：Aienergy0182附图4-1浙江省工业园区能源基础设施空间分布示意附图4-2统计了1978-2014年浙江省园区能源基础设施机组存量演变、燃料结构与容量结构。从投产时间看，浙江省工业园区能源基础设施投产主要集中在2005年之后，占全部机组的49%，园区能源基础设施建设峰值出现在2005-2007年，这期间建设的机组数量最多。此外2011和2014年也有大容量机组在工业园区物理边界内投运。附图4-2浙江省园区能源基础设施机组存量演变、燃料结构与容量结构051015202530354019781985199019952000200520102014在用容量(GW)煤天然气可再生能源其他GW25.18.50.31.3煤71.2%天然气24.3%余热1.2%生活垃圾1.9%污泥0.5%生物质0.3%太阳能0.5%4.5%0%20%40%60%80%100%容量数量份额≤10MW（10,50]MW(50,100]MW(100,300]MW(300,600]MW＞600MW公众号：Aienergy0183从燃料结构来看，园区能源基础设施具有很强的煤炭依赖性，燃煤机组占总容量的71.2%，其次为天然气，占比24.3%，其他燃料机组占比为4.5%，其中生活垃圾焚烧发电占1.9%，可再生能源机组（包含光伏发电和生物质发电）仅占0.85%，污泥焚烧占0.5%。但值得注意的是，设在园区的生活垃圾焚烧设施数量较多，占全省在役能源基础设施数量的12.2%。附图4-3浙江省园区能源基础设施机组投产时间分布图（注：图中每一个色块代表一台机组，四块高度与机组装机容量成正比）附表4-1浙江省园区能源基础设施机组燃料结构燃料类型机组容量（MW）容量占比（%）机组数量（台）数量占比（%）煤25115.371.230664.6天然气8589.424.3469.7余热4391.2275.7生活垃圾661.51.95812.2污泥1810.5112.3生物质121.50.3102.1太阳能178.30.5163.4总计35286.1100474100从机组规模结构来看，浙江省省级及以上工业园区在役能源基础设施呈现“大容量机组少，小容量机组多”的特点，50MW及以下机组占总数量的78.3%，0100020003000400050006000197819831984198519861987198919901991199119921993199419951996199719981999200020012002200320042005200620072008200920102011201220132014浙江省工业园区能源基设施投运年份公众号：Aienergy0184装机容量占在役能源基础设施总容量的13.5%。50-300MW及以下机组数量占了12.7%，装机容量占24.6%；300MW以上机组数量仅占9.1%，但装机容量占61.8%。进一步，根据机组投运时间、燃料、容量等属性提出优先改造短名单，明确可以纳入优先退役或改造的园区及其机组清单。附表4-2浙江省园区能源基础设施机组容量结构容量等级机组容量（MW）容量占比（%）机组数量（台）数量占比（%）＞600MW928026.3122.5(300,600]MW12542.235.5316.5(100,300]MW7367.220.9408.4(50,100]MW1323.73.8204.2（10,50]MW383010.920643.5≤10MW9432.716534.8总计35286.1100474100总体来看，浙江省工业园区能源基础设施具有小容量燃煤机组多的特点，能源效率相对较低，具有一定的节能改造提升空间。基于地理位置信息，对于邻近的小容量燃煤机组群，可考虑采用大容量高性能机组进行替代，同时对替代机组群的总容量设置一定的准入门槛，以兼顾技术经济性。进一步将对园区存量机组的节能潜力及成本效益进行研究。附4.2浙江省工业园区能源基础设施改造节能及碳减排潜力从全省层面来看，浙江省省级及以上开发区在役的能源基础设施中，小机组数量占了很大比例，小机组通常能效较低，有较大的能效提升空间。2014年浙江省省级及以上开发区在役50MW及以下火力机组数量338台，容量为4559万千瓦，数量和容量分别占浙江省省级及以上开发区在役能源基础设施的71.3%和12.9%。基于识别出的园区存量能源基础设施清单数据，可对其中地理邻近的小容量燃煤机组进行替代。对园区现役机组，综合考虑其技术参数，确定进入短名单机组的优先筛选原则为：以煤为燃料，单机容量50MW及以下，或服役时间超过15年（2003年（含）之前投入使用）的机组。相应改造措施为：（1）300MW/600MW/1000MW大容量燃煤机组替代（M4）；（2）180MW/300MW天然气-蒸公众号：Aienergy0185汽联合循环机组替代（M5）。计算节能潜力时，保持热力电力输出量不变，计算燃料输入的节约量。根据国务院发布的《加快关停小火电机组的若干意见》，替代关停机组的容量至少达到自身容量的60%以上，可直接纳入国家电力发展规划，优先安排建设。在本报告中，由于最小替代单元为300MW燃煤机组或180MW天然气，因此考虑到技术经济性，设置园区短名单筛选条件为：园区淘汰机组总容量超过100MW。由于部分待改造机组服役时间超过15年，但容量较大（300MW及以下），基于技术经济考虑，在计算节能潜力时分两种情况进行计算：（1）优先替代单机容量50MW及以下的燃煤小机组，或服役超过15年的燃煤老龄机组：识别出机组短名单覆盖容量为9464MW，采用燃煤高参数大机组替代的节能潜力为162万吨标煤，若采用天然气-蒸汽联合循环机组替代的节能潜力为330万吨标煤，节能潜力分别为园区能源基础设施总能耗的2.7%或5.5%，占全省综合能耗的0.8%或1.6%；（2）优先替代单机容量50MW及以下的燃煤小机组，或服役超过15年的300MW以下燃煤老龄机组：优先退役或改造机组短名单覆盖容量为3447MW，采用燃煤高参数大机组替代的节能潜力为72万吨标煤，若采用天然气-蒸汽联合循环机组替代的节能潜力为157万吨标煤，节能潜力分别为园区设施总能耗的1.2%或2.6%，占全省综合能耗的0.4%或0.8%。以上两种情景的示意可用附图4-3表示，本报告以后一种情况为例，对其计算过程进行说明。附图4-3园区在役能源基础设施改造情景示意公众号：Aienergy0186本节设置三种情景：基准情景（BA），大容量燃煤机组替换待淘汰机组（M4）和大容量天然气蒸汽联合循环机组替换待淘汰机组（M5）。经计算，筛选出浙江省省级及以上园区能源基础设施改造短名单，见附表4-3。附表4-3园区短名单及节能潜力序号园区名称淘汰机组总容量(MW)燃煤机组上大压小节能潜力(GJ/年)天然气-蒸汽联合循环机组上大压小节能潜力(GJ/年)1浙江宁波石化经济技术开发区12529,994,68221,004,5362杭州高新技术产业开发区3372,369,9733,332,0753浙江绍兴经济开发区3332,450,2193,623,1314浙江温州工业园区2701,402,0082,796,1225浙江绍兴滨海工业园区235412,4361,311,5246浙江衢州经济技术开发区2341,996,6934,106,1227绍兴柯桥经济技术开发区219317,2462,660,4298浙江富阳经济技术开发区172479,8751,594,8979浙江嘉兴经济技术开发区168371,2762,334,43210浙江普陀经济开发区125846,3101,375,45411宁波望春工业园区102407,2901,709,768合计3,44721,048,00945,848,491其中，两项措施的年度节能总量分别为72万吨标煤和157万吨标煤，占全省能源消费的0.4%和0.8%。总体来看，上大压小方法具有一定的节能潜力。这是基于假设能源输出量不变，计算燃料输入节约量得出的结果，但考虑到未来能源需求的持续增长，节能效果则会更加明显。园区短名单中的天然气联合循环机组替代效果比燃煤机组替代更为显著，这是由于其发电供热效率均更高。附表4-4和表4-5给出了燃煤机组替代和天然气蒸汽联合循环机组替代的成本效益，对于燃煤机组替代措施，设备改造成本较高，但均摊到服役期每一年来看，11家园区中有5家园区的燃料成本节约会将设备改造成本抵消，因此节能措施的年度净成本为负值，即具有正向经济效益。计算燃料成本节约时采用了我国同类机组能效的平均值，如管理得当，进一步提升能效，则经济效益会更加明显。公众号：Aienergy0187附表4-4园区短名单及成本效益-燃煤机组替代序号园区名称淘汰机组总容量(MW)新建燃煤大机组容量(MW)设备改造成本(万元/年)燃料成本节约(万元/年)年度总成本(万元/年)1浙江宁波石化经济技术开发区1,2521,26012,230-36,947-24,7162杭州高新技术产业开发区3373503,8288,761-4,9333浙江绍兴经济开发区3333503,8289,058-7,1314浙江温州工业园区2703003,2815,183-1,9025浙江绍兴滨海工业园区2353003,2811,5251,7566浙江衢州经济技术开发区2343003,2817,381-4,1007绍兴柯桥经济技术开发区2193003,2811,1732,1088浙江富阳经济技术开发区1723003,2811,7741,5079浙江嘉兴经济技术开发区1683003,2811,3721,90910浙江普陀经济开发区1253003,2813,12815311宁波望春工业园区1023003,2811,5061,967合计3,4474,36046,134-77,806-31,672对于天然气蒸汽联合循环机组替代措施，在当前价格机制下，较难实现环境效益与经济效益的双赢，需要统筹天然气价格、天然气多联供热电冷产品的价格，更全面系统地揭示本方案的环境收益，因为这个方案的实施会带来天然气生产、供应、污染治理、环境质量改善等连锁变化，需要核算污染减排的直接和间接经济收益。附表4-4和4-5给出了短名单园区层面的信息，附表4-6进一步列出部分代表性园区的待改造机组信息，所列机组均为服役期超过15年且容量小于300MW的老龄机组，或单机容量小于50MW的低参数机组，且多为热电机组。因此替代机组同时需要满足电力和热力供给需求。公众号：Aienergy0188附表4-5园区短名单及成本效益-天然气蒸汽联合循环机组替代序号园区名称淘汰机组总容量(MW)新建天然气蒸汽联合循环机组容量(MW)设备改造成本-折算到每年(万元)燃料成本增加(万元)电力收益增加(万元)热力收益增加(万元)年度总成本(万元)1浙江宁波石化经济技术开发区12521260106701629816088369309344112杭州高新技术产业开发区33736034491634811464372746063浙江绍兴经济开发区33336034492346214135529274834浙江温州工业园区27030024071738011909306048175浙江绍兴滨海工业园区2353002407899721468333841438556浙江衢州经济技术开发区234300240747637990623691164467浙江绍兴柯桥经济技术开发区2193002407652981063929377276898浙江富阳经济技术开发区172300240749711878921044222849浙江嘉兴经济技术开发区1683002407475959327208461983010浙江普陀经济开发区1253002407478553360185611宁波望春工业园区10230024072472348661180710457合计3447438036824549892161937221994193734公众号：Aienergy0189附表4-6部分园区机组改造短名单园区名称设施名称可淘汰或改造机组容量(MW)投产年份燃料类型输出类型汽轮机类型机组关停情况(空值表示未关停)宁波石化经济技术开发区中石化镇海炼化分公司251999煤热电抽凝251999煤热电抽凝502010煤热电抽凝502010煤热电抽凝502010煤热电抽凝502010煤热电抽凝502003煤热电抽凝502003煤热电抽凝镇海发电厂2151989煤热电抽凝3#4#2018年12月关停2151986煤热电抽凝2151985煤热电抽凝2151990煤热电抽凝杭州高新技术产业开发区半山1351983煤电纯凝关停，2015年12月1301996煤电纯凝协联热电厂181997煤热电背压151984煤热电背压151989煤热电背压151994煤热电背压杭州轻华热电有限公司61995煤热电背压关停，2017年11/12月31995煤热电抽凝绍兴经济开发区浙江浙能钱清发电有限责任公司1352002煤电纯凝关停，2013年12月1352003煤电纯凝绍兴咸亨热电有限公司152008煤热电背压关停，2018年2月62008煤热电背压绍兴皋埠热电有限公司121986煤热电抽凝关停，2017年11月122005煤热电抽凝61986煤热电抽凝62005煤热电背压62003煤热电背压浙江温州工业园区温州发电有限公司1351990煤热电抽凝关停，2010年8月1351991煤热电抽凝公众号：Aienergy0190续附表4-6部分园区机组改造短名单园区名称设施名称可淘汰或改造机组容量(MW)投产年份燃料类型输出类型汽轮机类型机组关停情况(空值表示未关停)浙江绍兴滨海工业园区浙江天马热电有限公司302007煤热电背压浙江天马热电有限公司302007煤热电背压绍兴远东热电有限公司252006煤热电背压绍兴马山热电厂181989煤热电抽凝浙江天马热电有限公司152005煤热电背压152005煤热电背压152005煤热电背压152011煤热电背压绍兴远东热电有限公司122006煤热电背压浙江胜利热电有限公司122005煤热电背压浙江衢州经济技术开发区巨化热电厂601991煤热电抽凝601996煤热电抽凝602001煤热电抽凝衢州东港热电厂182013煤热电背压152005煤热电背压152005煤热电抽凝62005煤热电背压考虑到技术经济性，节能改造短名单要求待淘汰小机组总容量超过100MW。出于整体考虑，附表4-7所列园区为基于“以煤为燃料，单机容量50MW及以下，或服役时间超过15年（2003年（含）之前投入使用）的机组”原则，识别出的有可改造机组的所有园区名单、可改造机组的总容量，以及采用燃煤大机组替代方案或天然气蒸汽联合循环机组替代方案时各自的节能潜力，可为园区综合能源服务项目中长期的持续推进提供支撑。公众号：Aienergy0191附表4-7节能改造园区全体名单园区名称可改造机组总容量(MW)M4-燃煤大机组替代节能潜力(GJ)M5-天然气蒸汽联合循环机组替代节能潜力(GJ)宁波石化经济技术开发区12529,994,68221,004,536杭州高新技术产业开发区3372,369,9733,332,075浙江绍兴经济开发区3332,450,2193,623,131浙江温州工业园区2701,402,0082,796,122浙江绍兴滨海工业园区235412,4361,311,524浙江衢州经济技术开发区2341,996,6934,106,122浙江绍兴柯桥经济技术开发区219317,2462,660,429浙江富阳经济技术开发区172479,8751,594,897浙江嘉兴经济技术开发区168371,2762,334,432浙江普陀经济开发区125846,3101,375,454宁波望春工业园区102407,2901,709,768浙江平湖经济技术开发区910480,492浙江杭州出口加工区88265,0411,087,747杭州江东工业园区87183,340872,489宁波大榭开发区750725,383萧山经济技术开发区74524,2531,468,117嘉兴港区740550,183浙江乍浦经济开发区720239,806杭州湾上虞经济技术开发区600155,763杭州经济技术开发区57145,362758,825浙江瑞安经济开发区55773,463938,306浙江慈溪出口加工区48126,768622,293绍兴袍江工业区48190,117920,526浙江德清经济开发区48395,627626,089宁波经济技术开发区45130,413768,209浙江湖州经济技术开发区45595,1981,119,420浙江桐乡濮院针织产业园区42231,167748,056浙江东阳横店电子产业园区39108,568435,585浙江桐乡经济开发区38230,353605,531浙江黄岩经济开发区36201,088530,192公众号：Aienergy0192续附表4-7节能改造园区全体名单园区名称可改造机组总容量(MW)M4-燃煤大机组替代节能潜力(GJ)M5-天然气蒸汽联合循环机组替代节能潜力(GJ)浙江龙游工业园区36136,599215,798浙江新昌工业园区360335,398浙江丽水经济技术开发区3637,32744,175杭州余杭经济技术开发区330314,638浙江江山经济开发区31299,230354,953浙江诸暨经济开发区30126,702598,385浙江海宁经济开发区27236,183574,917浙江余姚经济开发区27142,258176,575浙江台州经济开发区27070,758浙江岱山经济开发区24246,626265,515浙江余姚工业园区2482,980139,391浙江建德经济开发区240158,243浙江吴兴工业园区24056,440浙江天台工业园区2329,26375,950浙江永康经济开发区2025,25530,637浙江奉化经济开发区18100,544265,096浙江德清工业园区15018,368浙江定海工业园区15460,507558,652浙江兰溪经济开发区15308,982395,561浙江嘉善经济技术开发区1244,87884,162浙江嘉兴工业园区12102,728162,661浙江温州鹿城轻工产业园区950,272132,548浙江仙居工业园区867,41598,600浙江临安经济开发区668,02582,522浙江遂昌工业园区6031,153浙江义乌经济技术开发区633,51588,365公众号：Aienergy0193附5案例分析——浙江省工业园区“能-水”基础设施共生环境效益附5.1浙江省工业园区集中式污水处理设施存量特征分析（1）浙江省国家级经开区集中式污水处理厂发展概况以浙江省国家级经济技术开发区中污水处理厂信息资料完备的16家园区为例，分析其集中式污水处理厂处理设施类型、建成时间、执行的排放标准、污水处理级别及相应的方法、设计处理能力等信息，得到以下基本结论：1）16家国家级经济技术开发区内共建有60座污水处理厂，其设计处理规模在5000吨/天～800000吨/天，总设计处理能力395.5万吨/天。国家级经开区平均单个园区的污水处理厂数量多于省级开发区。2）60座污水处理厂中34座为城镇污水处理厂，执行城镇污水处理厂污染物排放标准，其中2家执行二级标准，2家执行一级B标准，25家执行一级A标准，2家执行间接排放标准。3）工业污水处理厂有25座，其中9家执行一级A排放标准，9家执行其他排放标准，1家执行间接排放标准，6家信息未知。另外1家为其他类型污水处理厂，执行一级A排放标准。4）处理工艺方面，除嘉兴经济技术开发区的9家污水处理厂外，其他国家级经开区均采取了二级以上处理，二级处理工艺使用工艺情况见附表5-1。附表5-1浙江省16家国家级经开区集中式污水处理厂二级处理工艺技术现状二级处理工艺类型使用该工艺的污水厂数量占比（%）A/O工艺612.0A2/O工艺1530.0SBR类48.0化学沉淀法12.0化学混凝法12.0活性污泥法1020.0生物滤池24.0生物膜法24.0生物转盘12.0氧化沟类918.0总计51注100注：其他9家污水处理厂均来自嘉兴经开区，一级处理后进入嘉兴联合污水处理厂。公众号：Aienergy0194附表5-1所示污水处理厂均列入了浙江省省控重点源。浙江省环保厅自2011年起持续发布集中式污水处理厂每季度监督性监测达标情况，向社会公布pH、色度、悬浮物、COD、BOD、氨氮、总磷等水质指标的检测数据，以及纳入省控重点污染源的污水处理厂的出水达标情况，详细的污水处理厂分季度的监督性监测数据可参考浙江省生态环境厅网站信息公开相关内容（http://www.zjepb.gov.cn/col/col1201347/index.html）。从浙江省环保厅公布的监督性监测数据分析结果看，“2017年1~6月，全省共监测污水处理厂297家，监测完成率为100%。297家污水厂日处理水量合计1116.5万吨，总体运行负荷81.6%。按控制级别，国控和其他污水处理厂分别为211家和86家，日处理水量为1041.6万吨和74.9万吨，运行负荷分别为85.1%和72.2%。按设施类型，城镇和工业污水厂分别为245家和52家，日处理水量为1028.5万吨和88.0万吨，运行负荷分别为87.6%和57.3%。按“达标率=达标水量/实际处理水量”方式评价，全省297家污水处理厂总体达标率为98.6%。其中国控98.7%，其他96.7%；城镇98.7%，工业97.6%。（2）浙江省国家级经开区的集中式污水处理厂排水去向浙江省国家级经开区的集中式污水处理厂排水去向主要有三类（附表5）：直接排入海域，直接进入江河湖、库等水环境，和进入城市下水道（再入江河、湖、库），各污水处理厂排水的具体去向可见附表5，多为东海、钱塘江、瓯江、甬江、太湖、运河、苕溪、衢江、东阳江等。污泥产生量为762035吨，处理方式以焚烧为主，焚烧污泥比例为96%，另4%为建筑材料利用。限于数据可得性，分析了27家省级开发区的集中式污水处理设施。这27家省级开发区的集中式污水处理厂有22家执行城镇污水处理厂污染物排放标准一级A排放标准，5家执行一级B排放标准（其中1家执行纺织染整工业水污染物排放标准一般印染行业（除蜡染行业外）的间接排放标准，1家为纺织染整工业水污染物排放标准特别排放限值）。这27家污水处理厂日均处理规模在5000吨～340000吨，合计日均处理规模157.3万吨。附5.2浙江省工业园区能水耦合共生的碳减排潜力分析（1）浙江省经开区污水处理厂出水与能源基础设施匹配结果及减排潜力经园区能水基础设施耦合模型计算，在可实施“水-能基础设施共生”的园区中，水厂和电厂的平均直线距离为17千米，WWTP出水平均可替代电厂取水量的83%。16家园区中有13家的WWTPs出水水量能满足电厂的取水要求。具体公众号：Aienergy0195结果见附表5-2。通过焚烧污泥替代部分化石燃料，可以减少一定量的温室气体排放。采用情景分析的方法核算温室气体的减排量，本报告计算中仅考虑能源基础设施-集中式污水处理厂共生情景下与能源有关的温室气体排放量，包含燃料燃烧所产生的碳排放、污泥处理处置所产生的碳排放、运输所产生的碳排放三部分。浙江省国家级经开区能源基础设施-集中式污水处理厂水能耦合的节能及温室气体减排潜力见附表5-3。附表5-2浙江省经开区集中式污水处理厂出水与能源基础设施之间匹配结果序号园区名称WWTP排放总量（Mt/a）园区年取水量（Mt/a）平均距离（km）WWTP数量电厂数量可与电厂建立共生的WWTP数量（座）可与WWTP建立共生的电厂数量（座）WWTP出水替代电厂取水的最大比例（%）1宁波经开区1173.62465.864.2512577.042温州经开区28.3.027.932211003萧山经开区89.29.07.723231004宁波大榭9.97.23.411111005嘉兴经开区25.720.715.593921006湖州经开区19.85.74.912121007长兴经开区72.0364.736.19119919.78金华经开区61.316.32.522121009嘉善经开区10.20.141.5321110010衢州经开区12.4204.223.436336.111义乌经开区133.70.523.0711110012余杭经开区21.14.72.2422210013柯桥经开区248.128.816.6271710014富阳经开区117.153.71.8776710015平湖经开区12.66.722.6131210016丽水经开区12.61.639.51313100合计1048319360674653平均值65.5199.517.083注1：宁波经济技术开发区，位于北仑区。公众号：Aienergy0196附表5-3污泥分配结果及减排潜力序号园区名称污泥替代能源比例(%)1园区污泥焚烧产热(GJ)园区发电供热(GJ)2基准情景GHG排放(tCO2e)共生情景GHG排放(tCO2e)GHG减排潜力(tCO2e)平均运输距离(km)1宁波经开区0.7984835143476111284130562821908019397550.42温州经开区17.137529621894621489411284032053827.63萧山经开区20.41693276830276211896119732962163145.84宁波大榭经开区0.213223701557091320991149017183.45嘉兴经开区0.714569719745280262454926053221922736.26湖州经开区4.02089805166957764514734242302723.67长兴经开区1.6785641487994748756188862299013319865.88金华经开区26.34803251828818220460172143483163.69嘉善经开区19.130055157587414533398374695.110衢州经开区0.2526993365371649881934983096509729.411义乌经开区1001429196465525172399108402639963.012杭州余杭经开区1.877622.84298584555135545229990613.913绍兴柯桥经开区14.63920291268302563711855321361949823515.914富阳经开区0.3130115460079874200650419082898211.215平湖经开区5.232266262618768599298365972333120.916丽水经开区12.719534115431732010181775312348639.3合计10845261355743144564562601304907325.2平均值14.056778282223394735285168155620.3公众号：Aienergy0197注1：污泥替代能源比例指污泥经焚烧后产生的能量占电厂原发电量和发热量之和的百分比，干污泥的热值按16956.5kJ/kg计算。注2：园区发电供热能耗按原煤消耗量计算。（2）浙江省经开区集中式污水处理厂出水与电厂水质匹配性在浙江省经开区集中式污水处理厂出水与电厂取水水量匹配分析及距离分析基础上，水质匹配性对于建立能源-水耦合也是重要影响因素。以浙江省国家级经开区集中式污水处理厂出水水质和循环冷却水系统水质要求进行比较分析。前述分析指出浙江省16家国家级经济技术开发区有效样本中，共建有60座污水处理厂，其中近60%执行城镇污水处理厂污染物排放一级A标准。水质标准比较见附表5-4。附表5-4电厂循环冷却水系统补充水水质要求与现行排放标准比较指标城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002地表水环境质量标准GB3838-2002DB32-1072-20071电厂循环冷却水系统补充水一级A一级BIII类水体IV类水体COD(mg/L)5060203050≤60BOD5(mg/L)102046≤10SS(mg/L)1020≤20TN(mg/L)152011.515NH3-N(mg/L)5（8）8（15）11.55（8）<1TP(mg/L)0.510.20.30.5≤1注：《太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值》浙江省《城镇污水处理厂主要水污染物排放标准》将于2019年1月1日起实施，加严了四项指标（附表5-5），其余控制项目仍按GB18918-2002中一级A标准执行。从上述分析可见，浙江省国家级经开区中执行城镇污水处理厂主要水污染物排放标准一级A排放标准的污水处理厂，随着2019年四项水污染物指标加严后，污水处理厂出水除氨氮指标略有超标外，水质能直接满足电厂电厂循环冷却水系统补充水水质要求。根据浙能集团开展的“浙江长兴发电有限责任公司市政污水公众号：Aienergy0198深度处理回用工程可行性研究”结论，“污水厂出水基本满足电厂补给水系统的要求，但是NH3-N高出标准较多（编制可研时出水氨氮15mg/L），需要通过深度处理系统的处理，建议曝气生物流化池工艺（ABFT）方案作为回用工程的推荐方案，每吨污水处理的费用约0.18元”。附表5-5城镇污水处理厂主要水污染物排放限值序号污染物项目限值（mg/L）日均值最大瞬时值1化学需氧量（CODCr）30502氨氮11.5（3）5（8）3总氮110（12）21512（15）34总磷0.30.5注1:括号内数值为每年11月至次年3月执行；注2:适用于新立项城镇污水处理厂；注3:适用于改（扩）建污水处理厂附5.3浙江省工业园区基础设施“能-水”共生温室气体减排主要结论总结来看，从浙江省21家国家级经济技术开发区中，取16家既有热电厂又有WWTP的园区为样本，研究构建能源基础设施——集中式污水处理系统能—水耦合产业共生体系，实现节能节水，从空间距离、水量匹配、水质匹配的角度及节能减排潜力研究可得出以下结论；（1）16家国家级经济技术开发区共有60座WWTP，总废水处理能力为1048Mt/a，总干污泥产量为762035t/a；这些园区同时共有67座电厂，总机组容量为12069MW，总电力输出为50513MWh/a，热力输出为171426TJ/a，总取水量为3192.6Mt/a。（2）16家国家级经开区中，有13个园区的集中式污水处理厂处理水量可满足电厂取水量的需求，能源基础设施与集中式污水处理厂之间的平均直线距离为17千米，建设WWTP至电厂的再生水管网，构建园区能源基础设施——集中式污水处理系统能—水耦合产业共生体系，最大可削减电厂取水量83.3%。浙江省国家级经济技术开发区内集中式污水处理厂的出水水质基本能满足电厂电厂循环冷却水系统补充水水质要求。（3）16家国家级经开区WWTP所产生污泥替代电厂燃料百分比的平均值为14.05%。通过使用污泥替代部分燃料，每年可减排温室气体（以二氧化碳当量计）1,304,907吨，为基准情景的2.3%。公众号：Aienergy0199附表1工业园区数据收集调查表指标单位数值国内生产总值（GDP）元工业增加值（IAV）元土地面积平方公里能源单位输入输出净输出a原煤吨洗精煤（用于炼焦）其他洗煤煤制品焦炭其他焦化产品原油汽油煤油柴油燃料油液化石油气炼厂干气石脑油润滑油石蜡溶剂油石油焦石油沥青其他石油制品公众号：Aienergy01100续附表1工业园区数据收集调查表指标单位输入输出净输出a煤矸石吨城市生活垃圾工业废料（用于燃烧）天然气万立方米煤层气焦炉煤气高炉煤气转炉煤气发生炉煤气电力万千瓦时热力吉焦余热余压生物燃料吨标准煤b其他燃料总计注：a)净输入=输入-输出，此三个指标可用于数据校核；b)1吨标准煤=29.27GJ。公众号：Aienergy01101附表2采集能耗数据的213家国家经经济技术开发区统计信息指标华北华东华中华南东北西北西南总计园区数量20972111222319213国内生产总值（亿元）7,49840,1937,0175,3235,5103,9006,46675,907土地面积（平方公里）1,68912,0552,5123,3053,3152,1142,01327,003从业人数（万人）1551,043145105120971221,788温室气体排放（亿吨CO2当量）1.954.990.530.650.942.310.8512.23园区平均GDP（亿元）375414334484262170323356园区平均土地面积（平方公里）8412412030015892101127园区平均从业人数（人）77,450107,55768,93595,85557,18242,34561,19183,956园区平均温室气体排放（万吨CO2当量）9775142545904471006427574公众号：Aienergy01102附表3燃料燃烧的温室气体排放因子燃料类型CO2排放因子（吨/吨）CH4排放因子（克/吨）N2O排放因子（克/吨）CO2当量排放因子（吨/吨）原煤1.98120.90831.3621.9899洗精煤2.40526.34439.5162.4162其他洗煤0.95510.45415.6810.9594煤制品2.14817.79326.6902.1556焦炭2.86028.43542.6532.8721其他焦化产品3.83338.09957.1493.8492原油3.020125.44825.0903.0302汽油2.925129.21025.8422.9355煤油3.033129.21025.8423.0435柴油3.096127.95625.5913.1064燃料油3.170125.44825.0903.1802煤矸石2.77;0#--2.7700生物质0;2.933#879.200117.2200.0557液化天然气2.88951.4985.1502.8918液化石油气3.10150.1795.0183.1037炼厂干气3.01246.0554.6063.0145其他石油制品2.527105.50421.1012.5355工业废料3.772;0.4191#--3.7720城市生活垃圾0.967;1.877#--0.9670燃料类型CO2排放因子（吨/万立方米）CH4排放因子（克/万立方米）N2O排放因子（克/万立方米）CO2当量排放因子（吨/万立方米）天然气21.622389.31038.93121.6432焦炉煤气8.555173.54017.3548.5645高炉煤气9.78437.6883.7699.7861其他煤气8.955202.21820.2228.9660公众号：Aienergy01103注：“”代表矿物源排放，“#”表示生物源排放，其余未标注的均为矿物源排放。排放因子引自WorldResourcesInstitute发布的GHGProtocolToolforEnergyConsumptioninChina(V2.1)。CO2、CH4和N2O按100年全球变暖潜势（1、28和265）折算为CO2当量（IPCCWorkingGroupI发布的ClimateChange2013:ThePhysicalScienceBasis报告）。部分燃料排放的矿物源排放因子折算为CO2当量/GJ，用于减排模型计算，如下表所示：燃料tCO2/GJgCH4/GJgN20/GJtCO2当量/GJ原煤0.09481.00001.50000.0952天然气0.05551.00000.10000.0556柴油0.07263.00020.60000.0728城市生活垃圾/污泥0.0330--0.0330煤矸石0.0946--0.0946生物质/沼气-30.03764.00480.0019焦炉煤气0.04931.00010.10000.0494高炉煤气0.25991.00120.10010.2600附表4能源生产运输的生命周期温室气体排放因子能源品种单位生命周期温室气体排放原煤kg/kg0.179焦炭0.524原油0.607柴油0.801汽油0.944润滑油0.633煤油0.655燃料油0.636石脑油/轻油0.650沥青/石蜡a0.644石油焦0.184液化石油气0.533炼厂干气0.564公众号：Aienergy01104续附表4能源生产运输的生命周期温室气体排放因子能源品种单位生命周期温室气体排放天然气kg/m30.278发生炉煤气0.169焦炉煤气0.298高炉煤气/转炉煤气b0.234电力华北电网kg/kWh1.24东北电网1.33西北电网0.962华东电网0.946华中电网0.773南方电网0.782热力ckg/MJ0.126注：a：取以上4项的平均值；b：取以上2项的平均值；c：热力供应的生命周期温室气体排放因子为：热力生产过程排放因子/（1-热力传输损失率）。热力生产排放因子取CLCD数据库中不同温度和压力的蒸汽生产过程排放因子平均值，热力传输损失率采用住建部发布的《居住建筑节能检测标准JGJ/T132-2009》中推荐值10%。公众号：Aienergy01105附表5部分工业园区基础信息（83家）园区序号园区成立时间2012年工业增加值（亿元）首个能源基础设施机组投产时间能源基础设施机组数量（个）能源基础设施总装机容量（MW）主导产业11992521.919968635电子信息，生物医药，汽车，装备制造，高端服务业，文化创意产业21992547.51993225,644造纸，精细化工，火电，装备制造31992229.32004222汽车及零部件，航空航天技术，新材料42002106.61989132,905热电，铝深加工，铝粉51984740.219915736电子元器件，工业电子产品，办公用品，家用电器62006-2006336电子信息，装备制造，电子商务，信息服务71992113.1200314855有色金属，石油化工，装备制造8200735.020045565石油化工，氯碱化工，矿产品，农产品91984960.0200271,170化工，电子通信，食品饮料，冶金101988310.4199392,170信息技术，机电一体化，新材料，生物医药，环境保护111993337.519988259食品饮料，电子信息，生物医药，机械121991205.22005671国际贸易，木材加工，轻工业，农产品加工131991236.81998381信息技术，生物医药，新材料，先进机械，光机电一体化142006-2012340钢加工，装备制造，新材料，化工，高新技术产业，现代服务业152002136.12004230精密仪器，电子，高端纺织，食品加工，新能源技术产品，新材料，电子商务161992233.419948154光电产品，装备制造，生物医药，软件，纺织公众号：Aienergy01106续附表5部分工业园区基础信息（83家）园区序号园区成立时间2012年工业增加值（亿元）首个能源基础设施机组投产时间能源基础设施机组数量（个）能源基础设施总装机容量（MW）主导产业17200150.21995135,140电力，化工新材料，金属制品，仓储物流18200256.72006440新材料，电子，精密仪器19200148.9199941,040汽车电子及零部件201992232.619948148金属材料，电子信息，生物医药，纺织21199296.72010230新材料，生物技术，机电一体化，环境保护，信息技术221994248.22003248精密仪器，可再生能源，光电产品231985564.919955136电子信息，精密仪器，生物医药241992122.419965270电子，机械，新能源技术产品，新材料25200937.520134122石油化工，钢铁，装备制造，环境保护，现代港口物流26200395.12010124铜冶炼加工27199884.619937642化工，冶金，电子，新材料，现代物流28199197.220053124光机电一体化，生物医药，信息技术，新材料，环境保护，精密仪器29198876.419943642汽车，电子信息，生物医药，软件301992425.020042110汽车，电子信息311992298.219883235电子信息，生物医药，新材料，机械321984397.92000793电子，机械，新材料，生物医药，新能源技术产品，现代服务业33199973.820057143新能源，半导体，光电，新材料公众号：Aienergy01107续附表5部分工业园区基础信息（83家）园区序号园区成立时间2012年工业增加值（亿元）首个能源基础设施机组投产时间能源基础设施机组数量（个）能源基础设施总装机容量（MW）主导产业341984202.61991235,912石油化工，电力，钢铁，机械，纺织服装35200370.32011213软件和信息技术，海洋生物医药，装备制造361984700.11988182,584石油化工，家用电器，汽车，船舶工程371991119.120018259造纸，食品，纺织服装，热电38199557.7199010202海洋生物化工391996125.2200542,600乙烯，氯化物401990378.919958138汽车，电子，家用电器，食品加工，生物医药41199587.12000336精密仪器，电子信息，印刷421995123.019966117电信设备，机械，化工431991136.61994596信息技术，生物医药，光机电一体化44200078.02003772高新技术产业451991219.52002171,171信息技术，先进制造业，生物医药，新材料461988716.020017158装备制造，现代建筑，汽车及零部件472002496.820062120电子信息，精密仪器，精细化工，新材料481994836.8199991,080纳米光电子，新能源，生物医药，集成通信4920050.22006875静脉产业50200151.1200217394信息技术，新材料，机械，电子，新建筑材料，生物医药，食品和农产品加工公众号：Aienergy01108续附表5部分工业园区基础信息（83家）园区序号园区成立时间2012年工业增加值（亿元）首个能源基础设施机组投产时间能源基础设施机组数量（个）能源基础设施总装机容量（MW）主导产业512002200.12010201,347电子信息，机械，生物医药，零部件，纺织，新材料，新能源521984764.9199610205电子通信，汽车，装备制造，石油化工53199298.12014228汽车，装备制造，家用电器，日用化工54199462.120147407机械制造，电力传输设备，新能源，生物医药，食品饮料，化工，塑料551992252.719957103电子信息，机械，装备制造561992334.4199310462电子信息，精密仪器，电力机械，精细化工571993507.72003792汽车和零部件，电子产品，新建筑材料58199370.819935147精密仪器，电子产品，信息技术，生物医药，新材料，新能源591991335.920046615冶金，汽车，机械，高新技术产业，食品加工，饮料，建材加工，生物医药60199736.02008315电子，精密仪器，生物医药611993114.31995798机械，医药，食品，纺织服装62200372.42002884新能源汽车及零部件，机械，装备制造，新能源材料631992112.21997221汽车，机械，电子，现代服务业641992284.31992878装备制造，新能源，电子，纺织服装651984565.91993554机械，汽车，电子信息661992212.8199671,363电子信息，太阳能光伏，汽车，纺织公众号：Aienergy01109续附表5部分工业园区基础信息（83家）园区序号园区成立时间2012年工业增加值（亿元）首个能源基础设施机组投产时间能源基础设施机组数量（个）能源基础设施总装机容量（MW）主导产业671992112.2199910204物流，化工，粮油，电子机械纺织68199356.01999315纺织服装，装备制造，新材料691993540.31991382,727汽车，零部件，食品加工，光电产品，生物医药702005317.6195811882汽车零部件，食品加工，光电信息，生物医药711998140.0200511103医学颜料，精细化工，纺织，染料72199335.120036626信息技术，汽车，装备制造，生物医药，中药，现代物流73199636.019879622铝冶炼加工74200266.020084420装备制造，纺织，食品加工，能源化工，冶金，建材75199292.01994181,277新材料，医药，装备制造762001297.0200416472纺织服装，食品加工，医药，新材料，装备制造771991167.11994424电子信息，精细化工，新材料，生物医药s，纺织781996148.21995532装备制造79200775.320082100铜冶炼加工80199173.0200822软件和信息技术，新能源，先进制造业，生物医药8120068.9200912高新技术产业，先进装备，电子商务821992463.52013120先进机械制造，汽车及零部件，信息技术，电子产品，新材料831991422.4200810530软件和信息技术，先进制造业，生物医药，汽车制造公众号：Aienergy01110附表6分品种能源低位热值能源品种单位基于低位热值的标准煤折算系数原煤kgce/kg0.7143洗精煤0.9其他洗煤0.4643煤制品0.5286焦炭0.9714原油1.4286柴油1.4571汽油1.4714润滑油1.4143煤油1.4714燃料油1.4286石脑油/轻油1.5沥青/石蜡1.3307石油焦1.0918液化石油气1.7143炼厂干气1.5714液化天然气1.7572煤矸石0.2857城市生活垃圾0.2714工业废料0.4285天然气kgce/m31.33发生炉煤气0.1786焦炉煤气0.5714高炉煤气0.1286转炉煤气0.2714电力kgce/kWh0.1229热力kgce/MJ0.03412注：kgce表示千克标准煤当量，1kgce=29.27MJ。表中数据来自《综合能耗计算通则GB/T2589-2008》和《上海能源统计报表制度2017》（http://www.stats-sh.gov.cn/html/tjfw/201801/1001456.html）。公众号：Aienergy01111附表7各容量等级机组供电效率单机容量（MW）供电效率（克标准煤/千瓦时）供电效率（%）≥100028742.8600≤＜100030939.8300≤＜60030540.3200≤＜30032437.9100≤＜20032737.66≤＜10035534.6数据来源：中国电力企业联合会.电力工业统计资料汇编(2015)[M].北京:中国电力企业联合会,2016.附表8园区能源基础设施技术指标统计燃料容量和技术有效供电效率a年利用小时数自用电率（%）平均最小最大平均最小最大平均最小最大煤PC,<1000.2860.1300.4333731117885910.50.165.4PC,100≤<3000.3520.2960.431431553572268.73.912.8PC,300≤<6000.3780.3340.4424767204583526.01.811.7PC,≥6000.3990.3460.4604795123773235.11.511.2EC,<1000.3680.1210.793411814098758.80.146.4EC,100≤<3000.3800.2710.5855063122391118.01.321.7EC,300≤<6000.3880.2530.532481870476676.11.416.1EC,≥6000.4030.3750.4345149355671284.92.77.6BP0.4940.2280.884441435587607.61.633.4天然气NGCC0.4810.3020.690304923276333.40.835.5PC/EC0.4360.3520.6544103167373404.40.57.7煤气CGCC0.3710.3080.4365491234773298.26.210.5PC0.3860.1620.6214737416902911.51.135.5EC0.3180.2020.4145940--12.67.719.7煤矸石PC0.3070.2180.398418518987659.65.114.7EC0.3130.1860.3854977584778611.30.822.3柴油PC0.2940.1040.3772627727604414.03.433.2EC0.3500.2280.4593310144146617.61.613.2城市生活垃圾PC0.2310.1370.3785518858876616.6534.4EC0.3440.1560.6795658610922313.94.429.3公众号：Aienergy01112续附表8园区能源基础设施技术指标统计燃料容量和技术有效供电效率a年利用小时数自用电率（%）平均最小最大平均最小最大平均最小最大生物质PC0.2720.2160.35459927784788.10.719.5EC0.2900.2010.5725702272912510.6431.6BP0.5410.3690.69836451197503311.14.921.7污泥EC0.3350.2710.3836422484690706.02.77.9BP0.4670.4140.5212753227532305.53.57.4余热PC0.3550.2070.621497041690298.20.676EC0.3420.2350.5164118565864711.6423BP0.5950.3960.7935147205690294.33.64.9注：a)有效供电效率=供电量/供电用燃料。根据美国环保署发布的CatalogofCHPTechnologies，计算有效供电效率时假设热电联产系统的热力输出若不由此产生，则需要单独的供热锅炉生产，进而将总燃料输入划分为供电用燃料和供热用燃料。b)PC=纯凝，EC=抽凝，BP=背压，NGCC=天然气联合循环，CGCC=煤气联合循环。附表9能源基础设施锅炉效率燃料类型缺省值最小值最大值数据来源煤/煤矸石0.850.80.9国家质量监督检验检疫总局,2010.锅炉节能技术监督管理规程TSGG0002-2010[S].天然气/煤气0.920.90.94柴油0.910.880.94生活垃圾/生物质0.7250.60.85ThomasA,MøllerJ,ThildeF.Incinerationandco-combustionofwaste:accountingofgreenhousegasesandglobalwarmingcontributions[J].WasteManagement&Research,2009,27(8):789-799.垃圾焚烧的煤掺烧比例0.100.2原环保总局，国家发改委.关于加强生物质发电项目环境影响评价管理工作的通知[EB/OL].2006.http://law.npc.gov.cn/FLFG/flfgByID.action?txtid=4&flfgID=230988&showDetailType=QW.余热0.80.750.85WalkerM,LvZ,MasanetE.Industrialsteamsystemsandtheenergy-waternexus[J].EnvironmentalScience&Technology,2013,47(22):13060-13067.附表10能源基础设施热电比机组容量缺省值（取中位数）最小值最大值≥600MW0.0220.00030.744[300,600)MW0.2290.00171.669[100,300)MW0.4690.05323.480<100MW4.3210.483814.964注：表中数据基于本研究数据库。公众号：Aienergy01113附表11各减排情景下的设备建造成本变化相关指标情景指标数值单位全部情景燃煤锅炉改造为燃气锅炉的单位成本176,683a元/(t/h)新建垃圾焚烧炉的单位成本798,851b元/(t/h)抽凝/纯凝汽轮机改造为背压汽轮机的单位成本73,000c元/MW新建350MW级燃煤机组的单位成本3,281,000d元/MW新建660MW级燃煤机组的单位成本2,912,000d元/MW新建1000MW级燃煤机组的单位成本2,904,000d元/MW新建180MW级天然气联合循环机组的单位成本2,874,000d元/MW新建300MW级天然气联合循环机组的单位成本2,407,000d元/MWM1情景年度新增天然气消费量445,364TJ煤改气锅炉总容量36,949t/hM2情景年度新增生活垃圾消费量1,027,782TJ年度掺烧燃煤量114,198TJ新建垃圾焚烧炉总容量74,661t/hM3情景抽凝/纯凝汽轮机背压改造总容量98,421MWM4情景被替代燃煤机组总容量64,642MW新建350MW级燃煤机组总容量22,820MW新建660MW级燃煤机组总容量39,330MW新建1000MW级燃煤机组总容量13,060MWM5情景被替代燃煤机组总容量14,884MW新建180MW级天然气联合循环机组总容量9,780MW新建300MW级天然气联合循环机组总容量7,200MW综合情景综合情景煤改气锅炉总容量12,552t/h新建垃圾焚烧炉总容量70,220t/h抽凝/纯凝汽轮机背压改造总容量71,685MW被大容量燃煤机组替代的机组总容量24,180MW新建350MW级燃煤机组总容量7,860MW新建660MW级燃煤机组总容量16,980MW新建1000MW级燃煤机组总容量4,060MW被大容量天然气联合循环机组替代的机组总容量14,779MW新建180MW级天然气联合循环机组总容量8,100MW新建300MW级天然气联合循环机组总容量8,700MW公众号：Aienergy01114（1）1t/h=0.65MW[23]，1MWh=3.6GJ，2014年全国火力发电设施的平均年利用小时数为4739小时[64]。根据M1情景下年度新增天然气消费量和M2情景下的年度新增生活垃圾消费量，则煤改气锅炉总容量和新建垃圾焚烧炉总容量（t/h）可由下列公式计算得出：年度新增天然气/生活垃圾消费量（GJ）×锅炉效率÷3.6÷4739÷0.65。（2）a-d数据源见附表14。）附表12各减排情景下的燃料成本变化相关指标情景指标数值单位情景指标数值单位全部情景煤炭价格1,082aCNY/tce天然气价格1,887b垃圾处理补贴368c柴油价格4,366d高炉煤气价格1,555e焦炉煤气价格1,400e煤矸石价格210f生物质价格1,700g沼气价格1,401hM1情景机组剩余服役年限的累积新增天然气消费6,359,922TJ累积削减煤炭消费6,883,680M2情景累积新增生活垃圾消费23,341,062累积削减煤炭消费19,527,163M3情景累积削减煤炭消费17,417,970累积削减天然气消费175,008累积削减柴油消费135,307累积削减高炉煤气消费730,708累积削减焦炉煤气消费128,418累积削减煤矸石消费1,816,639累积削减生物质消费4,968,684累积削减沼气消费3,268M4情景累积削减煤炭消费11,503,120M5情景累积新增天然气消费14,743,757累积削减煤炭消费20,559,646公众号：Aienergy01115续附表12各减排情景下的燃料成本变化相关指标情景指标数值单位综合情景累积削减煤炭消费57,688,874TJ累积新增天然气消费16,789,178累积新增生活垃圾消费20,604,809累积削减柴油消费135,307累积削减高炉煤气消费730,708累积削减焦炉煤气消费128,418累积削减煤矸石消费1,816,639累积削减生物质消费757,530累积削减沼气消费3,268注：（1）1吨标准煤=29.27GJ；（2）a-h数据源见附表14。附表13各减排情景下的电力收益变化相关指标情景指标数值单位全部情景燃煤发电上网电价0.419a元/kWh燃气发电上网电价0.758a垃圾焚烧发电上网电价0.65bM1情景机组剩余服役年限累积新增燃气供电量/累积削减燃煤供电量562,784GWhM5情景累积新增燃气供电量/累积削减燃煤供电量1,971,056GWh综合情景累积削减燃煤供电量3,052,218累积新增燃气供电量2,292,041累积新增垃圾焚烧供电量760,177注：a-b数据源见附表14。公众号：Aienergy01116附表14成本效益与材料消耗相关参数来源所属表格对应标注数据来源附表11a汤广伟,杨银仁,常志勇.燃煤锅炉燃气改造和新建燃气炉的经济性比较[J].大氮肥,2014,37(6):408-412.b中国有色工程设计研究总院.无锡惠联环保热电工程可行性研究报告[R].2004.https://wenku.baidu.com/view/ddc48fdbb1717fd5360cba1aa8114431b90d8ee4.html.c常序庆,王芳.抽凝式汽轮机改造为抽背式汽轮机的可行性研究[J].化肥设计,2014,52,(4):35-37.d电力规划设计总院.火电工程限额设计参考造价指标(2015年水平)[M].北京:中国电力出版社,2016.附表12a上海市发改委.关于调整本市部分供热企业蒸汽基准价格的通知[EB/OL].2011.http://fgw.sh.gov.cn/gk/cxgk/14449.htm.b北京市发改委.关于调整本市非居民天然气销售价格的通知[EB/OL].2015.http://www.bjpc.gov.cn/zwxx/tztg/201511/t9778184.htm.c北京市政府.关于建立生活垃圾处理调控核算平台意见的通知[EB/OL].2010.http://law.wkinfo.com.cn/legislation/detail/MTAwMDEzOTAwNjY%3D.d柴油价格[EB/OL].2015.https://zhidao.baidu.com/question/649478163904292685.e煤气价格[EB/OL].2017.https://www.zybang.com/question/d574ec65c21c9d45c9f1c7a69484062d.html.f煤矸石价格[EB/OL].2015.https://detail.1688.com/offer/575093354600.html?spm=a261b.8768596.0.0.3a991b5cBpNV5W.g生物质价格[EB/OL].2015.http://p4pdetail.hc360.com/p4pdetail/aladindex.html?confr=8&key=%25C9%25FA%25CE%25EF%25D6%25CA%25BF%25C5%25C1%25A3%25B3%25A7%25BC%25D2&bcid=684688567.h沼气价格[EB/OL].2009.https://zhidao.baidu.com/question/96902446.html.附表13a国家能源局.2013-2014年度全国电力企业价格情况监管通报[EB/OL].2015.http://zfxxgk.nea.gov.cn/auto92/201509/t20150902_1959.htm.b国家发改委.关于完善垃圾焚烧发电价格政策的通知[EB/OL].2012.http://www.ndrc.gov.cn/zcfb/zcfbtz/201204/t20120410_472395.html.公众号：Aienergy01