清华大学：基于2℃温控目标的中国工业园区低碳发展战略研究_123页_5mb.pdf

基于 2温控目标的 中国工业园区低碳发展战略研究 Decarbonization Strategies of Chinas Industrial Parks towards the 2 Global Warming Target 清华大学环境学院 2020 年 11 月 School of Environment, Tsinghua University Nov, 2020 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。 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 。 Abstract The Paris Agreement set a target of limiting the rise in global average temperature to 2 C above pre-industrial levels, and endeavoring to achieve 1.5 C global warming. Chinese government pledged to strive to peak carbon emission by 2030 and achieve carbon neutrality by 2060. Industrial parks have been becoming critical trouble-shooters in achieving targeted carbon emission reductions in China for climate goals. This report identified challenges and opportunities underlying low-carbon transition of Chinas industrial parks, uncovered carbon emission characteristics of the parks, and quantified low-carbon targets, pathways and carbon reduction potentials of the parks toward 2035 and 2050. Further, a geodatabase of infrastructure in the parks was developed, followed by identifying key technical decarbonization measures centered on infrastructure. An integrated assessment model was developed to quantify carbon mitigation potentials, economic costs and environmental co-benefits in the parks. In 2015, CO2 emissions from Chinas industrial parks totaled about 2.82 gigaton, accounting for 31% of national CO2 emission. During 2015-2035 and 2035-2050, Chinas industrial parks are expected to reduce CO2 emissions by at least 28% and 51%, respectively. In high- and low- industrial growth scenarios for the parks, total CO2 emission reduction potential was quantified as 1.84 gigaton during 2015-2050 (dropped by more than 60%) via industrial structure optimization, energy efficiency improvement, energy structure decarbonization, and carbon capture, utilization and storage. Further, energy infrastructure such as combined heat and power is widely deployed in industrial parks, which has a long service lifetime to lock in carbon emissions and averagely contributes to 75% of the parks emissions. By implementing low-carbon options tailored for each facility, remarkable carbon reduction potentials could be achieved accompanied with economic and environmental co-benefits. Then, based on the concept of industrial symbiosis, symbiotic systems linking energy infrastructure with wastewater treatment plants in industrial parks are promising for deep decarbonization targets. To peak and neutralize carbon emissions in Chinas industrial parks, policy implications were derived as: 1) Developing systematic and standardized carbon emission accounting framework and protocols for industrial parks; 2) Establishing online database for decision making in decarbonizing industrial parks; 3) Formulating customized roadmaps for various categories of industrial parks; and 4) Facilitating demonstrated pilots for industrial parks in peaking carbon emissions. 目录 1. 中国工业园区低碳发展现状与挑战 . 1 1.1 园区发展迈入 “不惑之年 ”，低碳转型破局 “中年危机 ” . 1 1.1.1 工业领域低碳发展对于缓解气候变化意义重大 . 1 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 . 1 1.2 园区碳排放 “家底不清 ”，减排路径不明 . 3 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 . 3 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 . 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 . 5 2. 中国工业园区能源消费结构和碳排放特征 . 6 2.1 工业园区能耗清单构建与温室气体核算方法 . 6 2.1.1 园区能耗清单构建是温室气体核算的基础 . 6 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 . 7 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 . 8 2.2 国家级工业园区能源消费结构与碳排放特征 . 11 2.2.1 园区能源消费结构中煤炭占比高于全国平均水平 . 11 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 . 13 2.2.3 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 . 17 2.3 工业园区二氧化碳排放总体贡献占全国碳排放 三成 . 18 3. 中国工业园区低碳发展路径 . 19 3.1 2目标下 2015-2050 年工业园区二氧化碳需减排 65% . 19 3.2 四大减排路径推动工业园区深度低碳化 . 19 3.2.1 园区减排情景及潜力量化方法 . 19 3.2.2 园区 2015-2050 年二氧化碳减排 65%目标下四大路径之作为 . 22 4. 以基础设施为核心的中国工业园区低碳措施 . 25 4.1 工业园区现行低碳政策措施分析与关键技术 . 26 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 . 26 4.1.2 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 . 27 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 . 34 4.2 工业园区能源基础设施存量特征与环境影响 . 35 4.2.1 园区能源基础的结构特征呈 “大少小多 ”特征 . 35 4.2.2 园区能源基础设施对煤的依赖度高于全国水平 . 36 4.2.3 园区能源基础设施存量技术结构以凝气机组为主 . 36 4.2.4 园区能源基础设施空间分布及演化特征 . 38 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 . 39 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 . 42 4.3.1 五项减排措施与园区在役能源基础设施的适配 . 42 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 . 43 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 . 44 4.3.4 园区在役能源基础设施温室气体减排的成本效益 . 45 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 . 47 4.4 工业园区 “能 -水 ”基础设施共生的环境效益有待挖掘 . 48 4.4.1 园区集中式污水处理厂建设现状 . 48 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 . 49 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 . 50 5 中国工业园区碳排放和减排潜力均十分显著 . 51 5.1 主要发现及整体判断 . 51 5.1.1 项目开展的主要工作 . 51 5.1.2 项目研究主要发现 . 52 5.1.3 研究形成的核心观点 . 53 5.2 政策建议与展望 . 54 5.2.1 政策建议 . 54 5.2.2 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 正文表目录 表 1-1 2012 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 2-2 213 家园区的温室气体排放平均强度 . 17 表 3-1 2015-2050 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 2-3 213 家国家级经开区地理位置分布 . 11 图 2-4 213 家 国家级经开区能源消费结构 . 12 图 2-5 213 家园区直接与间接温室气体排放 . 13 图 2-6 213 家园区温室气体排放空间分布 . 15 图 2-7 213 家园区温室气体排放分解矩阵 . 16 图 2-8 49 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 4-4 1604 家园区的能源基础设施空间分布 . 38 图 4-5 1604 家园区的能源基础设施存量演化 . 39 图 4-6 1604 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 1 1. 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 1-1 2012 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 86.88 5.79 0.69 93.37 工业生产活动 11.93 0.00 0.79 1.54 0.12 0.24 14.63 农业活动 4.81 4.57 9.38 废弃物处理 0.12 1.14 0.33 1.58 土地利用变化和林业 -5.76 0.00 0.00 -5.76 总量（土地利用变化和林业） 98.93 11.74 6.38 1.54 0.12 0.24 118.96 总量（含土地利用变化和林业） 93.17 11.74 6.38 1.54 0.12 0.24 113.20 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、2 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。 19921993 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。 20002002 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。 3 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4 （ 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 5 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6 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 7 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 1335。 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， Ban et al 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。 Chen et al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。 Dong et al 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。 Yu et al 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8 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（ Life Cycle Assessment， 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