基于2 ℃溫控目標(biāo)的中國(guó)工業(yè)園區(qū)低碳發(fā)展戰(zhàn)略研究

基于2℃溫控目標(biāo)的中國(guó)工業(yè)園區(qū)低碳發(fā)展戰(zhàn)略研究清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院2020年11月SchoolofEnvironment,TsinghuaUniversity報(bào)告作者報(bào)告聲明摘要效提升、能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化、碳捕集等低碳路徑可實(shí)現(xiàn)顯著的減排效果：2015-2050AbstractTheParisAgreementsetatargetoflimitingtheriseinglobalavercarbonneutralityby2060.Industrialparkshavebeenbecomingcriticaltrouble-shootersinachievingtargeThisreportidentifiedchallengesandopportunitiesunderlyinglow-carbontransitionofChina'sindustrialparks,uncoveredcaquantifiedlow-carbontargets,pathwaysandcarbontoward2035and2050.Further,developed,followedbyidentifyingkeoninfrastructure.Animitigationpotentials,economiccostsandenvironmentalco-benefitsintheparaccountingfor31%ofnatiobymorethan60%)viaindustrialstructureoptimization,energyefficiencyemissionsandaveragelycontributesto75%oftheparks’emissions.Byimplementinglow-carbonoptionstailoredforeachfcouldbeachievedaccompaniedwitheconombasedontheconceptofindustrialsymbiosis,symbioticsinfrastructurewithwastewatertreatmentplantsinindusdeepdecarbonizationtarimplicationswerederiveonlinedatabasefordecisionmakingindecarbonizingindustrialparks;3)Forcustomizedroadmapsforvariouscategoriesofinddemonstratedpilotsforindustrialparksinpeakingcarbon 1 1 1 1 3 3 4 5 6 6 62.1.2園區(qū)小尺度高強(qiáng)度活動(dòng)水平及多系統(tǒng)邊界特征導(dǎo)致碳 72.1.3碳達(dá)峰下園區(qū)尺度宜基于生命周期視角并重點(diǎn)核算能 8 112.2.1園區(qū)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中煤炭占比高 112.2.2基于生命周期視角充分認(rèn)識(shí)園區(qū)直接和間接溫 132.2.3園區(qū)能源基礎(chǔ)設(shè)施溫室氣體排放在園區(qū)直接 17 18 19 19 19 19 22 25 264.1.1園區(qū)低碳措施的精確性、普適性和量化評(píng) 264.1.2能源基礎(chǔ)設(shè)施提效及低碳化是園區(qū)溫室氣體減排 274.1.3園區(qū)園區(qū)能源基礎(chǔ)設(shè)施溫室氣體減排五 34 354.2.1園區(qū)能源基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)特征呈“大少小 354.2.2園區(qū)能源基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)煤的依賴度高 364.2.3園區(qū)能源基礎(chǔ)設(shè)施存量技術(shù)結(jié)構(gòu)以凝 364.2.4園區(qū)能源基礎(chǔ)設(shè)施空間分布 384.2.5園區(qū)溫室氣體、二氧化硫和氮氧化物排放及淡水消耗 39 424.3.1五項(xiàng)減排措施與園區(qū)在役能源基礎(chǔ) 424.3.2單一措施情景和綜合情景下的減排潛力及協(xié) 434.3.3各容量等級(jí)機(jī)組不同情景下的減排潛力及協(xié) 444.3.4園區(qū)在役能源基礎(chǔ)設(shè)施溫室氣體減排 454.3.5園區(qū)在役能源基礎(chǔ)設(shè)施溫室氣體減排模型 474.4工業(yè)園區(qū)“能-水”基礎(chǔ)設(shè)施共生的環(huán)境效 48 484.4.2排放提標(biāo)促使工業(yè)園區(qū)集中式污水處理廠邁向非 494.4.3園區(qū)能源基礎(chǔ)設(shè)施和污水處理廠共生的碳減 50 51 51 51 52 53 54 54 55 56 62 62 62 64 64 66 67 76 77 78 78 80 81 81 84 93 93 94 98 99 1 10表2-2213家園區(qū)的溫室氣體排放 17表3-12015-2050年中國(guó)工業(yè)園區(qū) 21表3-2不同情景下能源結(jié)構(gòu)與分品種能源生 22 25 28表4-2園區(qū)能源基礎(chǔ)設(shè)施存量演變特征及驅(qū) 31 34 36 37 37表4-7園區(qū)能源基礎(chǔ)設(shè)施的溫室氣體減排潛力、協(xié)同環(huán)境效益和材料 44表4-8各減排情景的直接和間接環(huán)境 46表4-9園區(qū)能源基礎(chǔ)設(shè)施的溫室氣體減排 46 48表4-11污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)[103]與能源設(shè)施冷卻水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)[104 50 3 4 5 6 9 11 12 13 15 16 18 23 24 33 34 35 38 39 42 43 45 47 5111.中國(guó)工業(yè)園區(qū)低碳發(fā)展現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)0.004.811.140.0014.63 -5.76企業(yè)集聚和基礎(chǔ)設(shè)施共享為顯著特征[4]。工業(yè)園區(qū)是我國(guó)工業(yè)發(fā)展的2年2月由國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)交通部香港招商局投資興辦的中國(guó)第一個(gè)對(duì)外開放的工業(yè)1988年國(guó)家批準(zhǔn)建立第一個(gè)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)——北京新技術(shù)產(chǎn)進(jìn)綠色、低碳、循環(huán)發(fā)展，是園區(qū)建設(shè)管理所面臨的關(guān)鍵3臺(tái)并實(shí)施園區(qū)低碳政策。2009年環(huán)境保護(hù)部下發(fā)《關(guān)于在國(guó)家生態(tài)工業(yè)示范園的低碳發(fā)展[14]。在“十二五”規(guī)劃確年采取重大舉措以充實(shí)內(nèi)容廣泛的碳政策和能源政策議程。2013年，工信4），資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)意義重大[11]。近年來，工業(yè)園區(qū)也始終是“大氣十十條”《中共中央國(guó)務(wù)院關(guān)于全面加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)堅(jiān)5術(shù)，實(shí)現(xiàn)園區(qū)整體的運(yùn)行環(huán)境與管理模式的精細(xì)化，并推動(dòng)智慧62.中國(guó)工業(yè)園區(qū)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)和碳排放特征見公式2-1。例如，某些園區(qū)企業(yè)將一次7為更清晰地表述園區(qū)能源消費(fèi)的核算范圍，運(yùn)用園區(qū)能流示意圖進(jìn)行表達(dá)+C)-能源總輸出(C+D)=A+B-D，這一過程的目的是避免能源核算及后續(xù)目前，溫室氣體排放相關(guān)研究在國(guó)家層面[23,24]、區(qū)域?qū)用鎇25,26]相關(guān)研究所采用的園區(qū)溫室氣體核算方法主要從消費(fèi)端視角出發(fā)[34]，大多遵循8研究顯示能源利用是工業(yè)園區(qū)碳代謝的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[40,41]。能源相關(guān)溫室氣體排放 9的演化發(fā)展，現(xiàn)階段可以細(xì)分為基于清單分析的過程生命周期評(píng)價(jià)（Process-basedLCA）、基于投入產(chǎn)出分析的生命周期評(píng)價(jià)（Economicinput-outputLCA）和將前兩種方法進(jìn)行耦合的混合生命周期評(píng)價(jià)(HybridLCA)[48]。周期評(píng)價(jià)背景數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)合。背景數(shù)據(jù)采用中國(guó)生命周期基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)（ChineseLifeCycleDatabase，CLCD該數(shù)據(jù)庫(kù)是庫(kù)，已廣泛應(yīng)用于中國(guó)環(huán)境問題的相關(guān)研究[50,放和生物源排放，前者是將脫離全球碳循環(huán)且儲(chǔ)存在礦物能源中的CO2釋放到第i家園區(qū)第j種燃料的總輸入/總輸出第j種燃料燃燒的溫室氣體排放因子第j種燃料生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)臏厥覛怏w排放因子結(jié)合地理區(qū)位，進(jìn)一步分析213家園區(qū)的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)（圖2-4）。從能源區(qū)企業(yè)用戶直接從電網(wǎng)購(gòu)電。園區(qū)凈外購(gòu)電力僅占能源消相關(guān)溫室氣體總排放相當(dāng)于全國(guó)排放的9.4%，因此工業(yè)園區(qū)低碳化發(fā)3.7%和3.3%；由于園區(qū)熱力為凈輸出，因此間接排放為負(fù)值，占比為-8%。（注：每個(gè)餅圖代表該園區(qū)溫室氣體排放，餅圖面積與排放量成正比別為直接和間接排放，若間接排放為負(fù)，則），450.89225.63.00.170.459.E-030.690.213604450.89225.63.00.170.459.E-030.690.2136040.100.265.E-050.085.E-033.E-043.E-034.060.700.210.233.E-043.20.333.E-05-20.39-3.70.27472523直接溫室氣體排放(兆噸CO2間接溫室氣體排放(兆噸CO20通過分析園區(qū)能量流動(dòng)，能源基礎(chǔ)設(shè)施是園區(qū)的主要熱力供應(yīng)源。49家園100%90%80%70%60%40%30%園區(qū)工業(yè)增加值：400億元能源基礎(chǔ)設(shè)施直接溫室氣體排放在園區(qū)直接排放中的占比能源基礎(chǔ)設(shè)施直接溫室氣體排放在園區(qū)直接排放中的占比能源基礎(chǔ)設(shè)施直接溫室氣體排放(兆噸CO2當(dāng)量)3.中國(guó)工業(yè)園區(qū)低碳發(fā)展路徑 升，涉及技術(shù)節(jié)能和能源產(chǎn)出率提升；3）能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，增加風(fēng)能、光能、氫年作為目標(biāo)年，分別運(yùn)用LMDI分解法量化經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)帶來的碳增量以及四種減排路徑（產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化與能效提升、能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、CCU），收利用率將在未來一段時(shí)間內(nèi)顯著提升，因此設(shè)定余熱在兩種情下到2035年全國(guó)園區(qū)風(fēng)電、光電平均各占比4.5%，低增速情景下風(fēng)、光各占比業(yè)生產(chǎn)過程將更多使用零碳?xì)淠茏鳛樘娲茉?，其占比?050年將提升至3-覆蓋化石燃料設(shè)施的30-65%和70-85%，據(jù)此設(shè)定高、低增速情景下工業(yè)園區(qū)國(guó)家生態(tài)工業(yè)示范園區(qū)標(biāo)準(zhǔn)（HJ0國(guó)家生態(tài)工業(yè)示范園區(qū)標(biāo)準(zhǔn)（HJ0國(guó)家生態(tài)工業(yè)示范園區(qū)標(biāo)準(zhǔn)（HJ00按照CCUS覆蓋率和煤電占比推算-----0--0---00-0-0--03.2.2園區(qū)2015-2050年二氧化碳減排65%目標(biāo)下四大路徑之作為中，C表示二氧化碳排放量（萬噸），Ci表示第增加值（億元EI為能源強(qiáng)度（噸標(biāo)準(zhǔn)煤/萬元ESi表示能源結(jié)構(gòu)，），C=ΣiCi=ΣiIAV×EI×Esi×EFi(3-1)△CEF分別代表工業(yè)增加值增長(zhǎng)、能源強(qiáng)度下降、能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化和碳排放因子改變導(dǎo)致的二氧化碳排放量變化，△CEF又可進(jìn)一步分解為CCUS覆蓋率增加和電=ΔCIAV+ΔCEI+ΔCES+ΔCCCUS+ΔCGrid(3-2)續(xù)推進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中的系統(tǒng)優(yōu)化、區(qū)域?qū)用娴漠a(chǎn)業(yè)布局優(yōu)化和末端針對(duì)性的000000000000000000004.以基礎(chǔ)設(shè)施為核心的中國(guó)工業(yè)園區(qū)低碳措施ORgreenhousegasORGHG)AND(Chin*)的中文論文7篇。篩選后的中英文文獻(xiàn)涉及園區(qū)案例、碳減排措施及實(shí)施效果著地位。本團(tuán)隊(duì)前期開展的研究顯示1）以多產(chǎn)業(yè)集聚的綜合類園區(qū)——北個(gè)部門的園區(qū)溫室氣體（greenhousegas,GHG總排放的比例保持在94%~97.8%，呈現(xiàn)鎖定效應(yīng)2）以精細(xì)化工園區(qū)——杭排放，工業(yè)過程覆蓋380種原料、130種產(chǎn)品碳減排量占園區(qū)排放比例上海金橋經(jīng)濟(jì)技術(shù)開al,2012)[30]2015相比基準(zhǔn)情景共減排etal,2013)[31]2020相比基準(zhǔn)情景共減排東北某鋼鐵工業(yè)園區(qū)[70]1）干熄焦余熱回收2）煤氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電3）利用鋼渣碳捕集-北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)-2017)[71,72]-2018)[73]2030年相比基準(zhǔn)情景共占20家低碳工業(yè)園區(qū)試1）加速淘汰碳密集部門落后過剩產(chǎn)力產(chǎn)能2）加強(qiáng)重工業(yè)低碳技術(shù)開發(fā)-X.etal,2018)[75]-蘇州工業(yè)園區(qū)(LiuT.et-4）污泥焚燒發(fā)電、土地應(yīng)用和建筑材料應(yīng)用作為優(yōu)先處置方-4）安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控-碳減排量占園區(qū)排放比例永城經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)2017相比基準(zhǔn)情景共減排3）6%江西99家國(guó)家級(jí)和省級(jí)工業(yè)園區(qū)(李亮,2010)[79]-寶鋼集團(tuán)產(chǎn)業(yè)園區(qū)(盧紅兵,2013)[80]-蘇州工業(yè)園區(qū)(張敏高,2013)[81]聊城信發(fā)生態(tài)工業(yè)園區(qū)(于斐,2015)[82]-安丘青龍山低碳產(chǎn)業(yè)園(惠剛,2015)[83]-永城經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)(高宇,2019)[84]-西北地區(qū)工業(yè)園區(qū)(高新才,曹昊煜,2019)[85]-《全面實(shí)施燃煤電廠超低排放和節(jié)能改造工作方案》《國(guó)家應(yīng)對(duì)氣候變化規(guī)劃（2014-2020年）》等中央政府發(fā)布的文件[64,61嚴(yán)2升789能圖4-1上虞工業(yè)園區(qū)能流圖（2013年）上虞園區(qū)建設(shè)有兩座集中式能源基礎(chǔ)設(shè)施，分別為上虞杭協(xié)熱電有限公司代謝，園區(qū)能源基礎(chǔ)設(shè)施具有如下演化特征1）杭協(xié)熱電和春暉環(huán)保分別有15MW和6MW抽凝機(jī)組升級(jí)為背壓機(jī)組，能效顯著提升2）春暉環(huán)保燃料3500萬美元。上虞園區(qū)的節(jié)能措施在我國(guó)其他精細(xì)化工園區(qū)具有普遍的可復(fù)制性，研究結(jié)果表明，精細(xì)化工園區(qū)最具發(fā)展前景的節(jié)能技術(shù)措施有五種：1）變頻技術(shù)的應(yīng)用；2）高效耗汽干燥器的應(yīng)用；3）高效冰箱的應(yīng)用；4）蒸汽冷凝5項(xiàng)共性技術(shù)（圖4-3），具體如下：于整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)機(jī)組具有投資成本較高和可靠性較低的特點(diǎn)[91]，其適用），），≥600MW300MW及以上的大容量機(jī)組占總?cè)萘康?2%和總數(shù)量的19%，而30MW及以），其次是燃?xì)鈾C(jī)組，占總?cè)萘康?.2%；可再生機(jī)組以及部分天然氣聯(lián)合循環(huán)和煤氣聯(lián)合循環(huán)機(jī)組。熱電機(jī)組共計(jì)占總?cè)萘康拿?39371可顯著減少燃料輸入，進(jìn)而提高綜合熱效率[94]。熱電聯(lián)產(chǎn)的節(jié)能根據(jù)本研究數(shù)據(jù)庫(kù)中相關(guān)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)顯示（附表8背壓式機(jī)組發(fā)電效率最高，此部分機(jī)組的剩余服役時(shí)間在20年以上，屬于相對(duì)年輕的機(jī)組。燃煤機(jī)組在（注：柱狀圖表示園區(qū)能源基礎(chǔ)設(shè)施容量結(jié)構(gòu)），“年份-存量”模型中設(shè)置了基準(zhǔn)情景和減排情景，減排情景包括單一措施情表4-7園區(qū)能源基礎(chǔ)設(shè)施的溫室氣體減排潛力、?溫室氣體排放（%）?淡水消耗（%）?二氧化硫排放（%）?氮氧化物排放（%）消耗?鐵（萬噸）4.是燃料節(jié)約或替代、機(jī)組技術(shù)升級(jí)或機(jī)組替代產(chǎn)生的直接效益，間接部分是通水、耗材以避免或增加的能源、水、材料上游生產(chǎn)過程解，識(shí)別各容量等級(jí)機(jī)組的減排貢獻(xiàn)，見圖4-8將抽凝/純凝汽輪機(jī)改造為背壓汽輪機(jī)，顯著提升機(jī)組能源效率，具有最大的溫果，M2情景通過垃圾焚燒替代燃煤減少煤炭-11482.0減排成本），果果及廢水排放的工業(yè)園區(qū)污水集中處理設(shè)施建成率為97%，自動(dòng)在線監(jiān)控裝置安完成率為96%。目前園區(qū)工業(yè)廢水處理方式分為園區(qū)自建集中式污水處理廠和上，限于數(shù)據(jù)可得性，研究以長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶108家國(guó)家級(jí)經(jīng)表4-11污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)[103]與能源設(shè)施冷卻水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)[104]對(duì)比7-3----NH3-N(mg/L)5811315中國(guó)工業(yè)園區(qū)碳排放和減排潛力均十分顯著存量”綜合評(píng)價(jià)模型，定量揭示了能源基礎(chǔ)設(shè)施的溫室氣體減排潛力及其成本效），），算（三分之二機(jī)會(huì)將溫升限制在2℃/1.5℃的碳預(yù)算，115.2.1政策建議能-水基礎(chǔ)設(shè)施間共生鏈接，推動(dòng)園區(qū)生態(tài)化發(fā)展，實(shí)現(xiàn)溫室氣體及多污染物協(xié)研究制定“中國(guó)工業(yè)園區(qū)溫室氣體及多污染物協(xié)同控制節(jié)能節(jié)水行動(dòng)路線圖”，支撐園區(qū)打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)和綠色低碳轉(zhuǎn)型攻堅(jiān)戰(zhàn)。在園區(qū)碳排放數(shù)據(jù)面向我國(guó)2060“碳中和”目標(biāo)，下一階段研究將基于工業(yè)園區(qū)的生產(chǎn)空間布“垃圾-風(fēng)-光”低碳電力組成的智能化微電網(wǎng)，促進(jìn)可再生能源的就地消納，實(shí)現(xiàn)球2℃溫控目標(biāo)實(shí)現(xiàn)和中國(guó)工業(yè)園區(qū)綠色發(fā)展提供強(qiáng)大助力。構(gòu)建的“年份-存量”減排模型適用于全國(guó)多數(shù)園區(qū)，幫助園區(qū)識(shí)別減排路徑并量參考文獻(xiàn)[1]人民網(wǎng).習(xí)近平在第七十五屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)一般性辯論上發(fā)表重要講話[EB/OL].2020./rmrb/html/2020-09/23/nw.D110000renmrb[2]國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì).關(guān)于印發(fā)國(guó)家應(yīng)對(duì)氣候變化規(guī)劃（2014-2020年）的通知[EB/OL].2014./zcfb/zcfbtz/201411/t20141104_642612.html./tjsj/ndsj/20oftheHistory,Literature,andEmpiricalEvidenceRegardingIndustrialParksandResearchParks[6]國(guó)務(wù)院.國(guó)務(wù)院關(guān)于批轉(zhuǎn)《沿海部分城市座談會(huì)紀(jì)要》的通知[EB/OL].1984./statute/s1232940.ht[8]國(guó)務(wù)院辦公廳.國(guó)務(wù)院辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)外經(jīng)貿(mào)部等部門關(guān)于當(dāng)前進(jìn)一步鼓勵(lì)外商投資意見的通知[EB/OL].1999./statute/s554639.html.（2018年版）[EB/OL].2018./zcfb/201803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為主）及控制系統(tǒng)等組成[94]，根據(jù)本研究的實(shí)+n個(gè)汽輪機(jī)”的形式。當(dāng)n=0時(shí)，表示僅采用鍋爐供熱，為純供熱機(jī)組。（1）將工業(yè)園區(qū)坐標(biāo)和全國(guó)能源基礎(chǔ)設(shè)施坐標(biāo)分區(qū)和設(shè)施的經(jīng)緯度坐標(biāo)數(shù)據(jù)采集自谷歌地球（GoogleEarth）。中國(guó)工業(yè)園區(qū)均（3）通過實(shí)地調(diào)研、園區(qū)官網(wǎng)、園區(qū)紙質(zhì)報(bào)告、熱電項(xiàng)目環(huán)評(píng)報(bào)告、電力企業(yè)官網(wǎng)、文獻(xiàn)查閱等途徑，針對(duì)步驟（2）所得初步清單中的園區(qū)能源基礎(chǔ)設(shè)調(diào)研和調(diào)查表發(fā)放6）100余份生態(tài)工業(yè)園區(qū)紙質(zhì)報(bào)告和相應(yīng)官方網(wǎng)站7）庫(kù)涵蓋三個(gè)層面信息1）園區(qū)層面，如經(jīng)濟(jì)體量、主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)、地理位置等；（2）企業(yè)層面，如燃料類型、年利用小時(shí)數(shù)、能源產(chǎn)出、廠用電率、能源等3）機(jī)組層面，如單機(jī)容量、汽輪機(jī)技術(shù)類型、冷卻技術(shù)類型、熱電比、（3）污染物排放：排放標(biāo)準(zhǔn)、排水去向、進(jìn)出口污染物濃度、污染本研究構(gòu)建“年份-存量”綜合評(píng)價(jià)模型?；谇捌诠ぷ髦薪⒌膱@區(qū)能源基礎(chǔ)設(shè)1604家園區(qū)設(shè)施存量的溫室氣體排放、淡水消耗、二氧化硫排放和氮氧化物排+HojxwntFncHeat(prov:)(2)出≤120MW圾≤200MW無圾≤120MW≤200MW無和綜合情景。將5項(xiàng)溫室氣體減排主要技術(shù)與園區(qū)能源基礎(chǔ)設(shè)施機(jī)組進(jìn)行匹配氣是中國(guó)的戰(zhàn)略性能源，進(jìn)口比例較高，因此其消費(fèi)額度應(yīng)合理優(yōu)化配置。300MW及以上大容量燃煤機(jī)組具有較高的能源效率[89]，且已完成或正在進(jìn)行超低漸退役，2015年完成改造后達(dá)到新增天然氣需求峰值，之后此需求增量逐年下降。按“機(jī)組天然氣需求=機(jī)組原燃煤量×原燃煤鍋爐效率÷改造后的燃?xì)忮仩t效（M1適配機(jī)組的平均剩余服役年限為15年此新增量較為合處理方式[115]。生活垃圾焚燒在工業(yè)園區(qū)已得到廣泛實(shí)踐，園區(qū)垃圾焚燒設(shè)施總?cè)萘繛?.4GW，占全國(guó)垃圾焚燒設(shè)施總?cè)萘康脑贛2情景下，以垃圾焚燒爐替代部分燃煤機(jī)組的鍋爐。前期研究表明，垃圾焚燒設(shè)施的單機(jī)容量通常在3~30MW范圍內(nèi)，且熱電聯(lián)產(chǎn)可以使設(shè)施獲得更好的環(huán)境績(jī)效[116]。此外，根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)導(dǎo)則，垃圾焚燒設(shè)施的服役年限至少為標(biāo)為7.5GW[64]。根據(jù)上述年均增長(zhǎng)率，垃圾焚燒總?cè)萘吭?030年有望達(dá)到18.9GW。假設(shè)未來一段時(shí)期，垃圾焚燒設(shè)施位于園區(qū)的比例保持在50%，則到2030M3技術(shù)是熱電技術(shù)的升級(jí)，將抽凝式機(jī)組和以下抽凝式機(jī)組和純凝式機(jī)組優(yōu)先改造為背壓式機(jī)組[89]。背壓機(jī)組將供熱作為背壓機(jī)組有效供電效率的平均水平相比200MW及以下抽凝機(jī)組和純凝機(jī)組的平均效率，效率值分別高出12.4%和19.2%，將其設(shè)置為M3 “EC”代表抽凝機(jī)組，“PC”代表純凝機(jī)組。級(jí)燃煤機(jī)組平均供電效率[92]即被替代機(jī)組能效低系{minxMW│x≥被替代機(jī)組總?cè)萘?x∈{300,330,350,600,630,660,1000,及），技術(shù)類似，從技術(shù)可行性和成本有效性角度考慮，數(shù)關(guān)系{minxMW│x≥被替代機(jī)組總?cè)萘?x∈{180,300,及其線性組合}}。新建的天然氣聯(lián)合循環(huán)機(jī)組能源產(chǎn)出與被替代機(jī)組的總能源產(chǎn)出相等，服役周期為效率÷新建機(jī)組能源效率”進(jìn)行計(jì)算，可以得出M5情XNOXFncNG)×30)IUS.o(28)綜合情景下，M1~M5技術(shù)均投入實(shí)施。能源基礎(chǔ)設(shè)施機(jī)組主要由鍋爐和汽此耦合技術(shù)稱之為“M1&M3”或“M2&M3”。M1&M3技術(shù)表示將適配燃鍋爐改造為燃?xì)忮仩t，同時(shí)將其汽輪機(jī)改造為背壓式汽輪機(jī)，由此得出M1&M3燃料成本、電力收益和熱力收益。其中，表示減排情景和基準(zhǔn)情景的差值。+E(A電力輸出X電力價(jià)格)+(A熱力輸出X熱力價(jià)格)(41)替代燃煤相關(guān)技術(shù)（M2）雖替代熱電機(jī)組，但垃圾供熱與燃煤供熱相比價(jià)格不（1）設(shè)備建造的單位成本根據(jù)各類機(jī)組的價(jià)格參考手冊(cè)或具體工程案例得（2）基于各減排情景下的煤炭消耗削減量、天然氣消耗增加量、生活垃圾消耗增加量，與煤炭?jī)r(jià)格、天然氣價(jià)格、生活垃圾處理補(bǔ)貼分別相乘，可得到（3）根據(jù)燃煤發(fā)電減少量、燃?xì)獍l(fā)電增加量和生活垃圾焚燒發(fā)電增加量，間內(nèi)會(huì)有波動(dòng)。通過參考相關(guān)研究的處理方法[種電力產(chǎn)出變化，乘上各自相對(duì)應(yīng)的成本/價(jià)格因子，即可按式2-4附2.4生命周期環(huán)境效益期思考，構(gòu)建“供（取）水——用水——廢水處理——排放——廢水再生回用——污水處理產(chǎn)生的有機(jī)廢氣治理——污泥處理處置及資源化”等水污染防治關(guān)鍵末端治理的重任。熱電廠作為園區(qū)主要供能者的同時(shí)，也是取水和排污大戶。合理的污泥處理處置方式仍然是亟待解決的環(huán)境代表性案例：蘇州工業(yè)園區(qū)——構(gòu)建循環(huán)型基礎(chǔ)設(shè)施共生化廠通過輸送帶將其送至熱電廠的干煤棚內(nèi)，與熱值5500大卡的優(yōu)質(zhì)煤以30%左右的比例摻和燃燒，充分回收利用干化污泥中的熱值。干污泥和優(yōu)質(zhì)煤燃燒產(chǎn)生的熱量除發(fā)電的蒸汽冷凝水，全部送回?zé)犭姀S循環(huán)利用回收再生水污泥干化設(shè)備冷卻蒸汽再生水灰渣濕污泥干化污泥污泥干化廠熱電廠蒸汽冷凝水市政建設(shè)再生水灰渣濕污泥干化污泥污泥干化廠熱電廠蒸汽冷凝水市政建設(shè)污水處理廠污水園區(qū)綠化（1）將每個(gè)國(guó)家級(jí)經(jīng)開區(qū)作為一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，其基礎(chǔ)設(shè)施間的物質(zhì)能量（4）園區(qū)集中式污水處理廠實(shí)際出水向能源基礎(chǔ)設(shè)施供水分配，遵循總成本最小的原則，即minc=Z/XD;,其中按照總成本最小的原則，園區(qū)實(shí)際參與構(gòu)建能源基礎(chǔ)設(shè)施-集中式污水處理發(fā)電用水量=發(fā)電取水因子×發(fā)電量供熱用水量=供熱取水因子×供熱量是按照一個(gè)園區(qū)內(nèi)“總成本最小”原則而得出的可能參與共生體系構(gòu)建的集中式附表3-1不同類型及規(guī)模的發(fā)電技煤1.632.371.962.840.512.18礎(chǔ)設(shè)施機(jī)組474個(gè)，總?cè)萘?529萬千瓦，占浙江省6000kW及以上發(fā)電裝機(jī)總在用容量在用容量(GW)50100%100%80%≤10MW（10,50]MW(50,100]MW(100,300]MW(300,600]MW>600MW0%容量數(shù)量可再生能源0.3天然氣.煤25.1其他40%20%60%浙江浙江省工業(yè)園區(qū)能源基設(shè)施投運(yùn)年份0煤從機(jī)組規(guī)模結(jié)構(gòu)來看，浙江省省級(jí)及以上工業(yè)園區(qū)在役能源基礎(chǔ)設(shè)施呈現(xiàn)>600MWMW/1000MW大容量燃煤機(jī)組替代（M42）180MW/300MW天然氣-蒸能潛力為330萬噸標(biāo)煤，節(jié)能潛力分別為園區(qū)能源基礎(chǔ)設(shè)施總能耗的2.7%或循環(huán)機(jī)組替代的節(jié)能潛力為157萬噸標(biāo)煤，節(jié)能潛力分別為園區(qū)設(shè)施總能耗的煤機(jī)煤機(jī)服役三15年改造或淘汰<煤機(jī)服役三15年改造或淘汰<300MW煤機(jī)淘汰≤50MW300MW<300MW煤機(jī)淘汰≤50MW情景一情景二序號(hào)(MW)1區(qū)23456789序號(hào)量(MW)造成本1區(qū)23456789序號(hào)量(MW) (萬元)(萬元)(萬元)(萬元)(萬元)123區(qū)456789區(qū)0機(jī)開發(fā)區(qū)63電6666機(jī)煤煤煤廠煤煤煤開發(fā)區(qū)煤煤煤廠煤煤煤6煤000000000009866066A2/O工藝4112219注：其他9家污水處理廠均來自嘉興經(jīng)開區(qū)，一級(jí)處理后進(jìn)入（/col/col1201347水量/實(shí)際處理水量”方式評(píng)價(jià)，全省297家污水處理廠總體達(dá)標(biāo)率為98.6%。其浙江省國(guó)家級(jí)經(jīng)開區(qū)的集中式污水處理廠排水去向主要有三類（附表5經(jīng)園區(qū)能水基礎(chǔ)設(shè)施耦合模型計(jì)算，在可實(shí)施“水-能基礎(chǔ)設(shè)施共生”的園區(qū)礎(chǔ)設(shè)施-集中式污水處理廠共生情景下與能源有關(guān)的溫室氣體排放量，包含燃料分。浙江省國(guó)家級(jí)經(jīng)開區(qū)能源基礎(chǔ)設(shè)施-集中式污水處理廠水能耦合的節(jié)能及溫序號(hào)WWTP取水量距離WWTP建立共生的電廠數(shù)量出水替代電廠取水的最大比7131229213127723序號(hào)(%)1(GJ)發(fā)電供熱(km)12345678480325949881934983096465525429858449823542006504190828在浙江省經(jīng)開區(qū)集中式污水處理廠出水與電廠取水水量匹配分析及距離分析基礎(chǔ)上，水質(zhì)匹配性對(duì)于建立能源-水耦合也是重要影響因素。以浙江省國(guó)家一級(jí)A一級(jí)B20071BOD5NH3-N度處理系統(tǒng)的處理，建議曝氣生物流化池工藝（ABFT）方案作為回用工程的推1化學(xué)需氧量（CODCr）234江省國(guó)家級(jí)經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)內(nèi)集中式污水處理廠的出水水質(zhì)基本能滿足電廠電為14.05%。通過使用污泥替代部分燃料，每年可減排溫室氣體（以二元元焦炭石蠟噸噸N2O排放因--0*;2.933#3.772*;0.4191#----N2O排放因注：“*”代表礦物源排放，“#”表示生物源排放，其余未標(biāo)注的均為礦物源排放。排放因子引自WorldResourcesInstitute發(fā)布的GHGProtocolWorkingGroupI發(fā)布的ClimateChange2013:ThePhysicalSci-----焦炭原油柴油汽油煤油kg/m31.33c：熱力供應(yīng)的生命周期溫室氣體排放因子為：熱力生產(chǎn)過程排放因子/（1-熱力率）。熱力生產(chǎn)排放因子取CLCD數(shù)據(jù)庫(kù)中不同溫度和壓力的值，熱力傳輸損失率采用住建部發(fā)布的《居住建筑節(jié)能檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)JGJ/T序號(hào)園區(qū)成立時(shí)間2012年工業(yè)增加值（億首個(gè)能源基礎(chǔ)設(shè)施機(jī)組投產(chǎn)時(shí)間能源基礎(chǔ)設(shè)施機(jī)組數(shù)量能源基礎(chǔ)設(shè)施總裝機(jī)容量（MW）主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)1521.98635電子信息，生物醫(yī)藥，汽車，裝備制造，高端服務(wù)業(yè)，文化創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)2547.5225,644造紙，精細(xì)化工，火電，裝備制造3229.32004222汽車及零部件，航空航天技術(shù)，新材料42002106.62,905熱電，鋁深加工，鋁粉5740.25736電子元器件，工業(yè)電子產(chǎn)品，辦公用品，家用電器62006-2006336電子信息，裝備制造，電子商務(wù)，信息服務(wù)7113.12003855有色金屬，石油化工，裝備制造8200735.020045565石油化工，氯堿化工，礦產(chǎn)品，農(nóng)產(chǎn)品9960.0200271,170化工，電子通信，食品飲料，冶金310.492,170信息技術(shù)，機(jī)電一體化，新材料，生物醫(yī)藥，環(huán)境保護(hù)337.58259食品飲料，電子信息，生物醫(yī)藥，機(jī)械205.22005671國(guó)際貿(mào)易，木材加工，輕工業(yè)，農(nóng)產(chǎn)品加工236.83信息技術(shù)，生物醫(yī)藥，新材料，先進(jìn)機(jī)械，光機(jī)電一體化2006-2012340鋼加工，裝備制造，新材料，化工，高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)代服務(wù)業(yè)2002136.12004230精密儀器，電子，高端紡織，食品加工，新能源技術(shù)產(chǎn)品，新材料，電子商務(wù)233.48光電產(chǎn)品，裝備制造，生物醫(yī)藥，軟件，紡織序號(hào)園區(qū)成立時(shí)間2012年工業(yè)增加值（億首個(gè)能源基礎(chǔ)設(shè)施機(jī)組投產(chǎn)時(shí)間能源基礎(chǔ)設(shè)施機(jī)組數(shù)量能源基礎(chǔ)設(shè)施總裝機(jī)容量（MW）主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)200150.25,140電力，化工新材料，金屬制品，倉(cāng)儲(chǔ)物流200256.72006440新材料，電子，精密儀器200148.941,040汽車電子及零部件20232.68金屬材料，電子信息，生物醫(yī)藥，紡織2196.72010230新材料，生物技術(shù)，機(jī)電一體化，環(huán)境保護(hù)，信息技術(shù)22248.22003248精密儀器，可再生能源，光電產(chǎn)品23564.95電子信息，精密儀器，生物醫(yī)藥24122.45270電子，機(jī)械，新能源技術(shù)產(chǎn)品，新材料25200937.520134石油化工，鋼鐵，裝備制造，環(huán)境保護(hù)，現(xiàn)代港口物流26200395.12010124銅冶煉加工2784.67642化工，冶金，電子，新材料，現(xiàn)代物流2897.220053光機(jī)電一體化，生物醫(yī)藥，信息技術(shù)，新材料，環(huán)境保護(hù)，精密儀器2976.43642汽車，電子信息，生物醫(yī)藥，軟件30425.020042汽車，電子信息31298.23235電子信息，生物醫(yī)藥，新材料，機(jī)械32397.92000793電子，機(jī)械，新材料，生物醫(yī)藥，新能源技術(shù)產(chǎn)品，現(xiàn)代服務(wù)業(yè)3373.820057新能源，半導(dǎo)體，光電，新材料序號(hào)園區(qū)成立時(shí)間2012年工業(yè)增加值（億首個(gè)能源基礎(chǔ)設(shè)施機(jī)組投產(chǎn)時(shí)間能源基礎(chǔ)設(shè)施機(jī)組數(shù)量能源基礎(chǔ)設(shè)施總裝機(jī)容量（MW）主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)34202.6235,912石油化工，電力，鋼鐵，機(jī)械，紡織服裝35200370.320112軟件和信息技術(shù)，海洋生物醫(yī)藥，裝備制造36700.12,584石油化工，家用電器，汽車，船舶工程37119.120018259造紙，食品，紡織服裝，熱電3857.7202海洋生物化工39125.2200542,600乙烯，氯化物40378.98汽車，電子，家用電器，食品加工，生物醫(yī)藥4187.12000336精密儀器，電子信息，印刷42123.06電信設(shè)備，機(jī)械，化工43136.6596信息技術(shù)，生物醫(yī)藥，光機(jī)電一體化44200078.02003772高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)45219.520021,171信息技術(shù)，先進(jìn)制造業(yè)，生物醫(yī)藥，新材料46716.020017裝備制造，現(xiàn)代建筑，汽車及零部件472002496.820062電子信息，精密儀器，精細(xì)化工，新材料48836.891,080納米光電子，新能源，生物醫(yī)藥，集成通信4920050.22006875靜脈產(chǎn)業(yè)50200151.12002394信息技術(shù)，新材料，機(jī)械，電子，新建筑材料，生物醫(yī)藥，食品和農(nóng)產(chǎn)品加工序號(hào)園區(qū)成立時(shí)間2012年工業(yè)增加值（億首個(gè)能源基礎(chǔ)設(shè)施機(jī)組投產(chǎn)時(shí)間能源基礎(chǔ)設(shè)施機(jī)組數(shù)量能源基礎(chǔ)設(shè)施總裝機(jī)容量（MW）主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)512002200.12010201,347電子信息，機(jī)械，生物醫(yī)藥，零部件，紡織，新材料，新能源52764.9205電子通信，汽車，裝備制造，石油化工5398.12014228汽車，裝備制造，家用電器，日用化工5462.120147407機(jī)械制造，電力傳輸設(shè)備，新能源，生物醫(yī)藥，食品飲料，化工，塑料55252.77電子信息，機(jī)械，裝備制造56334.4462電子信息，精密儀器，電力機(jī)械，精細(xì)化工57507.72003792汽車和零部件，電子產(chǎn)品，新建筑材料5870.85精密儀器，電子產(chǎn)品，信息技術(shù)，生物醫(yī)藥，新材料，新能源59335.920046615冶金，汽車，機(jī)械，高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，食品加工，飲料，建材加工，生物醫(yī)藥6036.020083電子，精密儀器，生物醫(yī)藥61114.3798機(jī)械，醫(yī)藥，食品，紡織服裝62200372.420028新能源汽車及零部件，機(jī)械，裝備制造，新能源材料63112.2221汽車，機(jī)械，電子，現(xiàn)代服務(wù)業(yè)64284.3878裝備制造，新能源，電子，紡織服裝65565.9554機(jī)械，汽車，電子信息66212.871,363電子信息，太陽能光伏，汽車，紡織序號(hào)園區(qū)成立時(shí)間2012年工業(yè)增加值（億首個(gè)能源基礎(chǔ)設(shè)施機(jī)組投產(chǎn)時(shí)間能源基礎(chǔ)設(shè)施機(jī)組數(shù)量能源基礎(chǔ)設(shè)施總裝機(jī)容量（MW）主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)67112.2204物流，化工，糧油，電子機(jī)械紡織6856.03紡織服裝，裝備制造，新材料69540.3382,727汽車，零部件，食品加工，光電產(chǎn)品，生物醫(yī)藥702005317.6882汽車零部件，食品加工，光電信息，生物醫(yī)藥71140.02005醫(yī)學(xué)顏料，精細(xì)化工，紡織，染料7235.120036626信息技術(shù)，汽車，裝備制造，生物醫(yī)藥，中藥，現(xiàn)代物流7336.09622鋁冶煉加工74200266.020084420裝備制造，紡織，食品加工，能源化工，冶金，建材7592.01,277新材料，醫(yī)藥，裝備制造762001297.02004472紡織服裝，食品加工，醫(yī)藥，新材料，裝備制造77167.1424電子信息，精細(xì)化工，新材料，生物醫(yī)藥s，紡織78148.2532裝備制造79200775.320082銅冶煉加工73.0200822軟件和信息技術(shù)，新能源，先進(jìn)制造業(yè)，生物醫(yī)藥20068.9200912高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，先進(jìn)裝備，電子商務(wù)463.52013120先進(jìn)機(jī)械制造，汽車及零部件，信息技術(shù)，電子產(chǎn)品，新材料422.42008530軟件和信息技術(shù)，先進(jìn)制造業(yè)，生物醫(yī)藥，汽車制造焦炭原油柴油汽油煤油煉廠干氣kgce/kgkgce/m3注：kgce表示千克標(biāo)準(zhǔn)煤當(dāng)量，1kgce=2表中數(shù)據(jù)來自《綜合能耗計(jì)算通則GB/T2589-2008》和《上海（/html/tjfw/20≥1000有效供電效率a年利用小時(shí)數(shù)自用電率（%）燃料容量和技術(shù)平均最小最大平均最小最大平均最小最大煤PC,<100PC,100≤<300PC,300≤<600PC,≥600EC,<100EC,100≤<300EC,300≤<600EC,≥600BP0.2860.3520.3780.3990.3680.3800.3880.4030.4940.1300.2960.3340.3460.1210.2710.2530.3750.2280.4330.4310.4420.4600.7930.5850.5320.4340.884373143154767479541185063481851494414535204570435563