引言随着低碳理念的推广，工业园区成为我国经济发展及城市建设的主要载体，衍生循环经济园区、生态园区、低碳园区、近零碳排放示范区、零碳工业园区等以不同产业为主导的园区创新模式。零碳工业园区的规划建设管理中融入了碳中和理念，综合利用节能、减排、固碳、碳汇等多种手段，通过产业绿色化转型、设施集聚化共享、资源循环化利用，园区基本实现碳的排放与吸收平衡以及生产、生态、生活的深度融合[1-7]。以汕头鲁能绿色能源产业基地为例，建立碳排放评估模型，对园区的碳排放进行评估测算。对比基准情景与零碳情景，分析建筑节能、可再生能源利用、节水及非传统水利用、绿色出行、绿地空间垃圾处理等不同减碳措施的减碳量，为园区零碳化建设提供参考。1研究对象和方法1.1评估模型汕头鲁能绿色能源产业基地的用地性质为工业用地（一类物流仓储用地），包括1#~3#工业厂房、4#综合服务中心和5#集控中心，共5栋建筑，占地41 333 m2，总建筑面积为36 452 m2。园区的碳排放主要源自建筑、交通、工业、水资源、废弃物和市政照明等部分。建立碳排放评估模型时应考虑园区绿色空间的碳消除作用以及可再生能源替代常规能源的碳减缓作用。工业园区碳排放评估模型框架如图1所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2022.12.020.F001图1工业园区碳排放评估模型框架利用能耗强度和排放因子计算各板块的碳排放量[5]。C=∑iAdiei+Wew-Ageg (1)式中：C——园区的净碳排放量，tCOe/a；Adi——第i类碳排放活动量，以能耗形式表达（i=1,…,6；1代表建筑，2代表交通，3代表工业，4代表水资源，5代表市政照明，6代表废弃物），按不同能源类别分为耗电量（kWh/a）、天然气耗气量（m3/a）、耗汽油/柴油量（L/a）、能耗标准煤量（吨标准煤/a）；ei——第i类碳排放活动量能耗排放系数；W——废弃物填埋量，m3；i——废弃物填埋碳排放系数，tCOe/(m3‧a)。1.2评估指标体系工业园区碳排放计算采用自下而上的方法，根据园区规划特点计算园区在建筑、交通、水资源、废弃物、市政照明、可再生能源、绿色空间等板块的碳排放量。不同项目的碳排放因子及来源如表1所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2022.12.020.T001表1不同项目的碳排放因子及来源项目单位碳排放因子碳排放因子来源电力kgCO2/kWh0.527 1《建筑碳排放计算标准》（GB/T 51366—2019）燃油汽车gCO2/(人‧km)178.6（1）《中国绿色生态城区规划建设：碳排放评估方法、数据、评价指南》；（2）《省级温室气体清单编制指南》；（3）《企业温室气体排放核算方法和报告指南发电设施》；（4）《基于职居分离调整的北京市交通碳减排潜力研究》；（5）节能与新能源汽车技术路线图2.0。市政自来水kgCO2/t0.35（1）《室外给水设计标准》（GB 50013—2018）；（2）《室外给排水规范》（GB 50014—2013）；（3）《民用建筑节水设计标准》（GB 50555—2010）；（4）北京市自来水集团2020年社会责任报告。市政污水kgCO2/t0.44垃圾填埋tCO2/t2.1（1）北京“十四五”时期环境卫生事业发展建设规划文件等；（2）《基于低碳发展的北京城市生活垃圾处理模式优化》；（3）《生活垃圾处理的碳排放和减排策略》。垃圾焚烧tCO2/t0.56城市树木碳消除因子tCO2/(hm2‧a)1.12《中国及全球陆地生态系统碳源汇特征及其对碳中和的贡献》2零碳技术路径工业园区碳排放评估以基础规划建设园区的碳排放数据为依据，不同碳排放板块的基础情景与零碳情景对比如表2所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2022.12.020.T002表2不同碳排放板块的基础情景与零碳情景对比碳排放板块基准情景零碳情景建筑满足《建筑节能与可再生能源利用通用规范》（GB 55015—2021）。在《节能规范》基础上采用“围护结构性能提升+高效机电系统”技术措施。工业1#~3#厂房工业用能。1#~3#厂房工业用能，未采取节能措施。交通交通工具为燃油车，不使用电动汽车，不设置充电桩。园区内设置共137个机动车停车位，30%配备充电桩。水资源3级节水器具满足1级节水器具要求，给水配件均采用节水型产品，采用雨水收集利用等技术措施。废弃物焚烧后残渣填埋，不再回收利用。生活垃圾分类收集率满足100%的要求，实现末端垃圾总量递减30%。市政照明满足《城市夜景照明规范》（JGJ/T 163—2008）、《城市道路照明设计标准》（CJJ 45—2015）要求。LED照明产品、智能照明控制系统、景观照明功率密度等标准在现行《城市夜景照明设计规范》（JGJ/T 163—2008）基础上降低50%等。可再生能源无可再生能源建筑屋面敷设光伏，利用园区四周绿化带空余空间布置轴流风机。绿色空间无生态碳汇绿地率为16.12%，绿地面积约6 662.93 m2。2.1工业园区减碳措施设计（1）建筑节能。零碳园区的4#综合服务楼和5#集控中心采用“围护结构性能提升+高效机电系统”技术措施，包括建筑构件遮阳、空调机组能效提升、生活热水能效提升、电梯能效提升、全电厨房设计等方式，降低建筑本体碳排放。建筑节能减碳措施如表3所示。基准建筑参数主要参照《建筑节能与可再生能源利用通用规范》（GB 55015—2021）选取，4#综合服务楼和5#集控中心利用DeST软件进行建筑能耗模拟计算，通过电碳因子和燃气因子转换得到建筑碳排放量。基础情景下，园区建筑碳排放量共计1 581.24 t/a；零碳情况下，园区建筑碳排放量共计1 512.09 t/a，每年可以减少69.15 t碳排放。10.3969/j.issn.1004-7948.2022.12.020.T003表3建筑节能减碳措施建筑技术措施4#综合服务楼建筑构件遮阳南向0.8 m挑檐遮阳；东、西、北向0.35 m挑檐遮阳空调机组能效提升分体空调制冷季能效比SEER由5.0提升至5.8生活热水能效提升设置一级能效电热水器电梯能效提升采用A级节能电梯电炊事全电厨房5#集控中心建筑构件遮阳建筑的四个朝向设置0.9 m挑檐遮阳空调机组能效提升多联机全年性能系数APF由3.8提升至4.5新风热回收全热回收效率70%电梯能效提升采用A级节能电梯（2）低碳交通。园区内设置137个机动车停车位，按照30%的比例配备充电桩，快充和慢充充电桩比例根据园区实际需求设置。园区交通碳排放计算结果如表4所示。基准情景下，园区交通总碳排放量为7.14 t/a；零碳情景下，园区交通碳排放量降为5.00 t/a。通过构建园区绿色交通体系，园区交通碳排放量预计降低30%，每年可减少2.14 t碳排放。10.3969/j.issn.1004-7948.2022.12.020.T004表4园区交通碳排放计算结果项目基准情景零碳情景交通方式私人汽车私人汽车出行距离/km0.20.2出行人次137137出行频次1 4601 460燃油车位比例/%—70电动车位比例/%—30碳排放量/(tCO2/a)7.145.00（3）低碳水资源利用。园区水资源碳排放计算结果如表5所示。基准情景下，水资源碳排放主要为员工生活给水和排水管网水泵及其他配套用电设备用电带产生的碳排放。项目按照90%计算园区生活排水量，生活排水碳排放量为3.95 t/a，水资源碳排放量合计为7.43 t/a。零碳情况下，采用一级节水器可以使园区水利用和排放产生碳排放降低30%，水资源碳排放降为5.20 t/a。高效利用水资源使园区给水和排水产生的碳排放降低30%，每年减少2.23 t碳排放。10.3969/j.issn.1004-7948.2022.12.020.T005表5园区水资源碳排放计算结果项目基准情景零碳情景综合生活用水定额/[L/(人‧d)]300210天数/d365365生活用水/(t/a)9 965.06 975.2生活排水/(t/a)8 968.06 277.6用水碳排放/(tCO2/a)3.492.40排水碳排放/(tCO2/a)3.952.80总碳排放/(tCO2/a)7.435.20（4）低碳废弃物处理。园区废弃物碳排放计算结果如表6所示。基准情景下，按照园区人数统计垃圾产生量，《城市环境卫生设施规划标准》（GB/T 50337—2018）中，人均垃圾产生量约0.8~1.4 kg/(人·d)，项目按1 kg/(人·d)计算，处理方式主要为垃圾焚烧，焚烧后残渣填埋且不再回收利用，废弃物碳排放量为23.8 t/a。零碳情景下，通过废弃物资源循环利用，生活垃圾100%分类收集，根据制定废弃物管理制度，园区废弃物碳排放量降低至16.6 t/a，废弃物处理碳排放预计降低30%，每年减少7.14 t碳排放。10.3969/j.issn.1004-7948.2022.12.020.T006表6园区废弃物碳排放计算结果项目基准情景零碳情景人数/人9191人均垃圾产生量/[kg/(人‧d)]11天数/d365365垃圾产量/(t/a)33.3433.34垃圾填埋/(t/a)3.343.34垃圾焚烧/(t/a)3030填埋碳排放/(tCO2/a)365365焚烧碳排放/(tCO2/a)33.3433.34废弃物回收比例/%—30总碳排放/(tCO2/a)23.816.6（5）低碳市政照明。园区市政照明碳排放计算结果如表7所示。基准情景下，市政照明碳排放主要为路灯照明耗电产生，根据园区内路灯数量、路灯功率、每天使用时间和全年开启天数计算，市政照明碳排放量为5 t/a。零碳情景下，市政照明采用的节能LED灯具功率降为30 W，园区市政照明碳排放量为2.5 t/a。园区通过室外照明系统设计，能耗预计降低50%，每年可减少2.5 t碳排放。10.3969/j.issn.1004-7948.2022.12.020.T007表7园区市政照明碳排放计算结果项目基准情景零碳情景路灯数量/个8787路灯功率/W6030每天使用时间/h55全年开启天数/d365365年用电量/万kWh0.950.95碳排放/(tCO2/a)5.02.5（6）可再生能源利用。可再生能源年发电量和减碳量如表8所示。项目充分利用园区内建筑屋面敷设光伏，采用540 W高效单晶硅太阳能电池组件，总安装功率为2 290.09 kW，年发电量292.81万kWh，每年可减少1 543.4 t碳排放。为了有效利用园区四周绿化带空余空间的风力资源，布置了11台3 kW垂直轴风机，总装机容量为33 kW。项目垂直轴风机年发电量达4.95万kWh，每年可减少26.09 t碳排放。10.3969/j.issn.1004-7948.2022.12.020.T008表8可再生能源年发电量和减碳量类型装机容量/kW年发电量/万kWh减碳量/(tCO2/a)合计2 323.09297.761 569.49光伏发电2 290.09292.811 543.40风力发电334.9526.09（7）绿色空间碳汇。园区绿地率为16.12%，绿地面积约6 662.93 m2，城市树木碳消除因子为1.12 tCO2/(hm2‧a)，每年可抵消碳排放0.75 t。2.2工业园区碳减排效果分析两种情景下园区碳排放量对比如表9所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2022.12.020.T009表9两种情境下园区碳排放对比碳排放板块基准情景碳排放零碳情景碳排放减碳量合计1 624.61-28.79-1 653.40建筑1 581.241 512.09-69.15交通7.145.00-2.14水资源7.435.20-2.23废弃物23.8016.66-7.14市政照明5.002.50-2.50可再生能源—-1 569.49-1 569.49绿色空间—-0.75-0.75tCO2/a基准情景下，园区的年碳排放量为1 624.61 tCO2/a；零碳情景下，采取可再生能源利用、节水及非传统水利用、绿色出行、绿地空间垃圾处理等减碳措施，园区的年碳排放量为-28.79 tCO2/a，实现了零碳运行。在建筑、交通、水资源、废弃物、市政照明方面，零碳情景下的碳排放量明显减少，市政照明减少比率较高，为50%。可再生能源碳抵消量大于园区整体碳排放，园区整体综合减碳率达101.77%，无须购买绿色电力和CCER，实现了零碳园区的目标。建筑侧碳排放比重较大，占总碳排放的97.3%，可再生能源减碳量占总体减碳的96.6%，未来低碳园区发展应以建筑节能减排和可再生能源利用等方面为重点。3结语以汕头鲁能绿色能源产业基地为研究案例，建立碳排放评估模型，对园区的碳排放进行评估测算，为园区零碳化建设提供思路与方法。研究的主要结论如下：（1）探究打造“零碳”园区的路径，为园区零碳化建设提供参考。通过建筑节能、可再生能源利用、节水及非传统水利用、绿色出行、绿地空间垃圾处理等减碳措施，使园区实现零碳运行。（2）零碳情景下，市政照明碳排放量减少比率达50%，可再生能源碳抵消量大于园区整体碳排放量，为采取各减碳措施优先程度提供参考。（3）建筑侧碳排放占总碳排放的97.3%，可再生能源减碳量占总体减碳的96.6%，未来低碳园区发展重点应在建筑电力减排和可再生能源利用方面。