中国工业领域的碳排放占整体碳排放的70%,工厂作为工业领域绿色转型的最基本单位,如何实现碳中和?
01零碳工厂概念等级
1、什么是零碳工厂
所谓“零碳工厂”是在一定范围时间内从事生产、经营过程中直接或间接产生的温室气体排放总量为“零”的生产工厂,即从原料生产到废弃物处理的全生命周期生产过程中碳排放量为零。
“零碳工厂”可视为绿色工厂的升级版本,其通过节能减排技术应用、可再生能源替代及负碳技术,最大程度实现“应减尽减”。同时在生产过程中所产生的碳排放全部得到了消除,意味着二氧化碳“零排放”。
2、零碳工厂等级分类
《零碳工厂评价规范》团体标准对零碳工厂的分类和评估办法做了明确指示。根据核算边界内中和的温室气体源类型,零碳工厂分为Ⅰ型及Ⅱ型两种类型,其中:
Ⅰ型零碳工厂针对直接排放及移除的温室气体、输入能源导致间接排放的温室气体这两种工厂温室气体源,实施零碳工厂策略。
Ⅱ型零碳工厂在Ⅰ型零碳工厂基础上,增加来自交通运输、组织所使用产品等导致间接排放的温室气体源,实施零碳工厂策略。
两种类型的零碳工厂根据评估结果,可分别进一步细分为四个等级,其中六星是最高等级。对于六星评估,Ⅰ型零碳工厂的要求是100%采用可再生能源电力,以及实现100%抵消;Ⅱ型零碳工厂的要求则是100%采用可再生能源电力,以及实现100%清除。
每种类型根据评估结果,分别进一步细分为不同等级。
02零碳工厂建设路径
1、零碳工厂创建路径
国内外企业零碳工厂创建案例
国内企业实现“零碳”工厂路径可根据国情分为三步走。
(1)快速减碳:我国2020年单位国内生产总值的能耗约为0.49 tce/万元,是世界平均水平的1.4倍、发达国家的2.1倍,提升能源效率是企业实现碳中和目标最直接、最快速、最经济的方式。能效提升技术主要包括采用工业通用节能设备、能源梯次利用、实现循环经济等。国际能源署(IEA)研究表明,能效提升的累计碳减排贡献率约为20%。
(2)强力减碳:能源系统的快速“零碳”化是实现碳中和愿景的必要条件之一,“零碳”能源主要包括可再生能源电力(光伏、风能、水力)、核能、氢能、生物质能等。近年来,光伏、风能、水能、氢能、生物质能等“零碳”能源技术成本大幅下降,在价格上相对于化石能源已形成较强的竞争力,尤其是光伏,具备大规模开发的潜力。预期碳减排贡献最显著的依次为氢能、风电、光伏,这三种能源到2050年的减排贡献率总计可达70%左右。
(3)深度减碳:当减碳潜力充分释放后,剩余部分不可避免的碳排放只能通过深度脱碳行为来中和。碳捕集、利用与封存(CCUS)是目前唯一能够实现化石能源大规模低碳化利用的减排技术。通过植树造林、森林管理、植被恢复等碳汇措施,同样是实现深度减碳“最后一公里”的有效途径。国际能源署(IEA)预测,到2050年,CCUS将贡献约14%的CO2减排量。
2、零碳工厂实施流程
(1)确定目标和策略
在开始创建零碳工厂之前,需要明确目标和策略。设定零碳工厂的目标,比如要在未来几年内实现碳中和,并制定相应的实施策略。策略应包括采用哪些技术、如何管理能源消耗、如何减少或中和碳排放等。
(2)进行能源规划
为实现零碳目标,需要对能源进行规划。这包括根据工厂的能源消耗情况,制定可再生能源和清洁能源的利用计划,如使用太阳能、风能等。同时,需要考虑如何建设配套设施,如储能设施、智能电网等,以保障能源供应的稳定性和可靠性。
(3)建设智能控制系统
通过建设智能控制系统,可以更好地监控和控制能源供应、能源使用和能源储存。这些系统可以通过实时数据监测和优化算法,提高能源利用效率,降低能源消耗和碳排放。
(4)实现产业协同
零碳工厂不仅需要关注自身的碳排放,还需要考虑整个产业链的碳排放。因此,需要与供应商、制造商等建立协同机制,共同减少碳排放。例如,可以通过供应链优化、共同采购等方式,降低整个产业链的碳排放。
(5)系统建设
为实现零碳目标,需要对工业园区进行改造和升级。这包括建设系统化的能源管理和环保控制系统,如能源管理中心、智能环保设施等。这些系统可以提高园区的环境质量,降低能源消耗和碳排放。
(6)建设能源供应设施
为了实现可再生能源的利用,需要建设相应的能源供应设施。例如,可以安装太阳能电池板、风力发电机等,以提供清洁、可再生的电力。同时,还需要建设储能和调峰设施,以保障电力供应的稳定性和可靠性。
(7)环保控制
在实现零碳目标的过程中,环保控制是不可或缺的一环。需要建设相应的环保设施,对园区内的废气、废水、固废等进行处理和处置。例如,可以安装二氧化碳捕集装置、废水处理设施等,以实现园区的环保控制。
3、零碳工厂评价指标
零碳工厂评价应本着“高标准、严要求、重合规”的原则,依据《零碳工厂评价规范》(T/CECA-G0171-2022),从合规要求、管理要求、基础设施、能源和碳排放智能信息化管理系统、能源和资源使用、产品生态设计、温室气体减排实施、碳抵消实施八项一级指标对企业各项条件进行综合评评分,对企业创建结果进行总结和建议,并颁发第三方授权评价机构认证的零碳工厂证书。
4、零碳工厂持续改善
根据企业的评价结果,提出进一步改善建议,实现节能减排,提高经济效益,推动可持续发展,发挥可持续经验优势,带动上下游伙伴进行绿色低碳转型,持续探索全产业链减碳途径,共筑绿色的端到端价值链,引领行业绿色发展,加速全行业节能减排步伐,共同奔赴零碳未来。
国内零碳工厂案例
广汽埃安智能生态工厂
广汽集团时代广汽
在生产降耗方面
搭建全自动化智能制造系统,将数字化、智能化技术融入节能技改中,通过EMS能源管理系统实现对厂房设备供电、供气、供水等能耗数据的统一监控和分析,提质增效同时全力减少碳排放。同时,对物流运输广泛使用VGA无人驾驶物流车、电动叉车,实现仓库与生产车间之间的零碳运转。
在能源利用方面
构建新型能源利用网络,最大程度使用清洁能源,大规模建立分布式光伏发电站,配套新型电力储能站,总计16.65MW,年均发电量1742万KWH,每年可节省标准煤约5992吨,减少二氧化碳排放约15678吨,减少二氧化硫排放约5087吨。此外,充分发挥能源效益,通过蒸汽凝结水回用和空压机余热回收项目,减少天然气和煤电使用,减少二氧化碳排放约1222吨。
在绿色环保方面
一是持续推进花园式工厂建设,增加绿化面积和绿植数量,组织公司青年志愿者参与植绿护绿、旧物改造、低碳出行等主题活动,引领绿色、开放、共享的新发展理念和生活方式;
二是积极开展“无废细胞”建设,持续推进原材料绿色供应链、固废源头减量和资源最大化利用,规范废物处置将固废环境影响尽可能降至最低,于2023年12月通过番禺区第一批“无废工厂”认证。
吉利汽车西安工厂
在生产端
通过建设光伏电站+采购国际绿证I-REC的模式,实现电力碳中和。西安工厂在52兆瓦超级光伏电站于今年9月建设完成,投产后预计年均发电量可达4750万千瓦时,可减少二氧化碳排放约27000吨。在技术端
采用效率高能耗低的设备,并监测主要设备的经济运行参数;积极探索技术节能措施,充分利用余热余压,提升能源效率。
在管理端
通过能源管理体系建立,将技术改造与管理节能结合起来,2022年上半年单车能耗与去年下半年相比下降12.6%。
在产品端
吉利汽车已构建起包括纯电动、混动、甲醇、换电等在内的多元化新能源技术路径,提升能源使用效率,不断降低使用阶段碳排放。
在回收端
探索材料循环利用,推动循环经济和材料端碳减排。
宁德时代共5家零碳工厂
通过切换能源结构、分布式光伏发电、使用绿色能源、碳抵消等方式主动降碳。同时,将数字化、智能化技术融入节能技改中,通过实时监控、运算、处理、调整设备运行,避免设备的无效运行功耗,从生产制造各环节降低能耗。
从争取林业碳汇开发、绿色电力开发、电力智能化、使用绿电、绿色能源、碳抵消等方面对基地的碳排放量进行中和。
关键字: 零碳工
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