中國工業(yè)領域的碳排放占整體碳排放的70%，工廠作為工業(yè)領域綠色轉型的最基本單位，如何實現(xiàn)碳中和?
本文將為大家梳理零碳工廠概念、等級分類、建設路徑、實施流程、評價標準、常見誤區(qū)、創(chuàng)建難點等內(nèi)容。
1、零碳工廠概念等級
1、什么是零碳工廠
所謂“零碳工廠”是在一定范圍時間內(nèi)從事生產(chǎn)、經(jīng)營過程中直接或間接產(chǎn)生的溫室氣體排放總量為“零”的生產(chǎn)工廠，即從原料生產(chǎn)到廢棄物處理的全生命周期生產(chǎn)過程中碳排放量為零。
“零碳工廠”可視為綠色工廠的升級版本，其通過節(jié)能減排技術應用、可再生能源替代及負碳技術，最大程度實現(xiàn)“應減盡減”。同時在生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的碳排放全部得到了消除，意味著二氧化碳“零排放”。
2、零碳工廠等級分類
《零碳工廠評價規(guī)范》團體標準對零碳工廠的分類和評估辦法做了明確指示。根據(jù)核算邊界內(nèi)中和的溫室氣體源類型，零碳工廠分為Ⅰ型及Ⅱ型兩種類型，其中：
Ⅰ型零碳工廠針對直接排放及移除的溫室氣體、輸入能源導致間接排放的溫室氣體這兩種工廠溫室氣體源，實施零碳工廠策略。
Ⅱ型零碳工廠在Ⅰ型零碳工廠基礎上，增加來自交通運輸、組織所使用產(chǎn)品等導致間接排放的溫室氣體源，實施零碳工廠策略。
兩種類型的零碳工廠根據(jù)評估結果，可分別進一步細分為四個等級，其中六星是最高等級。對于六星評估，Ⅰ型零碳工廠的要求是100%采用可再生能源電力，以及實現(xiàn)100%抵消;Ⅱ型零碳工廠的要求則是100%采用可再生能源電力，以及實現(xiàn)100%清除。
每種類型根據(jù)評估結果，分別進一步細分為不同等級。
2、零碳工廠建設路徑
1、零碳工廠創(chuàng)建路徑
▲ 國內(nèi)外企業(yè)零碳工廠創(chuàng)建案例
國內(nèi)企業(yè)實現(xiàn)“零碳”工廠路徑可根據(jù)國情分為三步走。
(1)快速減碳：我國2020年單位國內(nèi)生產(chǎn)總值的能耗約為0.49 tce/萬元，是世界平均水平的1.4倍、發(fā)達國家的2.1倍，提升能源效率是企業(yè)實現(xiàn)碳中和目標最直接、最快速、最經(jīng)濟的方式。能效提升技術主要包括采用工業(yè)通用節(jié)能設備、能源梯次利用、實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟等。國際能源署(IEA)研究表明，能效提升的累計碳減排貢獻率約為20%。
(2)強力減碳：能源系統(tǒng)的快速“零碳”化是實現(xiàn)碳中和愿景的必要條件之一，“零碳”能源主要包括可再生能源電力(光伏、風能、水力)、核能、氫能、生物質能等。近年來，光伏、風能、水能、氫能、生物質能等“零碳”能源技術成本大幅下降，在價格上相對于化石能源已形成較強的競爭力，尤其是光伏，具備大規(guī)模開發(fā)的潛力。預期碳減排貢獻最顯著的依次為氫能、風電、光伏，這三種能源到2050年的減排貢獻率總計可達70%左右。
(3)深度減碳：當減碳潛力充分釋放后，剩余部分不可避免的碳排放只能通過深度脫碳行為來中和。碳捕集、利用與封存(CCUS)是目前唯一能夠實現(xiàn)化石能源大規(guī)模低碳化利用的減排技術。通過植樹造林、森林管理、植被恢復等碳匯措施，同樣是實現(xiàn)深度減碳“最后一公里”的有效途徑。國際能源署(IEA)預測，到2050年，CCUS將貢獻約14%的CO2減排量。
2、零碳工廠實施流程
(1)確定目標和策略
在開始創(chuàng)建零碳工廠之前，需要明確目標和策略。設定零碳工廠的目標，比如要在未來幾年內(nèi)實現(xiàn)碳中和，并制定相應的實施策略。策略應包括采用哪些技術、如何管理能源消耗、如何減少或中和碳排放等。
(2)進行能源規(guī)劃
為實現(xiàn)零碳目標，需要對能源進行規(guī)劃。這包括根據(jù)工廠的能源消耗情況，制定可再生能源和清潔能源的利用計劃，如使用太陽能、風能等。同時，需要考慮如何建設配套設施，如儲能設施、智能電網(wǎng)等，以保障能源供應的穩(wěn)定性和可靠性。
(3)建設智能控制系統(tǒng)
通過建設智能控制系統(tǒng)，可以更好地監(jiān)控和控制能源供應、能源使用和能源儲存。這些系統(tǒng)可以通過實時數(shù)據(jù)監(jiān)測和優(yōu)化算法，提高能源利用效率，降低能源消耗和碳排放。
(4)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)協(xié)同
零碳工廠不僅需要關注自身的碳排放，還需要考慮整個產(chǎn)業(yè)鏈的碳排放。因此，需要與供應商、制造商等建立協(xié)同機制，共同減少碳排放。例如，可以通過供應鏈優(yōu)化、共同采購等方式，降低整個產(chǎn)業(yè)鏈的碳排放。
(5)系統(tǒng)建設
為實現(xiàn)零碳目標，需要對工業(yè)園區(qū)進行改造和升級。這包括建設系統(tǒng)化的能源管理和環(huán)保控制系統(tǒng)，如能源管理中心、智能環(huán)保設施等。這些系統(tǒng)可以提高園區(qū)的環(huán)境質量，降低能源消耗和碳排放。
(6)建設能源供應設施
為了實現(xiàn)可再生能源的利用，需要建設相應的能源供應設施。例如，可以安裝太陽能電池板、風力發(fā)電機等，以提供清潔、可再生的電力。同時，還需要建設儲能和調(diào)峰設施，以保障電力供應的穩(wěn)定性和可靠性。
(7)環(huán)保控制
在實現(xiàn)零碳目標的過程中，環(huán)保控制是不可或缺的一環(huán)。需要建設相應的環(huán)保設施，對園區(qū)內(nèi)的廢氣、廢水、固廢等進行處理和處置。例如，可以安裝二氧化碳捕集裝置、廢水處理設施等，以實現(xiàn)園區(qū)的環(huán)保控制。
3、零碳工廠評價指標
零碳工廠評價應本著“高標準、嚴要求、重合規(guī)”的原則，依據(jù)《零碳工廠評價規(guī)范》(T/CECA-G0171-2022)，從合規(guī)要求、管理要求、基礎設施、能源和碳排放智能信息化管理系統(tǒng)、能源和資源使用、產(chǎn)品生態(tài)設計、溫室氣體減排實施、碳抵消實施八項一級指標對企業(yè)各項條件進行綜合評評分，對企業(yè)創(chuàng)建結果進行總結和建議，并頒發(fā)第三方授權評價機構認證的零碳工廠證書。
4、零碳工廠持續(xù)改善
根據(jù)企業(yè)的評價結果，提出進一步改善建議，實現(xiàn)節(jié)能減排，提高經(jīng)濟效益，推動可持續(xù)發(fā)展，發(fā)揮可持續(xù)經(jīng)驗優(yōu)勢，帶動上下游伙伴進行綠色低碳轉型，持續(xù)探索全產(chǎn)業(yè)鏈減碳途徑，共筑綠色的端到端價值鏈，引領行業(yè)綠色發(fā)展，加速全行業(yè)節(jié)能減排步伐，共同奔赴零碳未來。
3、零碳工廠常見誤區(qū)
1、零碳工廠創(chuàng)建三大誤區(qū)
隨著國內(nèi)“零碳"工廠創(chuàng)建的火熱，很多企業(yè)在零碳工廠創(chuàng)建時爭做”第一"，各種媒體上不斷出現(xiàn)”XX行業(yè)第一家零碳工廠““XX省市第一家零碳工廠"等報道，但往往企業(yè)在零碳”工廠創(chuàng)建的路上走入了誤區(qū)，主要有：
(1)碳排放核算誤區(qū)
企業(yè)的碳排放包含范圍1、范圍2、范圍3.我們所謂的零碳工廠至少包含范圍1和范圍2.而有些企業(yè)僅僅關注了范圍2中的電力，而忽略了范圍1及范圍2中的蒸汽。
其次，對于電力的碳排放因子選擇有很多方法，有省市級碳排放因子、區(qū)域級碳排放因子、國際通用碳排放因子，不同的碳排放因子對碳排放量及評價結果影響很大。
(2)購買碳匯誤區(qū)
在碳中和規(guī)則下，允許企業(yè)通過購買碳信用方式中和其多余的碳源，致使部分企業(yè)在自身節(jié)能隆碳工作還有很大空間的情況下直接通過購買綠電、CCER等方式進行中和，以達到“漂零”的宣傳效應。
(3)短期行為誤區(qū)
“零碳工廠創(chuàng)建是個短期目標，而持續(xù)保持碳減排及“零碳 是個長期的過程，尤其涉及碳信用的購買成本，往往一些企業(yè)僅拿到一年的"零碳認證之后就不再持續(xù)開展節(jié)能降碳工作，不再保持證書的有效性。
2、零碳工廠創(chuàng)建兩大難點
(1)快速減碳具有普遍適用性，強力減碳主要依托于國家“零碳"能源的整體轉型，深度減碳需要依托技術的進步和成本的下降，因此，對企業(yè)而言，在實現(xiàn)快速減碳后，可以通過直接購買相應的碳信用的方式來實現(xiàn)碳中和，在全球范圍內(nèi)實現(xiàn)共同環(huán)境效益。
(2)不同規(guī)模的企業(yè)在實零碳的過程中面臨的困難不同。
從能耗規(guī)模分析，低能耗企業(yè)實現(xiàn)“零碳較容易，可快速實現(xiàn)零碳，重點用能單位以下的企業(yè)通過一定時間的創(chuàng)建及購買碳匯，也在短期內(nèi)實現(xiàn)“零碳，重點用能單位尤其是萬噸標媒企業(yè)有80%以上的碳排放需要購買碳匯來實現(xiàn)中和，每年帶來的經(jīng)濟支出占能源費用的15%左右，隨著碳市場價的持續(xù)增長，費用可能成倍增加，實現(xiàn)“零碳”難度較大，需要依托我國新能源的低碳轉型。
4、零碳工廠建設案例
下文將以某機械工廠為例，帶大家了解零碳工廠建設的具體路徑。
本項目一期工程占地面積2256898㎡，約338畝。一期建設油套管加工制造車間、電氣設備集成制造車、電集成制造車間、人工舉升設備制造車間、透平維修測試車間和食堂等建筑物。
1、工廠碳排放核算
(1)碳核算標準
機械設備制造業(yè)包含了金屬制品業(yè)、通用設條制造業(yè)、專用沒備制造業(yè)、汽車制造業(yè)、鐵路、船觸、航空航天及其他運輸設備制造業(yè)、電氣機械和器材制造業(yè)2191.本項目屋于C制造業(yè)-37鐵路、船舶、航空航天和其他運輸設金制造業(yè)-3737海洋工程裝備制造 應按照《機械設備制造企業(yè)溫室氣體核算方法與報告指南(試行》核算其溫室氣體排放。
(2)核算邊界
本次碳排放核算影響評估的邊界為項目一期基地內(nèi)所有的生產(chǎn)裝置及面套系統(tǒng)工程產(chǎn)生的溫室氣體排放。該算范用為邊界內(nèi)化石燃料燃燒產(chǎn)生的二氧化碳排放、工業(yè)生產(chǎn)過與碳排放、凈購入使用電力及熱力產(chǎn)生的二氧化碳排放、電力排放量。
(3)排放源和氣體種類
通討分析本項目的化石燃料燃燒，生產(chǎn)工藝過程，采購由力和熱力的情況，識別出木項目二氧化碳的排放源。
(4)碳排放量計算
▲ 本項目化石燃料燃燒產(chǎn)生的二氧化碳排放量
對上述分項計算進行匯總，得出本項目達產(chǎn)后核算指南邊界內(nèi)年度總排放量。
2、零碳工廠實施方案
考慮工廠的資源稟賦、低碳技術發(fā)展等多重因素，根據(jù)碳核算結果和零碳工廠總體框架，提出零碳工廠實施方案。
(1)近期(2023-2025年)
方案一：建設分布式光伏電站，一期項目可利用屋頂光伏發(fā)電的建筑物有5個，可安裝光伏組件面積約2.25萬m²。
根據(jù)場址區(qū)太陽能輻射量，氣象局提供的氣象資料，同時考慮系統(tǒng)組件總功率、系統(tǒng)總效率等數(shù)據(jù)，計算年理論發(fā)電量，考慮不同的電池組件效率隨著時間也存在著衰減，可以計算運營期25年發(fā)電期間的每年發(fā)電量，由于太陽電池組件的轉換效率成逐年遞減狀態(tài)，因此隨著時間的推移，實際發(fā)電量在不斷減少。
單面組件按照“首年衰減率不超過2%，每年衰減率不超過0.55%”的原則進行計算。
本工程采用固定式安裝，單晶硅光伏組件可安裝8424片550W的光伏組件，安裝容量為8420x550=4.632MWp。年均發(fā)電量611.2萬kWh。
25年年均發(fā)電量611.1萬kWh，總發(fā)電量15277.0萬kWh。
方案二：采用土壤-空氣源熱泵系統(tǒng)替代購入的熱力和天然氣輻射采暖。
利用堆場敷設地埋管采用土壤源熱泵和地上設置空氣源熱泵供熱供冷，該系統(tǒng)可提供熱負荷約為4523kw該部分比外購熱力可減少采暖碳排放的74.2% ，外購熱力部分 年減排約2023.1t二氧化碳，替代的天然氣輻射采暖可減排1372.86t。
(2)中遠期(2026-2050年)
中遠期 進一步拓展光伏、光熱和光伏光熱一體化(PV/T)及儲能設施;進一步利用土壤源熱泵進行制冷和供暖;通過“綠電”交易，引入可再生能源電力;利用綠氫，替代部分天然氣;完善園區(qū)能源和碳排放計量管控平臺，推動企業(yè)能效升級;對透平測試集中排放的二氧化碳采用捕集和封存技術;通過碳交易，降低工廠剩余碳排放。
3、降碳效果分析
通過實施各項減排方案，碳減排量將和碳排放量持平，預計2040-2050年該工廠可實現(xiàn)零碳工廠，各項減碳措施和預計的減排量如下。
工廠通過不斷采取上表的各項措施進行減碳， 可得出如下圖所示的碳排放曲線預測。
預計在2023 年項目達產(chǎn)碳排放達峰后，于近期(2023-2030)分期實施屋面光伏、熱泵采暖及能效平臺建設，快速減排至4000t/年;在遠期(2030-2050年)，根據(jù)可實施項目的技術和經(jīng)濟情況，繼續(xù)實施太陽能利用、熱泵替代、綠氫應用、綠電替代以及CCUS等措施，可緩速減排直至2050年左右實現(xiàn)碳中和，完成零碳工廠目標。
零碳工廠服務
作為中國節(jié)能協(xié)會授權批準的第一批零碳工廠評價認證服務機構之一，CTI華測認證將使用《零碳工廠評價規(guī)范》團體標準(T/CECA-G 0171-2022)開展零碳工廠相關評價認證服務工作，助力企業(yè)助力實現(xiàn)可持續(xù)商業(yè)發(fā)展目標。
作為專業(yè)的第三方認證機構，CTI華測認證一直秉持專業(yè)、可靠、高效的服務理念，為客戶提供了卓越的服務體驗。截至目前，CTI華測認證已累計完成近30個省市國家碳交易碳排放核查報告超過3000份，CDM/VCS/GS/CCER/GCC等溫室氣體減排項目審定/核證減排量超2千萬噸，組織/產(chǎn)品/活動層面溫室氣體核查項目超過500個，為超過300家企業(yè)發(fā)放能源管理體系認證證書，政府級/企業(yè)級碳達峰碳中和規(guī)劃超過30家，評價的國家級綠色制造示范項目超過50個。
中企檢測認證網(wǎng)提供iso體系認證機構查詢，檢驗檢測、認證認可、資質資格、計量校準、知識產(chǎn)權貫標一站式行業(yè)企業(yè)服務平臺。中企檢測認證網(wǎng)為檢測行業(yè)相關檢驗、檢測、認證、計量、校準機構，儀器設備、耗材、配件、試劑、標準品供應商，法規(guī)咨詢、標準服務、實驗室軟件提供商提供包括品牌宣傳、產(chǎn)品展示、技術交流、新品推薦等全方位推廣服務。這個問題就給大家解答到這里了，如還需要了解更多專業(yè)性問題可以撥打中企檢測認證網(wǎng)在線客服13550333441。為您提供全面檢測、認證、商標、專利、知識產(chǎn)權、版權法律法規(guī)知識資訊，包括商標注冊、食品檢測、第三方檢測機構、網(wǎng)絡信息技術檢測、環(huán)境檢測、管理體系認證、服務體系認證、產(chǎn)品認證、版權登記、專利申請、知識產(chǎn)權、檢測法、認證標準等信息，中企檢測認證網(wǎng)為檢測認證商標專利從業(yè)者提供多種檢測、認證、知識產(chǎn)權、版權、商標、專利的轉讓代理查詢法律法規(guī)，咨詢輔導等知識。
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