山東首個零碳工廠將完工，年減排量890噸！一文讀懂零碳工廠創建流程、常見誤區、實踐案例
山東首個零碳工廠將完工，年減排量890噸！一文讀懂零碳工廠創建流程、常見誤區、實踐案例
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近日，山東首個零碳工廠“洛克美森(濟南)零碳智慧工廠”將完成施工，預計每年入網90萬度綠電，減少碳排890余噸！
中國工業領域的碳排放占整體碳排放的70%，工廠作為工業領域綠色轉型的最基本單位，如何實現碳中和？
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、創建難點、建設案例等內容，文章內容非常豐富，強烈推薦大家收藏或轉發后反復閱讀！
文中還分享了一套“零碳工廠建設指南”，包含實用標準、案例匯編、專家PPT等內容，大家可以下載后結合文章學習。
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目錄
01 零碳工廠建設指南
02 零碳工廠概念等級
03 零碳工廠建設流程
04 零碳工廠常見誤區
05 零碳工廠建設案例
01
零碳工廠建設指南
1、案例匯編：零碳工廠案例匯編2023
匯編收錄了正泰新能、寧德時代、波司登、施耐德、吉利寶雞工廠等13個案例，大家可以通過匯編了解不同行業的零碳工廠項目是如何落地。
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2、實用標準：零碳工廠評價標準
標準來自中國投資協會，規定了零碳工廠的評價邊界、基本要求、評價指標、評價方法和評價流程。
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3、專家PPT：零碳無廢工廠實施路徑及案例分析
PPT對無廢工廠的六大痛點、建設路徑、實踐案例進行了梳理分析。
六大痛點：缺乏數字能碳一體化智慧平臺管控，新能源電力消納占比低，工業設備能耗管理不完善，碳減排技術欠缺，碳排查、碳足跡、碳管理意識不足，廢棄物循環利用系統不健全。
建設路徑：建設管控平臺、加強新能源利用、設備改造、使用降碳技術、綠色建筑改造、建設廢棄物循環利用系統。
實踐案例：介紹了中建生態污水處理廠擴容提標改造工程，包括工藝脫碳、配套建筑項目、智能化系統、建設綜合管理平臺等。
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02
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從事生產、經營過程中直接或間接產生的溫室氣體排放總量為“零”的生產工廠，即從原料生產到廢棄物處理的全生命周期生產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“應減盡減”。同時在生產過程中所產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。根據核算邊界內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100%清除。
每種類型根據評估結果，分別進一步細分為不同等級。
03
零碳工廠建設路徑
1、零碳工廠創建路徑
國內外企業零碳工廠創建案例
國內企業實現“零碳”工廠路徑可根據國情分為三步走。
（1）快速減碳： 我國2020年單位國內生產總值的能耗約為0.49 tce/萬元，是世界平均水平的1.4倍、發達國家的2.1倍，提升能源效率是企業實現碳中和目標最直接、最快速、最經濟的方式。能效提升技術主要包括采用工業通用節能設備、能源梯次利用、實現循環經濟等。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： 能源系統的快速“零碳”化是實現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，具備大規模開發的潛力。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化石能源大規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實現碳中和，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）進行能源規劃
為實現零碳目標，需要對能源進行規劃。這包括根據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、智能電網等，以保障能源供應的穩定性和可靠性。
（3）建設智能控制系統
通過建設智能控制系統，可以更好地監控和控制能源供應、能源使用和能源儲存。這些系統可以通過實時數據監測和優化算法，提高能源利用效率，降低能源消耗和碳排放。
（4）實現產業協同
零碳工廠不僅需要關注自身的碳排放，還需要考慮整個產業鏈的碳排放。因此，需要與供應商、制造商等建立協同機制，共同減少碳排放。例如，可以通過供應鏈優化、共同采購等方式，降低整個產業鏈的碳排放。
（5）系統建設
為實現零碳目標，需要對工業園區進行改造和升級。這包括建設系統化的能源管理和環?？刂葡到y，如能源管理中心、智能環保設施等。這些系統可以提高園區的環境質量，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峰設施，以保障電力供應的穩定性和可靠性。
（7）環?？刂?/strong>
在實現零碳目標的過程中，環?？刂剖遣豢苫蛉钡囊画h。需要建設相應的環保設施，對園區內的廢氣、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，以實現園區的環?？刂?。
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”的原則，依據《零碳工廠評價規范》（T/CECA-G0171-2022），從合規要求、管理要求、基礎設施、能源和碳排放智能信息化管理系統、能源和資源使用、產品生態設計、溫室氣體減排實施、碳抵消實施八項一級指標對企業各項條件進行綜合評評分，對企業創建結果進行總結和建議，并頒發第三方授權評價機構認證的零碳工廠證書。
4、零碳工廠持續改善
根據企業的評價結果，提出進一步改善建議，實現節能減排，提高經濟效益，推動可持續發展，發揮可持續經驗優勢，帶動上下游伙伴進行綠色低碳轉型，持續探索全產業鏈減碳途徑，共筑綠色的端到端價值鏈，引領行業綠色發展，加速全行業節能減排步伐，共同奔赴零碳未來。
04
零碳工廠常見誤區
1、零碳工廠創建三大誤區
隨著國內“零碳"工廠創建的火熱，很多企業在零碳工廠創建時爭做”第一"，各種媒體上不斷出現”XX行業第一家零碳工廠““XX省市第一家零碳工廠"等報道，但往往企業在零碳”工廠創建的路上走入了誤區，主要有：
（1）碳排放核算誤區
企業的碳排放包含范圍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
在碳中和規則下，允許企業通過購買碳信用方式中和其多余的碳源，致使部分企業在自身節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
“零碳工廠創建是個短期目標，而持續保持碳減排及“零碳 是個長期的過程，尤其涉及碳信用的購買成本，往往一些企業僅拿到一年的"零碳認證之后 就不再持續開展節能降碳工作，不再保持證書的有效性。
2、零碳工廠創建兩大難點
（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，對企業而言，在實現快速減碳后，可以通過直接購買相應的碳信用的方式來實現碳中和，在全球范圍內實現共同環境效益.
（2）不同規模的企業在實零碳的過程中面臨的困難不同。
從能耗規模分析，低能耗企業實現“零碳較容易，可快速實現零碳，重點用能單位以下的企業通過一定時間的創建及購買碳匯，也在短期內實現“零碳，重點用能單位尤其是萬噸標媒企業有80%以上的碳排放需要購買碳匯來實現中和，每年帶來的經濟支出占能源費用的15%左右，隨著碳市場價的持續增長，費用可能成倍增加，實現“零碳”難度較大，需要依托我國新能源的低碳轉型。
05
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
機械設備制造業包含了金屬制品業、通用設條制造業、專用沒備制造業、汽車制造業、鐵路、船觸、航空航天及其他運輸設備制造業、電氣機械和器材制造業2191，本項目屋于C制造業-37鐵路、船舶、航空航天和其他運輸設金制造業-3737海洋工程裝備制造 應按照《機械設備制造企業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所有的生產裝置及面套系統工程產生的溫室氣體排放。該算范用為邊界內化石燃料燃燒產生的二氧化碳排放、工業生產過與碳排放、凈購入使用電力及熱力產生的二氧化碳排放、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，得出本項目達產后核算指南邊界內年度總排放量。
2、零碳工廠實施方案
考慮工廠的資源稟賦、低碳技術發展等多重因素，根據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電的建筑物有5個，可安裝光伏組件面積約2.25萬m2。
根據場址區太陽能輻射量，氣象局提供的氣象資料，同時考慮系統組件總功率、系統總效率等數據，計算年理論發電量，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年發電期間的每年發電量，由于太陽電池組件的轉換效率成逐年遞減狀態，因此隨著時間的推移，實際發電量在不斷減少。
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。 年均發電量611.2萬kWh。
25年年均發電量611.1萬kWh，總發電量15277.0萬kWh。
方案二：采用土壤－空氣源熱泵系統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；完善園區能源和碳排放計量管控平臺，推動企業能效升級；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），根據可實施項目的技術和經濟情況，繼續實施太陽能利用、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年左右實現碳中和，完成零碳工廠目標。
…………
參考文獻
[1]TAIAC 003—2023零碳工廠評價標準
[2] 賀世開： 華北某機械工廠零碳路徑規劃研究
[3]碳中和資料庫：零碳工廠項目案例、行業標準、常見問題
[4]雙良混沌能源：一篇文章看懂零碳工廠
[5]綠色建筑雜志：如何從0到1建一座零碳智造工廠？
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