作者:
嚴(yán)坤1,高晗博1,馮則實(shí)1,高洋1,呂一錚1,廖愷玲俐1,劉英潔1,劉銳2,田金平1,3,4*,陳呂軍1,2,3
單位:
1.清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院
2.浙江清華長三角研究院生態(tài)環(huán)境研究所浙江省水質(zhì)科學(xué)與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗室
3.清華大學(xué)生態(tài)文明研究中心
4.清華大學(xué)碳中和研究院
工業(yè)園區(qū)是區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的增長中心,也是碳排放的集中區(qū)域,我國國家級和省級園區(qū)的碳排放量約占全國的31%,是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和必須牽住的“牛鼻子”。《中共中央國務(wù)院關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見》明確提出要開展碳達(dá)峰試點(diǎn)園區(qū)建設(shè),《2030年前碳達(dá)峰行動方案》中有13處部署園區(qū)相關(guān)工作。2022年12月,中央經(jīng)濟(jì)工作會議提出要在落實(shí)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)任務(wù)過程中鍛造新的產(chǎn)業(yè)競爭優(yōu)勢。準(zhǔn)確規(guī)范的園區(qū)碳核算是確保園區(qū)在“雙碳”工作過程中,抓住高質(zhì)量發(fā)展新機(jī)遇、提升制造強(qiáng)國空間載體支撐能力的重要工作基礎(chǔ)。2022年國家發(fā)展改革委等部門聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于加快建立統(tǒng)一規(guī)范的碳排放統(tǒng)計核算體系實(shí)施方案》,明確要求有序制定各級各類碳排放統(tǒng)計核算方法。工業(yè)園區(qū)是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展與低碳轉(zhuǎn)型的重要陣地,建立方法統(tǒng)一、形式規(guī)范的園區(qū)碳排放核算方法不僅是增強(qiáng)園區(qū)碳達(dá)峰碳中和各項工作支撐能力的重要保障,也是推動園區(qū)提升精細(xì)化碳管理能力、尋求新的產(chǎn)業(yè)發(fā)展優(yōu)勢的有力支撐。
現(xiàn)有的園區(qū)碳核算研究主要是在其他尺度(企業(yè)價值鏈、城市或國家)碳核算研究的基礎(chǔ)上,結(jié)合園區(qū)結(jié)構(gòu)組成與碳源識別構(gòu)建針對性的碳核算清單,進(jìn)而采用活動水平乘以排放因子的方式進(jìn)行核算,該方法便于理解、可操作性強(qiáng)、標(biāo)準(zhǔn)化程度高、接受度廣。例如,在學(xué)術(shù)研究領(lǐng)域,呂斌等識別出園區(qū)碳排放主要來源為能源消費(fèi),據(jù)此構(gòu)建了能源為主、工業(yè)過程為輔的碳核算清單。陳彬等進(jìn)一步提出要全面考慮園區(qū)建設(shè)、運(yùn)營和拆除處置階段中的直接和間接碳排放,構(gòu)建了園區(qū)能耗、物耗、工業(yè)過程等六大板塊的碳排放核算清單,并提出了園區(qū)碳排放核算方法框架,系統(tǒng)總結(jié)了核算的對象、結(jié)果表征、核算范圍與計算方法等要素,明確了后續(xù)研究的重點(diǎn);但該研究更多側(cè)重于學(xué)術(shù)研究方法框架,具體核算細(xì)節(jié)不足,難以清晰指導(dǎo)園區(qū)實(shí)際核算工作。嚴(yán)坤等結(jié)合中國園區(qū)實(shí)踐進(jìn)一步細(xì)化了園區(qū)碳排放核算的標(biāo)準(zhǔn)工作方法,基于物質(zhì)流、能量流與碳流分析,提出了包含能源、工業(yè)過程和產(chǎn)品使用、廢棄物這三大部門的碳核算方法,并使用203家國家級經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)的數(shù)據(jù)進(jìn)行了檢驗,該研究系統(tǒng)分析了園區(qū)碳核算的難點(diǎn)、核算工作中各要素的選擇依據(jù)、開展碳核算的工作流程等,但仍需進(jìn)一步解決園區(qū)碳核算根本目標(biāo)不明、核算各環(huán)節(jié)間邏輯關(guān)系不清、工作基礎(chǔ)與標(biāo)準(zhǔn)方法差距較大等問題,這也是本研究的主要目標(biāo)。
在實(shí)踐操作層面,地方政府和一些學(xué)術(shù)團(tuán)體先行先試,推動發(fā)布系列有關(guān)園區(qū)碳核算的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)、建議核算方法等,但彼此間差異顯著、各有側(cè)重。例如,四川省核算方法重點(diǎn)核算化石能源燃燒所產(chǎn)生的直接排放和凈外購電力、熱力產(chǎn)生的間接排放,對工業(yè)生產(chǎn)過程碳排放和碳匯的考慮有待完善,中國生態(tài)學(xué)學(xué)會正在征求意見的園區(qū)碳核算團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)同樣采取了該核算范圍;深圳市碳核算方法在上述核算范圍基礎(chǔ)上納入了工業(yè)生產(chǎn)過程和可管控的范圍三碳排放;天津市碳核算方法則不僅將核算氣體從二氧化碳擴(kuò)大到6種主要的溫室氣體,還將廢物處理處置也納入了核算范圍。
雖然上述研究與方法標(biāo)準(zhǔn)均采用排放因子法計算碳排放,但彼此間計算方法差異巨大,核算氣體范圍不一、核算邊界多變、核算內(nèi)容多樣,園區(qū)碳核算工作知易行難。導(dǎo)致這一問題的深層原因在于:①園區(qū)多空間多系統(tǒng)疊加,園區(qū)四大邊界,包括物理邊界、管理邊界、經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計邊界與流分析邊界不明晰、不統(tǒng)一;②園區(qū)物質(zhì)能量流動模式多樣、通量龐大、組成復(fù)雜;③園區(qū)上下游價值鏈與供需鏈動態(tài)多變,碳核算方法、過程及結(jié)果向上與所在行政區(qū)的溫室氣體排放清單、向下與企業(yè)等單個干系方的碳排放核算的兼容性有待提高;④園區(qū)“千園千面”,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、發(fā)展特征和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)等差異巨大。
為貫徹落實(shí)國家要求,推動園區(qū)高質(zhì)量低碳轉(zhuǎn)型,需要針對園區(qū)特點(diǎn)建立一套邏輯框架清晰、操作步驟明確直觀、適用性廣兼容性強(qiáng)的園區(qū)碳核算方法,支撐不同類型園區(qū)自適應(yīng)開展自身碳核算工作。為此,本研究提出了“一芯四核”互饋式園區(qū)碳核算方法框架,適用于園區(qū)所涉二氧化碳及其他各類主要溫室氣體的核算工作。該框架圍繞準(zhǔn)確把握低碳發(fā)展內(nèi)涵、鍛造新的產(chǎn)業(yè)競爭優(yōu)勢這一內(nèi)“芯”,經(jīng)關(guān)鍵四步內(nèi)“核”,結(jié)合明確的碳核算檢驗清單和適用的數(shù)據(jù)取舍原則,可供不同類型園區(qū)基于不同核算需求和自身數(shù)據(jù)統(tǒng)計基礎(chǔ),按步驟開展碳核算。該框架同樣適用于污染物排放核算,可為園區(qū)減污降碳協(xié)同增效策略制定提供方法學(xué)支撐。在該框架下,核算結(jié)果具有靶向支撐作用,可為園區(qū)因地制宜開展碳核算、準(zhǔn)確掌握碳排放現(xiàn)狀、對癥下藥明確低碳發(fā)展路徑、科學(xué)準(zhǔn)確開展減碳措施績效評估等“雙碳”工作提供決策參考。
作為我國工業(yè)與經(jīng)濟(jì)的重要增長極,工業(yè)園區(qū)不僅要實(shí)現(xiàn)低碳發(fā)展,更要在落實(shí)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)任務(wù)過程中鍛造新的產(chǎn)業(yè)競爭優(yōu)勢,在推進(jìn)制造強(qiáng)國戰(zhàn)略、建設(shè)人與自然和諧共生的現(xiàn)代化進(jìn)程中發(fā)揮重要作用。為此,本文提出了“一芯四核”互饋式園區(qū)碳核算方法框架(圖1)。其中,“一芯”指的是工業(yè)園區(qū)構(gòu)建統(tǒng)一規(guī)范碳排放統(tǒng)計核算體系的核心目標(biāo),即準(zhǔn)確把握低碳發(fā)展內(nèi)涵、鍛造新的產(chǎn)業(yè)競爭優(yōu)勢。“四核”指框架由四大核心環(huán)節(jié)組成,各環(huán)節(jié)間通過數(shù)據(jù)流動和前后嵌套關(guān)系相互作用、迭代優(yōu)化,并通過碳核算檢驗清單進(jìn)行查漏補(bǔ)缺。
工業(yè)園區(qū)碳核算框架四大核心環(huán)節(jié)分別為:
(1)應(yīng)用目標(biāo)與范圍定義。明晰開展園區(qū)碳核算的目的及相應(yīng)的核算范圍,以明確核算的精度和力度。應(yīng)用目標(biāo)包括碳核算的目標(biāo)人群與應(yīng)用場景等,這也是“一芯”與“四核”間最直接的關(guān)聯(lián)。范圍包括園區(qū)碳核算的系統(tǒng)邊界與各碳源/碳匯的范圍劃分。不同的系統(tǒng)邊界得出的定量結(jié)果往往具有較大的差異性,范圍劃分則可以對各碳流動環(huán)節(jié)進(jìn)行清晰地分類,避免同一碳排放/碳吸收的重復(fù)計算。園區(qū)碳核算過程中,應(yīng)明確核算所采用的邊界,盡量統(tǒng)一園區(qū)實(shí)際管轄范圍、數(shù)據(jù)統(tǒng)計邊界、碳核算邊界等,同時清楚界定各碳流動環(huán)節(jié)的范圍劃分,確保核算結(jié)果的清晰準(zhǔn)確與對園區(qū)低碳工作的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。
(2)流分析與核算清單建立。基于園區(qū)內(nèi)各主體物質(zhì)能量投入產(chǎn)出關(guān)聯(lián),分析園區(qū)物質(zhì)能量流動及其中隱含的價值流和碳流,識別核算范圍內(nèi)所有碳源與碳匯。結(jié)合園區(qū)碳核算應(yīng)用目標(biāo),制定園區(qū)碳核算清單,列出需核算的各碳源/碳匯活動,依照清單收集各項數(shù)據(jù)并檢查數(shù)據(jù)質(zhì)量,根據(jù)數(shù)據(jù)收集情況再次調(diào)整核算范圍與排放清單,多次循環(huán)迭代形成最終的清單數(shù)據(jù)。
(3)碳排放計算。基于園區(qū)碳核算清單與核算所需數(shù)據(jù),將清單數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為具體的溫室氣體排放量,計算園區(qū)碳排放。計算過程主要采用排放因子法,其基本原理為“活動水平×排放因子=排放量”,部分環(huán)節(jié)如垃圾填埋碳排放、自然碳匯等,計算原理參考相應(yīng)的核算標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)則。
(4)結(jié)果解釋與決策支撐。基于清單分析和碳排放核算的結(jié)果辨識出園區(qū)碳排放的關(guān)鍵環(huán)節(jié)與碳減排的著力點(diǎn),并對園區(qū)碳核算工作的全流程進(jìn)行系統(tǒng)性評估,進(jìn)而給出結(jié)論、局限和建議。
框架設(shè)計充分考慮了園區(qū)與其他尺度碳核算的兼容性,包括核算范圍、計算方法、核算結(jié)果、數(shù)據(jù)質(zhì)量等全流程的兼容。向上兼容,指園區(qū)碳核算結(jié)果應(yīng)能夠直接支撐所在行政區(qū)域碳核算清單及統(tǒng)計核算。園區(qū)碳核算宜采用成熟的標(biāo)準(zhǔn)碳核算方法的計算原理,同時在清單構(gòu)建過程中讓能源消費(fèi)、工業(yè)過程和產(chǎn)品使用等類別與向上更大尺度的核算方法建立聯(lián)系。此外,該兼容過程可能會出現(xiàn)重復(fù)計算問題,例如園區(qū)的范圍三碳排放可能與更大尺度的范圍一碳核算重復(fù),因此,需在“四核”中明確各排放源的范圍劃分與責(zé)任歸屬。向下兼容,指園區(qū)碳核算結(jié)果應(yīng)能夠真實(shí)反映園區(qū)內(nèi)企業(yè)等相關(guān)方的碳排放水平。為此,應(yīng)建立本地化、高時空分辨率的活動水平和排放因子,數(shù)據(jù)基礎(chǔ)不足時可通過文獻(xiàn)研究、生命周期評價基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫等進(jìn)行補(bǔ)充,不同來源數(shù)據(jù)的優(yōu)先度詳見本文3.3節(jié);同時,在排放清單建立及碳排放核算過程中應(yīng)優(yōu)先以企業(yè)/行業(yè)為單位進(jìn)行數(shù)據(jù)收集與計算工作,識別各主要碳源的排放數(shù)據(jù)并做好范圍劃分,最終合并得到園區(qū)整體碳排放特征,這也有利于園區(qū)識別減排的關(guān)鍵行業(yè)/企業(yè)/過程,并針對性制定低碳發(fā)展戰(zhàn)略;此外,應(yīng)盡量和園區(qū)內(nèi)較大的企業(yè)保持同步的數(shù)據(jù)溝通與匹配方法,并與時俱進(jìn)吸收園區(qū)企業(yè)較先進(jìn)的核算方法。不論是向上還是向下兼容,園區(qū)碳核算過程中均應(yīng)優(yōu)先建立本地化、高時空分辨率的活動水平和排放因子數(shù)據(jù)庫,并做好數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查工作,確保碳核算結(jié)果能夠自下而上一以貫之,用最準(zhǔn)確的生產(chǎn)實(shí)踐數(shù)據(jù)支撐各級單位高精度的碳核查與碳管理。
為確??蚣艿膶?shí)用性與便利性,框架內(nèi)始終貫徹檢驗清單的思想,總體涵蓋完整性檢驗、一致性檢驗、敏感性檢驗三項內(nèi)容,各環(huán)節(jié)預(yù)先設(shè)計檢驗清單,分項分類別記載核算的必備數(shù)據(jù)和常見誤區(qū)。同時,為提高園區(qū)碳核算的準(zhǔn)確性、連貫性、兼容性,在構(gòu)建園區(qū)碳核算體系過程中建議遵循REACT原則:①代表性原則(Representativeness),所用核算數(shù)據(jù)應(yīng)具有地域代表性、時間代表性和技術(shù)代表性;②完整性原則(Encompassment),數(shù)據(jù)應(yīng)涵蓋本園區(qū)范圍內(nèi)所有主要的排放活動過程;③兼容性原則(Adaptability),應(yīng)兼顧上級(如城市、省份、國家層面)和下級(如行業(yè)、企業(yè)層面)核算體系所使用的規(guī)則,在保證科學(xué)合理的前提下盡量與上下級保持一致,以提高上下兼容性;④一致性原則(Coherence),園區(qū)碳核算體系各部分所使用的核算方法應(yīng)遵循一定的規(guī)則,使結(jié)果連貫而可比;⑤時效性原則(Timeliness),核算數(shù)據(jù)應(yīng)及時更新以及時反映園區(qū)低碳發(fā)展水平。設(shè)計檢驗清單時,既需及時計入最新數(shù)據(jù),也應(yīng)保留每次更新的數(shù)據(jù)以反映園區(qū)低碳發(fā)展歷程。
中國工業(yè)園區(qū)“千園千面”、個性共性兼具,園區(qū)碳排放核算既需要考慮園區(qū)共性,又需要考慮園區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)設(shè)施等個性特征。例如,隨著產(chǎn)城融合以及服務(wù)業(yè)的快速發(fā)展,第三產(chǎn)業(yè)在一些綜合類園區(qū)中的占比不斷上升,其碳排放核算需兼顧工業(yè)碳排放與第三產(chǎn)業(yè)碳排放;石油化工、煤化工等行業(yè)為主導(dǎo)的園區(qū)需區(qū)分燃料用能和原料用能對應(yīng)的碳排放;物流園區(qū)需重點(diǎn)關(guān)注交通領(lǐng)域碳排放,明確不同歸屬的交通運(yùn)輸工具在不同地區(qū)產(chǎn)生碳排放的責(zé)任劃分。此外,園區(qū)內(nèi)的能源基礎(chǔ)設(shè)施需考慮其兼具生產(chǎn)端和消費(fèi)端的特點(diǎn),明確碳排放歸屬原則,特別是為區(qū)外提供服務(wù)的部分。需特別注意的是,一些行業(yè)在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的非CO2溫室氣體排放(表1),對于涉及這些行業(yè)的園區(qū),在碳核算過程中需額外關(guān)注工業(yè)生產(chǎn)過程產(chǎn)生的非CO2溫室氣體。
碳核算工作的應(yīng)用目的及目標(biāo)對象等將對核算的范圍和結(jié)果精度等產(chǎn)生顯著影響。例如,靜態(tài)碳核算僅需關(guān)注園區(qū)一年的活動水平,持續(xù)多年的動態(tài)碳核算則需要考慮園區(qū)企業(yè)間物質(zhì)能量流動以及產(chǎn)業(yè)共生網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)變化;進(jìn)行跨地區(qū)園區(qū)間碳排放比較時需注意不同地區(qū)電力、熱力等活動的排放因子的差異;制定園區(qū)低碳發(fā)展整體規(guī)劃時需盡可能全面評估園區(qū)工業(yè)、建筑業(yè)、服務(wù)業(yè)、交通、污染物治理等多部門、多領(lǐng)域排放現(xiàn)狀,而對工業(yè)行業(yè)溫室氣體排放核算時則需盡可能將數(shù)據(jù)精細(xì)化到4位數(shù)字行業(yè)代碼,以深入分析不同行業(yè)的排放特征,指導(dǎo)園區(qū)產(chǎn)業(yè)規(guī)劃。因此,在開展工業(yè)園區(qū)碳核算工作前,必須明確核算目標(biāo)及受眾。
開展碳核算的重要前提是明確核算園區(qū)的邊界范圍。盡管園區(qū)大多有明確的行政區(qū)劃,國家發(fā)布的園區(qū)名錄也明確了省級以上園區(qū)的面積和四至范圍,實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)仍有大量園區(qū)在長時間發(fā)展過程中為解決發(fā)展空間和土地限制問題進(jìn)行了多次擴(kuò)張,致使其實(shí)際面積顯著大于名錄公布的面積,同時大量園區(qū)邊界范圍語焉不詳,給園區(qū)碳核算帶來巨大不確定性。此外,部分區(qū)外經(jīng)營活動的企業(yè)出于政策優(yōu)惠考慮在園區(qū)內(nèi)注冊,企業(yè)注冊地與實(shí)際經(jīng)營地分離的現(xiàn)象屢見不鮮,加之不同管理部門需求差異,共同導(dǎo)致了園區(qū)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動統(tǒng)計口徑復(fù)雜多樣。為確保碳核算結(jié)果的準(zhǔn)確性與完整性,需明確界定園區(qū)四大邊界。
園區(qū)四大邊界分別是物理邊界、管理邊界、經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計邊界和流分析邊界,具體內(nèi)涵特征及在應(yīng)用過程中的注意事項如表2所示。鑒于園區(qū)發(fā)展歷史和特點(diǎn),厘清四大邊界是園區(qū)精細(xì)化管理的關(guān)鍵;同時也是溫室氣體排放核算的根基。開展園區(qū)碳核算及排放強(qiáng)度等績效評價需明晰所采用的邊界,并保證數(shù)據(jù)口徑的一致性,特別是要確保碳排放核算邊界和經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計邊界能夠?qū)?yīng),從而增強(qiáng)碳排放核算結(jié)果對園區(qū)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)意義,更好地助力園區(qū)在“雙碳”工作中鍛造新的產(chǎn)業(yè)競爭優(yōu)勢。
在世界資源研究所和世界可持續(xù)發(fā)展工商理事會針對企業(yè)/組織編制的溫室氣體核算體系中,為避免同一碳排放在不同主體間的重復(fù)計算,將碳排放劃分為范圍一、二、三,并在隨后得到廣泛應(yīng)用。將此分類體系應(yīng)用到工業(yè)園區(qū)(圖2),范圍一指園區(qū)邊界內(nèi)的所有直接排放;范圍二指園區(qū)外購的電力和熱力在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的間接排放;范圍三指除范圍二之外其他所有間接排放。三個核算范圍的劃分是相對的,因核算對象而異。例如,上游原材料生產(chǎn)運(yùn)輸與下游廢棄物處理處置等環(huán)節(jié)對企業(yè)而言屬于范圍三,但若上下游環(huán)節(jié)位于園區(qū)內(nèi),對園區(qū)而言則屬于范圍一,需避免重復(fù)計算。當(dāng)園區(qū)碳核算用于支撐其他不同尺度的碳排放核算工作時,需對核算范圍重新進(jìn)行劃分。例如,園區(qū)內(nèi)的廢物運(yùn)輸?shù)剿鶎傩姓^(qū)的園區(qū)外處理機(jī)構(gòu)進(jìn)行處理,其產(chǎn)生的碳排放對于園區(qū)而言屬于范圍三,而對于所屬行政區(qū)而言屬于范圍一。對于含電廠等能源基礎(chǔ)設(shè)施的園區(qū)而言,能源基礎(chǔ)設(shè)施生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的碳排放為直接排放,屬于范圍一,但對于購買使用這些電力的用戶而言,這部分碳排放則屬于范圍二。
該排放范圍劃分方法適用于各級各類園區(qū),不同園區(qū)間的差異主要表現(xiàn)為核算過程中不同的側(cè)重點(diǎn)及核算結(jié)果中各范圍的不同占比。例如,對于煤電、鋼鐵、石化等高耗能、高排放的“兩高”項目占比較大的園區(qū),需重點(diǎn)關(guān)注這些企業(yè)的能源消耗及工業(yè)生產(chǎn)過程產(chǎn)生的范圍一排放;對于電氣化程度較高的園區(qū),需重點(diǎn)關(guān)注園區(qū)內(nèi)能源基礎(chǔ)設(shè)施的范圍一排放及其余各部門外購電力的范圍二排放。在實(shí)踐過程中,園區(qū)應(yīng)牢牢把握在“雙碳”行動中鍛造新的產(chǎn)業(yè)競爭優(yōu)勢這一關(guān)鍵內(nèi)“芯”,秉承抓大放小、先易后難、循序漸進(jìn)的原則,結(jié)合碳核算結(jié)果的應(yīng)用目標(biāo)、應(yīng)用場景、作用人群以及園區(qū)自身工作能力基礎(chǔ),通過與清單分析等其他“核”之間的互饋調(diào)節(jié),最終確定需要核算的范圍邊界、明確各排放源的范圍劃分。
流分析可有效識別和追蹤園區(qū)物質(zhì)、能量輸入輸出、碳排放及其環(huán)境影響,是識別園區(qū)碳排放熱點(diǎn)、厘清不同主體排放互動耦合關(guān)系、建立園區(qū)碳核算清單并進(jìn)行核算的重要根基,可以有效識別園區(qū)減碳重點(diǎn)環(huán)節(jié)并量化不同措施的減碳效果。例如,針對百余家國家級園區(qū)的研究顯示,能源與水處理設(shè)施間的產(chǎn)業(yè)共生可替代能源設(shè)施73%的取水與7%的能耗。面向“雙碳”目標(biāo),針對園區(qū)生產(chǎn)運(yùn)行特點(diǎn),園區(qū)流分析可細(xì)化為物質(zhì)流、能量流、價值流與碳流分析。其中,物質(zhì)能量流分析是量化園區(qū)生產(chǎn)活動、資源能源消耗,以及碳排放過程(碳流)的基礎(chǔ)。園區(qū)開展流分析,首先應(yīng)在明晰園區(qū)四大邊界的基礎(chǔ)上,以企業(yè)為基本單元,解析企業(yè)內(nèi)、企業(yè)間、企業(yè)與基礎(chǔ)設(shè)施(熱電廠等能源基礎(chǔ)設(shè)施和污水處理廠等環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施)間的物質(zhì)能量流動過程與共生產(chǎn)品轉(zhuǎn)移路徑,測算主材、輔助材料輸入和能源產(chǎn)品等初級生產(chǎn)過程,分析供應(yīng)鏈產(chǎn)業(yè)鏈體系內(nèi)各中間產(chǎn)品在上下游企業(yè)之間的流動轉(zhuǎn)換關(guān)系,刻畫物質(zhì)能量等中間流在企業(yè)間的協(xié)同耦合,最終量化產(chǎn)品輸出、廢棄物產(chǎn)生以及碳排放。流分析物質(zhì)能量的投入產(chǎn)出與轉(zhuǎn)換,通常伴隨經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)活動的價值增值,故可沿物質(zhì)能量流動鏈條進(jìn)一步表征園區(qū)經(jīng)濟(jì)流動,從而支撐園區(qū)碳排放強(qiáng)度與碳生產(chǎn)率等指標(biāo)的定量流動分析,促進(jìn)園區(qū)從碳排放與經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出的相對脫鉤向絕對脫鉤的轉(zhuǎn)變。
繪制園區(qū)動態(tài)的物質(zhì)能量與價值流動變化后,進(jìn)一步構(gòu)建企業(yè)—行業(yè)—基礎(chǔ)設(shè)施—園區(qū)—區(qū)域多流多層次的動態(tài)碳流動圖景(圖3),基于碳足跡分析框架明確園區(qū)內(nèi)外的范圍一、二、三的碳排放,摸清園區(qū)原料輸入—貯存—使用—產(chǎn)品與副產(chǎn)品全過程的碳排放家底。實(shí)踐中,宜抓大放小、量力而為、循序漸進(jìn),統(tǒng)籌考慮數(shù)據(jù)收集處理的難度與局限性,結(jié)合與碳排放核算這一“核”之間的互饋調(diào)節(jié),適當(dāng)舍去部分對總體結(jié)果影響較小的碳流。數(shù)據(jù)采集時,可以園區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、能耗管控、環(huán)境治理等方面的日常管理統(tǒng)計數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),輔以企業(yè)調(diào)研數(shù)據(jù),集成重點(diǎn)排放源的生產(chǎn)工藝、重點(diǎn)裝備設(shè)備和碳排放等信息,分析園區(qū)整體資源能源效率、重點(diǎn)企業(yè)碳生產(chǎn)率和產(chǎn)業(yè)鏈體系的碳排放績效,支撐數(shù)據(jù)決策。針對副產(chǎn)品流、廢物資源化利用、能量梯級利用及隔墻供應(yīng)等產(chǎn)業(yè)共生與循環(huán)經(jīng)濟(jì)過程,需進(jìn)一步結(jié)合園區(qū)碳核算的應(yīng)用目標(biāo)與范圍劃分,基于流分析明確碳排放分配原則,清晰界定減排責(zé)任,支撐園區(qū)制定精細(xì)化的碳減排路線圖。
基于明確的園區(qū)碳核算邊界與物質(zhì)流、能量流、價值流和碳流分析,綜合聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)國家溫室氣體清單指南、省級溫室氣體清單編制指南、工業(yè)企業(yè)溫室氣體排放核算和報告通則等現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)要求,統(tǒng)籌園區(qū)實(shí)際產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與生產(chǎn)運(yùn)行特點(diǎn),識別不同類型園區(qū)內(nèi)主要的碳排放源與吸收匯,搭建適用于園區(qū)的碳核算參考清單(表3)。
除直接監(jiān)測得到的溫室氣體排放數(shù)據(jù)外,工業(yè)園區(qū)碳核算所需數(shù)據(jù)一般可分為活動水平數(shù)據(jù)和排放因子數(shù)據(jù)。活動水平數(shù)據(jù)是指工業(yè)耗電量等能夠反映碳相關(guān)活動水平的數(shù)據(jù),排放因子數(shù)據(jù)是指單位耗電量的碳排放等以一定單位表示的碳排放數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)收集過程中,應(yīng)盡量針對核算園區(qū)內(nèi)各個企業(yè)、工藝過程與基礎(chǔ)設(shè)施的物質(zhì)投入和產(chǎn)品輸出,基于已有的專門核算方法與標(biāo)準(zhǔn),建立本地化、高時空分辨率的活動水平和排放因子的數(shù)據(jù)庫及相應(yīng)的測算方法,以支撐園區(qū)的精準(zhǔn)動態(tài)碳核算。
然而,由于現(xiàn)階段園區(qū)及企業(yè)數(shù)據(jù)監(jiān)測、收集和統(tǒng)計能力有限,碳核算所需數(shù)據(jù)通常需要從其他來源補(bǔ)充,不同來源數(shù)據(jù)的優(yōu)先級有所差別(表4)。在收集和選擇所需數(shù)據(jù)時,須充分了解數(shù)據(jù)來源并做好翔實(shí)記錄,一般應(yīng)盡量選擇優(yōu)先級更高的數(shù)據(jù)來源。需要注意,折算所得數(shù)據(jù)可靠性因折算方法的不同而可能有較大差別,應(yīng)詳細(xì)注明折算方法。在個別情況下,非直接監(jiān)測/調(diào)查所得數(shù)據(jù)會因與實(shí)際情況吻合度的差異導(dǎo)致優(yōu)先級順序發(fā)生變化,應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況決定是否采用,并如實(shí)備注。工業(yè)園區(qū)碳核算數(shù)據(jù)來源選擇可按照圖4程序進(jìn)行。
為提高園區(qū)碳核算準(zhǔn)確性、增強(qiáng)碳核算結(jié)果可用性和指導(dǎo)性,應(yīng)對數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行檢查,做到應(yīng)檢盡檢、能改盡改、檢必留痕,確保所有數(shù)據(jù)的質(zhì)量均經(jīng)過核查、所有可以改進(jìn)的數(shù)據(jù)均加以改進(jìn)、所有檢查和改進(jìn)過程均完整記錄。數(shù)據(jù)檢查的內(nèi)容主要包括完整性、來源可靠性、代表性、邏輯合理性和不確定性五個方面,并根據(jù)檢查結(jié)果進(jìn)行改進(jìn)(圖5)。檢查時,可根據(jù)園區(qū)碳核算應(yīng)用目標(biāo)適當(dāng)調(diào)整容錯空間。例如,當(dāng)核算結(jié)果用于輔助園區(qū)碳排放初步排查時,可適當(dāng)放寬數(shù)據(jù)質(zhì)量要求,而當(dāng)核算結(jié)果用于支撐園區(qū)精準(zhǔn)碳減排決策時,則應(yīng)盡量提高數(shù)據(jù)質(zhì)量要求。但不論如何,均應(yīng)詳細(xì)記錄數(shù)據(jù)的質(zhì)量水平并在結(jié)果解釋中做出明確闡述。
數(shù)據(jù)的完整性主要是核查選定核算邊界內(nèi)各項數(shù)據(jù)統(tǒng)計的完整性,其一,查看核算邊界內(nèi)數(shù)據(jù)完整性,如核算園區(qū)物理邊界內(nèi)碳排放情況,確保園區(qū)核算邊界內(nèi)所有主要的經(jīng)營、管理和服務(wù)單位數(shù)據(jù)均納入核算范圍;其二,對照檢查清單查看相應(yīng)核算項目的完整性,如必要數(shù)據(jù)是否全部納入核算。對于未納入核算的部分,應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)說明。
數(shù)據(jù)的來源可靠性主要是對數(shù)據(jù)來源進(jìn)行梳理檢查,是否采用了能力范圍內(nèi)最為可靠的數(shù)據(jù)來源,可參考3.3節(jié)有關(guān)內(nèi)容。
數(shù)據(jù)的代表性主要表現(xiàn)為核算采用的數(shù)據(jù)時間上是否為最新,地理位置上是否符合核算區(qū)域,技術(shù)上是否與實(shí)際技術(shù)吻合,以及數(shù)據(jù)樣本是否具有偶然性等。
數(shù)據(jù)的邏輯合理性主要是對數(shù)據(jù)的上下游平衡關(guān)系進(jìn)行檢查。如園區(qū)當(dāng)年移出處置的廢棄物量應(yīng)小于當(dāng)年產(chǎn)廢量與年末凈存量之差,當(dāng)數(shù)據(jù)上下游邏輯關(guān)系出現(xiàn)異常時,需對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)核。
數(shù)據(jù)的不確定性主要是對清單中的各類數(shù)據(jù)開展不確定性分析,數(shù)據(jù)的不確定性代入核算模型會逐級傳導(dǎo)到碳核算結(jié)果上,可通過蒙特卡洛模擬計算不確定度,對不確定度較高的數(shù)據(jù)需進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)質(zhì)量,提升數(shù)據(jù)可靠性和準(zhǔn)確性。
碳排放計算是將園區(qū)內(nèi)各生產(chǎn)生活數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為碳排放數(shù)據(jù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),其主要工作內(nèi)容是基于工業(yè)園區(qū)碳核算清單及相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù),以排放因子法為基礎(chǔ)核算園區(qū)碳排放量。各碳源/碳匯的具體計算原理與企業(yè)、區(qū)域、國家等尺度的碳核算無顯著差異,可參考已正式發(fā)布且得到廣泛應(yīng)用的溫室氣體排放核算方法指南,例如IPCC國家溫室氣體清單指南、省級溫室氣體清單編制指南、行業(yè)企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報告指南等。結(jié)合園區(qū)結(jié)構(gòu)組成與發(fā)展特征,現(xiàn)階段工業(yè)園區(qū)碳核算過程中需額外關(guān)注的要點(diǎn)主要包括:
(1)碳核算方法、數(shù)據(jù)、結(jié)果的“上下兼容”。確保園區(qū)的碳核算結(jié)果具備實(shí)用價值,既能向上支撐城市及更大尺度碳減排整體布局,又能向下指導(dǎo)園區(qū)內(nèi)企業(yè)低碳發(fā)展路徑規(guī)劃。為此,計算過程中宜分企業(yè)行業(yè)自下而上進(jìn)行,并首選按照國家有關(guān)部門發(fā)布的行業(yè)企業(yè)溫室氣體排放核算方法導(dǎo)則開展計算,例如,國家發(fā)展改革委發(fā)布的24個行業(yè)企業(yè)的溫室氣體排放核算方法與報告指南,生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的《企業(yè)溫室氣體排放核算與報告指南發(fā)電設(shè)施》等。
(2)原料用能、燃料用能、能源消費(fèi)總量與能源相關(guān)碳核算的銜接。當(dāng)前,我國原料用能已明確不納入能源消費(fèi)總量控制,但其作為原材料在使用過程中產(chǎn)生的碳排放仍需納入碳核算范圍。在園區(qū)碳核算過程中,需明確能源消費(fèi)、燃料用能與原料用能的差異。其中,能源消費(fèi)產(chǎn)生的碳排放包含燃料用能與原料用能兩部分,燃料用能部分碳排放計算可參照省級溫室氣體清單編制指南等核算方法中的能源部分,而原料用能的碳排放需參照行業(yè)企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報告指南等方法指南中針對特定生產(chǎn)過程的工業(yè)過程排放計算方法。
(3)電力碳排放因子的合理選擇。目前研究與實(shí)踐中普遍采用的方案為使用區(qū)域電網(wǎng)的平均排放因子,主要原因有二:一是電力產(chǎn)出后通常直接并入國家電網(wǎng),消費(fèi)者使用的電力直接來源于電網(wǎng)而無法區(qū)分其來源,使用平均排放因子更能反映實(shí)際應(yīng)用場景;二是使用平均排放因子可以鼓勵電力生產(chǎn)企業(yè)不斷提升自身的低碳水平,企業(yè)實(shí)際電力生產(chǎn)的低碳水平越高,其間接碳排放能夠抵扣的化石能源燃燒排放也越多,低碳水平極高的企業(yè)以及綠電生產(chǎn)企業(yè)甚至可實(shí)現(xiàn)數(shù)值上的“負(fù)排放”,多抵扣的部分則由排放水平高的企業(yè)承擔(dān),從而鼓勵電力生產(chǎn)方不斷提升低碳水平。一些研究中也提出了不同的排放因子選擇方式,例如外購部分采用區(qū)域平均排放因子,園區(qū)產(chǎn)出電力部分采用實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)等。園區(qū)應(yīng)根據(jù)碳核算應(yīng)用目標(biāo)與數(shù)據(jù)基礎(chǔ),選取合適的電力排放因子。
(4)上游原材料生產(chǎn)運(yùn)輸與下游廢棄物處理處置等企業(yè)的范圍三排放計算。若上下游環(huán)節(jié)位于園區(qū)內(nèi),則在自下而上的計算過程中,此排放會同時計入園區(qū)范圍一與范圍三,導(dǎo)致重復(fù)計算;若上下游環(huán)節(jié)位于園區(qū)外,一方面數(shù)據(jù)收集困難,另一方面也可能在支撐更大尺度碳核算工作時導(dǎo)致重復(fù)計算。園區(qū)物質(zhì)能量流動復(fù)雜,宜根據(jù)園區(qū)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、數(shù)據(jù)統(tǒng)計等實(shí)際狀況,因地制宜、抓大放小,根據(jù)核算結(jié)果應(yīng)用目標(biāo)制定合適的核算范圍,僅納入主要的上下游間接排放。
(5)園區(qū)內(nèi)自然碳匯的準(zhǔn)確評估。現(xiàn)有核算方法導(dǎo)則中大多根據(jù)全球或區(qū)域平均值直接給定單位面積林地/草原/綠地等的固碳量以降低工作難度,但這忽視了植物品種、生長狀況、管理方式等帶來的差異性,引入了較大的不確定性。對于自然碳匯資源豐富的園區(qū),可委托專業(yè)機(jī)構(gòu)或企業(yè)負(fù)責(zé)自然碳匯的計算、評估與管理。園區(qū)宜根據(jù)碳核算目的及數(shù)據(jù)要求,選擇適宜的碳匯評估方法。
(6)包含碳匯在內(nèi)的碳減排量的范圍歸屬劃定。通過工藝優(yōu)化、能效提升、綠色電力等非碳匯途徑實(shí)現(xiàn)的碳減排,在園區(qū)碳核算時應(yīng)明確其范圍歸屬,若已體現(xiàn)在園區(qū)實(shí)際碳排放量的計算中,則不宜再單獨(dú)作為減排量額外扣除,避免重復(fù)計算;園區(qū)內(nèi)企業(yè)通過碳匯交易買入或售出的碳減排量,如國家自愿核證碳減排等,應(yīng)根據(jù)實(shí)際交易情況在園區(qū)碳核算過程中進(jìn)行增加或扣除,尤其要注意外售碳匯的減碳績效歸屬問題。
結(jié)果解釋與決策支撐是統(tǒng)籌工業(yè)園區(qū)碳核算過程中的應(yīng)用目標(biāo)與范圍定義、流分析與核算清單建立、碳排放計算等核心環(huán)節(jié)的過程及結(jié)果,面向準(zhǔn)確把握低碳發(fā)展內(nèi)涵、鍛造新的產(chǎn)業(yè)競爭優(yōu)勢這一關(guān)鍵內(nèi)“芯”,做出系統(tǒng)性評價并支撐園區(qū)針對性開展低碳行動的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。該環(huán)節(jié)的注意事項主要包括:
(1)結(jié)果解釋應(yīng)基于明確的園區(qū)邊界,通過企業(yè)—行業(yè)—基礎(chǔ)設(shè)施—園區(qū)—區(qū)域多流多層次的碳流動圖景,構(gòu)建多流多節(jié)點(diǎn)多過程的碳核算清單,完整準(zhǔn)確評估園區(qū)碳排放水平,精準(zhǔn)識別重點(diǎn)企業(yè)和關(guān)鍵工藝,針對性提出減碳措施。
(2)結(jié)果解釋應(yīng)依據(jù)企業(yè)、基礎(chǔ)設(shè)施、園區(qū)的特征匹配適宜的碳核算指南,實(shí)現(xiàn)園區(qū)全過程碳排放核算,支撐產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)各異、生產(chǎn)特點(diǎn)不同、碳排放特征多樣的“千園千面”的工業(yè)園區(qū)間物質(zhì)、能量、碳排放量化表征與標(biāo)準(zhǔn)可比。
(3)結(jié)果解釋應(yīng)闡述數(shù)據(jù)收集與質(zhì)量檢查中的迭代過程,詳細(xì)說明最終數(shù)據(jù)的來源、依據(jù)及質(zhì)量水平,充分論述在既有應(yīng)用目標(biāo)下各數(shù)據(jù)選擇的合理性,確保核算結(jié)果的科學(xué)可靠,增強(qiáng)所提出政策建議的合理性、科學(xué)性、有效性。
(4)結(jié)果解釋應(yīng)證明園區(qū)碳核算結(jié)果是基于一個標(biāo)準(zhǔn)化、可復(fù)現(xiàn)、透明度高的方法得出的事實(shí)。需針對碳核算的全過程出具易于理解的、完整的和一致的說明,對局限性做出解釋并向管理決策者提出相應(yīng)建議。
(5)結(jié)果解釋過程中應(yīng)明確重點(diǎn),避免“榔頭在手,什么都像釘子”。應(yīng)緊緊圍繞在“雙碳”行動中鍛造新的產(chǎn)業(yè)競爭優(yōu)勢這一核心目標(biāo),重點(diǎn)分析園區(qū)實(shí)現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型需應(yīng)對的主要矛盾及矛盾的主要方面,兼顧其他次要矛盾與矛盾的次要方面,進(jìn)而提出切實(shí)可行的關(guān)鍵決策建議。
本研究在多樣化的園區(qū)碳核算方法體系中求同存異,抽提出園區(qū)碳核算工作的核心理念,構(gòu)建了“一芯四核”互饋式園區(qū)碳核算方法框架。園區(qū)開展碳核算的目標(biāo),不僅是為了掌握園區(qū)低碳發(fā)展?fàn)顩r,更是要識別出園區(qū)內(nèi)低碳轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵驅(qū)動,在控制碳排放、努力實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的過程中,不斷打造新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn),推動園區(qū)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的同步高質(zhì)量發(fā)展。因此,園區(qū)碳核算的關(guān)鍵內(nèi)“芯”即為準(zhǔn)確把握低碳發(fā)展內(nèi)涵、鍛造新的產(chǎn)業(yè)競爭優(yōu)勢。為實(shí)現(xiàn)該目標(biāo),需要通過四個核心環(huán)節(jié),即應(yīng)用目標(biāo)與范圍定義、流分析與核算清單建立、碳排放計算、結(jié)果解釋與決策支撐,逐步分解園區(qū)碳核算任務(wù),準(zhǔn)確全面刻畫園區(qū)碳流動及排放狀況,科學(xué)規(guī)范解釋碳核算結(jié)果、支撐碳減排決策?!八暮恕敝g彼此互相作用、迭代優(yōu)化,使用過程中可根據(jù)各園區(qū)實(shí)際特征不斷完善具體內(nèi)容,同時通過本研究提出的各環(huán)節(jié)檢驗清單、REACT原則及數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查等把握工作方向、確保工作質(zhì)量,從而構(gòu)建出既規(guī)范統(tǒng)一又各具特色的園區(qū)碳核算方法體系。
“一芯四核”互饋式園區(qū)碳核算方法框架是個性共性兼具的工業(yè)園區(qū)在有針對性地開展碳核算統(tǒng)計工作時的普適原則,并可同步應(yīng)用于污染物核算,為工業(yè)園區(qū)減污降碳協(xié)同奠定方法學(xué)基礎(chǔ)。此外,工業(yè)園區(qū)依照該方法框架開展碳核算工作,可實(shí)現(xiàn)核算結(jié)果與其他尺度碳核算工作的兼容。這既能夠向上支撐園區(qū)所屬行政區(qū)域的低碳發(fā)展整體布局,又能夠向下反映園區(qū)內(nèi)企業(yè)等單個干系方的低碳轉(zhuǎn)型進(jìn)度狀況,確保最終的碳核算結(jié)果能夠有力支撐園區(qū)碳核算的關(guān)鍵內(nèi)“芯”。后續(xù)的研究工作中,可在“一芯四核”互饋式園區(qū)碳核算方法框架的基礎(chǔ)上做進(jìn)一步的細(xì)化,結(jié)合不同類型園區(qū)發(fā)展階段與管理實(shí)踐,分類有序制定標(biāo)準(zhǔn)化的工業(yè)園區(qū)碳核算與低碳管理方法導(dǎo)則,并與其他尺度的碳核算工作指南相協(xié)調(diào),共同形成具有中國特色的規(guī)范統(tǒng)一的碳排放統(tǒng)計核算體系,推動工業(yè)園區(qū)科學(xué)有序?qū)崿F(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型,助力我國工業(yè)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展。
文獻(xiàn)來源:嚴(yán)坤,高晗博,馮則實(shí),等.關(guān)于建立工業(yè)園區(qū)統(tǒng)一規(guī)范碳核算方法體系的思考[J].中國環(huán)境管理,2023,(3):5-16.
DOI:10.16868/j.cnki.1674-6252.2023.03.005
資助項目:國家自然科學(xué)基金項目(72274103);江蘇省科技項目(BE2022607-N);嘉興市“創(chuàng)新嘉興優(yōu)才支持計劃”項目。
作者簡介:嚴(yán)坤,博士研究生,研究方向為產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)、工業(yè)園區(qū)低碳發(fā)展等。
*責(zé)任作者:田金平,博士,研究員,研究方向為產(chǎn)業(yè)生態(tài)學(xué)、生態(tài)工業(yè)園區(qū)等。
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