“双碳”目标下工业园区减污降碳协同增效路径分析与技术要求

冯钦忠, 杨世童, 刘俐媛, 陈俊, 王凯月, 陈扬, 崔皓. “双碳”目标下工业园区减污降碳协同增效路径分析与技术要求[J]. 环境保护科学, 2023, 49(3): 1-7. doi: 10.16803/j.cnki.issn.1004-6216.202304078
引用本文: 冯钦忠, 杨世童, 刘俐媛, 陈俊, 王凯月, 陈扬, 崔皓. “双碳”目标下工业园区减污降碳协同增效路径分析与技术要求[J]. 环境保护科学, 2023, 49(3): 1-7. doi: 10.16803/j.cnki.issn.1004-6216.202304078
FENG Qinzhong, YANG Shitong, LIU Liyuan, CHEN Jun, WANG Kaiyue, CHEN Yang, CUI Hao. Analysis and technical requirements of the synergistic path of reduction of pollution and carbon emissions in industrial parks under the 'carbon peak and carbon neutralization' target[J]. Environmental Protection Science, 2023, 49(3): 1-7. doi: 10.16803/j.cnki.issn.1004-6216.202304078
Citation: FENG Qinzhong, YANG Shitong, LIU Liyuan, CHEN Jun, WANG Kaiyue, CHEN Yang, CUI Hao. Analysis and technical requirements of the synergistic path of reduction of pollution and carbon emissions in industrial parks under the "carbon peak and carbon neutralization" target[J]. Environmental Protection Science, 2023, 49(3): 1-7. doi: 10.16803/j.cnki.issn.1004-6216.202304078

“双碳”目标下工业园区减污降碳协同增效路径分析与技术要求

    作者简介: 冯钦忠(1970—),男,博士、副教授。研究方向:危险废物处理处置及汞污染综合治理。E-mail:fengqinzhong@ucas.ac.cn
    通讯作者: 陈 扬(1971—),男,博士、教授。研究方向:固废/危废处置及资源化、汞等重金属污染综合治理。E-mail:chenyang@ucas.ac.cn
  • 基金项目:
    团体标准“工业园区减污降碳协同增效技术导则”“工业园区减污降碳协同绩效评价指南”
  • 中图分类号: X705

Analysis and technical requirements of the synergistic path of reduction of pollution and carbon emissions in industrial parks under the "carbon peak and carbon neutralization" target

    Corresponding author: CHEN Yang, chenyang@ucas.ac.cn
  • 摘要: 工业园区减污降碳协同治理是落实我国碳达峰、碳中和目标实现的重要措施之一。文章在剖析我国工业园区减污降碳协同增效相关政策、标准、规范的基础上,分析了废气、废水、固体废物的产生现状及减污降碳协同增效路径,提出了工业园区减污降碳协同增技术要求,以期为我国全面深化工业园区减污降碳协同增效工作提供参考。
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-04-26
  • 录用日期:  2023-06-08
  • 刊出日期:  2023-06-20

“双碳”目标下工业园区减污降碳协同增效路径分析与技术要求

    通讯作者: 陈 扬(1971—),男,博士、教授。研究方向:固废/危废处置及资源化、汞等重金属污染综合治理。E-mail:chenyang@ucas.ac.cn
    作者简介: 冯钦忠(1970—),男,博士、副教授。研究方向:危险废物处理处置及汞污染综合治理。E-mail:fengqinzhong@ucas.ac.cn
  • 1. 中国科学院大学,北京 100049
  • 2. 国家环境保护汞污染防治工程技术中心,北京 100049
  • 3. 重庆科技学院,重庆 401331
基金项目:
团体标准“工业园区减污降碳协同增效技术导则”“工业园区减污降碳协同绩效评价指南”

摘要: 工业园区减污降碳协同治理是落实我国碳达峰、碳中和目标实现的重要措施之一。文章在剖析我国工业园区减污降碳协同增效相关政策、标准、规范的基础上,分析了废气、废水、固体废物的产生现状及减污降碳协同增效路径,提出了工业园区减污降碳协同增技术要求,以期为我国全面深化工业园区减污降碳协同增效工作提供参考。

English Abstract

  • 中国自2020年9月提出“碳中和”“碳达峰”双碳目标。2021年10月,《中共中央 国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》[1]《2030年前碳达峰行动方案》[2],两个重要文件的相继出台,共同构建了中国碳达峰、碳中和“1+N”政策体系的顶层设计[3-4],为推进园区节能降碳增效提供政策指引。2022年6月,生态环境部等7部门联合印发《减污降碳协同增效实施方案》[5-6],对工业园区开展减污降碳协同增效也提出了明确要求 [7]

    中国工业园区建设始于改革开放[8-9],目前国家级和省级工业园区分别为552和1991家[10],呈现出数量多、类型广、发展阶段差异大的特点[11]。然而,工业园区也成为二氧化碳(CO2)等温室气体排放的主要聚集区,仅省级及以上工业园区CO2排放量就已约占全国的31% [7],是做好碳达峰碳中和必须牵住的牛鼻子[12-14]

    国内外针对工业园区减污降碳协同增效路径分析与技术要求也做了大量的研究,可为我国进行相关研究提供有益的经验借鉴。丹麦卡伦堡生态工业园对园区内的煤电厂、炼油厂、制药厂、石膏材料等过程的废弃资源都进行了循环化利用[15],是循环经济体系的典范;作为欧洲首个零碳智慧工业园区,柏林欧瑞府零碳科技园建立了智慧能源管理体系,形成了围绕新能源和低碳技术的零碳产业生态圈[11];2019年,联合国工业发展组织(UNIDO)发布了《工业园区国际指南》,指南提出一套工业园区绩效评价指标体系,是衡量和提高工业园区绩效的实用工具;田金平等[16]指出应构建工业园区生态化发展路线图、从生命周期角度实施全流程污染预防和污染减排;索超[11]等从规划先行、源头减碳、过程控碳、末端降碳等方面提出了我国工业园区的“碳达峰、碳中和”的主要路径;郭扬等[12]从产业结构调整、能效提升、能源结构优化、碳捕集等低碳路径,提出了工业园区碳减排的目标、路径和潜力。

    到目前为止,我国大多数工业园区及相关企业对减污降碳协同增效认识还不够,没能形成系统化的路径分析与技术要求。本文在详细剖析我国工业园区减污降碳协同增效相关政策、标准、规范的基础上,分析了废气、废水、固体废物的产生现状及减污降碳协同增效路径,提出了工业园区减污降碳协同增技术要求,以期为我国全面深化工业园区减污降碳协同增效工作提供参考。

    • 近些年,各部委陆续出台了一系列工业园区的政策和标准,全面推进园区绿色、低碳、循环发展[17]。我国工业园区低碳发展经历以下阶段。

    • 1999年国家环境保护总局启动生态工业示范园建设试点工作,2001年位于广西的国家生态工业(制糖)建设示范园区成为全国第一家示范生态工业园区。

    • 2009年,环境保护部发布《关于在国家生态工业示范园区中加强发展低碳经济的通知》[18],要求自2010年起将发展低碳经济作为重点纳入生态工业示范园区建设内容[19];2012年,国家发展和改革委员会、财政部发布《关于推进园区循环化改造的意见》,要求把园区改造成循环经济示范园区[20];2013年,工业和信息化部、国家发展和改革委员会发布《关于组织开展国家低碳工业园区试点工作的通知》[21],要求加快重点用能行业低碳化改造,推广一批适合我国国情的工业园区低碳管理模式[22];2014年,国家发展和改革委员会发布《国家应对气候变化规划(2014—2020年)》[23],要求到2020年建成150家左右低碳示范园区;2015年,环境保护部、商务部、科学技术部发布《国家生态工业示范园区管理办法》[24],要求规范国家生态工业园区的建设和运行; 2020年,国家发展和改革委员会发布《关于组织开展绿色产业示范基地建设的通知》[25],要求搭建绿色发展促进平台,不断提高绿色产业发展水平; 2021年,科学技术部发布《国家高新区绿色发展专项行动实施方案》[26],鼓励高新区使用绿色低碳能源,提高资源利用效率,淘汰落后设备工艺,从源头减少污染物产生。

    • 2021年1月,生态环境部发布了《关于统筹和加强应对气候变化与生态环境保护相关工作的指导意见》[27],要求“以二氧化碳排放达峰目标与碳中和愿景为牵引,以协同增效为着力点,坚持系统观念,全面加强应对气候变化与生态环境保护相关工作统筹融合”,其中在“突出协同增效,推动政策法规统筹融合”部分提出了减污降碳协同增效的方向和具体措施。随后,生态环境部又发布了《关于开展重点行业建设项目碳排放环境影响评价试点的通知》[28]《关于推进国家生态工业示范园区碳达峰碳中和相关工作的通知》[29]《关于在产业园区规划环评中开展碳排放评价试点的通知》[30]等文件,为推动园区减污降碳提供政策遵循,进一步推动了园区减污降碳协同增效。2022年4月,生态环境部印发《“十四五”环境影响评价与排污许可工作实施方案》[31],要求积极开展产业园区减污降碳协同管控,强化产业园区管理机构开展和组织落实规划环评的主体责任,高质量开展规划环评工作,推动园区绿色低碳发展。生态环境部修订印发的《规划环境影响评价技术导则 产业园区HJ131—2021》[32],为实现园区绿色高质量发展提供了技术方法指引。

    • 2021年,生态环境部发布《关于在产业园区规划环评中开展碳排放评价试点的通知》[28],确定7个产业园区作为全国首批在规划环评中开展碳排放评价试点产业园区。截至2022年,国内已通过验收的国家生态工业示范园区达到55家,67家园区入选低碳工业园区试点名单[33],7家入选碳排放评价试点名单。

    • 工业园区对于工业企业集中统一管理的优势,对于推动工业领域减污降碳协同增效方面具有重要作用,依据《2030年前碳达峰行动方案》要求,推动工业园区减污降碳协同增效势在必行。但是,目前我国工业园区减污降碳协同增效仍然面临诸多困难,如总体碳排放底数不明,部分园区存在过度依赖化石能源,企业清洁生产及污染防治水平低,整个园区管理及产业链系统化运行等缺乏有针对性的技术指导和管理依据。因此,有必要基于典型工业园区特点,不断完善工业园区减污降碳协同增效政策标准、评价体系、技术导则、建设指南、指标体系等,最终形成可复制、可推广的工业园区减污降碳协同增效高质量发展模式。

    • 中国是制造业大国,制造业工业园区较多,石油化工、制药、医疗等园区大都存在挥发性有机物(VOCs)排放问题,对局部的空气产生严重影响[34]。工业园区企业内部[35]及周边主要的大气污染物有恶臭污染物、VOCs等,严重影响城市空气质量[36],使得环境异味已经成为环境监管的难点和群众信访投诉的焦点[37-40]。工业园区内大气污染物有不同的分类标准,这些物质并不会存在于生产过程中,而是随着生产出的一次污染物排放到空气中[41]

      目前我国工业园区废气污染处理中存在如下问题:由于企业环保意识淡薄,工业废气排放量存在超标现象。园区内环境准入、环境监管虽有相应的要求,但执行力度较弱。工业园区内环境绿化带的缺失使得环境自净能力减弱煤炭燃烧所排放产生的各种污染物对大气环境造成了一定的污染[41]

    • 工业园区污水主要来自园区内各企业生产及生活所排放的污水[42]。工业园区水污染的主要特点如下:(1)不同行业呈现出不同的水污染特征。例如,食品加工企业园区排出废水中COD浓度较高,纺织工业园区排出的废水中色度较高,化工园区排出的废水中含盐量较高,毒性较强[43];(2)水污染呈现复合污染的特征。工业园区内包含各种类型的企业,废水排放量较大,废水中包含各种污染物,复合型污染较为突出[44-45]

      目前我国工业园区废水污染处理中存在如下问题:截至目前,我国尚未出台关于工业园区废水排放量的限制标准和规范[46];部分工业园区废水处理厂采用的污水处理技术、处理设备较为落后,无法满足工业园区废水处理的需求,加重了对周边环境的污染[46];工业园区对水源的循环利用效率较低,造成水资源浪费。

    • 工业园区是固体废物的产生大户[47],一般每生产 1 t产品产生1~3 t固体废物[48-49]固体废物不但种类多,而且有相当部分具有急性毒性、反应性、腐蚀性等特点,属于危险废物,处置不当将对生态环境和人体健康构成较大威胁;同时固体废物资源化潜力大,部分可通过加工就可以将有价值的物质从固体废物中回收利用,取得较好的经济、环境双重效益[50]

      工业园区固体废物管理存在问题包括:(1)园区管理模式较为简单,无法对园区内固体废物实施集中性管理[51];(2)固体废物信息管理系统不健全,不同企业之间尚未做到信息共享,造成工业企业之间无法交换固体废物;(3)废物回收率低,回收体系尚需完善,回收行业管理标准尚未制定,回收之后废物处理方式也较为简单,间接对生态系统造成严重影响;(4)工业园区内专门从事固体废物处理的公司数量有限,在资金及技术等方面都还存在一定问题,进而无法真正承担起处理工业园区固体废物的职责[52]

    • (1)增强环保意识[41]。工业园区应加大对环境保护的宣传力度鼓励企业及个人积极参与环保,使环保理念深入人心,使环保成为常态;(2)严格建设项目环境准入[53]。园区管理机构应基于“三线一单”管控要求,结合国家和地方产业政策,严格环境准入[54];(3)积极采用先进适用的废气处理技术,同时加快园区废气处理新技术新工艺的开发及应用,加强园区废气处理技术的智慧化管理水平;(4)建立园区环境管理监督机制[51]。生态环境主管部门逐步建立园区大气数据的长期监控机制,将园区环境保护措施落实情况及周边环境质量状况纳入环境保护督察范围。建立园区环境信息公开制度,适时开展公众满意度调查,接受社会监督[55]。(5)积极利用可再生能源[56]。进行集中式能源基础设施升级改造,建设能源绿岛,推进热电冷多联供,开展化石能源清洁高效利用和超低排放改造,推进能源结构转型升级。

    • 我国工业园区污水处理协同减污降碳潜力较大。(1)进一步整合园区内的污水系统,实现企业预处理后集中统一处理,真正发挥园区的集聚效益[57],减少污水的重复处理量,降低全流程能源和物料消耗;(2)加强污水集中处理环节的精细化管理,推进污水的分类收集,分质处理,降低能耗和药剂使用,并通过沼气发电及热电联产中和系统耗能;(3)加快新技术新工艺的应用,推动污水处理高效机电、智能管控、污水热能利用、污泥减量、沼气回收利用等装备和技术的示范和推广,提高各环节精细化管理和能源再生利用效能,推动行业绿色低碳发展。

    • 我国工业园区固废处置与资源化潜力较大。(1)进一步优化产业结构[49,58]。工业园区应积极转变发展方式和方向,按照产业集群发展的方向,实现工业园区产业结构优化,从源头减少固体废弃物的排放;(2)进一步加大先进技术的研发投入力度[49]。园区内企业应加大技术研发投入,积极引进先进的固废处置与资源化设备,提高固体废物的资源化利用率;政府应引导科研院所发挥技术优势,在技术上给予企业支持;(3)构建园区内固废循环经济产业链。通过产业链上下游延伸,构建园区内企业间原料替代及固废循环利用;以园区内企业群为对象,考虑要素配置、物质代谢和能源梯级利用情况,构建园区内固废循环经济产业链。

    • 工业园区内企业应实施节能减排、优化用能结构、使用可再生能源替代不可再生能源,鼓励企业建设光伏、光热、地源热泵和智能化管理平台,适用时可采用风能、生物质能、氢能等,督促企业提高生产过程中能源产出率、清洁能源使用比例和可再生能源使用比例[59]

    • 结合工业园区特点,对现有工业园区的低碳和零碳化改造,需要制定节能低碳、循环化发展的规划设计及改造方案[7]。对于新建工业园区,把低碳发展的理念贯彻到战略定位、产业结构、空间布局、基础设施建设等方面,进行一体化的工业园区建设规划[11]

    • 通过技术引导,打通危废定向“点对点”综合利用瓶颈,激发企业间共建循环经济产业链动力。凝练清洁生产工艺,将节能环保设施纳入园区循环经济产业链提供技术指导依据。构建以固废共享消纳、集成控制、转化利用为核心的固废循环链,利用节水及尾水回用技术降低园区整体污泥产量,充分发挥园区内工业窑炉实现园区内固废危废协同处置及余热利用,绿色产业生态链。

    • 工业园区内企业应加大废水预处理及应急处置技术研发力度,尤其是针对难降解废水的预处理技术和工艺[44,60];对于可再次使用的工业废水[46],可经过简单物化处理后排入相应的管网中,对于难降解的工业废水,需要先降低废水中的有毒有害物质的浓度,然后再将其排入相应的管网中;应积极研发操作简单、处理费用低、可在工业园区广泛适用的处理技术,如,好氧生物处理技术、厌氧水解酸化技术等;针对处理后的废水再次循环使用[61],可进一步考虑臭氧氧化法、活性炭吸附及反渗透法等深度处理技术。

    • 推进工业园区内重点行业绿色低碳发展,加强工业源大气污染物与温室气体协同控制,强化移动源大气污染物与温室气体协同控制,推进非二氧化碳温室气体协同控制。主要内容包括:(1)加强甲烷及其他可燃气体综合利用回收能源,强化相关污染物在线监测;(2)工业废气治理在部分企业总体能耗中占较大,通过优化管线设计、推广节能风机、采用低能耗高效废气处理单元技术等途径实现工业废气治理节能改造;(3)开展典型行业废气处理设施与碳捕集协同增效技术的评估和标准化建设,探索降低能耗及成本的途径,为碳中和目标提供技术和管理依据。

    • 工业园区固体废物治理减污降碳协同增效技术要求包括[48]:(1)摸底调查,建立园区内固体废物信息动态更新机制,为固体废物环境管理提供基础性支撑;(2)源头削减,鼓励园区企业采用新工艺新技术减少固体废物产生量;(3)“点对点”循环利用,即优先实现园区内企业间“点对点”循环利用,减少园区最终处置压力;(4)依托企业自建设施处置;(5)园区集中预处理、集中贮存管理,统一处置或收集。

    • 推动工业园区充电及换电站、加氢站、智能中转仓储体系等基础设施建设[7,11],加强绿色交通监管体系建设,实施新能源汽车全链新能源化。加快园区内公共交通基础设施建设,推进全面实现公共交通电动化。加快工业园区至城区、工业功能区的快速通道建设,完善园区内企业之间的联络道路,提高工业园区企业间的连通性,打通断头路,改善工业园区出行条件。

      工业园区应加强绿色建筑监管体系建设,在加强建筑运行管理、关闭夜间不使用设备等方面着手提高节能效率;可通过分隔冷热通道、避免冷热空气掺混;采取局部冷却而非整体空间冷却的方式,将机柜或设备作为冷却对象,进而降低能耗[45]。推进装配式建筑、既有建筑节能绿色化改造等绿色建筑建设。

    • 搭建大数据运营中心[17,62],集成管控平台、智能感知监测平台、物联网监测监控平台、信息发布平台,结合可视化大屏,帮助管理者实时了解园区整体状态,为决策提供依据,助力工业园区实现“智慧、安全、绿色”的新型园区。

    • 减少工业园区污染物排放和碳排放,助力城市和区域环境质量改善,促进工业全面绿色转型,不仅可以同时实现“低硫”“低氮”和“低碳”,将“浅绿”变“深绿”,而且有利于推动经济结构绿色转型,实现扩绿和增长,降低园区对周边环境的负面影响,实现工业园区与周边环境和谐发展,有效推动工业园区绿色低碳产业可持续发展。

      开展“双碳”目标下我国工业园区减污降碳协同增效路径分析与技术要求研究,可强化园区内企业内部低碳化、循环化清洁生产改造,引导园区内企业间共建循环经济产业链,结合地方特色、促进工业园区间构建环保低碳产业集群生态链构建,促进技术创新、促进循环经济及园区产业管理能力提升,鼓励各类产业园区根据自身主导产业和污染物、碳排放水平,优化园区空间布局,积极探索推进减污降碳协同增效。

    参考文献 (62)

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