安科瑞 劉邁

　　摘要：自2021年10月，零碳產(chǎn)業(yè)園在內(nèi)蒙古鄂爾多斯落地以來，以“零碳"為主題產(chǎn)業(yè)園建設成為風尚，零碳產(chǎn)業(yè)園迎來政策東風，今年以來，陸續(xù)有十個省(自治區(qū)、直轄市）規(guī)劃出臺了有關(guān)零碳產(chǎn)業(yè)園區(qū)的政策文件。智慧園區(qū)是產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展的核心單元，也是我國推進新型城鎮(zhèn)化、實施制造強國戰(zhàn)略最重要的空間載體，成為我國實現(xiàn)“雙碳"目標必須牽住的“牛鼻子"。本文通過對零碳智慧園區(qū)未來發(fā)展關(guān)鍵淺析，展望未來零碳智慧園區(qū)的發(fā)展內(nèi)涵，希望能為零碳智慧園區(qū)的建設者提供參考。

　　關(guān)鍵詞：零碳；智慧園區(qū)；政策；生態(tài)；應用；整體；智慧

　　1.概述

　　隨著零碳概念大火，以此為主題的智慧園區(qū)建設已成新風尚，從地方政府到能源企業(yè)熱情高漲，紛紛大方定政策、出投資。零碳智慧園區(qū)建設是復雜的系統(tǒng)性工程，需要在園區(qū)規(guī)劃、建設、管理等全生命周期融入“ 碳中和"理念。零碳智慧園區(qū)的實現(xiàn)，離不開節(jié)能、減排、固碳、碳匯等多種手段的支撐。同時，需要通過產(chǎn)業(yè)低碳化發(fā)展、能源綠色化轉(zhuǎn)型、設施集聚化共享、資源循環(huán)化利用、碳要素智慧化管理，以在園區(qū)內(nèi)部達到碳排放與吸收自我平衡，實現(xiàn)生產(chǎn)、生態(tài)、生活深度融合。零碳智慧園區(qū)建設需要明確目標愿景和建設思路，構(gòu)建零碳轉(zhuǎn)型的能力保障，并依托關(guān)鍵技術(shù)和要素支撐，依據(jù)行之有效的路徑持續(xù)推進。而作為“零碳"戰(zhàn)略，零碳智慧園區(qū)則需要在相關(guān)機制體制環(huán)境尚未完善、框架和建設路徑尚不清晰、相關(guān)技術(shù)條件仍不成熟的前提下，掌握好經(jīng)濟增長與碳約束之間的平衡，逐步探索“零碳"戰(zhàn)略實踐落地的現(xiàn)實路徑。

　　2.發(fā)展分析

　　2.1從政策單點布局到機制環(huán)境日益完備演進

　　自我國碳達峰和碳中和，以下簡稱“雙碳"，目標提出以來，我國減排政策力度不斷加碼，從國家到地方紛紛跟進細化政策，打出政策組合拳，先后有住建部、生態(tài)環(huán)境部、科技部、財政部、工信部及國務院相關(guān)機構(gòu)均針對“雙碳"發(fā)布政策，機制環(huán)境持續(xù)日益完善。目前，我國相關(guān)部委均已就未來減排工作作出安排，方向較為明確，其中發(fā)改委提出從調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型、提升能源利用效率、低碳技術(shù)研發(fā)推廣、健全低碳發(fā)展體制機制以及生態(tài)碳匯六大發(fā)力領域，為“雙碳"工作作出了總體布局，可視為統(tǒng)領性安排。通過對各部委已發(fā)布的和在編的政策來看，能源和工業(yè)領域是政策主體和重點關(guān)注對象，能源部門能源轉(zhuǎn)型以及工業(yè)部門鋼鐵減壓的目標均十分明確。除了對能源和工業(yè)部門的直接調(diào)控之外，金融、生態(tài)、科技等領域也將成為主要發(fā)力方向，相關(guān)政策機制不斷完善，為雙碳目標的如期實現(xiàn)提供堅實保障。在金融領域，中國綠色金融體系建設穩(wěn)步發(fā)展，綠色債券發(fā)行量、綠色信貸存量，未來綠色金融體系以及綠色低碳市場的相關(guān)財稅政策有望進一步完善。在科技領域，科技部將加大碳減排科技攻關(guān)。在生態(tài)領域，中國碳市場的覆蓋范圍將逐步擴大，通過發(fā)揮價格信號的引導作用，鼓勵企業(yè)開展節(jié)能減排。碳排放統(tǒng)計核算工作組加快建立統(tǒng)一的碳排放統(tǒng)計核算體系，為制定減排政策和各類主體采取減排行動提供依據(jù)。

　　2.2零碳將從被動向主動生態(tài)演進

　　隨著零碳機制環(huán)境逐漸建立，零碳氛圍開始形成，城市、園區(qū)、企業(yè)、居民將從零碳建設中獲得有效激勵，從被動接受逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訁⑴c、積極推進，在政府的引導下，合力共建低碳社會。政府作為低碳制度的供給者和制度執(zhí)行情況的監(jiān)管者，積極完善頂層設計、強化政策引導，統(tǒng)籌制定總體方案和具體措施，保障“雙碳" 工作穩(wěn)妥推進。行業(yè)企業(yè)發(fā)揮實施主體作用，不斷提高貫徹創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享新發(fā)展理念的能力和水平，落實高質(zhì)量發(fā)展要求，加快傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造升級和智能制造發(fā)展，聚焦“雙碳"目標，構(gòu)建節(jié)約高效的社會用能模式，加快工業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型。社會民眾自覺開展綠色生活創(chuàng)建活動，倡導簡約適度、綠色低碳生產(chǎn)生活方式，培育綠色、健康、安全消費習慣。2021年7月，首屆中國碳中和圖譜及零碳城市峰會上，部委智庫及央企、地方政府共同發(fā)起“百城千企零碳行動"，共建高水平零碳企業(yè)、零碳智慧園區(qū)、零碳產(chǎn)業(yè)集群和零碳城市。未來，通過政府主導、政策引導、市場調(diào)節(jié)、全社會共同參與，整體實施、持續(xù)推進、共建共治共享的“雙碳"建設新格局將逐步形成。

　　2.3零碳將將向生產(chǎn)生活應用演進

　　碳賬戶、碳金融、碳信用、碳普惠等類型服務逐步落地，并沿場景深度整合為實踐方案，面向企業(yè)和居民提供靈活方案+服務包，通過產(chǎn)品類型產(chǎn)品形式的不斷豐富創(chuàng)新，服務于生產(chǎn)生活生態(tài)，為雙碳目標的實現(xiàn)提供長期、穩(wěn)定、可靠的系統(tǒng)性支持。隨著全國碳交易市場化運行，碳賬戶機制先行建立，通過明確各相關(guān)主體在減碳方面的責任，實現(xiàn)減碳責任分解落地，推動綠色轉(zhuǎn)型取得實質(zhì)性進展。在此背景下，各地根據(jù)自身情況建立碳賬戶體系，例如工業(yè)碳賬戶、農(nóng)業(yè)碳中和賬戶、個人碳賬戶三大體系碳賬戶以及銀行機構(gòu)碳賬戶、銀行員工碳賬戶、企業(yè)客戶碳賬戶、個人碳賬戶四大領域碳賬戶等不同碳賬戶體系，以推動工業(yè)、企業(yè)、居民生活等重點領域綠色低碳轉(zhuǎn)型。在個人碳賬戶體系基礎上，個人碳賬戶建設將逐步深化，業(yè)務場景也將持續(xù)覆蓋社會生活方方面面，例如用電用水、交通碳排、公益活動等，同時碳賬戶積分還將與銀行評級、個人碳信用等相結(jié)合，助力打造綠色信用體系。相應的，政府也將引導金融機構(gòu)基于碳排放信息的金融產(chǎn)品和服務創(chuàng)新，加強對低碳、減碳、脫碳等領域的金融支持，為“雙碳"工作向更深和更高層次邁進賦予動能。

　　2.4零碳將從局部向整體演進

　　全國范圍內(nèi)，各類特色突出差異化的零碳智慧園區(qū)實踐不斷落地，動態(tài)中優(yōu)化經(jīng)驗總結(jié)，形成模式，并全國范圍內(nèi)擴散推廣。生態(tài)環(huán)境部發(fā)布了《關(guān)于推進國家生態(tài)工業(yè)示范園區(qū)碳達峰碳中和相關(guān)工作的通知》，要求各園區(qū)將“雙碳"作為國家生態(tài)工業(yè)示范園區(qū)建設的重要內(nèi)容，形成“雙碳"工作方案和實施路徑，分階段、有步驟地推動示范園區(qū)先于全社會，在2030年前實現(xiàn)碳達峰，2060年前實現(xiàn)全面碳中和。這表明，以 生態(tài)工業(yè)園區(qū)為代表的工業(yè)園區(qū)逐漸成為實現(xiàn)“雙碳"目標的精準抓手之一，開始探索零碳智慧園區(qū)建設路徑，發(fā)揮促進減污降碳協(xié)同增效、推動區(qū)域綠色發(fā)展中的示范作用。自“十三五"規(guī)劃提出“實施近零碳排放區(qū)示范工程"以來，我國多地積極開展試點示范工程建設工作，并且取得了顯著成效，探索出了各具特色的經(jīng)驗模式和創(chuàng)新路徑。例如廣東作為全國低碳試點省，因地制宜開展零碳排放建設，目前已基本建立起城市、城鎮(zhèn)、園區(qū)、社區(qū)、企業(yè)、產(chǎn)品等多層次的試點示范體系。伴隨政策、技術(shù)、資金以及人才等多方面的驅(qū)動力不斷加強，未來零碳智慧園區(qū)建設進程將持續(xù)加快，深化落地應用。

　　2.5零碳賦能管理向智慧應用演進

　　隨著能源大數(shù)據(jù)中心不斷建成投運，經(jīng)濟社會主要運行指標、碳排放量、氣象等相關(guān)數(shù)據(jù)加快集成融合，逐步支撐“雙碳"智慧研判及自主優(yōu)化，助力政府科學決策、企業(yè)精益管理以及服務民眾智慧用能。在供給側(cè)，通過對發(fā)電及電網(wǎng)企業(yè)的二氧化碳排放量等數(shù)據(jù)集聚分析，能夠為發(fā)電企業(yè)和電網(wǎng)企業(yè)控制與管理電廠、機組和設備的碳排放量提供準確的決策依據(jù)，并進一步基于數(shù)據(jù)開展損失電量細化分析，實現(xiàn)運行優(yōu)化、智能監(jiān)盤， 提高發(fā)電效率。在需求側(cè)，企業(yè)或園區(qū)等借助智能設備，實時掌握生產(chǎn)運營各環(huán)節(jié)碳排數(shù)據(jù)并進行碳排數(shù)據(jù)分析，識別全產(chǎn)業(yè)鏈范圍內(nèi)的減排機會，并制定相應運營優(yōu)化舉措，在減少碳排的同時實現(xiàn)精益運營。此外，通過對各區(qū)域、各行業(yè)乃至各企業(yè)的碳排放總量、單位GDP碳排放強度的測算及動態(tài)監(jiān)測，實現(xiàn)碳足跡追蹤、  管控，有助于政府及監(jiān)管機構(gòu)等相關(guān)部門及時了解企業(yè)的碳排放情況與碳中和發(fā)展進程，輔助政府治理、科學決策、高效規(guī)劃制定。在此基礎上構(gòu)建碳中和綜合評估模型，進行碳排放與碳達峰趨勢分析，實現(xiàn)對分領域、分區(qū)域、分行業(yè)等碳達峰進程的數(shù)智化研判分析，支撐政府精準管控。

　　三、安科瑞能為零碳園區(qū)建設提供哪些方案

　　安科瑞作為專業(yè)的智慧能源管理解決方案提供商，能為零碳園區(qū)建設提供包括碳計量電表、分布式光伏、分布式儲能、電動車有序充電以及園區(qū)智慧能源管理平臺等解決方案，為零碳園區(qū)的建設提供“云-邊-端"一體化解決方案，利用“云邊協(xié)同"智慧策略幫助園區(qū)充分利用好新能源，明確降碳成本效益路線圖。

　　2.1 碳電表

　　碳電表是一種新型的計量工具，它的出現(xiàn)是為了幫助我們更好地理解和計算企業(yè)在電力使用中的碳排放。它的工作原理是根據(jù)實際電能消耗的計量數(shù)據(jù)，動態(tài)計算并按照使用條件、區(qū)域等因素更新電碳因子，也就是平均每度電所蘊含的碳排放量。這個數(shù)值是實時更新的，能夠真實反映企業(yè)電力使用中的碳排放情況。碳電表的出現(xiàn)對于企業(yè)有著非常重要的意義，有了這些數(shù)據(jù)，企業(yè)就可以追蹤產(chǎn)品生產(chǎn)過程的碳排放，根據(jù)碳排放情況優(yōu)化電源結(jié)構(gòu)，制定更加綠色低碳的生產(chǎn)模式。

　　AEM96三相多功能碳電表，集成三相電力參數(shù)測量、分時電能計量及碳排放統(tǒng)計，根據(jù)不同使用工況的電碳折算因子集成碳結(jié)算功能，包含12組碳排放值及對應的碳排放因子，它能夠?qū)崟r計算并給出企業(yè)生產(chǎn)用電帶來的碳排放量，讓碳排放像電能一樣方便記錄，配合安科瑞碳資產(chǎn)管理平臺，大大簡化企業(yè)的碳排放統(tǒng)計工作。

圖1 AEM96三相多功能碳電表

　　2.2 分布式光伏解決方案

　　著新型電力系統(tǒng)的發(fā)展以及國能發(fā)新能規(guī)〔2025〕7號文、發(fā)改價格〔2025〕136號文相繼出臺，分布式光伏建設越來越需要面臨并網(wǎng)、運行安全和能量管理方面的問題，并不是建了就能用。供電部門對于分布式光伏電站并網(wǎng)保護、穩(wěn)控系統(tǒng)、電能質(zhì)量以及和調(diào)度的通信均有要求。

圖2 分布式光伏建設系統(tǒng)圖

　　根據(jù)《分布式電源接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》和《電能質(zhì)量管理辦法（暫行）》等相關(guān)標準和規(guī)范要求，光伏電站并網(wǎng)點需要監(jiān)測并網(wǎng)點電能質(zhì)量；

　　根據(jù)《分布式電源接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》并網(wǎng)點安裝防孤島保護裝置，防止光伏電站孤島運行；

　　并網(wǎng)點安裝國網(wǎng)電能計量表和遠動裝置用于上傳光伏電站發(fā)電數(shù)據(jù)，由當?shù)毓╇姴块T確定；

　　對于自發(fā)自用、余電不上網(wǎng)系統(tǒng)，公共連接點處還需要配置防逆流保護裝置，動作與切除或調(diào)節(jié)光伏逆變器，根據(jù)要求可使用不同的控制策略。

　　配置國網(wǎng)縱向加密認證裝置、正/反向隔離裝置、網(wǎng)絡安全監(jiān)測裝置、遠動網(wǎng)關(guān)等，按照電網(wǎng)要求的數(shù)據(jù)格式和安全要求接受電網(wǎng)調(diào)度；

　　光伏監(jiān)控系統(tǒng)需采集站內(nèi)逆變器、箱變、保護測控裝置、電能質(zhì)量監(jiān)測裝置、防孤島保護、電能計量等數(shù)據(jù)，在本地工作站實時監(jiān)控，還需要把數(shù)據(jù)上傳給電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)，接受電網(wǎng)調(diào)度；

　　根據(jù)當?shù)毓╇姴块T需要配置光功率預測系統(tǒng)、AGC/AVC系統(tǒng)、微機防誤系統(tǒng)、“四可"系統(tǒng)等，數(shù)據(jù)上傳調(diào)度系統(tǒng)。

　　分布式光伏建設相關(guān)二次設備：

　　2.3 分布式儲能解決方案

　　儲能系統(tǒng)作為光伏發(fā)電蓄水池和中轉(zhuǎn)站，在消納光伏發(fā)電過程中起著很重要的作用。

　　按照GB/T 36547-2018《電化學儲能系統(tǒng)接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》要求，儲能系統(tǒng)的微機保護配置要求：儲能電站并網(wǎng)點配置AM5-IS防孤島保護，非計劃孤島時應在2s動作，將儲能電站與電網(wǎng)斷開。

　　關(guān)于儲能系統(tǒng)計量點的設置：如果儲能系統(tǒng)接入園區(qū)內(nèi)部電網(wǎng)，計量點設置在并網(wǎng)點。

　　儲能單元應具備絕緣監(jiān)測功能，當儲能單元絕緣低時應能發(fā)出報警和/或跳閘信號通知儲能變流器及計算機監(jiān)控系統(tǒng)，如果BMS或者PCS不具備絕緣監(jiān)測功能可單獨配置直流絕緣監(jiān)測裝置。

　　通過10kV接入公用電網(wǎng)的儲能系統(tǒng)電能質(zhì)量宜滿足GB/T19862要求的電能質(zhì)量監(jiān)測裝置，當儲能系統(tǒng)的電能質(zhì)量指標不滿足要求時，配置電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置監(jiān)測并網(wǎng)點電能質(zhì)量。

圖3 儲能系統(tǒng)圖

　　儲能系統(tǒng)二次設備選型

　　2.4 有序充電解決方案

　　以電代油、以電代氣是零碳園區(qū)能源轉(zhuǎn)型中一個過程，為新能源車補充能源的充換電站也是必配設施。安科瑞有序充電系統(tǒng)基于預測算法，可以實現(xiàn)對企業(yè)變壓器負荷率、光伏發(fā)電和充電負荷需求預測結(jié)合充電樁的監(jiān)控、調(diào)度和管理，提高光伏發(fā)電消納，提升園區(qū)微電網(wǎng)的運行可靠性，降低充電成本。

圖4 有序充電系統(tǒng)圖

　　有序充電系統(tǒng)設備選型方案

　　AcrelEMS3.0智慧能源管理平臺碳資產(chǎn)管理采用碳排放核算因子數(shù)據(jù)庫，符合SO14064-1：2018 組織層級溫室氣體排放和清除的量化和報告指南要求，為園區(qū)提供包括碳盤查清冊、碳配額管理、碳排放分析、碳流向、碳盤查報告、碳交易記錄等等功能，幫助園區(qū)建立碳排放統(tǒng)計、核算、報告、核查體系。

圖5 碳排放核算符合性評估聲明

　　2.6 微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器

　　ACCU-100BF微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器主要采集光伏逆變器、儲能系統(tǒng)、變壓器負荷等數(shù)據(jù)，根據(jù)設置的新能源使用邏輯來構(gòu)建本地控制策略以及云端數(shù)據(jù)的交互，控制儲能設備、分布式能源、可調(diào)負荷設備的出力與電力需求，并能根據(jù)經(jīng)濟效益模型在滿足調(diào)度的前提下，進行光儲置換，響應云端策略配置，充分消納利用新能源。

圖6 “云邊端"三級控制策略結(jié)合

　　ACCU-100BF微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器具備以下功能特點：

　　數(shù)據(jù)采集：支持串口、以太網(wǎng)等多通道實時運行，滿足各類風電與光伏逆變器、儲能等設備接入；

　　通訊管理：支持Modbus RTU、Modbus TCP、IEC 60870-5-101、IEC 60870-5-103、IEC 60870-5-104、MQTT等通信規(guī)約，可實現(xiàn)云邊協(xié)同（結(jié)合安科瑞智慧能源管理云平臺進行遠程運維）、OTA升級、就地/遠程切換、本地人機交互（選配）；

　　邊緣計算：靈活的報警閾值設置、主動上傳報警信息、數(shù)據(jù)合并計算、邏輯控制、斷點續(xù)傳、數(shù)據(jù)加密、4G路由；

　　策略管理：防逆流、計劃曲線、削峰填谷、需量控制、有功/無功控制、光儲協(xié)調(diào)等，并支持策略定制;

　　系統(tǒng)安全：基于不可信模型設計的用戶權(quán)限，防止非法用戶侵入；基于數(shù)據(jù)加密與數(shù)據(jù)安全驗證技術(shù)，采用數(shù)據(jù)標定與防篡改機制，實現(xiàn)數(shù)據(jù)固證和可追溯；

　　運行安全：采集分析包括電池、溫控及消防在內(nèi)的全站信號與測量數(shù)據(jù)，實現(xiàn)運行安全預警預測。

　　AcrelEMS3.0智慧能源管理平臺-園區(qū)級微電網(wǎng)能源管理

　　在零碳或近零碳園區(qū)建設中，“光伏+儲能+充電"組合被應用到園區(qū)電網(wǎng)之中。隨著新能源占比增加，園區(qū)的管理需要依靠智慧能源管理平臺來實現(xiàn)碳資產(chǎn)管理、新能源策略控制、有序充電管理、能耗分析、設備運維等等。AcrelEMS3.0智慧能源管理平臺可以幫助園區(qū)有效的管理能源，其功能包括：

　　綜合監(jiān)控：實現(xiàn)園區(qū)變電站、光伏、儲能、負荷、充電樁、環(huán)境數(shù)據(jù)的采集、監(jiān)測、可視化展示、異常告警、事件查詢、報表統(tǒng)計等功能；

　　智能控制：協(xié)同光伏、儲能、負載等多種能源主體，動態(tài)規(guī)劃智能策略，實現(xiàn)儲能、光伏協(xié)調(diào)控制，比如計劃曲線、削峰填谷、防逆流、新能源消納、需量控制等；

　　能源分析：具備微電網(wǎng)能耗及效益分析、微電網(wǎng)經(jīng)濟運行分析、多維度電量分析，并進行日、月、年能源報表統(tǒng)計；

　　碳資產(chǎn)管理：企業(yè)碳資產(chǎn)管理功能，包括碳盤查清冊、碳配額管理、碳排放分析、碳流向、碳盤查報告、碳交易記錄等等。

　　功率預測：以歷史光伏輸出功率和歷史數(shù)值天氣數(shù)據(jù)為基礎，結(jié)合數(shù)值天氣預報數(shù)據(jù)和光伏發(fā)電單元的地理位置，采用深度學習算法建立預測模型庫，實現(xiàn)光伏發(fā)電的短時和超短時功率預測，并經(jīng)進行誤差分析；同時對微電網(wǎng)內(nèi)所有負荷，基于歷史負荷數(shù)據(jù)，通過大數(shù)據(jù)分析算法，預測負荷功率曲線。

　　優(yōu)化調(diào)度：根據(jù)分布式能源發(fā)電預測、負荷預測結(jié)果，并結(jié)合分時電價、電網(wǎng)交互功率及儲能約束條件等因素，以用電成本低為目標，建立優(yōu)化模型，采用深度學習算法解析微電網(wǎng)運行功率計劃，系統(tǒng)通過將功率計劃進行分解，實現(xiàn)對光伏、儲能、充電樁的優(yōu)化控制。

圖7 AcrelEMS3.0智慧能源管理平臺

　　五、結(jié)束語

　　零碳園區(qū)并非單一的減排單元，而是集能源轉(zhuǎn)型、產(chǎn)業(yè)升級、技術(shù)創(chuàng)新、治理改革于一體的系統(tǒng)工程，是實現(xiàn) “雙碳"（碳達峰、碳中和）目標的關(guān)鍵抓手。其規(guī)劃和建設需要合理利用工具和能源管理軟件，來實現(xiàn)能源利用。未來，隨著更多零碳園區(qū)的建成，其不僅將成為區(qū)域經(jīng)濟的 “綠色名片"，更將成為中國參與全球氣候治理的核心競爭力之一。