2023西门子零碳智慧园区白皮书.pdf

5 目录 序言.2 SUMMARY.3 推荐序.4 第一章：园区零 碳化是 促进 社会可持 续发展 的重要 手段.6 第一节：全球气 候变化 合作 框架.6 第二节：中国“双 碳”目标 与 承诺.6 第三节：园区的 零碳化 和智 慧化是促 进中国“双碳”目 标 实现的重 要途径.7 园区是社 会能耗 的主要 消耗 场景.7 政策明确 引导园 区未来 发展 方向.8 第二章：能源系 统与基 础设 施是实现 零碳智 慧园区 的关 键.9 第一节：能源系 统与基 础设 施定义.9 能源供给：.10 能源分配：.10 能源使用：.10 第二节：园区能 源系统 架构 图：.11 第三节：园区减 碳的切 入点 与挑战.11 综述.11 能源供给：能源结构优化.11 能源分配：综合能源管理、智能微网 管理系统.11 能源使用：节能设备与工艺和管理优化.12 园区典型 场景的 痛点和 节能 降碳的切 入点总 结.13 工业生产：.13 商务办公和文化旅游：.13 运输/物流园区：.14 第三章 解决 之道.16 解决方案 架构.16 上层软性 能力：智能低 碳/零 碳的理念、规划 与管理 运营.16 理念：.16 规划与设 计：.16 管理和运 营：.16 下层硬件 条件：基础设 施和 系统建设.17 综合能源.17 园区基础设施自动化和智能化能力.18 智能楼宇和零碳建筑.18 其他数字化工具和能力：.19 第四章 案例.20 上海浦东 某民宿 主题度 假园 区.20 江苏苏州 常熟高 新区 MOBO 协同创新 产业园.22 第五章 结 束语.24 6 第一章：园区 零 碳化是促 进社会 可持续发 展的重 要手段 第一节：全球气 候变 化合作框 架 随着人类 活动的 增加和 相关 化石能源 的使用，大量 温室 气体排放 可能造 成的全 球气 温上升 可能成为威胁 人类生 存环境 和社 会发展 的 关键因 素之一。在 过去约 30 年的 时间内，国 际社会不 断探索，终 于达成 了包括 联 合国气候 变化框 架公约、京都协 定书、哥 本哈 根协议 和巴黎协 定等 一系列 国际 层面合作 框架来 指导 全 球控 制温室气 体的排 放。全 球超 过半数的 国家已经提 出了明 确的“碳 中 和”目标，以达成 将全球 平 均气温较 前工业 化 时期 上升 幅度控制 在 2摄氏度以 内，并 努力限 制在 1.5 摄氏度以 内的目 标。第二节：中国“双 碳”目标与承 诺 中国作为 世界主 要经济 体，过往 已经 提出过 2020 碳 减 排，并在 2020 年 提出了 2030 碳达峰和2060 碳中和两 大愿景。根据 2021 年发布 的中 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，“双 碳”目标 主要 包括，到 2025 年，绿 色 低碳循环 发展的 经济体 系初 步形成，重点行业能源 利用效 率大幅 提升。单位国 内生产 总值能 耗比 2020 年下降 13.5%；单 位 国内生产 总值二氧化 碳排放 比 2020 年 下降 18%；非化 石能源 消费 比重达到 20%左 右；森 林覆 盖率达到24.1%，森林蓄 积量达到 180 亿立方米，为实 现碳达 峰、碳中和 奠定坚 实基础。到 2030 年，经济 社会发 展 全面绿色 转型取 得显著 成效，重点耗 能行业 能源利 用效 率达到国 际先进水平。单位 国内生 产总 值能耗大 幅下降；单位 国内 生产总值 二氧化 碳排放 比 2005 年下降65%以上；非 化石能 源消费 比重达 到 25%左 右，风 电、太阳能发 电总装 机容量 达到 12 亿千瓦以上；森 林覆盖 率达到 25%左右，森 林蓄积 量达到 190 亿立方米，二氧 化碳排 放量 达到峰值 并实现稳中 有降。到 2060 年，绿色 低碳循 环 发展的经 济体系 和清洁 低碳 安全高效 的能源 体系全 面建 立，能源 利用效率达 到国际 先进水 平，非化石能 源消费 比重达 到 80%以上，碳 中和目 标顺利 实现，生 态文明建设取 得丰硕 成果，开创 人与自然 和谐共 生新境 界。1 上述整体 目标将 指导中 国分 阶段完成 全社会 的碳达 峰和 碳中和工 作。1 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 7 第三节：园区的 零碳 化和智慧 化是促 进中 国“双碳”目标 实现的 重要途径 园区是社会能耗的主要消耗场景 在 2019 年，中国 总体能 耗 中 48.8%发生在工业，它 们 的主要载 体是各 类产业 园区。2例如在 国家级产业 园区中 很有活 力的 热点区域 是 国家 级经济 技术 开发区和 国家级 高新技 术产 业开发区。截止 2017 年底，两类国 家 级园区的 数量共 计达到 375 家，GDP 总量 达到 18.62 万亿 元，占 全国 22.51%。2012-2017 年，两类园 区的 GDP 平 均增 速为 13.43%，远高 于同期 我国GDP7.23%的 增速，已经成 为带动我 国经济 转型升 级和 创新发展 的主力。32018 年，我国国 家级经济技 术开发 区的生 产总 值为 10.2 万亿元，国家 级 高新技术 产业开 发区的 生产 总值为 11.1 万亿元，二者在 同期国 内生 产总值占 比超过 23%。4除开 国家级的 产业园 区，还 有更 多数量庞大的省市 级和企 业自有 园区 有着高额 的能源 消耗和 GDP 产出。图 1 2019 年中国各领域能耗占比 2 国际能 源署 3 赛迪 中 国国家 级产业 园区发 展竞争力 百强研 究 4 工业 园区综 合能源 服务的 绿色金 融支持分 析，梁楠楠 交通15.5%工业48.8%居住16.8%商业公共服务4.3%其他14.6%2019 年中国各领域能耗占 比8 政策明确引导园区未来发展方向 除了 能耗 和 GDP 数据，国 家各级行 政单位 也在过 去 1-3 年为产业 园区 出 具了明确政策 来指 导其发展方向。下表 中是选 取的 一些国家 级主要 文件。发布 时间 发布单位 政策名称 2021.9 国务院 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 2021.10 国务院 2030 年前碳 达峰行 动方 案 2021.12 发改委、工信部 关于做 好“十四 五”园区 循 环化改造 工作有 关事项 的通 知“十四五”工业绿 色发展 规 划“十四五”原材料 工业发 展 规划 2021.7 发改委“十四五”循环经 济发展 规 划 2021.4 科技部 科技支 撑碳达 峰碳中 和行 动方案 2021.10 生态环境 部 关于做 好全国 碳排放 交易 市场数据 质量监 督管理 相关 工作的通知 表 1 我国“双碳”相关政策 总结：从 全球到 中国，碳 中和将成 为未来 经济发 展 主要 标准 为了实现 可持续 发展的 长期 目标，从 全球合 作到中 国的“双碳”政策 目标，所有的 行 业都 可能 被“碳中和”重 塑。园 区作为 大 量产业的 承载空 间，将 在经 济发展和 低碳化 发展的 平衡 中扮演重 要的角色。将相关 政策和 市场 需求与主 营业务 进行有 机结 合，将是 大多数 园区和 企业 未来必修 的课程。9 第二章：能源系 统与基础 设施是 实现 零碳 智慧园 区的关键 第一节：能源系 统与 基础设施 定义 排放类型 描述 说明 范围一 直接排放 企业物理 边界或 控制的 资产 内直接向 大气排放的温室 气体，如燃煤 锅炉，公司拥 有的燃油车辆等 范围二 外购电力 和热力 间接排 放 企业因使 用外部 电力和 热力 导致的间 接排放 范围三 其它间接 排放 因企业生 产经营 产生的 所有 其它排放，如员工通勤、上下游 产品生 产排 放。表 2 碳排放的相关定义 零碳智慧 园区，是在园 区规 划建设管 理等方 面系统 性地 结合“碳中 和”理念，综合 利 用节能、减排、碳汇，碳捕 集利用、碳 交易等 技 术或方 法，通 过产 业、设施 和资源 的低碳 化、循环化利用，在园 区内部 实现碳 净排 放量 接近 或达到 零，生 产、生态、生 活深度 融合的 各类 园区，5 我们将其大 致分为 工业生 产园 区，商务 办公和 文化旅 游园 区和运输 物流园 区，并 在下 文中提出 了针对性的 零碳发 展思路。在碳中和 的相关 定义中，一 般将企业 的碳排 放分为 范围 一、范围 二和范 围三 共 三个 排放类型。在一般 制 造业企业 例如 动力 电池生产 商 中，范围 一 加二 的大致占 比为 30%，范 围三 为 70%。产业园区的 范围一 和范围 二的 内容大部 分与其 能源供 给（如供电和 供热）以及能 源消 耗产生的 排放有关，可大致 看作产 业园 区中能源 系统相 关的排 放。另一方面，在产 业园区 的建 设中重要 的基础设施 一般包 括 建筑（包 括暖通空 调、消 防、门 禁、楼控）、道路、供水、排水、供 配电、通讯、网 络、安 防等，其中 主要持续 产生排 放的 暖 通空 调、供配 电和供 排水 等 和能 源系统有 较高的相关 性。可 见有效 降低 产业园区 能源系 统的碳 排放 是正面影 响其整 体范围 一和 范围二减 碳目标的重 要方式。除此之外，由于 现代产 业园 区大都包 含一个 或多个 产业 的上下游，通过 能源系 统 降 低产业园 区的范围一 和范围 二排放 将很 大程度上 完成各 个企业 之间 范围三的 排放降 低，可 谓事 半功倍。为更好理 解 产业 园区的 能源 系统 的减 碳潜力，我们 将其 大致 拆分 为三个 环节，包括 能源供给、能源分配 和能源 使用。下面 是一些基 本的定 义。5 中国技 术经济 学会，标准化 协会-低碳/零 碳产业 园区建 设指南 T/CSTE 0042-2022 10 能源供给：能源供给 指为满 足各类 园区 场景能耗 需求所 使用的 一次 和二次能 源。一 般园区 的直 接使用一 次能源供应 的程度 有限，大多 集中在因 地制宜 的分布 式能 源系统中，如太 阳能、风能、地热能，生物质能 和天然 气 等形 式；更多的能 源供给 来自内 外部 的二次能 源供应，例如 电网 或园区电 站的电力、煤炭制 品、煤 气、液化气和 热力（蒸汽、热水）等。这 些二次 能源的 生产 供应，往 往涉及到诸 多园区 内的设 备和 系统，常 见的有 各类发 电设 备，如柴 发、光 伏、风 机等，以及热 力相关的锅 炉、燃 机、暖 通设 备等。能源供给 的低碳 程度很 大程 度上决定 了整个 园区碳 管理 的效果，是实现 低碳化 运营 的重 要一环。能源分配：能源分配 系统在“双碳”场 景 中的重要 性往往 容易被 人低 估。作为 连接能 源供给 端和 能源使用 端的基本环 节，能 源分配 系统 负责实现 包括水 电汽热 等各 类能源的 传输和 控制。在电力方 面，配 电系统 连接 电网、分 布式发 电设备 以及 用电设备，主要 包含的 关键 技术一般 有一次配电 系统、二次配 电（继电保护）系统、交直 流设 备、储能 和无功 功率补 偿系 统、综合 能源管控系 统以及 相关的 信息 系统。在 园区电 能占比 逐渐 提高的时 代，配 电系统 的稳 定性和韧 性决定着园 区用能 安全的 下限，是园区 生产生 活的基 础保 障。同时，由于 光伏和 风电 等主要清 洁能源供给 方式的 不稳定 特点，加上越 来越多 的交直 流混 合设备和 系统的 出现，配电 系统也担 负着稳定供 给和保 证电能 质量 的任务。除了电力 外，热 力和水 也是 园区能源 分配的 重要部 分。其中热力 部分主 要包含 常见 的 供暖、通风、空调 和生活 生产热 水的 分配管道 和相关 系统。对于 工业园区，通常 还配有 动力 能源中心，能源产生 后向各 个工艺 生产 场所、环 节输配。能源使用：能源使用 在产业 园区中 主要 包含了以 下几个 方面，主要基础 设施：如 厂房、办 公楼、仓 储、园 区公共 区域 的能耗（电、冷、热、水）；主要产业 生产环 节的能 耗，如生产线 的能耗（电、冷、热、水）；园区使用 人员交 通和其 他活 动 能耗，车辆等。（电、燃 油）11 第二节：园区能 源系 统 架构图：图 2 园区能源系统架构图 按照园区 能源供 给、分 配、使用各自 的特点，我们 设计 了如上图 所示的 园区能 源架 构图，在 能源供给角 度，通 过内/外部区 分囊括各 类可用 能源；在能 源分配上，通过 各种能 源载 体/媒介 分成配电、热力、冷热水 系统；在能源 使用上，根据 不同 使用场景/使用 者，分 为主要 技术设施、主要生产 环节及 其他。在下 一节，将根 据此 架构分 析园 区减碳的 挑战和 切入点。第 三节：园区减 碳的 切入点 与 挑战 综述 能源供给：能源 结构优 化-切入点：能源供 给的减 碳切 入点主要 在增加 内外部 能源 中低碳 能源 的比 例，如 增加 购入清洁能 源 的比 例和建 设园 区内分布 式清洁 能源 系 统，包括 分布 式光伏，生物 质能，地源热泵，冷热 电三联 供等。-挑战：主 要来自 于清洁 能源 的采购决 策和供 应链建 设 以 及低碳与 经济性 的平衡。清洁能源 采购决 策和供 应链 建设：熟 悉相关 法规政 策以 及市场操 作手段，可灵 活 合理地完成 采购决 策，并 建立 与之匹配 的供应 链系统，如 实时交易 体系和 相关交 易平台的接入 等。园区电能 质量保 障：大 量新 能源的接 入（主 要考虑 本地 建设的系 统）可 能导致 电能质量出现 问题，需要通 过建 立无功补 偿系统 和各类 储能/储热/蓄冷 系统 来增加 系统韧性和灵 活性。低碳与经 济性的 平衡：低碳 建设中采 购低碳 电力和 设备 以及搭建 和运营 相关系 统的成本需要 体现可 以接受 的经 济性。能源分配：综合 能源管 理、智能微网 管理系 统-切入点：从设计 到运营，充 分考虑园 区用能 特点、相关 政策法规、大宗 商品市 场动 态以及当地 自然禀 赋，打 造强 韧、灵活 的综合 能源 管理 体 系，提高 整体能 源供给 系统 的运营效 率，降低 碳排放。-挑战：园 区电能 质量保 障 和 综合能源 相关设 备、系 统以 及运营体 系的建 设能力 园区电能 质量保 障：大 量新 能源的接 入（主 要考虑 本地 建设的系 统）可 能导致 电能质量出现 问题，需要通 过建 立无功补 偿系统 和各类 储能/储热系统 来增加 系统韧 性和灵活性，为了 保障能 源安 全，对源-储-荷调 控实时 性 和可靠性 也有着 高要求。与此同时，由于 多 源供电 模式 导致 源荷 调配，故障处 理 等 复杂性呈 指数级 增长，园区能源供给 能源分配 能源使用 外部能源 内部能源 配电系统 热力系统 冷热水（媒）系 统 关键基础 设施 关键生产 环节 其他 12 能源微网 需要在 供电安全 性、故障处 理时效 性等方 面找 到 快速响 应，精 准调控 的解决方案，这意味 着要在 园区 微网上实 现多策 略 多场 景 柔 性调控 能 力。综合能源 体系的 建设：从设 计理念出 发利用 物联网，云 数据中台 等先进 技术，满足各类内外 部能源 供给的 接入 要求的前 提下，具备各 类系 统、设备 监视、调控、分析能力，同时 具备 能耗统 计、碳足迹、碳核查、碳资 产管 理等 能力，有机 结合 各 项能源“电-热-汽-水”的综合 能效，和园区 整体零、低 碳 目标。能源使用：节能 设备与 工艺 和管理优化-切入点：根据当 地 资源 禀赋 和技术经 济条件，增加 高能效 设备的 使用比 例；通 过优 化工艺和管 理流程 减少能 源消 耗，通过 能源梯 级利用 和余 热余压回 收利用，通过 使用 循环工艺实 现各类 能源和 材料 回收再利 用，从 而提高 能源 利用管理 水平，在提效 的同 时实现降碳。-挑战：节 能设备 性价比，工 艺和管理 优化的 周期 长、难 度高，以 及循环 利用系 统建设。节能设备 性价比：节能 设备 的选用上，需要 在满足 相关 法律法规 的同时，从整 个生命周期考 虑建设 和运营 成本。工艺和管 理优化 周期长、难 度高：对 于生产 制造型 园区，相关工 艺流程 的更新 需要考虑实际 技术发 展和经 济性，通常受 到技术，成本 和时 间 的制约。管理 体系的 优化需要长期 细致的 运营，在积 极借鉴外 部经验 的同时 充分 发挥内部 主动能 动性才 能有效果。能源循环 利用系 统建设：从 理念设计 开始，就需要 考虑 整体系统 循环利 用的可 能性和实操性，提升 低品位 能源 的利用率；在运 营阶段 也必 须有方法 论的指 导和日 常运维的落实。13 园区典型场景的 痛点 和节能降碳的切入点总结 场景化是 数字化 和低碳 化技 术应用的 核心，根据主 要用 能场景和 业务形 态的不 同，我们将园 区分为三类：工业 生产、商务 办公和文 化旅游，以及 运输/物流。在 综述的 基础上，我 们为三类 不同的园区 列举了 一些主 要的 节能痛点 以及切 入点。工业生产：-挑战：能耗高，新能源 接入杯 水车 薪或成本 过高 能耗需求 种类多 系统复 杂、低碳需求 高、解 决方案 不成 熟 技术成熟、流程 复杂，改造 优化难度 高 供应链长，碳排 放计算 和管 理复杂-切入点：能源供给：外购绿电（保证 大部分 电能 质量的稳 定）因地制宜 建设分 布式能源 系 统（屋顶 光伏等 相对 成 熟的 技术）建设能根 据政策/天气/市场/大宗商品 价格等 因素灵 活调 节阶段性 的能源 供给和 采购策略 能源分配：配 电设备 低碳化（使用 绿色 气体等方 式）建设兼具 柔性和 韧性的 数字 化 配电系 统，满 足分布 式设 备接入和 源荷 碳 足迹监控 的灵活需求 冷热及空 调风管 网及设 备保 温性能满 足相关 标准 能源使用：长期的 生 产工艺 与流程 优化，逐步实 现 精益 管理，降低 单位产能 能耗 主要用能 设备 的 自动化 和数 字化 升级，通过 物联网 和大 数据技术 辅助进 一步提 升整体生产效 率 主要工业 中间环 节的去 碳化，如煤改 电、氢能 替代 技术 商务办公 和文化 旅游：-挑战：此类园区 大部分 能耗来 自于 建筑，建 筑节能 需要平 衡舒 适度和低 碳 化 建成建筑 改造成 本高，难度 大-切入点：能源供给：此类园区 能源的 需求相 对稳 定，特征 典型，可根据 当地 自然和政 策条件，合理 选择购入清洁 能源 条件允许 可 自建 分布式 能源 系统，如 屋顶光伏（含 BIPV）和储能 等 考虑热电 联供或 冷热电 三联 供等具备 热电耦 合能力 的高 能效设备 能源分配：配电系统 应当充 分考虑 与智 能楼宇的 体系化 融合，拥有 与暖通（空调、热泵等）、冷热水（电热水）、电 梯（安全）和 照明系 统等主 动交 互能力，加强能源 分配的 数字化 建设（监控 基 本参数，能量 数据，流量数 据等），14 普及智能 阀门的 运用，重视 冷热水和 空调供 暖管道 负荷 相关建设 标准，提高整 体效率，解决 水力系 统不平 衡造 成的能源 损失 建设远程 运维能 力（参 数设 定，数据 查询，问题排 查），设备可 视化等 能源使用：被动优先，主动 优化：1.提高楼宇 被动节 能的能 力，采用先进 的设计 理念，更好 地利用自 然环境 中的冷/热以及光 照甚至 雨水，尽可 能地 减少 楼宇本 身的能 耗需 求 2.通过控制 手段主 动节能 降耗，将楼宇 中越来 越多的 设备 和系统，如照明、空调、暖通 等，纳 入精细 化管 理运营的 范围，将工位、会 议室、商 场等具 体空间的使用需 求，作 为能源 供给 和输配的 基础，精细化 的管 理让需求 更加准 确 更换节能 设备 和 设施，例如 更换 LED 灯，密封性 更好的 窗户，加 强外墙 保温，更新遮阳设 施 等 使用效率 更高的 能源设 备，使用数字 化控制 技术 优 化系 统运行逻 辑，如 变风量 系统、优化 系统连 接的 空 调风 机、用地源/水源/气源 热泵 代替传统 空调 运输/物 流园 区：-挑战：平衡运输 物流中 对效率 和成 本的要求 与园区 整体低 碳化 的需求（数据）-切入点：能源供给：根据具体 园区的 需求特 点和 建设成本，外购 绿电 考虑建设 冷热电 三联供 等综 合 能效 更 高的设 备 充分利用 屋顶等 场地条 件，建设屋顶 光伏 等 分布式 能源 设备 为 电驱或 氢能运 输车辆/设备 建立相关 储能设 备，提 高阶 梯能源利 用率 能源分配：配 电方面，对于 有大量 充电 桩存在 的 园区，建立相 应的 充电管理 系统稳定 园区 整体能耗，还 可尝试 V2G 等新 兴应用 对于仓储 大空间 大跨度 场所，优化暖 通空调 等管道 系统 传输效率 对仓储系 统进行 智能化 协作 改造升级，借助 例如立 体式 仓储和无 人仓储 等手段，减少照明等 能耗需 求，增 加空 间利用率，以降 低整体 园区 的碳排放。能源使用：增加电驱/氢能 车辆和 新型能 源设备 替 代化石 燃料运 输工 具 提高整体 园区的 自动化 和 智 能化 能力，比如 立体仓 储系 统，可以 将土地 和仓库 的空间利用率 大幅提 高，配 合相 应的智能 分拣系 统和机 器人，可以达 到少人 甚至无 人的仓储管理 体系。自动化程 度越高 的环境，对 环境舒适 度的 要 求越低，可 减少用于 照明和 暖通空 调 的能耗 多个园区 和上下 游园 区 间形 成 物流体系，通过 数据 的系 统打通，优化提 高 整个 物流流程的效 率，增 加单位 能耗 产出 15 总结：从 供应链 到精细 化 管理，园 区减碳 需要长 期 且全面的 建设计划 园区类型 工业生产 办公文旅 运输物流 挑战 能耗高 需求多 复杂度高 建筑能耗 为主，改造难 平衡低碳 与效率成本的影 响 切入点 采购绿电 光伏能源 交易 综合能源 数据治 理平台 数字化配 电 采购绿电 光伏 BIPV 冷热电三 联供 智能楼宇 技术 主被动节 能建筑 改造 采购绿电 光伏新能 源交通 综合能源 数据治理平台 智能仓储 表 3 各类园区零碳目标的主要挑战和切入点 园区的低 碳化建 设挑战 主要 集中在满 足相关 能耗需 求的 前提下，使用具 备可行 性和 性价比的 手段达成目 标。除 了分布 式新 能源的建 设、配 电和 冷 热暖 通设备的 自动化、智能 化以 及相互之 间的协同体 系建设、高能 效的 设备更换 外，建 立长期 的精 细化管理 和运营 能力也 是实 现能耗管 控的主要难 点。16 第三 章 解 决之道 解决方案 架构 图 3 西门子零碳园区解决方案架构图 上层软性 能力：智能 低碳/零碳 的理念、规 划与管理 运营 理念：要实现园 区智能 化和“双 碳”的目标，先进的 管理和 运营 理念是一 切的基 础。当 地政 府和相关 管理企业，应当积 极和领 域内 各类组织、企业 和专家 进行 合作，打 造科学、客观 和进 取的管理 理念。规划与设计：在园区的 智能 零 碳建设 过程 中，根据“双碳”政 策和市 场 相关因素，负责 园区建 设和 管理的相 关政府和企 业需要 其具体 业务 形态和当 前的基 本情况 来确 定目标，并分阶 段做出 符合 园区需求 的建设计划，避免“运动式”减 碳。短期 来看，园区应 当首 先 了解自 身当前 的排放 和建 设情况，明确排放的 基准线，理清 园区 排放的来 源和类 型。其 次应 当根据基 准线，制定合 理的 目标与路径，基于 自身禀 赋和市 场环 境，梳理 中长期 可落地 且对 业务和经 济发展 影响 较 小的 方案。在中长期 来看，应当保 持基 本目标和 路径的 一致，但根 据实际情 况不断 微调迭 代，在政策、战略、运营、技术 和组织 层面 层层推进。规划过程 中，可 以积极 与市 场中专业 的组织、机构 互动 和配合，汲取国 内外先 进经 验，取长 补短，力图 在可行 性、先 进性 以及经济 性层面 都能找 到 较 优的方案。-能源系统 规划：由于 能 源系 统 是园区 中实现 碳减排 的主 要环节，专门针 对能源 系统 的建设规划 可以避 免投入 的低 效和时间 的浪费。在规 划中 采用例如“数字孪 生”和数 字 模拟等技术手 段，可 以更准 确地 为 园区完 成电网 规划、分布 式设备 以 及相关 设备的 选型 以及建设规 模和投 资回报 的模 拟 等。管理和运营：节能降碳 是一个 系统性 工程，日常的 管理和 运营的 每个 细节都是 影响 综合 效果 的关 键。在管 理和运营流 程的优 化上，是一 个日积月 累精耕 细作的 工程，在对业 务理解 足够透 彻 的 基础上，结合先进理 念逐步 优化整 体管 理流程，减少不 必要的 动作 从而降低 碳排放。上层 软性能力 下层 硬件条件 规划与设 计 管理与运 营 能源供给 能源分配 能源使用 零碳能源、智能 配电 数智工具、智能 微网 低碳建筑，低碳 工艺 17 下层硬件 条件：基础 设施和系 统 建设 图 4 数字化综合能源管控平台 综合能源-能源管理：结合 科学的 能源 系统建设 规划，高效的 能源 管理也是 保障园 区健康 运营 的保障。通 过采用 先进的 管理 理念，结 合有效 的管理 工具，优化迭 代管理 流程，园区 的运营方才 可能逐 步完成 既定 的减碳目 标，早 日实现 智能 低碳的园 区建设 任务。-新能源/分布式 能源：新能源 和分布式 能源的 选用和 建设 也是综合 能源管 理中的 重要 组成部分。从成熟 的风光 等设 备和系统，到正 在高速 发展 的储能、电驱动 汽车，以及 氢能源等各 类新型 能，选 用适 当的设备 和技术 路线，可以 帮助园区 进一步 实现减 碳目标。-微电网 管 理平台：融合 了分 布式能源 和储能 的微电 网管 理方案，使得主 网供 电 和自 供电的方案 得到有效 优化，而 且降低能 源的使 用成本。同 时，微电 网的孤 岛运行 模式 也保证了用 电单位 的独立 性。在用能需 求多变 且新能 源占 比逐步扩 大的当 下，能 够提 高局部电网 灵活性、可靠 性和 新能源穿 透率的 微电网 技术 也是节能 降碳的 关键技 术。从被动接受 能耗指 令到主 动根 据大电网 和负荷 的情况 进行 区域调控，它可 以帮助 运营 方更好地统 筹和管 理区域 内的 能源系统，也能 更好地 对接 面向未来 的双向 电网理 念和 售电/碳交 易等金 融系统。诊断分析 能源计划 优化调度 拓扑建模 数字化综合能源管控平台 系统总览 预测维护 参数优化 模拟仿真 18 园区基础 设施 自 动化 和 智能 化能力-配电、热 力 与楼 宇设备 的低 碳与自动 化+智能 化：采用低碳 化 的设 备，如 使用 环保气体 的开关、高效 能的 风机和 利 用低品 位能源 的 热泵 系统等。提高智慧 化 能力 以提高 整体 效率，一般 有四个 级别，第 一个是控 制能力/基础 自动化能力，第二个 是数据 采集 和通信能 力，第 三是边 缘计 算能力，第四是 开放程 度和配合上层 系统的 能力以及 数 字化智能 响应能 力-园区综合 数字化 能力：综合 数字化能 力体现 在 多类 系统 间相互交 互和耦 合的能 力，例如电力和 热力的 耦合，安防 和消防等 子系统 之间的 联动，楼宇内 系统根 据人流 和空 间具体使用 情况的 自动调 节等 同时，碳 中和必 须 建立 在依 据 相关 标 准规范 精确核算 企业/园区 碳排放 的基础 之上，对各类碳排放 数据 须满足 可测 量、可报 告、可 核查的 原则。因此，搭建具 备完善 的数 据透明度和 颗粒度 的 能源（碳）管理系统，以 及在此 之上 的园区综 合数字 化 平台，将为园区实现 智能化 和低碳 化 提 供基础性 支撑。智能楼宇 和零碳 建筑-智能楼宇：智能楼宇 管理系 统能促 进建 筑内部的 互联互 通，提 升楼 宇能源和 设施的 使用效 率。管理系统作 为上层 平台，应当 拥有较高 的灵活 性和对 于不 同底层控 制设备 的兼容 性，从而集成其 他减碳 技术（被动 房、分布 式能源、电网 边缘 侧配电设 备等），打造 一体 化的绿色建 筑数字 化解决 方案。通过楼 宇能源 管理平 台对 能耗进行 监控及 能源分 项管理，进一 步挖掘 数据价 值，提升能效 优化潜 力。结 合 BIM、AI 等技术，实 现数据 驱 动的智慧运 维。-设计架构、理念：智能楼宇 能够适 应 并学 习 环 境和用户 需求的 变化，作为 园区的重 要组成，通过 一站 式楼宇自控 IoT 平台，以控 制 和管 理为 核心，智能调 节楼 宇内 配电，暖通，电梯，照 明，遮阳，安 保，消 费 等系 统，使 能源系 统高效 运行，并通过 IoT 技术优化办 公和商 业 空间，实现 舒适性 与安全，资 产与能源 效率，空间和 用户 效率三大 需求和 谐共赢 能源的使 用与 冷 热源 设 备：优化楼宇 机组运 行效率，按 需制冷供 热，有 效提升 楼宇 能效。同 时，通 过控制 供暖、通风、空调、照明 等系 统之间的 功能联 动和相 互作 用，对房 间的微 观环境 进行精准调控，确保 舒适的 同时，主动降 耗，减 少碳排。例 如：o 遮阳：通 过楼控 平台，控制 遮阳系统 随环境 光照变 化灵 活调节，有效降 低楼宇负荷，为 供能系 统减低 能耗 创 造前提 条件 o 照明：优 化照明 系统设 计，普及 LED 节能 照明和 智能灯 控系统，在人 流，物流及密度变 化时动 态调整 照明 数量和功 率 o 暖通：普及 热泵 系统，变频 水泵，智 能调节 阀的使 用，配合植入 机器学 习优化算法的智 能楼控 平台，使楼 宇能根据 历史数 据做出 负荷 预测和根据 实时 负荷变化快速调 整参数，让 系 统能 效始终保 持在 高 水平 状 态，尽可能地 减少耗 能，减少碳排放 19 人员/空 间管理：无论是智 能化还 是“双碳”，都要“以人 为本”，园区和 楼 宇作为人 进行生 产生活 的空间，服务 于人。通过智 能综 合楼控平 台，在 满足能 效的 前提下，综合安 防、监 控、出入门禁、消防、空间 优化 等各项需 求，根 据室内 人流 密度或者 基于历 史数据 的 负荷预测提 前或实 时调整 暖通 通风遮阳 系统，为人员 创造 安全舒适 的环境。通过 数字化的资产 和空间 管理，帮助 商业客户 实时跟 踪分析 楼宇 使用情况，优化 租赁 空 间、能源资源 配置，提高资 产和 空间利用 率，进 一步压 缩能 耗浪费，减少碳 排放-零碳建筑：在以上领 域做到 极致后，应 当满足 零 碳建筑 的标准，在 新建和改 造建筑 过程中 贯彻 低碳设计理 念，普 及低碳 建材 的使用，加强建 筑垃圾 的循 环回收再 利用，再加上 低碳 冷热水系统 的设计，分布 式能 源的引入，之后 再通过 补充 采购绿电 等方式，实现 零碳 建筑的目标。其他数字 化 工具 和能力：除了先进 的理念，实用 趁手 的工具也 是实现 流程优 化的 关键。例 如在碳 排放排 查中，必须要 有足够的原 始数据 采集和 计算 能力将整 个园区 的碳排 放以 可视化的 手段呈 现出来 作为 优化的决 策依据以及 各类改 进效果 的验 证。在数 据呈现 外，碳 排放 的降低还 需要各 类成熟 或在 发展中的 设备和系统 支持，例如前 文中 提到的各 类智能 配电、楼宇 和仓储设 施等。使用这 些工 具可以让 决策和实施 实现闭 环操作，从 而形成优 化改进 的基本 迭代 形态。总结：理念 指导 规划设 计，规划设 计指导 设施和 系 统建设，综合治 理能力 和 基础设施条件决定 了园区 零 碳建 设 的效果。在顶层规 划和设 计阶段 就对 园区的智 能化和 零碳化 建设 有明确的 建设目 标和实 施路 径，是实 现“双碳”目标 的必要 条件。与 此同时，园区持 续的管 理运 营能力 和 园区的 基础设 施 低 碳化和智 能化能力，则是“双 碳”目标 的 充分条件。20 第四章 案例 上海浦东 某民宿 主题 度假 园区-项目 背景：该项目 地 处上海 浦东，西门 子提供从 规划咨 询到核 心能 源管控平 台的一 体化解 决方 案。西门 子能源管控 平台融 合人工 智能 等技术，对光伏、风电、地 热、储能 以及综 合能源 供应 进行智能 管理，协调 供需、优化运 行，实现 高 效 益，是“能源流、信息流与 价值流“三流合 一”的乡镇能 源互联网典型 应用示 范。-园区改造 主要痛 点：随着 园区 从传统 农村向 现代 化民宿园 区改造，对综 合能 源 供给和 使用的 需求 也 大大 增加。传统市电扩容 方式 费 时费力：主 网容量有 限，出 线间隔 少，随着城区 负荷的 不断增 长，现有的出 线间隔远不 能达到 要求，由于 新的出线 无法接 出，只 能通 过不尽合 理的电 源点供 电，严重影响 着居民生活 和工业 生产用 电。故需要开 发一套 具有 低 碳示 范性，兼 顾 自主 性 和 智 能化 的 园区综合能源解决 方案。-方案设计 思路和 架构：开源：-在能源供 给侧，使用分 布式 可再生资 源，降 碳减排；-在能源消 费测：增加能 源使 用效率 节流：少 用能，硬件-建 筑 设计；软 件-控制 和调节 增效：提 供能源 使用的 效率，硬件-热 电联产+节能锅 炉+节能电机；软件-参数运 行 优化 多能互补 综合能 源概念 图 图 5 多能互补综合能源概念图 传统能源 供应 100%传统能源 供应 50%可再生能 源利用 15%低品位能 源利用 15%负荷参差 率 5%建筑节能 15%21-方案实施 过程：项目的整 个生命 周期分 为 3 个阶段：能源规划 设计阶 段：通过计算 机仿真 设计的 手段 为用户量 身打造 适合用 户的 低碳能源 设计方 案。能源实施 阶段：快速灵活 搭建多 能互补 的供 能系统，通过提 供模块 化的 能源供应 产品，采用模 块化 的设 计，将定 制化的 系统进 行标 准化的设 计，为 用户打 造灵 活可拓展 的供能 产品。能源投入 运行阶 段：在投入运 行阶段 实现源 网荷 储的互动 与协同，实现 多能 互补能源 网络优 化控制，并 动态 挖掘历史 运行数 据的价 值，通过提供 的数字 化的能 源管 控平台，采用人 工学习 技术 为用户 打造优化 运行的 管控平 台，可以降低 后期运 营管理 的复 杂性，实 现无人 值守，预测 性运维 管理。-解决方案：如下图所 示，项目 方案 可以 用：多能 互补 五能 合一 三网 互联 数字 化 几 个特征来概括。在能 源供给 上多能 互补、五能合 一，在 能源分 配和 使用上实 现三网 互联以 及数 字化。-项目价值：技术革新：采用 多能互 补的 技术，将 用户侧 供能系 统进 行模块化 设计，耦合微 热网、微电网和 互联网，形成 以产 能、供能、储能、用能、节 能 5 能合一的 综合能 源解决 方案 经济效益：冷热电耦 合使总 耗能量 预估 下降 10%，配电 容量节 约 31%社会效益：总碳排放 强度预 估降低 5055%，引领 该 项目 走 向清洁、绿色、低碳、生态且 可持 续发展的能源 结构 图 6 项目综合能源解决方案架构图 22 江苏 苏州 常熟高 新区 MOBO 协同创 新产业 园-项目背景：江苏 苏州 常熟高 新区 MOBO 协同创新 产业园 项目是 集 高端先进 装备制 造与电 子信 息商务于 一体的现代化 产业园，西门 子与 西兰花数 字科技（苏州）有 限公司共 同合作，致力 于打 造新一轮 智能制造与 信息商 务产业 集聚 的投资高 地。该 园区为 苏州 常熟高新 区第一 个老旧 工业