beat3652月26日電 （通訊員 郭揚） 2月20日，beat365陳呂軍、田金平團隊在《自然·通訊》（Nature Communications）在線發表題為《基于能源基礎設施的中國工業園區碳減排》（Managing energy infrastructure to decarbonize industrial parks in China）的研究論文。研究首次構建了中國工業園區的能源基礎設施數據庫，并開發了綜合評價模型以量化園區能源基礎設施的溫室氣體減排潛力、減排成本和協同環境效益，為我國工業園區低碳發展提供了清晰有力的決策依據。

應對氣候變化是當今人類社會面臨的共同挑戰，中國政府承諾在2030年左右二氧化碳排放達峰。工業是應對氣候變化的重點領域，中國有2543家國家級和省級園區，貢獻了50%以上的工業産出，是國家重要的生産空間。《工業綠色發展規劃（2016-2020年）》提出為控制溫室氣體排放，部分園區應率先達到碳排放峰值。園區綠色低碳循環發展已成為國家打好污染防治攻堅戰、建設生态文明的迫切需求。研究園區溫室氣體（GHG）排放特征與控制，具有重要科學價值和現實意義。

中國工業園區數量多、種類廣、發展各異，園區GHG排放特征與控制方法一直未有系統、充分地揭示。本研究建立了中國工業園區能源基礎設施的大樣本、高分辨地理信息數據庫，涵蓋了中國1604家省級及以上園區的能源基礎設施（截至2014年），在役機組共計4542個，總容量為515 GW，占同年全國發電裝機容量的38%。研究分析了園區能源基礎設施的技術特征、能源效率、溫室氣體排放（圖1）等，發現能源基礎設施存量中燃煤機組占總容量的87%，單機30MW及以下小機組占總數量的59%，能源基礎設施溫室氣體排放占園區排放量的75%左右。能源基礎設施提高能效、減少溫室氣體排放對于園區低碳發展意義重大。

研究提出了園區能源基礎設施溫室氣體減排5種針對性技術途徑：燃煤鍋爐改造為燃氣鍋爐(M1)；垃圾焚燒爐替代燃煤鍋爐(M2)；抽凝/純凝汽輪機升級為背壓汽輪機(M3)；大容量燃煤機組替代小容量燃煤機組(M4)；天然氣聯合循環機組替代小容量燃煤機組(M5)。

圖1  園區能源基礎設施溫室氣體排放

進一步地，本研究構建了能源基礎設施溫室氣體減排“年份-存量”綜合評價模型，建立了在役設施與減排技術途徑的優選匹配方法，揭示了不同減排技術情景及能效提升目标下，園區能源基礎設施的溫室氣體減排潛力、減排成本和協同環境效益。2014年，1604家中國省級及以上園區能源基礎設施的溫室氣體排放、淡水消耗、二氧化硫排放和氮氧化物排放分别占同年全國總量的18%、5%、12%和15%。基準情景下，園區能源基礎設施存量在其剩餘服役時間（平均跨度為2015~2032年）的累積溫室氣體排放為462億噸CO2當量，相當于政府間氣候變化專門委員會《全球升溫1.5℃特别報告》中全球碳預算的11%。綜合情景下将M1-M5進行組合實施，相比基準情景可實現溫室氣體減排8~16%，并可協同節水、減排二氧化硫和氮氧化物34~39%、24%~31%和10%~14%；同時，減排具有一定經濟效益，綜合情景下單位減排成本為-519元/噸CO2當量（2015年可比價）。

圖2  各減排技術作用情景下的環境效益

beat3652019屆博士畢業生郭揚為論文第一作者，田金平副研究員和陳呂軍教授為論文共同通訊作者。研究團隊長期緻力于中國工業園區的綠色低碳循環發展研究，在園區物質能量代謝調控、資源環境效率提升、可持續水資源管理、綠色發展系統優化等方面開展了長期深入的研究和實踐，為生态環境部、商務部、科技部、工信部等推進園區生态化、綠色發展提供了有力的技術支撐。本研究得到了國家自然科學基金項目支持。

論文鍊接：https://www.nature.com/articles/s41467-020-14805-z