基于高耗能产业共生耦合的河南省工业园区低碳发展潜力研究

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温室气体引起的气候变化受到广泛关注,作为世界最大的温室气体排放国,中国政府提出将“碳中和”、“碳达峰”纳入经济社会发展全局,推动经济社会发展建立在绿色低碳发展基础之上。工业园区作为工业活动的主要载体,在促进经济增长的同时排放大量温室气体,是实现精准减排的关键落脚点。产业共生通过资源循环利用实现节能减排,可显著减少传统工业体系对环境的负面影响。钢铁、水泥、火电等高耗能行业是工业部门温室气体排放的主要来源,同时蕴含着巨大的共生机会。因此,通过高耗能行业产业共生实现工业园区节能减碳将对实现“碳达峰”、“碳中和”目标起到关键作用。本研究选取河南省18家国家级工业园区为研究对象,首先通过排放因子法建立一套多园区的二氧化碳(CO2)排放清单,分析园区排放特征。之后,从钢铁、水泥和火电三大高耗能行业入手,通过物质流分析法收集共生技术,应用生命周期评价法和节能供给曲线法对技术进行环境影响评价和成本效益评估,筛选出最佳可用技术。最后,定量评估三行业共生技术在河南省国家级工业园区推广带来的节能减排效益。主要结论如下:(1)河南省工业园区呈现产业结构偏重、能源消耗高、CO2排放量高的总体特征。2017年18家园区CO2排放总量达2325万吨,能源类型中煤炭消耗为主要排放源,行业类型中高耗能行业为主要排放源。基于园区特性,18家园区可分为“三高类”(单位产值碳排放高、高耗能行业产值占比高、能源消费结构中煤炭占比高)园区、“三低类”(单位产值碳排放低、高耗能行业产值占比低、能源消费结构中煤炭占比低)园区和“混合类”园区,在温室气体减排中,应重点关注“三高类”和“混合类”园区。(2)产业共生技术推广对工业园区典型高耗能行业环境影响削减及成本节约作用显著。共生技术的应用可对三行业的人类毒性潜力、一次能源需求、全球变暖潜力等环境影响类别起到显著削减作用。其中,钢铁行业炼铁、焦化和炼钢工序,水泥行业熟料煅烧工序及火电行业锅炉燃烧工序对环境影响减少贡献最大。最终,基于技术评估,筛选出三大高耗能行业最佳可用技术26项。(3)在河南省国家级工业园区积极推广三大高耗能行业产业共生最佳可用技术将取得显著节能减排效益。结果表明,在河南省国家级工业园区推广产业共生最佳可用技术可节约49.7万吨标准煤能源,减排250.5万吨CO2,节能和减排效率可分别达7%和13%。对于园区钢铁企业,焦化和炼铁工序是应用共生技术的关键工序。同时,本研究也识别出了应予以优先推广的三行业产业共生技术。本研究从高耗能产业共生耦合视角为河南省工业园区的低碳可持续发展提供了重要理论支撑,根据研究结果提出了加强共生技术开发利用、帮扶技术突破发展瓶颈、加快关键工序及技术开发推广、培育共生产业等产业共生推广建议,为河南省政府部门制定工业园区节能减排和循环化改造政策提供科学依据,从而有效促进河南省工业园区低碳循环转型升级,助力“双碳”目标实现。
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