工業(yè)園區(qū)溫室氣體核算方法研究

嚴(yán)坤，呂一錚，郭揚(yáng)，田金平, ，陳呂軍,

（1.清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院，北京 100084；2.清華大學(xué)生態(tài)文明研究中心，北京 100084）

引言

氣候變化是當(dāng)今人類社會面臨的重大共同挑戰(zhàn)，導(dǎo)致其發(fā)生的最主要因素是人類活動導(dǎo)致的短期內(nèi)溫室氣體的大量排放[1]。中國政府高度重視氣候變化問題，積極承擔(dān)溫室氣體減排責(zé)任。2020 年9 月，習(xí)近平主席在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論上宣布，中國二氧化碳排放力爭于2030 年前達(dá)到峰值，努力爭取2060 年前實(shí)現(xiàn)碳中和[2]。如期實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)已成為我國重大國家戰(zhàn)略。

2018 年，中國工業(yè)能源消費(fèi)占全國消費(fèi)總量的66%[3]，同年全國溫室氣體排放總量中88%來自能源，10%來自工業(yè)過程[4]，據(jù)此判斷工業(yè)部門碳排放約占全國排放總量的68%。在我國工業(yè)部門中，工業(yè)園區(qū)經(jīng)過四十多年發(fā)展[5]，已成為我國工業(yè)發(fā)展過程中最主要也最普及的發(fā)展空間，集聚了大量的工業(yè)生產(chǎn)活動，是吸引投資、制造強(qiáng)國、發(fā)展經(jīng)濟(jì)最具活力的載體[6-9]，截至2018 年，我國國家級和省級園區(qū)總數(shù)分別為552 和1991[10]，貢獻(xiàn)了全國過半的工業(yè)產(chǎn)值[11]。與顯著的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出相伴而來的是大量的溫室氣體排放，郭揚(yáng)等以2015 年213 家國家級經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)（以下簡稱“經(jīng)開區(qū)”）的單位工業(yè)增加值碳排放為參考，對全國工業(yè)園區(qū)碳排放強(qiáng)度做同質(zhì)化假設(shè)，估算出2015 年我國工業(yè)園區(qū)碳排放總量為28.2 億t，約占當(dāng)年全國排放總量的31%[12]。工業(yè)園區(qū)是我國碳排放的重要來源與實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和的重要戰(zhàn)場[13]。

溫室氣體排放核算是掌握排放特征、制定減排政策、評價降碳效果的重要基礎(chǔ)，目前在國家[14,15]、城市[16,17]、企業(yè)[18,19]、行業(yè)[20-23]等層面已有大量研究，并形成了一些核算標(biāo)準(zhǔn)或指南[14,15,18,19,24-27]。在工業(yè)園區(qū)層面，溫室氣體核算已有一些研究，但尚未形成規(guī)范、統(tǒng)一的核算標(biāo)準(zhǔn)。此外，由于在國家統(tǒng)計體系中工業(yè)園區(qū)并非專門的統(tǒng)計單元，各園區(qū)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計范圍、口徑及可得性存在差異。這些因素導(dǎo)致不同研究中采用的核算邊界、范圍與方法等存在較大差異，制約了核算結(jié)果的可比性，難以支撐面向大量園區(qū)制定定量化碳減排路線圖的決策需要。為此，本研究結(jié)合工業(yè)園區(qū)特征，分析工業(yè)園區(qū)溫室氣體排放核算已有研究成就，在此基礎(chǔ)上提出工業(yè)園區(qū)溫室氣體排放核算清單建議，并輔以大樣本案例進(jìn)行研究，以期為推動工業(yè)園區(qū)做好溫室氣體排放核算、支撐碳達(dá)峰碳中和行動奠定基礎(chǔ)。

1 研究基礎(chǔ)

1.1 工業(yè)園區(qū)組成結(jié)構(gòu)與發(fā)展特征

工業(yè)園區(qū)的組成結(jié)構(gòu)可概化為圖1。從邊界范圍來看，明確的邊界是開展溫室氣體核算的重要前提。盡管國家發(fā)布的園區(qū)名錄明確了工業(yè)園區(qū)的面積和四至范圍[28,29]，但此部分通常指實(shí)踐中所稱的核心區(qū)部分，而在實(shí)際發(fā)展過程中，常常會面臨園區(qū)核心區(qū)土地?zé)o法滿足繼續(xù)發(fā)展要求的問題，因而出現(xiàn)了眾多的擴(kuò)展區(qū)域，“一園多區(qū)”現(xiàn)象普遍，園區(qū)實(shí)際管轄的范圍名稱多樣且變化較快，有核心區(qū)、拓展區(qū)、委托代管區(qū)、“飛地”等多種提法，園區(qū)實(shí)際面積及邊界界定往往語焉不詳。理清園區(qū)真實(shí)面積既是園區(qū)精細(xì)化管理中的一個難題，也是園區(qū)核算溫室氣體以及制定碳達(dá)峰碳中和路線圖需首要解決的問題。此外，由于園區(qū)通常有一定的優(yōu)惠政策，部分實(shí)際經(jīng)營活動在園區(qū)外的企業(yè)也選擇在園區(qū)內(nèi)注冊，企業(yè)注冊地與實(shí)際經(jīng)營地分離現(xiàn)象較多。這些都為園區(qū)碳排放核算與管理帶來了巨大的挑戰(zhàn)。

在園區(qū)內(nèi)部，利益相關(guān)方（或稱活動主體）主要包括政府部門、基礎(chǔ)設(shè)施、制造業(yè)和服務(wù)業(yè)。其中，基礎(chǔ)設(shè)施和制造業(yè)是多數(shù)園區(qū)的主體部分，也是目前園區(qū)碳排放關(guān)注的重點(diǎn)。隨著產(chǎn)城融合發(fā)展的持續(xù)深化[30]，許多園區(qū)的服務(wù)業(yè)迅速發(fā)展，特別是在一些東部地區(qū)或地處省會（自治區(qū)首府）城市的園區(qū)中，第三產(chǎn)業(yè)已占較大比重，相應(yīng)的碳排放不容忽視。在園區(qū)企業(yè)間存在復(fù)雜的物質(zhì)能量流動網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)其來源與去向是否在園區(qū)內(nèi)，可將其劃分為5 種基本模式（如圖1 右下部分所示），其中也存在企業(yè)間的上下游供應(yīng)鏈、工業(yè)行業(yè)細(xì)分門類相同企業(yè)組成的產(chǎn)業(yè)集群，以及為減少廢棄物而在部分企業(yè)間形成的循環(huán)利用產(chǎn)業(yè)共生等[31]，多種模式組合構(gòu)成了園區(qū)的物質(zhì)能量交換模型，進(jìn)一步增加了園區(qū)碳排放核算的復(fù)雜性。

圖1 工業(yè)園區(qū)組成結(jié)構(gòu)

結(jié)合上述園區(qū)組成結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)，我國工業(yè)園區(qū)在發(fā)展過程中形成的典型特征及其對溫室氣體排放核算的影響主要表現(xiàn)在以下方面：

（1）工業(yè)園區(qū)數(shù)量多、種類廣、差異大，既有工業(yè)增加值超過2000 億元的特大型園區(qū)，也有產(chǎn)值不足百億元的小微園區(qū)，各園區(qū)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與碳排放結(jié)構(gòu)存在顯著差異。

（2）較多園區(qū)由多個在地理上或相連或互不相連的區(qū)塊組成，不同區(qū)塊間的管理及責(zé)任歸屬較為復(fù)雜，園區(qū)實(shí)際邊界范圍缺乏統(tǒng)一界定，同時企業(yè)注冊地與實(shí)際經(jīng)營地分離現(xiàn)象普遍，生產(chǎn)經(jīng)營活動統(tǒng)計口徑復(fù)雜多樣。

（3）園區(qū)兼具生產(chǎn)端與消費(fèi)端的特點(diǎn)，企業(yè)購入原材料，輸出產(chǎn)品和服務(wù)，園區(qū)內(nèi)外基礎(chǔ)設(shè)施共同為周邊地區(qū)提供基礎(chǔ)保障，導(dǎo)致園區(qū)邊界物質(zhì)能量通量巨大、組成復(fù)雜。

（4）園區(qū)企業(yè)間存在局部的上下游供應(yīng)鏈關(guān)系，部分企業(yè)為降低成本也會形成產(chǎn)業(yè)集群、產(chǎn)業(yè)共生等關(guān)系，園區(qū)內(nèi)物質(zhì)能量流動網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜。

（5）園區(qū)企業(yè)隨市場變化產(chǎn)品更新迭代較快，園區(qū)發(fā)展易出現(xiàn)跳躍性，一個大型項目的建設(shè)或退出就可能會對園區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、資源環(huán)境影響、碳排放量等帶來突躍變化。

（6）園區(qū)發(fā)展呈現(xiàn)明顯的產(chǎn)城融合發(fā)展趨勢，第三產(chǎn)業(yè)逐漸增加，特別是進(jìn)行大型綜合類園區(qū)碳排放核算需對第三產(chǎn)業(yè)予以關(guān)注。

這些特征的存在使得工業(yè)園區(qū)溫室氣體排放具有自身的獨(dú)特性，不能簡單套用國家、城市、企業(yè)等層面的核算方法進(jìn)行計算，需結(jié)合工業(yè)園區(qū)的組成結(jié)構(gòu)與發(fā)展特征，面向園區(qū)實(shí)際需求，在已有研究成果的基礎(chǔ)上探討制定出能有效指導(dǎo)園區(qū)繪制減碳路線圖的核算方法。

1.2 工業(yè)園區(qū)溫室氣體排放來源

圖2 和圖3 分別描述了工業(yè)園區(qū)能量流動和碳流動的通用模型。園區(qū)內(nèi)各主體在創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出的同時都會產(chǎn)生碳排放：熱電廠的碳排放來自其燃燒的化石能源；制造業(yè)企業(yè)產(chǎn)生的碳排放來自其消費(fèi)的能源及工業(yè)生產(chǎn)過程；服務(wù)業(yè)企業(yè)的碳排放來自其消費(fèi)的能源；垃圾處理廠的碳排放主要來自固體廢物處理過程，包括垃圾焚燒、填埋等；污水處理廠的排放則主要來自污水處理過程。同時，園區(qū)外為園內(nèi)提供服務(wù)的單位也會產(chǎn)生碳排放，如園區(qū)外的熱電廠、垃圾處理廠、污水處理廠以及原材料、產(chǎn)品、設(shè)備的生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)龋@部分碳排放與園區(qū)內(nèi)企業(yè)有關(guān)，但并非其直接產(chǎn)生，屬于間接碳排放。結(jié)合聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）發(fā)布的國家溫室氣體清單指南[14]，可將工業(yè)園區(qū)的主要碳排放源劃分為能源消費(fèi)、工業(yè)過程與產(chǎn)品使用（IPPU）和廢棄物處理處置三個主要類別。

圖2 工業(yè)園區(qū)能量流動結(jié)構(gòu)模型示意

圖3 工業(yè)園區(qū)碳流動結(jié)構(gòu)模型示意

1.3 工業(yè)園區(qū)溫室氣體核算研究進(jìn)展

目前針對工業(yè)園區(qū)層面的溫室氣體核算研究仍處于探索階段，國內(nèi)外尚未形成專門的核算指南，現(xiàn)有研究大多借鑒已有的針對其他層面的核算方法，其中廣泛參考使用的主要有兩套體系。一是由IPCC 發(fā)布的國家溫室氣體清單指南體系[14,15,32]，其首發(fā)于1995年，是全球首個溫室氣體清單編制指南，工業(yè)園區(qū)碳排放核算中對排放源的劃分及具體計算公式大多來源于此。二是由世界資源研究所（WRI）和世界可持續(xù)發(fā)展工商理事會（WBCSD）共同編制的溫室氣體核算體系，其中將企業(yè)/組織的溫室氣體排放劃分為范圍1～范圍3[18,19,33]，有效避免了同一碳排放在不同主體間的重復(fù)計算，因而在行業(yè)[34]、園區(qū)[35-37]、城市[17]和國家[38]等不同尺度得到廣泛應(yīng)用。在工業(yè)園區(qū)層面，范圍1～范圍3 被定義為：范圍1，指園區(qū)實(shí)際管轄邊界內(nèi)的所有直接碳排放；范圍2，指園區(qū)從外部購入的電力和熱力等在上游生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的間接碳排放；范圍3，指園區(qū)除范圍2 之外的其他所有間接排放。

現(xiàn)有研究及實(shí)際應(yīng)用的溫室氣體核算方法主要包括兩類：排放清單法和投入產(chǎn)出法。排放清單法指首先構(gòu)建包含各主要溫室氣體排放活動的清單，再依照清單進(jìn)行溫室氣體排放的核算分析的方法，其基本計算原理為：碳排放=活動水平×排放因子。排放清單法具有操作簡單、易標(biāo)準(zhǔn)化、便于推廣等優(yōu)點(diǎn)，是目前應(yīng)用最廣、相關(guān)研究最多的方法，在國家和地區(qū)[14,15]、行業(yè)[24-27]、園區(qū)[11,39-41]、企業(yè)[18,19,33]等層面均有廣泛應(yīng)用。投入產(chǎn)出法指通過投入產(chǎn)出表刻畫各部門間原料輸入與產(chǎn)品輸出關(guān)系，結(jié)合碳排放矩陣和生命周期評價方法對碳排放進(jìn)行計算[42,43]。投入產(chǎn)出法通常不存在數(shù)據(jù)的取舍，具備較好的完整性，但由于投入產(chǎn)出表的編制工作通常僅在較大尺度開展，因此相關(guān)研究多集中于行業(yè)[21,44]、區(qū)域[45,46]、國家[42,47,48]和全球等較大尺度[49]，在工業(yè)園區(qū)僅有少量應(yīng)用[50,51]。

在排放清單法的應(yīng)用上，Liu 等基于IPCC2006 核算了蘇州工業(yè)園區(qū)2005 年至2010 年燃料燃燒和電力、熱力消費(fèi)引發(fā)的碳排放[52]；在此基礎(chǔ)上，Wang 等借助此前構(gòu)建的應(yīng)用于城市層面的核算方法[53]，進(jìn)一步完善蘇州工業(yè)園區(qū)碳排放核算框架，增加了廢棄物處理和農(nóng)業(yè)部門的能源消費(fèi)[54]。上述研究均僅考慮了范圍1 和范圍2，為更完整地核算工業(yè)園區(qū)碳排放，Liu等基于IPCC 和WRI 的核算方法體系，以北京經(jīng)開區(qū)為對象，涵蓋范圍擴(kuò)展至能源消費(fèi)、工業(yè)過程和產(chǎn)品使用以及廢棄物處理，其中園區(qū)外處理的廢棄物導(dǎo)致的排放屬于范圍3[55]；齊靜和陳彬結(jié)合生命周期評價，將產(chǎn)業(yè)園區(qū)劃分為建設(shè)期、運(yùn)行管理期和拆除處置期三個階段，構(gòu)建了包含能源消耗、工業(yè)生產(chǎn)、物質(zhì)材料消耗、儀器設(shè)備投入、廢棄物處理處置和景觀綠化在內(nèi)的較為全面的排放清單[39]，然而，受限于薄弱的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，該清單難以在各級園區(qū)廣泛應(yīng)用。為增強(qiáng)可行性，研究者開始“簡化”核算方法，例如，呂斌等將IPCC2006 與《省級溫室氣體清單編制指南》結(jié)合，制定的排放清單涵蓋園區(qū)碳排放的主體部分，即能源消費(fèi)引發(fā)的碳排放[28]；Guo 等從生命周期視角出發(fā)，將園區(qū)消費(fèi)的能源在生產(chǎn)運(yùn)輸過程中帶來的范圍3 碳排放納入核算體系，在增加核算結(jié)果完整性的同時保留了較高的可行性[11]。

總體而言，現(xiàn)有工業(yè)園區(qū)碳排放核算研究尚未實(shí)現(xiàn)核算結(jié)果的完整性與核算方法的簡便性和可行性之間的平衡，工業(yè)園區(qū)數(shù)據(jù)統(tǒng)計基礎(chǔ)與碳排放核算數(shù)據(jù)要求并不匹配，致使近年來相關(guān)研究的核算范圍有增有減起伏不定。為此，本研究結(jié)合實(shí)踐過程中調(diào)研得到的園區(qū)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，提出適應(yīng)園區(qū)當(dāng)前發(fā)展階段的、具備實(shí)際指導(dǎo)作用的溫室氣體核算方法。

2 核算方法

2.1 核算邊界

核算邊界包括園區(qū)的地理邊界和數(shù)據(jù)統(tǒng)計邊界。因工業(yè)園區(qū)大多具有明確的行政區(qū)劃，現(xiàn)有研究較少討論地理邊界。然而，實(shí)踐發(fā)現(xiàn)大量園區(qū)實(shí)際管轄面積已與公告目錄存在較大差異，需對園區(qū)邊界進(jìn)行明確界定，以確保溫室氣體核算結(jié)果的準(zhǔn)確性與完整性。對于數(shù)據(jù)統(tǒng)計邊界，不同部門日常管理可能會采用不同的核算邊界，具有不同的統(tǒng)計口徑。例如園區(qū)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計通常涵蓋園區(qū)內(nèi)注冊的所有“四上”企業(yè)，包含區(qū)內(nèi)注冊區(qū)外經(jīng)營部分，而環(huán)保數(shù)據(jù)則通常為屬地原則，僅統(tǒng)計園區(qū)內(nèi)經(jīng)營企業(yè)，兩者存在顯著差異。因此，在開展工業(yè)園區(qū)溫室氣體排放核算工作時，應(yīng)對園區(qū)實(shí)際管轄范圍、數(shù)據(jù)統(tǒng)計邊界、溫室氣體核算邊界等進(jìn)行明確與統(tǒng)一，使核算結(jié)果對園區(qū)減碳工作更具現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。

2.2 核算內(nèi)容

在核算范圍方面，部分研究結(jié)果如表1 所示。范圍1 和2 是多數(shù)工業(yè)園區(qū)碳排放的主要來源，且其計算相對清晰明確，核算時必須考慮。范圍3 在不同園區(qū)涵蓋內(nèi)容存在顯著差異，核算時宜根據(jù)園區(qū)情況“一園一策”處理，涉及大量園區(qū)時可選取具備代表性與共同性的部分進(jìn)行計算，如固體廢物委外處理、能源和大宗原料生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)取?/p>

表1 部分工業(yè)園區(qū)范圍1～范圍3溫室氣體排放情況

對于核算氣體種類，《京都議定書》及《多哈修正案》規(guī)定了7 種主要的溫室氣體，包括CO2、CH4、N2O、HFCs、PFCs、SF6和NF3[56,57]，我國生態(tài)環(huán)境部發(fā)布的《碳排放權(quán)交易管理辦法（試行）》也明確將溫室氣體定義為這7 種氣體[58]。在工業(yè)園區(qū)碳排放的三類主要來源中，能源部門是碳排放的最主要組成部分，涉及的溫室氣體主要是CO2、CH4和N2O；IPPU 部門涵蓋園區(qū)企業(yè)各種生產(chǎn)過程，涉及的溫室氣體組成復(fù)雜且不同園區(qū)間差異顯著，同時此部門也需充分考慮非CO2溫室氣體；廢棄物處理產(chǎn)生的碳排放主要為CO2、CH4和N2O，其中垃圾填埋和廢水處理產(chǎn)生的CO2屬生物成因，對大氣的影響是中性的，因此不用核算?？傮w而言，各園區(qū)均普遍產(chǎn)生的溫室氣體主要是CO2、CH4和N2O，這也是溫室效應(yīng)貢獻(xiàn)最多的三種氣體[59]，當(dāng)前階段可以這三種氣體為減碳的主要抓手。但考慮到核算結(jié)果的完整性及碳排放交易市場的發(fā)展需求，工業(yè)園區(qū)，特別是存在諸如硝酸生產(chǎn)、電解鋁、半導(dǎo)體制造等大量產(chǎn)生非CO2溫室氣體行業(yè)的園區(qū)，還應(yīng)將IPPU 過程產(chǎn)生的各種非CO2溫室氣體均納入園區(qū)碳排放核算體系進(jìn)行計算分析。

2.3 計算方法

2.3.1 能源消費(fèi)

能源部分的碳排放可分為燃料碳排放和電力、熱力碳排放。在燃料碳排放中，部分能源消費(fèi)用于加工轉(zhuǎn)換為其他能源而非直接燃燒，其間產(chǎn)生的排放屬于IPPU，此處應(yīng)進(jìn)行扣除。此外，生物燃料產(chǎn)生的生物源CO2是自然界碳循環(huán)的一部分，因而無需計算。燃料碳排放的計算公式為：

其中，CEi為該燃料的碳排放量；Coni為其消費(fèi)總量；Inputi為其投入到加工轉(zhuǎn)換的部分；EFi為對應(yīng)的排放因子。

電力與熱力的碳排放來源于生產(chǎn)過程而非消費(fèi)過程，其間接碳排放實(shí)質(zhì)上是對發(fā)電與供熱方生產(chǎn)過程產(chǎn)生的碳排放進(jìn)行責(zé)任分配，由電力與熱力的消費(fèi)方承擔(dān)排放責(zé)任，園區(qū)熱力與電力部分的碳排放應(yīng)使用凈消費(fèi)量進(jìn)行計算，即：

需注意電力和熱力的排放因子應(yīng)選用所在地區(qū)或全國的平均值，主要原因為：①多數(shù)企業(yè)用電來源于區(qū)域電網(wǎng)，使用區(qū)域排放因子更加準(zhǔn)確；②使用平均值可實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)電力與熱力生產(chǎn)者之間碳排放的重新分配，實(shí)際排放因子低于區(qū)域平均水平的企業(yè)抵消的碳排放大于自身實(shí)際排放，多抵消的部分由實(shí)際排放因子高于平均水平的企業(yè)承擔(dān)，這部分差值可通過碳排放交易轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)效益，進(jìn)而促使企業(yè)使用更低碳的技術(shù)生產(chǎn)電力和熱力。

2.3.2 工業(yè)過程和產(chǎn)品使用

由于不同企業(yè)的行業(yè)類別、生產(chǎn)工藝等存在較大差異，對應(yīng)的IPPU 部分排放清單也多種多樣，實(shí)際操作時園區(qū)應(yīng)根據(jù)自身產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)制定專屬清單。此處不再對各行業(yè)IPPU 碳排放的核算方法進(jìn)行詳細(xì)說明，僅提供構(gòu)建此部分清單時的工作思路。一是僅針對園區(qū)內(nèi)存在的重點(diǎn)行業(yè)及重點(diǎn)企業(yè)，使用對應(yīng)行業(yè)的碳排放核算標(biāo)準(zhǔn)中的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和碳排放計算；二是結(jié)合企業(yè)層面的碳排放核算成果，對各企業(yè)核算的此部分的碳排放進(jìn)行匯總，得到的結(jié)果同樣具備較高的準(zhǔn)確性與可靠性。

2.3.3 廢棄物處理處置

廢棄物處理處置部分的碳排放包括固體廢物（以下簡稱“固廢”）和廢水兩部分。對于固廢部分，垃圾填埋產(chǎn)生的碳排放為多年間持續(xù)釋放，應(yīng)采用IPCC提供的一階衰減方法計算[15]，其余處理方式的碳排放可按下式計算：

其中，CEi為碳排放量；ADi為第i種方式處理處置的固廢量；EFi為其排放因子。

廢水處理的碳排放主要包含生物源CO2、CH4和N2O，其中生物源CO2無須計算，CH4和N2O 的排放量可分別由以下公式計算：

其中，TOW 為可降解有機(jī)物總量；S為以污泥形式沉降的可降解有機(jī)物量；EFCH4為排放因子；RCH4為回收利用的CH4量；TN 為污水總氮含量；EFN2Owater為排放因子。

2.4 結(jié)果指標(biāo)

工業(yè)園區(qū)溫室氣體核算結(jié)果及后續(xù)“雙碳”工作需控制的指標(biāo)包括總量指標(biāo)與強(qiáng)度指標(biāo)（單位GDP或單位工業(yè)增加值的碳排放等）。在工業(yè)園區(qū)層面，目前我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，企業(yè)入園率逐步提升，園區(qū)碳排放量在一定時期內(nèi)仍可能呈上升態(tài)勢，相較于碳排放總量指標(biāo)，碳排放強(qiáng)度能更好地反映園區(qū)的低碳發(fā)展水平，更符合企業(yè)、園區(qū)和工業(yè)部門的發(fā)展訴求，“十四五”規(guī)劃中也明確指出了減碳應(yīng)以強(qiáng)度控制為主，總量控制為輔[60]。因此，在園區(qū)溫室氣體排放核算過程中，碳排放總量與碳排放強(qiáng)度均需計算分析，且現(xiàn)階段仍應(yīng)以碳排放強(qiáng)度作為主要的評價與約束指標(biāo)。

3 實(shí)證研究

3.1 研究案例

自1984 年設(shè)立以來，國家級經(jīng)開區(qū)經(jīng)過三十余年的發(fā)展，已成為中國工業(yè)化、城鎮(zhèn)化、現(xiàn)代化的重要載體。截至2021 年，我國共有217 家國家級經(jīng)開區(qū)，分布于全國31 個省級行政區(qū)，2020 年共實(shí)現(xiàn)地區(qū)生產(chǎn)總值11.6 萬億元，占同期全國GDP 的11.5%[61]，其空間分布與經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有典型性和代表性，其低碳工作對廣大園區(qū)具備示范引領(lǐng)作用。此外，國家級經(jīng)開區(qū)管理體制建設(shè)相對完善，數(shù)據(jù)可得性與準(zhǔn)確性較好。因此，本文選擇203 家國家級經(jīng)開區(qū)為對象展開案例研究，核算并分析其碳排放特征。為保證核算結(jié)果的一致性與可比性，同時考慮到數(shù)據(jù)的可得性與研究的可行性，核算內(nèi)容為能源（包括生產(chǎn)運(yùn)輸、消費(fèi)與加工轉(zhuǎn)換）和廢棄物處理處置（包括生活垃圾與工業(yè)固廢焚燒）產(chǎn)生的CO2、CH4和N2O，其中CH4和N2O 按100 年增溫潛勢轉(zhuǎn)換為二氧化碳當(dāng)量[62]。

活動水平數(shù)據(jù)通過園區(qū)實(shí)地調(diào)研、發(fā)放調(diào)查表以及從商務(wù)部獲取數(shù)據(jù)支持等途徑進(jìn)行收集，涵蓋2015—2017 年各園區(qū)規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)。排放因子來源于WRI 發(fā)布的《GHG Protocol Tool for Energy Consumption in China (V2.1)》[33]中給出的參考值以及中國生命周期基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫是面向中國實(shí)際生產(chǎn)過程的本土化數(shù)據(jù)，可準(zhǔn)確反映我國園區(qū)的排放情況[63,64]。

3.2 結(jié)果與討論

2015—2017 年，203 家國家級經(jīng)開區(qū)溫室氣體排放總量分別為11.95 億、12.09 億和13.08 億t CO2e，占同期全國總排放的9.43%、9.57%和10.10%[65]。三種氣體貢獻(xiàn)占比如圖4 所示，其中，CO2排放量最大，三年內(nèi)貢獻(xiàn)占比均在90%以上，其次是CH4，貢獻(xiàn)占比約7%，N2O 的排放量最少。具體到園區(qū)個體，2017 年僅3 家園區(qū)溫室氣體中CO2占比不足90%，但也分別達(dá)到了73.28%、89.45%、89.72%?？傮w來看，CO2是工業(yè)園區(qū)碳排放的最主要組分，但針對具體園區(qū)時，應(yīng)結(jié)合其實(shí)際產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)“一園一策”選取核算氣體種類。

圖4 2015—2017年203家園區(qū)溫室氣體種類及占比

將園區(qū)的溫室氣體排放按排放來源與核算范圍進(jìn)行劃分，結(jié)果如圖5 所示。從排放來源看，煤、石油和天然氣是園區(qū)碳排放的三個重要來源，其中煤及煤制品、原油及油制品導(dǎo)致的碳排放在三年內(nèi)明顯增加；電力導(dǎo)致的碳排放在三年間迅速減少，主要原因是園區(qū)外購電力的減少，2015—2017 年，203家園區(qū)總用電量下降0.58%，與此同時發(fā)電量增加了11.70%；煤矸石、生活垃圾、工業(yè)廢料及生物燃料等有應(yīng)用但占比很低，尚有一定發(fā)展空間。從排放范圍看，范圍1 是園區(qū)碳排放的最主要組成部分，在總排放中的占比從2015 年的85.00%穩(wěn)步上升至2017 年的91.34%，具有巨大的減排潛力，是工業(yè)園區(qū)減碳控碳需關(guān)注的重點(diǎn)；范圍2 在三年內(nèi)隨外購電力排放的減少而迅速下降；范圍3 在三年內(nèi)小幅上漲，其最主要來源是煤和煤制品。

圖5 2015—2017年203家園區(qū)溫室氣體排放結(jié)構(gòu)

盡管范圍2 和范圍3 對應(yīng)的間接排放在203 家園區(qū)的總排放中占比很小，但具體到園區(qū)個體，間接排放占比可能很大，2015—2017 年分別有100、98、92家園區(qū)間接排放占自身碳排放總量的比例超過50%，部分地區(qū)此類園區(qū)比重可達(dá)60%以上（表2），間接排放是工業(yè)園區(qū)溫室氣體核算中不可忽視的重要部分。進(jìn)一步以2017年的92 家園區(qū)為例，分析碳排放來源，結(jié)果見圖6。

表2 間接排放占自身總排放比重超過50%的園區(qū)分布

圖6 2017年92家園區(qū)溫室氣體排放結(jié)構(gòu)

從地區(qū)分布來看，華東地區(qū)碳排放總量最大，這主要是因為其園區(qū)數(shù)量 最 多，值 得 注意的是，西北地區(qū)間接排放占比超過50% 的園區(qū)僅有4家，但其排放總量卻僅次于華東地區(qū)，在碳排放總量控制中需重點(diǎn)關(guān)注。在碳排放來源方面，與203 家園區(qū)整體以煤和煤制品為最主要來源的排放結(jié)構(gòu)不同，這92 家園區(qū)最主要的排放源為電力，占總排放的59.52%，此類園區(qū)的減碳控碳大量依賴于外購電力的碳排放水平，與園區(qū)自身關(guān)聯(lián)度較小，評價此類園區(qū)的減碳效果宜結(jié)合園區(qū)能耗水平、供電園區(qū)低碳水平等進(jìn)行綜合評判。園區(qū)自身也可以通過建設(shè)太陽能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等清潔發(fā)電設(shè)施的方式降低對外購電力的依賴性，以實(shí)現(xiàn)園區(qū)溫室氣體總排放的減少。

為完整評價園區(qū)低碳發(fā)展?fàn)顩r，還需計算其碳排放強(qiáng)度，這也是現(xiàn)階段我國碳排放控制的主要抓手。為保證結(jié)果的準(zhǔn)確性，碳排放總量與經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)的核算邊界統(tǒng)一為各園區(qū)內(nèi)的規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)，即經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)為規(guī)模以上工業(yè)增加值，計算結(jié)果見表3。2015—2017 年，203 家園區(qū)的規(guī)模以上工業(yè)增加值與溫室氣體排放均出現(xiàn)較大增長，碳排放強(qiáng)度起伏不定，在2016 年有所下降，但在2017 年又回升至2015 年的水平，國家級經(jīng)開區(qū)的低碳工作仍有較大進(jìn)步空間。

表3 2015—2017年203家園區(qū)碳排放強(qiáng)度

分地區(qū)來看，西北地區(qū)的園區(qū)碳排放強(qiáng)度顯著高于其他各地區(qū)水平，這可能與其以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)及低附加值產(chǎn)業(yè)較多的產(chǎn)業(yè)組成有關(guān)，可在西北地區(qū)著重開展諸如燃煤替代、清潔燃煤改造、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等工作以減少碳排放；華南地區(qū)的碳排放強(qiáng)度三年間始終高于全國平均水平且在2017 年出現(xiàn)了大幅上漲，主要是因為某園區(qū)在2017 年原油消費(fèi)量基本保持平穩(wěn)的同時，汽油、柴油、煤油等原油制品產(chǎn)量的極大幅度下降，這充分體現(xiàn)了工業(yè)園區(qū)碳排放結(jié)構(gòu)變化的快速性與突躍性，后續(xù)該園區(qū)應(yīng)及時調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)布局；華中地區(qū)的園區(qū)碳排放強(qiáng)度在三年內(nèi)穩(wěn)步上升，盡管仍低于其他地區(qū)，但在后續(xù)發(fā)展建設(shè)中也應(yīng)提高警惕，避免碳排放強(qiáng)度過分走高；對于碳排放總量最大的華東地區(qū)，其碳排放強(qiáng)度反而較低，且實(shí)現(xiàn)了三年內(nèi)碳排放強(qiáng)度的持續(xù)下降，表明其減碳控碳工作已初見成效，后續(xù)應(yīng)在繼續(xù)努力降低碳排放的同時歸納減碳經(jīng)驗供各園區(qū)學(xué)習(xí)借鑒。

具體到各園區(qū)，2015—2017 年203 家園區(qū)中碳排放強(qiáng)度上升的有75 家，下降的共128 家，三年間碳排放強(qiáng)度持續(xù)上升35 家、持續(xù)下降68 家、先升后降50 家、先降后升50 家，三年內(nèi)碳排放強(qiáng)度持續(xù)下降的園區(qū)在各地區(qū)均有分布。進(jìn)一步來看，2021 年發(fā)布的《國家高新區(qū)綠色發(fā)展專項行動實(shí)施方案》[66]中要求國家級高新區(qū)的碳排放強(qiáng)度年平均削減率達(dá)到4%以上，在203 家園區(qū)中僅有51 家滿足要求，約占總數(shù)的四分之一，園區(qū)離實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和還有很長一段路要走，仍需付出艱苦努力全力以赴。

4 結(jié)論和建議

綜合上文內(nèi)容，本研究提出以下結(jié)論和建議：

（1）工業(yè)園區(qū)亟須統(tǒng)一規(guī)范的溫室氣體核算標(biāo)準(zhǔn)。作為工業(yè)發(fā)展的主要載體，園區(qū)介于城市與企業(yè)之間，是區(qū)域與行業(yè)溫室氣體減排的重要交叉點(diǎn)，與國家、城市、企業(yè)、行業(yè)等層面均有異同，需制定專門的溫室氣體核算方法。本文充分考慮了園區(qū)統(tǒng)計數(shù)據(jù)的可得性，在追求核算結(jié)果的完整性與準(zhǔn)確性的同時，盡可能保證了核算方法的可行性，提出的核算方法簡便易行結(jié)果準(zhǔn)確，為工業(yè)園區(qū)制定碳達(dá)峰路線圖、實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控碳提供基礎(chǔ)支撐。

（2）工業(yè)園區(qū)溫室氣體排放形勢不容樂觀，減排工作任重道遠(yuǎn)。2015—2017 年203 家國家級經(jīng)開區(qū)溫室氣體排放總量持續(xù)增加，碳排放強(qiáng)度小幅上升，區(qū)域間低碳水平不協(xié)調(diào)，應(yīng)加大對西北、華南和東北等碳排放強(qiáng)度較高地區(qū)的減碳投入，推動其盡快盡好實(shí)現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型。

工業(yè)園區(qū)溫室氣體核算方法可從以下方面開展進(jìn)一步研究工作：①推動工業(yè)園區(qū)溫室氣體排放清單編制指南的制定，從國家層面推動工業(yè)園區(qū)規(guī)范準(zhǔn)確地開展數(shù)據(jù)統(tǒng)計與碳排放核算工作；②對于絕大多數(shù)碳排放來源于外購電力的園區(qū)，其碳排放更多取決于區(qū)域電力排放因子，自身通過節(jié)約能耗也未必能實(shí)現(xiàn)碳排放的減少，需要探討如何在碳排放核算中實(shí)現(xiàn)對此類園區(qū)低碳發(fā)展水平的合理評估；③探究工業(yè)園區(qū)與城市、企業(yè)等層面碳排放核算之間的聯(lián)系，目前既有經(jīng)過產(chǎn)城融合發(fā)展后儼然是一座小城市的綜合型園區(qū)，也有部分企業(yè)發(fā)展壯大后以自身為絕對主體構(gòu)建的園區(qū)，可借此研究從企業(yè)到園區(qū)再到城市的溫室氣體核算工作之間的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。