来源:老汪聊碳中和
最近国家第一批零碳园区的公布让绿电直连冲上了热搜,因为要达到零碳园区超低的碳排放要求,绿电直连几乎是个必选项。
但即使是如零碳园区这样严格的标准,其对碳排放限额的要求也不是真正的零排放,而是低于0.2吨/吨标准煤,剩下的排放可以通过购买碳信用来抵消。
那么有没有可能,搞一个真正硬核的零碳园区,实现在园区范围内没有一吨温室气体排放的可能呢?
答案是有的,但光是绿电直连肯定是远远不够的,我们来分析一下一个常规的工业园区如果想要实现硬核零碳,需要哪些“黑科技”。
零碳电力

电力是工业园区最重要的碳排放源之一,所以电力的零碳是重中之重,目前实现零碳电力的方式就是绿电直连,这个大家都比较清楚了我就不展开讲。
零碳热力
除了电,热力也是工业园区的重要排放源,其排放量甚至会超过电力。 所以也是实现零碳园区的重中之重。
实现零碳热力的方式通常有两种: 电气化和生物质供热。
电气化是指将之前的化石能源供热的方式转化为电加热,因为电力已经是绿电了,所以实现了零碳供热。
生物质供热是指将供热的燃料由化石能源转化为生物质,因为生物质几乎是零排放,所以也实现了零碳供热。
生物质供热再细分又可以分为生物质直燃/气化/碳化供热和生物燃气(沼气)供热。
其中生物燃气几乎等同于天然气,对于本来就是天然气供热的园区来说,不需要任何设备改造就可以实现。只是附近得有气源才行。
生物质气化/碳化供热除了供热以外,还可以产生副产品生物碳,这可是负碳产品哦。
零碳运输
即使实现了零碳电力和零碳热力,但这些能源可能无法用到车辆上,所以还要对车辆进行改造或者替换。
最为简单的方式就是把车辆无论大小全部替换成电动车,然后充绿电,就可以实现零碳运输了。
对于一些重型卡车,因为充电时间特别长,直接充电大大降低了运输效率,所以最好还要配上换电设施。
零碳食堂
虽然食堂的排放占总排放不多,但我们硬核零碳园区的目标就是一吨也不能排,所以食堂也得零碳了。
现在的食堂大多用的都是天然气,实现零碳的思路也简单,一是把食堂的厨具全部改成电力的,二是将天然气改为生物燃气。
对于第二种方法,食堂总体来说不用做任何改变,所以容易接受。
但对于第一种方法,许多的工厂都提出的反对意见,主要原因是认为电烧出来的饭没有“锅气”
其实关于全电厨房这个概念我在之前的文章里提过很多次,大多留言者也都是这样认为的。
这就跟老一辈埋怨天然气烧饭没有柴火饭有“锅气”一样,对于新的事物接受需要一定的时间,或者是对新技术的印象停留在刚出来时的原始状态(电磁炉)。就像到现在还有大量人认为光伏是高能耗高污染高排放行业一样,现在早不是这样的了。
如果你去尝试一下那种大功率的电炒锅,你会发现它的“锅气”甚至比柴火灶还足。
零碳应急电源
大部分的工厂都有备用发电机以保障万一停电的时候一些关键设施可以用。
为了保障备用发电能够快速响应,通常都是柴油发电机,然后常备一些柴油,而且为了保障停电时设备能用,通常发电机会定期启动一下,这就产生了碳排放。
为了解决这个问题,我们可以从两个方面考虑,一是用生物燃料(生物柴油、生物甲醇乙醇)替代化石柴油,另一个路径就是上大规模储能设施。
对于第二种路径,其实现在很多园区为了电力削峰填谷,本身就要配备大规模储能设施,所以如果配了储能,那么还可以兼具应急电源的功能,一举两得。

以上措施总结来说是能源领域的零碳措施,但园区的排放不仅仅是能源领域的排放,下面我们再看看非能源领域的排放及零碳措施。
零碳制冷剂
无论是工厂还是办公室,空调设施都是少不了的,对于只要涉及到制冷的设计,都会充入制冷剂或者叫冷媒。
而冷媒这个东西大部分都是烈性温室气体,像我们常用的冷媒R22、R23、R134a、R410等,这些冷媒的GWP(温室效应)动不动就大几千,所以我们需要替换成零碳或者低碳的冷媒。
常见的零碳或者低碳(GWP低于10)冷媒包括:R744R744、R717、R290、R600a等。不过即使是极致低碳,制冷这个环节目前还做不到零碳。
零碳变压器

对于耗电量较大的工业园区,其内部通常设有变电站,有变电站就离不开高压开关和断路器。
而目前大部分高压开关和断路器的绝缘气体通常都是用的六氟化硫,这是一种GWP高达23900的温室气体,虽然充得不多,但就是泄漏一点产生的碳排放也不小,所以需要替换。
目前已经有不用六氟化硫的电力设备在国网和南网推行,没记错的话是直接抽真空来绝缘,所以从技术层面零碳变压器也是没问题的。
零碳污水处理
部分园区污水处理时有厌氧段的处理工艺,只要是有厌氧段的污水处理,那么就必定产生甲烷这个温室气体。
如果产生量比较大还好,可以收集起来当能源使用,这还是零碳的能源。
但大部分的污水处理厂产生的甲烷是达不到能源利用的量级的,通常就露天直接排放了。
如果想要实现污水处理的零碳,也有两种方式,一是将厌氧段的甲烷收集起来点掉,另一种是把厌氧处理工艺改成好氧工艺,这都是比较成熟的技术。
零碳VOC处理
VOC处理是很多工业领域绕不开的工艺流程,目前VOC处理的常规方式是通过RTO设备将其烧掉。

但一来烧VOC会用到天然气,二来大部分VOC本身就含有化石碳,如果烧掉就会产生碳排放,所以想要实现VOC处理的零碳,燃烧这条路是走不通的。
解决方案是通过吸附法或吸收法将VOC吸附后填埋。这个技术本来是个成熟技术,就是成本相对较高。
以上就是硬核零碳园区实现零碳需要的一些常见技术了。可能会有人说,你这不还是有一些排放嘛,比如生物质供热会有一些甲烷排放,比如冷媒还是有一点点排放。
你说的对,目前确实很难实现绝对零碳,但零碳园区要实现真零碳也不是不行,那就要祭出最后的黑科技碳清除了:
空气直接碳捕捉(DAC)
对于剩下那么一点点的排放,可以在园区内安装一台空气直接碳捕集装置,捕集下来的二氧化碳再通过矿化的方式固定下来(当然打入地下也不是不可以,但很受地质条件限制而且成本超高),这就实现了园区边界内的绝对零碳。

生物炭
前面我们提到的生物质供热板块,如果采用生物质气化/碳化供热,会产生副产物生物炭,如果我们将生物炭就地填埋,那么也可以认为是将园区产生的排放抵消了,实现了边界范围内的零排放。
以上就是真.硬核零碳园区的路径介绍了,据我所知,目前全球还没有那个工厂或者园区做到硬核零碳的。主要是上面大部分技术即使技术上可行在经济上也难以接受。主要是花了那么大的价钱减少了排放也不知道能带了多少回报。
要说回报,其实可以给一个碳定价的参考给想要做硬核零碳园区的朋友。
通过DAC清除一吨碳产生的碳信用目前差不多500美金一吨,通过生物碳清除一吨产生的碳信用差不多150美金一吨。
如果要做硬核零碳园区,你可以理解为每减少一吨碳排放的价值至少是150美金一吨,可以自己算算看上面的零碳措施是否值得做。
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