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深度分析：零碳园区建设难在哪里（上）

发布时间：

2025-03-20 09:46

深度分析：零碳园区建设难在哪里（上）

2015年10月，国家在《第十三个五年规划纲要》中首次提出“近零碳排放区示范工程”的概念，旨在进一步深化各类低碳试点，控制温室气体排放，这可以看作是零碳园区的前身。2024年12月12日，中央经济工作会议首次提到“零碳园区”的概念，并明确要建立一批零碳园区，标志着零碳园区建设正式上升到国家战略层面。从“近零碳排放区示范工程”提出到如今已接近10年，基本上还停留在示范性工程上，并没有大范围发展起来，原因首先是政策、标准、制度等多方面的，另外在技术上、经济效益上等方面也存在难度。如今零碳园区首次写入政府工作报告，零碳园区建设也迎来了新的发展契机，在零碳园区建设的难度依然存在，下面就此做一下探讨，内容较多，笔者分2期文章来发布，本期文章共有2182个字，阅读完成大约需要7分钟。

一、难在能源转型

能源转型是零碳园区建设的核心任务，也是最大的挑战之一。要实现零碳园区的目标，就必须摆脱对传统化石能源的依赖，转而采用太阳能、风能、水能等可再生能源。然而，在实际操作中，这一转型面临着诸多困难，可再生能源的不稳定、能源存储的技术瓶颈以及能源传输的困境，都成为了零碳园区建设道路上的绊脚石。

（1）可再生能源的不稳定

太阳能、风能等可再生能源虽然清洁无污染，但它们的发电功率会受到天气、季节、时间等自然因素的影响，具有很强的不稳定性。据相关数据显示，我国部分地区的太阳能光伏发电功率在一天内的波动范围可达50%以上，风能发电功率的波动也较为明显，这种不稳定性给零碳园区的稳定供能带来了巨大挑战。为了确保能源供应的稳定性，园区不得不配备备用的传统能源发电设备，这不仅增加了建设成本和运营成本，也与零碳园区的建设初衷相悖。

（2）能源存储的技术瓶颈

为了应对可再生能源的不稳定性，能源存储技术成为了关键。目前，电池储能技术是应用最为广泛的储能方式，但它在容量、寿命和成本上仍存在诸多不足，且高昂的储能成本使得许多园区望而却步。据估算，建设一个中等规模的零碳园区，若要配备足够的电池储能系统，储能设备的投资成本可能高达数千万元甚至上亿元。

（3）能源传输的困境

零碳园区的能源供应往往需要依赖远距离的能源输送，而在能源传输过程中，会不可避免地出现能源损耗。根据电力传输的基本原理，电能在传输过程中会因为电阻的存在而产生热损耗，传输距离越长，损耗越大。据统计，我国特高压输电线路的平均损耗率在3%-5%左右，而普通输电线路的损耗率则更高。

二、难在技术创新

技术创新是零碳园区建设的关键驱动力，然而，目前零碳园区建设在技术方面面临着诸多困境。碳捕获、利用与封存（CCUS）等关键技术的研发仍处于攻坚阶段，不同技术在集成过程中的兼容性和协同性问题突出，加之技术应用成本居高不下，这些都严重制约了零碳园区建设的推进速度和质量。

（1）关键技术的研发困境

碳捕获、利用与封存（CCUS）技术被视为实现零碳目标的重要手段之一，然而，该技术在研发过程中面临着诸多难点。传统的碳捕集技术能耗极高，以化学吸收法为例，它需要消耗大量的能量来实现二氧化碳的分离和捕获，这不仅增加了能源成本，还在一定程度上抵消了减少碳排放带来的环境效益。相关研究表明，采用化学吸收法捕集二氧化碳，每捕获1吨二氧化碳，约需消耗3-5吉焦的能量，这使得该技术在实际应用中的经济性大打折扣。

在二氧化碳的封存环节，地质封存是目前较为常见的封存方式，但二氧化碳泄漏的风险始终难以完全排除。此外，长期的地质稳定性也是一个需要深入研究的问题，封存地点的地质结构是否能够在数十年甚至数百年内保持稳定，确保二氧化碳不会泄漏，目前还缺乏足够的长期监测数据和研究成果来支撑。

（2）技术集成的难题

零碳园区的建设涉及多种技术的融合应用，包括可再生能源发电技术、储能技术、能源管理技术、碳减排技术等。然而，在实际的技术集成过程中，不同技术之间往往存在兼容性和协同性问题。

例如，太阳能光伏发电系统和风力发电系统与储能系统的集成就面临挑战。太阳能、风能的发电特性与储能系统的充放电特性难以完全匹配，导致在能源存储和调配过程中出现能量浪费或供应不足的情况。此外，不同厂家生产的设备和系统之间，由于通信协议、接口标准等方面的差异，也会影响系统的整体运行效率和稳定性。

这些兼容性和协同性问题，使得零碳园区的技术集成难度大大增加，不仅增加了建设成本和技术风险，还可能导致园区在运行过程中出现各种故障和问题，影响园区的正常生产和运营。

（3）技术应用成本高

零碳园区建设所涉及的技术，无论是研发、设备购置还是维护，成本都相对较高。以储能技术为例，目前主流的锂离子电池储能系统，其初始投资成本较高，一套中等规模的锂离子电池储能设备，成本可能高达数百万元甚至上千万元。而且，电池的使用寿命有限，一般需要3-5年更换一次，这进一步增加了长期的运营成本。

CCUS技术的应用成本同样高昂。据相关数据显示，目前每吨二氧化碳的捕集成本约为200-500元，加上运输和封存成本，总成本可能高达500-1000元/吨。如此高的成本，对于大多数园区来说，都是难以承受的负担，这也使得这些技术在实际推广应用中面临巨大的障碍。