环境学院陈吕军课题组与普林斯顿大学联合团队揭示中国工业园区清洁能源转型的减污降碳效益

科研速递

近日，清华大学环境学院陈吕军课题组与美国普林斯顿大学丹妮斯·莫泽罗（Denise L. Mauzerall）团队合作，在工业园区能源转型促进减污降碳研究领域取得新进展：在减污降碳协同增效的政策背景下，联合团队研究发现，中国工业园区通过推动清洁能源转型可实现显著的降碳、节水、空气质量改善和人体健康效益。

工业园区是工业生产企业在空间尺度的聚集体，也是资源消耗、污染排放的热点区域。工业园区作为工业活动的主要组织形式在全球范围内蓬勃发展。我国目前有国家级和省级工业园区超过2500家，贡献了全国50%以上的工业产出，二氧化碳排放占全国约30%。然而，目前对于国家范围内工业园区的大样本、高精度研究十分有限，特别是工业园区深度低碳化潜力及其环境协同效益的系统性理解缺乏。本研究开发了涵盖我国850家工业园区能源供应、温室气体及大气污染物排放、淡水消耗等指标的地理信息数据库，耦合能源系统分析、生命周期评价、空气质量模拟、健康影响评价、成本效益分析等方法，定量揭示了工业园区清洁能源转型的降碳潜力、淡水节约、空气质量改善和人体健康效益，并识别了能源转型带来的技术成本和社会效益。工业园区清洁能源转型具体措施包括：（1）燃煤设施提前退役；（2）推广生活垃圾焚烧供热/发电；（3）部署屋顶光伏和分布式风电；（4）外购电网电力。研究方法框架图

研究发现，850家中国工业园区在清洁能源转型情景下，相对于2030年基准情景，可实现温室气体减排41%（相当于2020年全国温室气体排放的约6%），协同削减SO₂、NO_X和PM_2.5排放31%-43%，协同节约淡水消耗20%。研究通过采用大气化学模型并考虑未来人口年龄结构演变与空间分布等参数，发现工业园区清洁能源转型通过削减大气PM_2.5和O₃浓度可在2030年避免约4.2万过早死亡人数。综合分析设备与燃料相关技术成本、货币化的降碳效益和人体健康效益，发现工业园区清洁能源转型可带来0.2-1.0万亿元的年度净收益。

中国工业园区清洁能源转型措施与面向2030年的环境经济效益图示

工业园区通过布局生活垃圾焚烧供能、屋顶光伏、分布式风电，可有效处置园区及周边地区产生的生活垃圾，并充分利用园区及企业内部空间发展可再生能源。通过合理部署园区微电网，能更好地实现上述低碳/零碳能源的工业企业就地消纳。工业园区电力、热力需求高且相对稳定，有利于部署低碳能源设施促进自给自足。由于能源转型技术成本由工业园区承担，而碳减排及健康改善的受益主体为全社会，因此，中央及地方行政部门宜制定补贴/激励政策予以支持，以尽快在全国园区推进能源转型，实现更大尺度的降碳减污节水协同效益，促进国家层面气候、清洁空气、水资源管理等目标的实现。可考虑以生态工业示范园区、绿色园区等作为试点，后续在山东、江苏、浙江、河北等园区密集省份优先推广。

4月11日，上述成果以《中国工业园区清洁能源转型的降碳潜力和环境协同效益》（Carbon Mitigation and Environmental Co-Benefits of a Clean Energy Transition in China’s Industrial Parks）为题发表于《环境科学与技术》（Environmental Science & Technology）上。环境学院2019届博士毕业生、普林斯顿大学副研究员郭扬为论文第一作者，陈吕军、丹妮斯·莫泽罗为论文共同通讯作者，普林斯顿大学博士后周密、普林斯顿大学大学博士生彭立群（现为美国劳伦斯伯克利国家实验室博士后）、华电集团经济技术咨询分公司工程师杨举华、普林斯顿大学博士后李明威（现为清华大学能源环境经济研究所助理研究员）、清华大学环境学院研究员田金平为论文合作作者。

陈吕军课题组长期致力于产业生态系统工程、中国工业园区绿色低碳循环发展的研究与实践，为生态环境部、商务部、科技部、工信部等推进产业及园区生态化发展提供了有力的技术支撑。丹妮斯·莫泽罗团队长期从事中国大气污染物和温室气体减排政策在空气质量、公共健康、水资源、农业、气候等方面的协同效益研究。本研究得到了国家自然科学基金、普林斯顿大学研究基金、施密特科学研究员项目的支持。

论文链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.2c05725

供稿 | 环境生态学教研所

通讯员 | 苏哲

编辑 | 张楠楠

责编 | 陈超