安科瑞 劉邁

　　引言：隨著全球氣候變化和能源危機的加劇，碳排放成為了人類面臨的重大挑戰之一。為了實現低碳發展，各國都在積極探索可持續的能源轉型和碳中和路徑，園區作為城市發展的重要組成部分，也承擔著減少碳排放、提高能源效率、促進綠色增長的責任。零碳園區作為一種新型的園區模式，以實現園區內能源消耗與碳排放的平衡為目標，通過采用清潔能源、節能技術、儲能技術、碳捕獲與利用技術等手段，實現園區內能源系統的自給自足和碳循環利用，從而達到零碳排放或負碳排放的效果。零碳園區不僅有利于緩解全球氣候變化，提高園區的競爭力和吸引力，還有利于促進園區內產業的升級和創新，提高園區內居民和企業的生活質量和幸福感。

　　1.零碳園區概述

　　1.1 零碳園區的定義

　　零碳園區是一種以實現園區內能源消耗與碳排放的平衡為目標，通過采用清潔能源、節能技術、儲能技術、碳捕獲與利用技術等手段，實現園區內能源系統的自給自足和碳循環利用，從而達到零碳排放或負碳排放的效果的園區模式。

　　1.2 零碳園區發展的重要性

　　零碳園區發展對于應對全球氣候變化、促進可持續發展具有重要意義，主要體現在以下幾個方面:

　　①有利于減少溫室氣體排放，緩解全球氣候變化，零碳園區通過實現能源消耗與碳排放的平衡，可以有效降低園區對化石能源的依賴，減少溫室氣體排放，為全球氣候變化的應對和控制做出貢獻。

　　②有利于提高能源效率，保障能源安全。零碳園區通過采用清潔能源、節能技術、儲能技術等手段,可以提高園區內能源系統的效率和可靠性，減少能源損耗和浪費，保障園區內能源供需的平衡和穩定，

　　③有利于促進綠色增長，增強經濟競爭力。零碳園區通過引入和應用先進的零碳技術，可以促進園區內產業的升級和創新，增加新興產業和就業機會，提高園區的經濟效益和社會效益。

　　④有利于改善生態環境，提升生活質量。零碳園區通過實現碳循環利用，可以減少污染物排放，改善空氣質量和水質量，保護和恢復生態系統服務功能，提升園區內居民和企業的生活質量和幸福感。

　　2.零碳園區發展現狀及存在問題

　　2.1 零碳園區發展現狀

　　目前，零碳園區在國際上已經有了一些成功的案例和經驗，例如，英國的貝德福德零碳園區、新加坡的清潔科技園、日本的北九州智能社區等。這些零碳園區都通過采用不同的零碳技術和策略，實現了園區內能源消耗與碳排放的平衡或負平衡，同時也取得了良好的經濟社會效果。

　　2.2 零碳園區發展中存在的問題

　　盡管零碳園區在國際上和國內都有了一定的進展和成果，但是零碳園區的建設和發展仍然面臨著諸多挑戰和問題，主要包括以下幾個方面:

　　零碳技術應用方面：一方面，零碳技術的成本效益、可靠性等方面還有待提高，導致零碳技術的推廣和應用受到限制；另一方面，零碳技術的選擇和組合還缺乏科學的方法和標準，導致零碳技術的配置和優化不夠合理。

　　零碳園區規劃與設計方面：一方面，零碳園區規劃與設計還缺乏統一的標準和指南，導致不同地區和不同類型的零碳園區規劃與設計存在差異和不一致；另一方面，零碳園區規劃與設計還缺乏系統性和動態性，導致零碳園區規劃與設計難以適應園區內外部變龍。

　　政策支持與法規制定方面：一方面，政策支持與法規制定還不夠完善和協調，導致零碳園區建設和發展缺乏有效的激勵和約束；另一方面，政策支持與法規制定還缺乏針對性和靈活性，導致零碳園區建設和發展難以適應不同地區和不同類型的需求。

　　企業參與與市場機制方面：一方面，企業參與與市場機制還不夠激勵和有效，導致零碳園區建設和發展缺乏足夠的主體和動力；另一方面，企業參與與市場機制還缺乏公平性和透明性，導致零碳園區建設和發展存在競爭和信息不對稱的問題。

　　3.零碳園區發展路徑研究

　　3.1 零碳技術應用研究

　　零碳技術是實現零碳園區能源消耗與碳排放平衡的關鍵手段，主要包括清潔能源技術、節能技術、儲能技術、碳捕獲與利用技術等。清潔能源技術是指利用太陽能、風能、水能、生物質能等可再生能源，替代或減少化石能源的使用，從而降低碳排放的技術。節能技術是指通過改善園區內建筑物、設備、工藝等方面的設計和運行方式，減少園區內的能源消耗和損耗，從而降低碳排放的技術。儲能技術是指通過利用電池、超級電容器、飛輪等設備或材料，將多余或低價值的電力或熱力轉化為可儲存或可轉移的形式，并在需要時釋放出來，從而平衡園區內供需波動和價格波動，提高園區內能源系統的穩定性和經濟性的技術。碳捕獲與利用技術是指通過利用化學、物理、生物等方法，將園區內產生的二氧化碳或其他溫室氣體從排放源或大氣中分離出來，并將其轉化為有用的產品或服務，從而實現碳循環利用，減少碳排放的技術。

　　3.2 零碳園區規劃與設計

　　零碳園區規劃與設計是實現零碳園區能源消耗與碳排放平衡的重要基礎，涉及到土地利用與規劃、基礎設施建設、產業布局與發展、生態環境保護與恢復等方面。土地利用與規劃是指根據園區的功能定位、發展目標、資源條件等因素，合理確定園區內不同類型和功能的土地使用范圍、比例、形態等要素，以實現土地資源的有效利用和優化配置。基礎設施建設是指根據園區的功能定位、發展目標、資源條件等因素,合理確定園區內不同類型和功能的基礎設施的建設范圍、規模、標準等要素，以實現基礎設施的有效服務和優化配置。產業布局與發展是指根據園區的功能定位、發展目標、資源條件等因素，合理確定園區內不同類型和功能的產業的布局范圍、比例、形態等要素，以實現產業資源的有效利用和優化配置。生態環境保護與恢復是指根據園區的功能定位、發展目標、資源條件等因素，合理確定園區內不同類型和功能的生態環境的保護范圍、程度、方式等要素，以實現生態環境資源的有效利用和優化配置。

　　3.3 政策支持與法規制定

　　政策支持與法規制定是實現零碳園區能源消耗與碳排放平衡的重要保障，涉及到政策扶持與引導、法規與標準制定、國際合作與交流等方面。法規與標準制定是指通過制定和完善相關的法律法規、技術標準、管理規范等文件，約束和規范園區內各方參與者(包括政府、企業、居民等)遵守和執行零碳園區的建設和發展要求，以實現零碳園區的安全運行和優化配置。國際合作與交流是指通過開展相關的國際項目、論壇、展覽等活動，與國際上的零碳園區或相關機構進行技術、經驗、資源等方面的交流和合作，以實現零碳園區的共享發展和優化配宜。

　　3.4 企業參與與市場機制

　　企業參與與市場機制是實現零碳園區能源消耗與碳排放平衡的重要動力，涉及到企業責任與社會責任和市場機制的建立與完善等方面。企業責任與社會責任是指企業在零碳園區建設和發展中，不僅要追求自身的經濟利益，還要承擔相應的社會責任，包括環境保護、資源節約、社會公益等方面。市場機制的建立與完善是指通過建立和完善相關的價格機制、交易機制、競爭機制等市場手段，使市場在零碳園區建設和發展中發揮決定性作用，以實現零碳園區資源配置的有效性和優化性。

　　4.安科瑞能為零碳園區建設提供哪些方案

　　安科瑞作為專業的智慧能源管理解決方案提供商，能為零碳園區建設提供包括碳計量電表、分布式光伏、分布式儲能、電動車有序充電以及園區智慧能源管理平臺等解決方案，為零碳園區的建設提供“云-邊-端"一體化解決方案，利用“云邊協同"智慧策略幫助園區充分利用好新能源，明確降碳成本效益路線圖。

　　4.1 碳電表

　　碳電表是一種新型的計量工具，它的出現是為了幫助我們更好地理解和計算企業在電力使用中的碳排放。它的工作原理是根據實際電能消耗的計量數據，動態計算并按照使用條件、區域等因素更新電碳因子，也就是平均每度電所蘊含的碳排放量。這個數值是實時更新的，能夠真實反映企業電力使用中的碳排放情況。碳電表的出現對于企業有著非常重要的意義，有了這些數據，企業就可以追蹤產品生產過程的碳排放，根據碳排放情況優化電源結構，制定更加綠色低碳的生產模式。

　　AEM96三相多功能碳電表，集成三相電力參數測量、分時電能計量及碳排放統計，根據不同使用工況的電碳折算因子集成碳結算功能，包含12組碳排放值及對應的碳排放因子，它能夠實時計算并給出企業生產用電帶來的碳排放量，讓碳排放像電能一樣方便記錄，配合安科瑞碳資產管理平臺，大大簡化企業的碳排放統計工作。

圖1 AEM96三相多功能碳電表

　　4.2 分布式光伏解決方案

　　著新型電力系統的發展以及國能發新能規〔2025〕7號文、發改價格〔2025〕136號文相繼出臺，分布式光伏建設越來越需要面臨并網、運行安全和能量管理方面的問題，并不是建了就能用。供電部門對于分布式光伏電站并網保護、穩控系統、電能質量以及和調度的通信均有要求。

圖2 分布式光伏建設系統圖

　　根據《分布式電源接入電網技術規定》和《電能質量管理辦法（暫行）》等相關標準和規范要求，光伏電站并網點需要監測并網點電能質量；

　　根據《分布式電源接入電網技術規定》并網點安裝防孤島保護裝置，防止光伏電站孤島運行；

　　并網點安裝國網電能計量表和遠動裝置用于上傳光伏電站發電數據，由當地供電部門確定；

　　對于自發自用、余電不上網系統，公共連接點處還需要配置防逆流保護裝置，動作與切除或調節光伏逆變器，根據要求可使用不同的控制策略。

　　配置國網縱向加密認證裝置、正/反向隔離裝置、網絡安全監測裝置、遠動網關等，按照電網要求的數據格式和安全要求接受電網調度；

　　光伏監控系統需采集站內逆變器、箱變、保護測控裝置、電能質量監測裝置、防孤島保護、電能計量等數據，在本地工作站實時監控，還需要把數據上傳給電網調度系統，接受電網調度；

　　根據當地供電部門需要配置光功率預測系統、AGC/AVC系統、微機防誤系統、“四可"系統等，數據上傳調度系統。

　　分布式光伏建設相關二次設備：

　　4.3 分布式儲能解決方案

　　儲能系統作為光伏發電蓄水池和中轉站，在消納光伏發電過程中起著很重要的作用，在零碳園區建設中比較重要。

　　按照GB/T 36547-2018《電化學儲能系統接入電網技術規定》要求，儲能系統的微機保護配置要求：儲能電站并網點配置AM5-IS防孤島保護，非計劃孤島時應在2s動作，將儲能電站與電網斷開。

　　關于儲能系統計量點的設置：如果儲能系統接入園區內部電網，計量點設置在并網點。

　　儲能單元應具備絕緣監測功能，當儲能單元絕緣低時應能發出報警和/或跳閘信號通知儲能變流器及計算機監控系統，如果BMS或者PCS不具備絕緣監測功能可單獨配置直流絕緣監測裝置。

　　通過10kV接入公用電網的儲能系統電能質量宜滿足GB/T19862要求的電能質量監測裝置，當儲能系統的電能質量指標不滿足要求時，配置電能質量在線監測裝置監測并網點電能質量。

圖3 儲能系統圖

　　儲能系統二次設備選型：

　　4.4 有序充電解決方案

　　以電代油、以電代氣是零碳園區能源轉型中一個的過程，為新能源車補充能源的充換電站也是必配設施。安科瑞有序充電系統基于預測算法，可以實現對企業變壓器負荷率、光伏發電和充電負荷需求預測結合充電樁的監控、調度和管理，提高光伏發電消納，提升園區微電網的運行可靠性，降低充電成本。

圖4 有序充電系統圖

　　有序充電系統設備選型方案：

　　4.5 碳資產管理方案

　　AcrelEMS3.0智慧能源管理平臺碳資產管理采用碳排放核算因子數據庫，符合SO14064-1：2018 組織層級溫室氣體排放和清除的量化和報告指南要求，為園區提供包括碳盤查清冊、碳配額管理、碳排放分析、碳流向、碳盤查報告、碳交易記錄等等功能，幫助園區建立碳排放統計、核算、報告、核查體系。

圖5 碳排放核算符合性評估聲明

　　4.6 微電網協調控制器

　　ACCU-100微電網協調控制器主要采集光伏逆變器、儲能系統、變壓器負荷等數據，根據設置的新能源使用邏輯來構建本地控制策略以及云端數據的交互，控制儲能設備、分布式能源、可調負荷設備的出力與電力需求，并能根據經濟效益模型在滿足調度的前提下，進行光儲置換，響應云端策略配置，充分消納利用新能源。

圖6 “云邊端"三級控制策略結合

　　ACCU-100微電網協調控制器具備以下功能特點：

　　數據采集：支持串口、以太網等多通道實時運行，滿足各類風電與光伏逆變器、儲能等設備接入；

　　通訊管理：支持Modbus RTU、Modbus TCP、IEC 60870-5-101、IEC 60870-5-103、IEC 60870-5-104、MQTT等通信規約，可實現云邊協同（結合安科瑞智慧能源管理云平臺進行遠程運維）、OTA升級、就地/遠程切換、本地人機交互（選配）；

　　邊緣計算：靈活的報警閾值設置、主動上傳報警信息、數據合并計算、邏輯控制、斷點續傳、數據加密、4G路由；

　　策略管理：防逆流、計劃曲線、削峰填谷、需量控制、有功/無功控制、光儲協調等，并支持策略定制;

　　系統安全：基于不可信模型設計的用戶權限，防止非法用戶侵入；基于數據加密與數據安全驗證技術，采用數據標定與防篡改機制，實現數據固證和可追溯；

　　運行安全：采集分析包括電池、溫控及消防在內的全站信號與測量數據，實現運行安全預警預測。

　　5.AcrelEMS3.0智慧能源管理平臺-園區級微電網能源管理

　　在零碳或近零碳園區建設中，“光伏+儲能+充電"組合的被應用到園區電網之中。隨著新能源占比增加，園區的管理需要依靠智慧能源管理平臺來實現碳資產管理、新能源策略控制、有序充電管理、能耗分析、設備運維等等。AcrelEMS3.0智慧能源管理平臺可以幫助園區有效的管理能源，其功能包括：

　　綜合監控：實現園區變電站、光伏、儲能、負荷、充電樁、環境數據的采集、監測、可視化展示、異常告警、事件查詢、報表統計等功能；

　　智能控制：協同光伏、儲能、負載等多種能源主體，動態規劃智能策略，實現儲能、光伏協調控制，比如計劃曲線、削峰填谷、防逆流、新能源消納、需量控制等；

　　能源分析：具備微電網能耗及效益分析、微電網經濟運行分析、多維度電量分析，并進行日、月、年能源報表統計；

　　碳資產管理：企業碳資產管理功能，包括碳盤查清冊、碳配額管理、碳排放分析、碳流向、碳盤查報告、碳交易記錄等等。

　　功率預測：以歷史光伏輸出功率和歷史數值天氣數據為基礎，結合數值天氣預報數據和光伏發電單元的地理位置，采用深度學習算法建立預測模型庫，實現光伏發電的短時和超短時功率預測，并經進行誤差分析；同時對微電網內所有負荷，基于歷史負荷數據，通過大數據分析算法，預測負荷功率曲線。

　　優化調度：根據分布式能源發電預測、負荷預測結果，并結合分時電價、電網交互功率及儲能約束條件等因素，以用電成本低為目標，建立優化模型，采用深度學習算法解析微電網運行功率計劃，系統通過將功率計劃進行分解，實現對光伏、儲能、充電樁的優化控制。

圖7 AcrelEMS3.0智慧能源管理平臺

　　6.結束語

　　零碳園區并非單一的減排單元，而是集能源轉型、產業升級、技術創新、治理改革于一體的系統工程，是實現 “雙碳"（碳達峰、碳中和）目標的關鍵抓手。其規劃和建設需要合理利用工具和能源管理軟件，來實現能源利用。未來，隨著更多零碳園區的建成，其不僅將成為區域經濟的 “綠色名片"，更將成為中國參與全球氣候治理的核心競爭力之一。