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LINHE

Climate

Science&Technology

 

 

当前,零碳园区建设已从概念倡导迈入规模化落地阶段。然而,当我们审视这一进程时会发现:绿电替代与节能降碳固然成效显著,却始终面临一个“最后一公里的刚性排放缺口瓶颈。这篇文章将从碳循环视角出发,探讨一条打通闭环、化成本为投资的零碳园区建设新路径。

 

数据显示,全国广义产业园区数量已超8万家,各级开发区超2800个,合计贡献了全国40%以上的GDP,集聚了80%以上的工业企业,消耗了全国约60%的能源,直接碳排放占比超过30%。换句话说,中国经济的发动机,也是碳排放的集中区。

 

这表明产业园区是实现碳达峰碳中和目标的关键领域,其减排成效直接决定了全国双碳战略的整体推进进度

 

近年来,国家层面密集出台政策,推动零碳园区建设从概念走向实践:

  • 2022年7月,工信部、发改委、生态环境部联合印发《工业领域碳达峰实施方案》,首次在国家政策层面明确提出建设零碳工厂;

  • 2025年7月,国家发改委、工信部、国家能源局联合发布《关于开展零碳园区建设的通知》明确零碳园区建设标准,将“单位能耗碳排放”作为核心评判指标;

  • 2025年12月,国家发改委公布首批52个国家级零碳园区建设名单,标志着零碳园区建设进入规模化实践阶段;

  • 2026年3月,国家进一步明确十五五期间建成约100个国家级零碳园区的目标任务。

 

从零碳工厂试点到零碳园区推广,从点状示范到规模化落地,零碳园区建设已成为产业转型升级的必然要求和重要方向。

 

零碳目标的“最后一公里

国家级零碳园区建设聚焦三大核心量化指标:单位能耗碳排放≤0.3吨CO₂/吨标煤(比全国平均降低约90%)、清洁能源消费占比≥90%、资源综合利用率≥80%。而实现这些目标,仅靠绿电和节能远远不够。钢铁、水泥、化工等行业的工艺排放,以及垃圾焚烧等末端排放,具有极强的刚性,无法通过能源替代完全消除

 

当前主流的减碳路径为绿色能源输入生产过程降碳,它们是减碳的“前锋”,但存在显著的“天花板效应”

  • 绿电、绿热等绿色能源替代可覆盖约40%-60%的源头排放;

  • 能效提升、工艺优化等过程降碳手段可削减约15%-30%的过程排放。

两项叠加,仍有20%-30%的排放无法通过常规手段消除。这部分排放源于工业刚性工艺与基础能源需求(6亿吨以上),具有物理与化学层面的不可规避性,构成了零碳的“最后一公里”,无法实现真零碳,是最难攻克的“最后堡垒”

 

那么,如何补齐20%-30%的刚性排放缺口,跨越这最后一公里,实现真零碳?只剩下两条路:购买碳配额配套CCUS+DAC

 
  • 方案A:购买碳配额。通过碳市场机制,购买其他主体的减排信用或碳配额,实现账面意义上的净零排放。其财务属性为运营成本,形成持续的现金流出;风险敞口极高,碳价波动与政策不确定性均由企业承担。本质上,这是为过去的排放买单

 

  • 方案B:配套CCUS+DAC。其财务属性为战略资产,虽需初期投入,但具备长期运营回报;技术路径成熟,风险可控;更关键的是,它帮助企业构建内生的低碳技术壁垒,将减排能力转化为核心竞争力。本质上,这是为未来的价值投资。CCUS不是成本中心,而是资产中心。

 

△以工业/制造园区举例

 

而要让CCUS从一项昂贵的减排技术,转变为一项能盈利的投资,我们必须完成一次深刻的思维革命:停止将CO₂视为需要处理的“废物”,而要将其视为一种宝贵的“资源”

 

△碳的四重价值

 

从碳循环视角打通零碳最后一公里,降碳与循环利用缺一不可。唯有将碳资源化,才能真正破解CCUS商业化难题,实现环境效益与经济效益的统一。

 

零碳园区CCUS的核心痛点

C-U匹配难题

当前CCUS行业面临的最大瓶颈,并非捕集技术本身,而是捕集端与利用端的系统性错配。传统CCUS项目采用大规模集中捕集,配合长距离管道输送和地质封存的模式,存在三重结构性矛盾:

 

  1. 规模错配:大型捕集装置动辄万吨级年捕集量,但下游利用场景多为中小规模、分布式需求,导致捕得多、用得少的供需失衡;

  2. 浓度错配:不同利用场景对CO₂浓度要求差异巨大。如绿色燃料合成需要高纯度CO₂,固废矿化需要中低浓度CO₂,设施农业仅需极低浓度CO₂,传统一刀切捕集方案无法精准匹配;

  3. 地理错配:集中式捕集源与利用场景往往空间分离,CO₂运输成本高昂,且受限于管道基础设施的覆盖范围。

 

 

传统CCUS的大规模集中模式本质上是照搬了油气工业的思维模式,但CO₂并非石油,它缺乏内在市场价值,其商品属性是政策建构的。这一根本性约束正是碳循环利用思路必须被提升到战略高度的深层原因,若不赋予CO₂以经济价值,碳捕集就只能是持续的财务负担,难以实现规模化可持续发展。

 

解决这个问题的思路,必须从末端治理转向资源循环,把CO₂从需要处理的废物,变成可流通的资源,让CO₂在园区内被循环利用起来

 

霖和解法

全频段分布式碳捕集技术体系打通碳循环闭环

霖和“以U定C”的零碳园区核心战略方案,是根据下游利用场景的需求特性,倒推碳捕集的技术路径、规模设计和商业模式,实现就地捕集、就地利用、就地消纳。这一理念打破了传统CCUS先捕后找销路的线性逻辑,构建了需求牵引、场景驱动的闭环体系。

 

在捕集端,霖和自主研发了两大分布式碳捕集技术体系:

 

第一,基于MSCCM材料的干湿法DAC技术

霖和研发的MSCCM材料在纳米孔隙约束下,利用湿度差异实现CO₂的吸附与脱附:干燥时从空气中直接捕集CO₂,湿润时脱附释放CO₂。该材料创新突破了传统热力学天花板,实现了三大核心优势:

  • 全频段覆盖:无CO₂浓度限制,既可直接空气捕集(空气中CO₂浓度约420ppm),也适用于不同浓度的工业排放源捕集;

  • 分布式部署:不受场地限制,戈壁沙漠均可部署,最大化借助空气自然流通与扩散特性;

  • 柔性生产:可间歇性捕集和释放CO₂,完美匹配弃光弃电时段,将碳捕集转化为新型储能方式。解决绿电直连以后,供电峰谷和用电峰谷之间的差异增大问题。柔性生产的碳可以成功吃掉弃光弃电,能源利用效率最大化,更可以进一步变成原料提供进一步生产的原料。

 

 

第二,基于旋转填充床的分布式烟气捕集系统

该系统采用小型撬块化设计,设备结构紧凑、可成撬安装、方便转运,特别适用于空间受限的小型排放源场景。吸收效率可达85%-95%,设备体积减少30%-90%,运行成本和设备能耗降低10%。该技术已通过大量工程示范验证,适用于石化、电力、水泥、钢铁等多行业的大通量烟气CO₂捕集。

 

 

霖和解法

碳资源多元高值利用

将CO₂资源化利用是霖和方案的主导路径,即捕集后的CO₂不再单向流向地下封存,而是进入化工合成、设施农业、固废矿化、油田应用等多元高值场景,实现碳资源的循环利用。

 

这一转变的核心在于重塑碳排放属性,将CO₂从环境负担重新定义为工业资产,从末端废弃物升级为生产要素。

 

 

基于上述理念,霖和重点布局了3项CO₂资源化的高值利用赛道:

 

 绿色燃料 >>>

绿色燃料是通过绿电制氢与CO₂合成制取的液态碳氢燃料,包括e-甲醇、e-柴油、e-航煤等。其具有存储稳定性高、能量释放稳定、运输方便快捷的优势,是连接可再生能源与工业、交通、航运等高碳排放领域的理想介质。

 

然而,绿色燃料产业面临一个根本性的碳源悖论:既要利用碳原子构建燃料分子,又要避免新增碳排放。即绿色燃料需通过绿电制氢结合CO₂制取,但若CO₂源自化石燃烧(如煤电厂),则全生命周期碳排放仍为正。唯有使用非化石碳源,即直接从空气或生物质中获取的碳中性原料,才能使合成燃料燃烧释放的CO₂等于捕集量,实现“从空气到空气”的闭环循环

 

霖和通过“DAC+绿电制氢”的技术耦合,为这一悖论提供了根本解法。

 

DAC技术的战略价值在于:直接从空气中捕获CO₂(浓度仅约420ppm),提供碳中性原料,使合成燃料燃烧释放的CO₂等于捕集量。同时结合弃光弃电时段的柔性制氢,实现绿电+绿碳的双绿驱动。

 

这一路径不仅破解了碳源悖论,更将原本无法消纳的波动性可再生能源转化为高能量密度的可储运燃料,提升了园区整体能源系统的灵活性与经济性。

 

 

 绿色低碳建材及固废资源化利用 >>> 

我国工业固废年产量超过40亿吨,传统处置方式以填埋和大都停留在筑路、回填、农用和生产建材等较低层次上低值利用为主,未能释放其潜在价值。霖和提出“固废+矿化=建材建筑绿色化”的核心公式,实现双重技术突破:

 

固废利用:多源固废基绿色建材,可多元化、减量化、资源化消纳钢渣、粉煤灰、电石渣、建筑垃圾等多源固废,将其转化为具有胶凝活性的绿色建材原料,替代传统水泥熟料,从源头削减水泥行业碳排放。

 

赋碳建材:引入CO₂碳养护技术,使CO₂与固废基胶凝材料发生矿化反应,形成稳定的碳酸盐晶体结构,实现减水泥、降成本、提性能的三重价值。

 

从碳循环视角看,该路径构成完美闭环:工业排放的CO₂被捕获后注入固废基建材永久固化,同时固废得到高值化利用,水泥消耗减少进一步降低过程排放,是零碳园区循环经济和低碳制造深度融合的典型模式。

 

 

 结合绿电,以“绿电+绿碳”解决设施农业碳源问题 > 

我国传统设施农业模式面临碳源获取难、运输成本高、与新能源耦合弱的三重困境。传统燃煤燃气补碳会增加碳排放并引入有害杂质,液态CO₂长途运输成本占气肥总成本的40%以上,且刚性供应无法响应新能源波动性。

 

霖和自主研发的分布式全自动空气直接捕集碳肥系统,依托DAC技术直接从空气中捕集CO₂,通过智能调控按需释放,实现两大核心创新:

  • 分布式部署,设备直接安装于温室或园区内部,零运输成本,适配不同规模需求;

  • 耦合新能源,在弃光弃电时段启动运行,将波动性电力转化为高附加值气肥,电力成本压降至常规模式的30%以下。

 

农科院权威试验数据数据显示,该设备可使植物光合速率提高接近25%,番茄和甜瓜产量提升30%-40%,植株抗病性提升约50%,总糖含量上升约15%,综合提升农产品市场竞争力。

 

△霖和为辽源龙山种苗繁育中心大棚提供配套碳肥机设备

 

综上所述,霖和为零碳园区建设提出了三个维度的突破:

  1. 理念重构。从被动减排到主动经营碳资产,将CO₂重新定义为分布式碳资源,通过多元化捕集技术与高值化利用场景开发,使其成为绿色燃料原料、固废建材养护介质和设施农业生产资料。

  2. 全链贯通。覆盖从分布式捕集(DAC/烟气捕集)、浓度分级提纯、园区短途配送、多元场景高值利用到残余碳矿化封存的全流程,确保每一吨捕集的CO₂都有明确的消纳路径与经济归宿。

  3. 循环增值。通过以U定C的场景匹配,使碳捕集项目从政策性亏损转变为市场化盈利,实现生态与经济双向增值。

 

未来,零碳园区的建设将从当前以能源侧绿色替代为主的阶段,逐步深化为以碳循环为核心的系统性变革。当碳捕集成本持续下降、碳市场价格稳步上升、CCU技术实现规模化应用,这三条曲线交汇之日,便是碳循环经济真正到来之时。届时,CO₂将不再是园区的排放负担,而是驱动绿色产业循环的碳资源。

 

END

 
《往期精选》
从废气到资源:CO₂利用路径全景解析
霖和为中国电科院定制的干湿法和TSA DAC测试平台
政策定调,CCUS成零碳工厂建设必选技术
霖和方案:高钙固废协同脱碳降焦炭烧损
2025年全球直接空气捕集(DAC)动态汇总
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