通向气候中和的园区转型之路
为什么要选择以实现气候中和为目标的园区转型之路?
城区/园区(以下统称园区)具备着实施节能减排和降低能源成本的潜力巨大。园 区构成了国家和城市实现气候中和转型的一个重要元素。采用一体化、系统性的园 区解决方案,不仅可以提高节能减排的潜力,还能带来许多附加优势,例如更好的 工作环境和居住质量。园区内可实现不同部门之间的相互协同,比如能源部门(供 暖、制冷、电力、交通)与终端用户部门(住宅、工商服务、工业、交通运输)之 间的部门耦合。与单体建筑层面相比,园区可以通过整合基础设施的规划、建设、 采购及使用来实现规模经济。提高系统效率可以降低成本,进而提高企业的竞争力 和利润率, 这是综合园区的核心优势。一体化综合园区还可以被应用于多种情景, 并作为不同地区内、不同环境下区域发展的蓝本范例。气候中和园区能够对地方能 源转型作出重要贡献。 它不仅可以最大限度地利用当地所具备的实现气候中和的潜 力(特别是可再生能源和余热废热资源),并且还可以更加高效地利用土地资源。 园区作为不同产品与服务的共生平台,能够开启全新的商业模式。需要指出是,园 区运作的成功在很大程度上取决于城市规划、能源、建筑、以及其他各方面监管框 架的合理设置。
园区气候中和转型意味着什么?
此前所开展的相关工作坊中,气候中和园区被定义为实现温室气体 (GHG)净零排放的园区。如果能源需求可以全部通过利用可再生能源或余热废热来 得到满足,而且当地气候中和的潜力已得到最大限度的开发,那么就可以认为,该 园区基本实现了气候中和这一目标。因此,气候中和代表的是一个总体目标,它以 温室气体排放作为衡量和判定依据。在高密度的城市地区,园区内部很难完全独立 实现气候中和在。园区与附近区域的资源以及更高层级的基础设施进行耦合不可或 缺。由于园区范围之外的转型具有诸多不确定性,服务于园区的基础设施运营商就 需要了解并参考更高层级基础设施转型的总体规划。可以从中长期的角度对这些规 划进行跟踪,同时,保持与国家层面的气候目标及措施规划的一致。 目前,在园区层面探索实现气候中和的实践仍处于起步阶段。无论是转型方案设 计,还是长期规划落实,都还没有标准化的方法或准确适用的参数。在实践中,对 转型进行探索的园区不仅需要确定项目边界范围和短期目标,而且还需要制定长期 的转型战略。本指南旨在: 为致力于大幅降低能耗与排放、分阶段实现园区气候中 和转型的先行者提供指导信息。 在接下来的“如何实现园区气候中和?”一章中,我们对园区实践气候中和转型的 必要步骤和阶段进行了总结阐述。为了使阐述更为详尽易懂,我们以一个虚拟园区 为例,在每个步骤的介绍中补充了相关的经济、能源和排放方面的基本计算和分 析。
如何实现园区气候中和?
步骤一: 发起并组织协调利益相关方
气候中和园区需要不同行业、不同专业的众多利益相关 方共同参与。多方合作应基于跨部门跨学科的综合性规 划、设计与管理,从而形成全新的合作模式。尤其在能 源综合利用方面,会涉及到不同能源载体的交互作用, 跨学科协作是必然的。此外,从需求侧(建筑领域和工 业领域)入手,对能源供应进行更为合理的布局,也变 得尤为重要。 践行气候中和园区的原动力来自于发起方的气候转型决 议及其所确定的目标。后续加入的其他利益相关方也必 须致力于实现这一共同目标。发起方和投资方组成了园 区项目的核心团队。根据项目的规模和所有权结构,发 起与投资也可以由同一家企业或机构来担任。单一利益 相关方所担任的角色越多,协调沟通成本也就越低。所 以,开发商往往会愿意寻找一个“核心客户” (有最大 的稳定用能量的用户)或一个“核心资源供应方” (比 如一个可以持续稳定提供大量工业余热的企业)。如果 投资方同时也是园区系统的最终用户,那么实现气候中 和的可能性就会大大增加。在实施过程中,如果并非由 单一的利益相关方参与决策,则需要有一个面向各方的 动员阶段。动员阶段中,应促使各利益相关方进行充分 沟通,并最终达成必要的共识,例如,是否面向市场开放通用基础设施(如热网)的投资开发。一旦阐述清楚 气候中和园区的整体发展理念与思路,就有可能吸引或 找到仍然缺失的合作方。尽早吸纳利益相关方, 并确保 各方的共同承诺与积极参与,这对于落实后续工作非常 有益。 在推动园区转型发展的过程中,除了核心团队,后续加 入的利益相关方的共同参与必不可少,其中包括规划设 计方、开发方、运营方以及终端用户。值得重视的是, 应及早选定一个核心协调方作为气候中和园区项目的倡 导者,持续在各方之间进行沟通与协调,以确保气候中 和这一共同目标的顺利实现。在此,核心协调方需要汇 总各利益相关方不同的专业知识、需求和要求。一个具 有前瞻性的参与和协作方案可以大大增加各利益相关方 之间的相互支持。
项目启动的相关部门和利益方

尽管每个气候中和园区有着各不相同的利益相关方,但不同类型园区中的重要角色相对来说具 有高度相似性。 根据利益相关方在整个流程中的地位和作用以及他们在发展决策中的影响力,可 以将他们分为两类:在项目设计中起直接决定性作用的关键利益相关方(章节1.1)和众多在实施 层面间接影响园区发展的次要利益相关方(章节 1.2)。 图1对这些角色进行了概述。

决策层面
最初决策层的两个关键角色包括发起方和投资方。发起方确定园区包括气候中和目标在内的各项决议目标。投资方为园区发展筹集必要的资金。理想情况下,这两个角色由一个利益相关方来担任。单一利益相关方所担任的角色越多,协调沟通成本也就越低,进而可以提高整个流程的效率。当然,这些角色也可以由多个投资方共同组成的团体来担任。
关键的利益相关方大多是从能源需求侧演变而来的,比如有着大量能源需求的建筑和工厂。这一角色也可以由能源服务公司(ESCO)或具有余热废热潜力的大型企业来担任,从而寻找潜在的客户群体。开发商往往会愿意寻求一个固定的“核心客户”(有最大的稳定用能量的用户)或一个“核心能源供应方”(比如一个可以持续稳定提供大量工业余热的企业),即一个具有重要经济与能源能力的单一利益相关方。如果投资方同时也是系统的最终用户,那么实现气候中和的可能性就会大大增力。
在成功组建核心团队后,应首先激励督促其他利益相关方共同实现以下几点:
- 对参与的各方进行动员
- 整合相关的专业知识与技术方案
- 通过涵盖更多的观点、专业知识以及其他相关要点来提高质量
初始决策层除了终端用户之外,还包括了邻近片区以及本地协会等有影响力的相关方。在这一方面,既有园区和新建园区之间存在着很大的差异。在建设项目开始时,终端用户尚不明确,因此用户需求更多是间接地形成的,例如由房地产市场来决定。
在实际执行过程中,如果园区不在一个单一的利益相关方的职权范围内,则需要有一个面向各方的动员阶段从而吸纳其他必要的利益相关方。
成功的利益相关方管理的一个关键是来自园区发起方的稳定和长远的承诺。有时候如果发起方没有足够的资源与能力,一个具有良好沟通和调解能力的机构可以帮助园区长期的发展,并实施技术方案。长期的激励和承诺都是确保项目的连续性、利益相关方之间的执行水平的必要因素,同时也是将所有关键利益相关方联系在一起的重要因素。
执行层面
在执行层面上,合格的利益相关方还应担任其他几个角 色。主要分为三类:技术专家团队(基础设施运营商、 设计方、开发商和技术提供商)、提出需求方(地方政府、审批机构、资金方)和受影响群体(终端用户、本 地协会)。
在投资方群体多元化的情况下,如私人企业和单独的房 产业主,为了在整个项目期间保持较高的积极性和承 诺,必须采取包容性的公关战略。动员与说服工作往往 是充满困难的,在多元化的园区尤为如此。因此从执行 单个的、相对不太复杂的项目部分开始,作为示范并呼 吁大家加入能源转型运动中,可能是一个行之有效的手 段。为了鼓励加入能源转型运动,这些示范的项目必须 产生可见的效益来说服其他群体。这类好处可以是例如 通过绿化老旧园区或升级改造标志性建筑来展示气候中 和的种种好处。与建立热网相比,这些措施是可见的并 且为该园区的个人行动创造了必要的动力。
如果各利益相关方之间没有一个交流对接的平台,建议 由一个协调方从中推行倡导气候中和,并在利益相关各 方之间进行协调调解。一旦目标存在冲突,协调方就可 以作为调解人,从而确保该园区成功实现所设定的目 标。一个具备前瞻性的参与规划可以大大地增加利益相 关各方之间的整体支持程度。
经验之谈
在建设气候中和园区时,发起方应当意识到利益相关方 群体的必要性、不同的角色职责以及他们对实现气候中 和这一总体目标的实际贡献。在建设过程中共存在两个 层面:决策层面和执行层面。所有参与的利益相关方都必 须声明他们会为实现气候中和付诸行动这一意愿,并在 整个过程中为实现这一目标做出具有建设性的贡献。
步骤二: 定义园区边界范围
在现有文献资料中,很难找到对于“园区”或者“能源 园区”的明确定义。实际上,存在着许多不同的方法 来把多个建筑或城市的某一区域定义为一个园区。园区 的类别可以依据行政区域、基础设施(如交通线路或者 大型功能性设施和机构)或社会环境来划分。最为常见的是,基于园区的面积大小以及园区内部建筑物的使用 功能结构来定义园区。而能源系统平衡范围, 往往被 用来定义能源园区。在这种情况下, 就特别需要对能 源部门和终端用户群体进行区分。如何界定园区部门, 在很大程度上取决于所涉及的利益相关方,这是因为, 只有那些能够进行业务转型或者做出新的发展决策的部 门,才有可能真正落实转型措施。
其次,必须对空间边界做出界定。这些边界可以是行 政、建筑、自然或交通领域的边界。也就是说,空间边界的界定具有极大的灵活性。在某些情况下,周边的基 础设施或区域,比如风电场,或是具有余热废热资源的 大型工业区也可以被包括在内。主管土地使用规划和交 通基础设施的各级地方政府部门是确定空间布局规划的 关键协调方。
此外,还必须从全生命周期的角度考量园区的发展与建设。依据项目的界定范围,来决定是否只考虑运营阶段的能源需求,还是同时关注该园区建筑、基础设施 和设备的全生命周期。随着建筑和技术设备的能效日益 提高,隐含于材料和产品中的灰色能源和二氧化碳逐渐 成为越来越重要的评判标准。对于生命周期存在着不同 的划分。如果只考虑产品的生产阶段,也称“从摇篮到 大门” (cradle-to-gate); 如果考虑从产品生产到结 束使用的完整过程,也称“从摇篮到坟墓”(cradleto-grave); 如果进一步通过回收、再利用等手段把 材料和产品投入到一个新的生命周期中,就称其为“ 循环经济”(circular economy) 或“从摇篮到摇篮” (cradle-to-cradle)。建筑全生命周期的各个阶段如下图所示。

1.制造阶段
这包括所有可以归类到原材料及其提取、 加工到最终产品和运输到施工现场的过程。例如,水 泥生产包括对石灰石或粘土等原材料的提取和进一步 加工的能源使用,以及对原材料的热处理,直至最终 成品。
2.施工阶段
施工阶段包括了所有与施工直接或间接相 关的过程。例如将水泥进一步加工成混凝土(混凝土 搅拌机的能源需求。
3.使用阶段
所有确保建筑运行的过程在使用阶段一开 始就已经确定,即电力和热力的供应。任何翻新改造 也是使用阶段的一部分,这也与建筑材料息息相关。
4.废弃阶段
生命周期的终点,包括所有用于拆除、废 弃或回收的过程。
能源园区的规模和边界范围限制的定义
如上文所述,相关资料文献中并没有一个关于园区或者能源园区的明确定义。这使得在早期阶段使用相关的关 键性指标来描述建筑和区域作为一个园区的可能组成部 分,并开始根据这些关键指标推导出对于气候中和园区 合适的指标变得尤为重要。建筑和人口密度对于进一步 的能源规划和方案设计尤其具有决定性意义。基于现有 或规划区域的地区特征的重要参数及其定义可以在下面 的表1和表2中找到。结构密度的定义部分来自德国工业 标准(DIN标准),但也可以在国际上作为物理性定量 标准应用在建筑群体上。 这些指标变量,尤其是结构密度指标,使得直接得出 未来能源系统的最终形态成为可能。例如,容积率 (FAR)可以用来直接确定理论上有多少屋顶表面可用 于能源应用(不考虑任何上层建筑,如电梯和朝向) 。为了更好地对结构密度进行分类,表3中提供了一 些园区类型以及其典型的结构密度指标。Dettmar等人 (2020)的分类和定义在此仅作例证,并不作为一个通 用性的定义。根据这些案例的主要用途以及园区的各种 设计可以清楚地表明,园区的结构形状和使用用途对一 个园区能源系统具有决定性的影响。这一点将在下文中 详细讨论。


以上所提供的关键指标能够描述多个建筑物或整个园区 的特征。然而,它们并没有明确划分出能够明确被定义 为一个园区的指标规模(如园区面积或建筑数量达到怎 样的规模)。因此,通常情况下,一个园区必须根据本 地实际情况在空间上来进行划分。 然而,这种空间上的划分通常没有充分的考虑能源系 统。相反,能源园区的能量和物质流的范围限制必须在 进一步的步骤中才能得到。相关专业文献中对于城市层 面的能源系统的定义和术语可以在这里拿来使用,并从 城市层面转移到园区层面。 关于城市能源系统主题的研究对这一目的特别有帮助。 根据Keirstead(2012)的说法,在此背景下的定义首 先提供了Jaccard(2006)对能源系统的一般定义。他 将能源系统定义为 “特定社会或经济中获取和使用能 源的综合过程”。 这句话清楚地表明,一个能源系统,即使有自给自足的 供应,也绝不仅限于一栋建筑、一个园区或一整个城 市。生产和使用所需的产业链远远超出了一个城市的边 界(例如,在亚洲生产光伏组件(然后再进口到欧洲进 行组装使用))。Jaccard(2006)还表明,市场、相 关机构和消费者行为会影响能源系统的规划和运作(“ 特定社会或经济”)。
能源园区的能源需求特点
在对空间划分和系统边界进行了定义之后,能源需求的 特征对于园区能源系统的总览来说是一个重要的出发 点。从表4中可以得出以下需求的关键指标。


为了描述这些园区的能源使用特点,可以根据最终能源 使用的形式来区分特定使用用途,或将其分配给特定的 使用群体——部门。 为了避免不同部门概念的重叠,这里对最终使用部门和 能源部门进行了区分。美国能源信息署将最终使用部 门定义为住宅、工商服务业(CTS)、工业和交通运输 业。
然而,部门耦合的概念主要是指能源部门之间的协 同作用。在更加广泛的定义中,部门耦合也适用于最终使用部门,从而发挥部门之间基础设施的协同作用。 能源部门最初通常可以根据园区大多数供电、供暖和制冷等能源形式来进行分类。然而可以很明显的观察出, 这种划分必须始终在已进行了界定的园区的本地背景下进行考虑。供暖和制冷可以进一步按照温度等级和使用类型进行划分。其他的能源部门还包括交通运输和燃气 基础设施,前提是在该园区存在这些部门。
燃气一直以来主要指的是天然气,但从长远来看,氢气的占比逐渐 提高亦或是氢能专用基础设施也是有可能的。交通运输既是一个能源部门,也是一个使用部门。 电力和交通运输等能源部门之间的联系表明,原则上, 电力部门几乎总是在部门耦合中发挥核心作用。这也反 映在人们热议的 “电转X “概念中。X代表各种其他部 门,例如,它们可以通过与电网的连接来满足自身的能 源需求,同时在智能调节下提供灵活的电网服务,将它 们与电力部门联系起来。这种电转X应用的例子是电转 热、电转气或电转液。后者除了确定的能源部门外,还 建立了相关部门与化学工业间的联系。然而,这些过程 通常不直接与整个园区相关联,而是与以公司或集群为 代表的个别终端用户相关联。 图3显示了能源部门和终端使用部门之间的各种相互作 用。电转X技术在此发挥了关键作用,进一步强调了电 力部门在地区发展中的重要性。各种相互依存的关系导 致了地区开发商需要对一些重要问题作出答复。从这种 复杂的相互作用中可以得出许多协同效应,这可以证明 为这种整体观点所做的必要努力是合理的。
作为寻找这种协同作用的第一个指南,下图基于 Gobmaier等人(2007)的研究,按终端使用部门(住 宅、工商服务业和工业)细分,显示了不同能源部门 的参考负载曲线的示例。很明显,更加精准地考虑各个 方面,比如供暖、生活热水制备和制冷,对于供暖部门 是有帮助的。此外,不同的模式表明,如果时间模式不 同,按使用部门对能源需求进行细分会有帮助。此外, 不同的模式表明,如果能源需求不同,按使用部门划分 可能会有所帮助。这样做可以使综合能源系统的协同作用显现出来。更深入的部门耦合可以进一步优化能源系 统的运行。
能源园区的本地能源转换
到目前为止,能源载体产业链上的能源转换是在园区之外进行的。综合性的园区规划正在将能源转换引入园区内部。 这已经清楚地表明,能源转换产业链可以远远超出本地 园区的边界。然而,整合本地能源和本地能源转换对发 展未来的园区项目至关重要。这里,“本地能源”或“ 本地能源转换”的概念是指一次能源在园区内进行转 换。关于能源供应的关键指标可以从下列表5中得出: 如果将上一节关于本地生产的要求与实际数据进行比 较,就会发现,由于可再生能源和消费模式对于天气的 依赖性,本地的能源需求和生产并不总是重合的。一方 面这清楚地表明,高能效园区需要储存能源,以便进行 能源转移;另一方面,能源园区具有多模式的能源系 统,即多个能源转换器,它们之间可以起到相互补充的 作用。这一点将在步骤七和八中进一步具体说明。

经验之谈
能源园区这个词并没有一个统一的定义或区分。一个园 区的能耗计算平衡边界(无论是时间上的还是空间上的) 必须在园区项目的启动阶段就确定下来。 从不同能源部门的不同轨迹来看,同时这些部门又是由 各自使用部门的不同份额组成的,可以很明显地发现,园 区内的部门耦合有助于优化过的能源系统的运行。如果 能源消费越来越多地被可再生能源所覆盖,这就将变得 尤为重要。因此,准确描述园区的能源需求是为园区开发 最佳能源系统配置的关键步骤。 由于部门耦合和随后的电气化,气候中和园区的转换链 正变得越来越复杂。此外,由于发电和需求之间缺乏同步 性,增加了对能源存储和多模式能源系统的需求。本地能 源基础设施,如热网和稳定的电力分配网络,可以为这些 分散的多模式能源系统提供支持,因为它们的具体投资 成本随着装置的大小而降低。
步骤三: 引入绿色与可持续金融
绿色金融是为园区项目提供融资以及确定气候中和相关 评价指标的有益途径。它所包含的金融工具,比如绿色 债券或绿色贷款,因其融资成本优势明显而变得越来 越具有吸引力。此外,金融机构和金融企业受到日益严 格的披露监管和报告法规的约束,与气候风险和减缓气 候变化相关的披露已成为重要的市场声誉标准。将合适 的金融方案(例如绿色债券、绿色贷款或驱动可持续发 展的直接投资)与需要调整转型的能源系统进行匹配之 前,应首先考量相应的金融框架,比如欧盟分类法。

简而言之:什么是 “绿色金融”?
绿色金融始于《巴黎协定》第2.1c条,并在最近几年得 到进一步明确。(European Union, 2016) 这也影响 到了园区能源系统和可持续性方面的发展。此后,绿色 金融这一话题的发展势头越来越好。资本流动必须转向 可持续投资,以实现《巴黎协定》和联合国可持续发展 目标(SDGs)所设定的气候目标。因此,金融体系在向 低排放、资源节约和社会经济转型的过程中发挥着重要 作用。除了 “可持续金融 “一词外,”绿色金融 “ 一词的使用也越来越多,前者包括绿色金融,但涵盖的 范围更广。然而,这些术语并没有正式的定义,根据不 同的背景和机构,它们经常被作为同义词使用,如表6 所示。

绿色) 金融的一个关键方面
评估风险和潜力金融机构在评估其客户时越来越多地考虑到环境、社会 和治理(ESG)风险,考虑哪些实际的和短暂的气候风 险会对客户当前和未来的商业模式产生负面影响,以及 由此可能产生的机会。此外,金融市场参与者(如金融 机构、资产管理公司)越来越多地将气候相关方面的影 响纳入其决策过程以及对公司和/或项目的评估。 风险主要有两种类型:物理气候风险和转型风险。物 理风险是由于气候模式的事件(急性)或长期变化( 慢性)而产生的风险,包括极端天气事件,如干旱、 热带气旋、持续高温、海平面上升、火灾和生物多样众多的行动表明,可持续金融已经成为可持续发展转型 的核心要素,银行和实体经济不应再忽视它。
欧盟分类法
欧盟分类法是实现这些气候目标的一个基本工具。它是 一个环境友好型可持续性经济活动的分类系统。“可持 续”和“绿色”这两个词一直有着不同的解释,为所谓 的 “漂绿 “提供了空间。基于科学发现的环境友好 型可持续经济活动的统一定义在所有经济参与者中形成 了共同的理解,形成了公平竞争,最重要的是,为投资 者提供了确定性。欧盟的分类法对哪些经济活动需要被 认为是环境可持续的提供了一个共同的理解。重要的是 要注意,它的目的不是要支配或判断投资。不符合分类 法的项目或公司仍然可以获得资金,不应该被视为“棕 色”的活动和/或公司。其主要的目的是:
让投资者放心,宣布为绿色的金融产品符合标准化的可持续发展标准,以及提高对金融产品的环境影响的认识。
可持续金融解决方案
在这些政治和社会发展的背景下,金融市场上出现了一 些可持续金融产品。这些产品以传统的融资机制为基础,并通过纳入可持续性标准加以补充。 正如已经提到的,不符合可持续性标准的项目并没有被 这些法规(如分类法规或非财务报告指令)明确排除在 融资之外。可持续金融的目的是使经济向更可持续的方 向转型,这包括促进那些尚未达到今天的标准,但已经 设定了雄心勃勃的目标,要在某一日期达到这种标准的 经济活动和公司。用禁令和严格的资金冻结来实现转型 是不可能顺利和有效的。政策制定者和金融部门的参与 者都意识到这个事实。
可持续的金融产品
在金融市场上,有股权融资和债务融资的基本区别。股 权融资主要是指通过出售公司股份(股票)进行融资。 在可持续金融领域,股票作为一种金融产品,没有任何 区别。有兴趣的投资者只是在他们的投资决策中包括了 关于基本商业模式的额外信息。而债务融资则是指债务 工具的销售。作为对收到的贷款的回报,必须向债权人 支付利息(以及根据个别规定的付款计划支付全部借款 金额)。这种金融产品的例子是贷款和债券。
中国的可持续金融
作为世界上最大的经济体之一,中国在全球气候变化方 面发挥着重要作用。几年前,中国就已经采取措施应对 其城市和地区的高度空气污染。 因此,促进绿色金融的动机并不像欧洲那样产生于《巴 黎气候协定》。相反,它是来自于改善空气质量的实际 需要。然而,自2020年9月以来,二氧化碳排放也发挥 了重要作用。当时,习主席宣布中国的目标是在2060年 达到碳中和,在2030年实现碳达峰。
监管框架的发展
中国在绿色金融方面已经有了多年的经验,并经常在可 持续金融数量的统计中处于领先地位。这一方面得益于 中国中央政府对中国市场的规划,包括资金流动,另一 方面也是由于中国自己对“绿色”的定义比欧盟的定义 更加宽泛。 有几项准则是为了引导资金流向绿色项目,防止高污染 项目(由中国政府定义)。这些准则包括《绿色信贷政 策》(2007年)、《绿色信贷指南》(2012年)和中 国银监会《关于实施绿色信贷关键绩效指标的通知》 (2014年)。最后,在2016年,中国政府发布了《建立 绿色金融体系的指导意见》。 《绿色债券认可项目目录》(2021年版)代表了中国的 分类法,定义了哪些项目和行业被认为是绿色的。在 2020年修订之前,有三个不同的国家标准,由于不一 致,在国际投资者中造成不确定性。 在欧洲层面,首要目标是实现经济转型,使其沿着一条 能够使欧洲大陆在2050年实现气候中和的道路前进,而 不违反其他环境目标。在修订之前,《绿色目录》的目 标是加强宣布为“绿色”的行业,并防止污染。因此, 该目录代表了一个被认为是绿色本身的行业和项目的清单。
中国在国际上的合作
近年来,中国政府与其他国际倡议之间的合作有所增 加,其中许多倡议旨在协调标准,并寻求个别努力之间 的协同作用。这些合作包括:
- 共同主持G20绿色金融研究小组(2016-2018年)
- 作为创始成员参与绿色金融体系网络(NGFS)(2017年-至今)
- 中国-英国经济和金融对话
- 中国人民银行加入国际可持续金融平台(IPSF)(2019年-至今)
绿色债券/绿色贷款市场
在已公布的图表中,中国多次位居绿色债券发行国的榜 首。中国也经常被称为绿色金融领域的领先国家。值得 一提的是,绿色的定义和对绿色金融产品的其他要求对 这些产品的使用程度具有决定性作用。一个松散的、容 易实现的定义,以及自愿报告和很少证明收益如何被使 用,可能会导致这个市场的活动普遍增加。
尽管绿色目录已经稍作修改,标准也变得更加严格,但在解释图表时,重要的是了解截至2021年7月适用的标准。如上所述,如果项目和公司活跃在被定义为绿色 的领域,则被视为绿色。直到2021年7月,这也包括对 化石燃料的有效利用。同样,根据这些标准,绿色债 券收益的50%可以作为运营资本(OPEX),其具体用途 无需证明。同样,对于资金的使用情况也没有一致的披 露要求。自2016年以来,中国一直是全球最大的绿色债 券发行方之一。同时,中国的绿色债券中只有一半符合 广泛认可的CBI标准。(Climate Bonds Initiative & SynTao Green Finance, 2020)在2020年,由于全球疫 情的影响,数量自2015年以来首次出现下降。
在过去,中国的大多数绿色债券是由国家管理的银行发 行的。尽管一段时间以来,非金融企业在发行人中的份 额急剧上升,但绿色债券的发行特点是公共部门非常强 大。从收益的使用情况来看,很明显,通过绿色债券筹 集的资金主要用于清洁交通、清洁能源和污染防治等部 门。
与绿色债券一样,在过去几年中,绿色贷款的发展也非 常积极。绿色贷款的年增长率约为14%,明显高于传统 贷款的增长率。这是因为有大量的补贴和激励措施。中 国政府提供了许多支持性措施,如将绿色金融表现纳入 银行的宏观审慎评估,地方政府的利率补贴,政府促销 和能力建设行动,等等。这些措施确保了强劲的增长。 而且,尽管绿色贷款的发行量很大,但其质量并没有因 为这种增长而受到影响(例如,不良贷款率一直保持不 变)。
绿色金融的未来
本小节展示了可持续金融的发展势头良好。各国政府正日益确保为该领域的进一步发展奠定良好的基础:明确的目标、战略、标准和稳定的监管框架。但金融部门本 身也变得更加积极主动。相关金融部门已经从等待和观 望的态度转变为更加积极主动的态度,并希望帮助塑造 和定义发展。
可以预见的是,中国政府将继续使其国家标准与国际适 用的原则和标准相协调。《绿色目录》的修订是朝着这 个方向迈出的第一步和重要一步。中国对各种国际平台 和工作组的参与表明,这个过程还没有完成,接下来会 有进一步的调整。 2021年7月6日,欧盟委员会提出了其向可持续经济转型 的融资战略。该战略建立在《可持续发展融资行动计 划》的基础上,并专门讨论了在COVID-19大流行病的背 景下经济向进一步可持续性过渡的问题,特别强调了这 样一个事实:通往进一步可持续性的道路也需要投资, 为转型活动提供资金。这种必要性对于长期目标来说非 常重要,因为这类经济活动在旧版本的分类法中尚未得 到充分体现。
欧盟委员会还宣布,现有的欧盟分类法将被扩大。例如,能源部门的标准将被调整,分类法将被扩大到包括 农业部门。该战略还指出,到2022年初,欧盟其他四个 气候目标(水、循环经济、污染防治和生物多样性)的 技术评估标准将被制定。同时,将发表一份关于潜在的 社会分类法的报告。欧盟将为可持续金融产品制定更多 的标签和标准,以防止洗绿,并在投资者中创造更多的 信任。除了作为黄金标准的绿色债券标准外,还设想了 更多的过渡性或与可持续性相关的债券标签。
德国联邦政府也在2021年5月发布了自己的可持续金融 战略(Die Bundesregierung, 2021)。该战略是基于 可持续金融咨询委员会的建议而制定的。联邦政府打算 利用这一战略将德国定位为可持续金融领域的一个领先 中心。拟议的措施包括投资产品的可持续发展红绿灯系统,加强绿色债券,提高联邦拥有的资本投资的透明度 和加强企业报告。
这种转变将影响到的不仅仅是大型个体和内在动机的 公司。ESG标准将在未来的融资中发挥越来越重要的作 用,每个利益相关者都应该及时解决这个问题。最后, 这个标准不应该被视为障碍和困难,而应该被视为一个 机会。从本质上讲,每个人都应该在充分解决气候风险 方面有自己的内在利益。可持续的金融产品为资助向可 持续经济的过渡提供了解决方案。
经验之谈
对风险和机遇的分析构成了(绿色)金融的核心。绿色金 融使确定并评估环境和社会以及治理标准成为可能。到 目前为止,政策制定者是就 “绿色金融”这个抽象的、总 体性的话题进行交流的决定性力量。这对于中国和欧盟 都同样适用,尽管中国的绿色债券市场因其更广泛的定 义而更加庞大。另外,通过新的立法计划(如欧盟的分类 法)或私人倡议(如气候债券的评估),这些工具正变得更 加标准化和更具有可比性。时至今日,许多绿色金融工具 和产品已经问世,而且金融数量也在不断增加。因此金融 业者越来越多地看到销售绿色金融产品的好处,而公司 则通过间接法规(如投资披露)受 “绿色”原则约束。
步骤四: 制定能源方案之一 / – 分析能源需求特征
在分析园区整体的能源需求结构之前,核心团队应首先 明确建筑领域的相关政策,为园区内的建筑建立一个合 理的标准体系。后续参与项目的投资方也都必须遵照园 区建筑标准的统一要求进行开发建设。此外,还应针对 企业的行业特点和生产流程,尽早引入能源转型管理系 统,不断向气候中和目标靠拢,实现能源转型。
园区能源需求的具体特征,以及不同类型能源需求(电 力、供暖、制冷和交通)的时间分辨率应根据时间序列 生成(例如每15分钟)。潜在的当地协同效应需要在这 一步骤中尽早确定。其目的是,通过部门耦合,以及对 需求侧特定负载情景的管理,在能源部门与终端用户部门之间调节需求和转移负荷。在这一步骤中,一般是根 据需求情景来开展工作。从本步骤开始,必须整合应用 数字化工具(比如模拟或数字孪生)。 这是因为,归一化的负荷曲线无法反映协同效应的复杂性以及所存在 的优化潜力。
住宅、工商服务业和工业部门的供暖、热水、电力和制冷的负荷曲线

各部门的能源使用情况
图5显示了基于德国2019年数据的四个终端能源消费 部门的分布情况(AG Energiebilanzen e.V. (AGEB) ,2020)。

这些分布表明,对终端使用部门的分类代表 了根本不同的能源使用模式和相应的能源载体。虽然住 宅部门的终端能源使用显示了非常大的热能消耗份额, 以满足供暖和生活热水的需求,但其他部门显示了较大 的机械能源份额,特别是工业部门,对工艺用热的需求 很高。工业部门中第一产业所占比例较高导致其对于工 艺用热的需求远高于机械能源。与德国相比,在中国还 必须考虑到不同气候区之间的区别,并且所有用户群体 对于制冷的需求都非常高。即使是在北京这样的北方地 区,所有类型的建筑(住宅、办公、商业、工业、运输 等等)每年都会普遍使用空调长达四到五个月。另一方 面,全国有一半以上的地区在冬季不提供供暖。 因此,在区域能源系统的早期设计阶段,考虑不同终端 使用部门的需求模式是非常有用的。这样做可以促进协 同效应和发掘节能潜力,例如,考虑利用工业生产过程 中产生的余热废热满足住宅建筑的供暖需求。
建筑的电力需求
虽然图5是从不同终端能源使用类型的角度来探讨各部 门的终端能源需求,但也可以从各部门不同形式的能源 使用角度来考虑。在这种情况下,各部门的电力需求模 式特别令人感兴趣,因为电气化被普遍认为是区域能源 系统减碳方法中的一个具有前景的策略(这将在步骤6 中进一步讨论)。图6显示了基于AGEB(2020b)的 2019年同一数据集的德国各部门终端能源消费中的电 力份额,对电力在当今能源系统中的作用进行了初步概 述。工商服务业部门已经用电覆盖了近40%的终端能源 消费;工业和住宅部门的份额仍然较低。尽管有电动汽 车的趋势和相应的充电基础设施,电力仍然只占交通部 门终端能源消费的1.6%。

在住宅、工商服务业和工业部门中,终端能源使用类型 中电力份额最高的是工艺用热和制冷、信息和通信技术 (ICT)以及照明。另一方面,用于提供不同类型供暖 的电力份额从工业部门的约7.5%到商业和住宅部门的 约10%不等。这些数字说明了供热电气化的巨大潜力和 艰巨的挑战,而供热电气化在德国的总体能源消耗中也 占有很大份额。
建筑的热需求
为了在规划区域能源系统时考虑建筑物中的热传导,需 要考虑表8中列出的某些参数。 建筑的基本目的是为人们提供一个安全和舒适的场所( 主要用于遮挡外部环境)。研究表明,人们一天中约有 90%的时间在室内度过。一个重要的组成部分是为建筑 的使用者提供热舒适度。一个人的热舒适度可以用简化 的热平衡来模拟,其中人的新陈代谢产生的热量可以补 偿通过皮肤和呼吸空气的热量损失。如果人的热损失较大,他们就会认为自己的热舒适度较低;如果热损失较 低,他们的热舒适度就会被认为太热。对人的热舒适度 有很大影响参数主要有五个:
- 工作温度包括气温自由表面的平均辐射温度
- 空气速度
- 湿度(相对湿度)
- 衣服
- 活动程度/新陈代谢率
五个参数中的三个直接与环境条件有关。在封闭的空间 里,环境条件反过来又受到房间里能量和质量平衡的影 响。建筑物的能量平衡包括传输热损失(即通过建筑物 外墙的热损失)、通风热损失(即由于空气交换造成的 热损失)、太阳能和内部收益(例如来自电力设备或人 本身的废热)。 各种结构部件对建筑的整体热损失负责。表9提供了一 个普通的非翻新建筑中每个部件在总热损失中的份额。 影响建筑能效的三个主要因素是物理结构,建筑设计和 使用。建筑的物理结构包括墙体结构(如重型或轻型建 筑),以及墙体、屋顶、地板和窗户的绝缘性能(用热 传导率定义)。除了结构之外,气密性是建筑的另一个 重要因素。用于确定泄漏程度的空气交换率被称为n50 ,表示在规定的压力下(dP=50Pa=0.0005bar),建筑 物内的空气在内部和外部之间交换的频率。现代建筑的 空气交换率为1.0至2.0 1/h;被动房的n50必须大于0.6 1/h。对于老建筑和非专业操作的建筑,这个值可以上 升到12.0 1/h。建筑设计包括窗户空间的比例、热桥和 外墙表面与单体建筑体积的比例(见步骤4)。窗户空 间的比例决定了建筑的太阳增益。热桥促进了热量由内 向外的传导。一个典型的例子是阳台,它沿着整个长度 直接与砖石相连。表面与体积的比例对热损失也是至关 重要的。此外,建筑的使用对其能量平衡有很大影响( 见步骤4)。由于不同的温度和不同的换气需求,使用情况决定了舒适或所需的房间条件。
加热和冷却系统的设计取决于系统所需的加热和冷却功 率。通常情况下,建筑物的最大采暖功率是以能量平衡 和室外温度的函数形式给出的,以简化形式显示在图7 中。这个函数使得推导出配置整个能源系统所需的参数 成为可能。首先,在最低设计温度下需要的最大功率( 这取决于有关地区),其次是不需要加热功率的温度。 高于该温度的恒定功率显示了建筑中可能需要的生活 热水。根据内部和外部收益以及建筑的绝缘性(即热损 失),该函数可能会发生变化(见虚线)。需要的功率与能源系统的成本直接相关。 除了系统的功率和一年中所提供的能量外,供暖或制冷 所需的供应温度在设计能源系统时具有决定性意义。这 对于要纳入区域能源系统的现有建筑尤其重要。温度不 仅决定了能源系统的必要供应温度,而且还决定了建筑 物内传热系统的规模和结构设计。 该清单显示了影响建筑物能量平衡的各种因素。如果一 个房间的能量平衡不平衡,就需要额外的能量来提供舒 适的房间参数。提供热舒适所需的额外能量(即加热或 冷却)可以通过两种不同的方式引入建筑。
- 静态供暖/制冷。通过房间内的水引导热交换器进行
- 供暖或制冷 • 动态供暖/制冷。通过有条件的空气通风来供暖或制冷
在静态供暖中,传热面被安装在房间里(如散热器), 温水流过,加热交换器并向房间释放出热量。同样的原 理也适用于制冷。静态供暖系统的供暖性能的决定性自 由度来自于热交换器的表面积和加热水与房间的温差。 尽可能低的加热水温度可以优化能量转换和分配的效 率。这样的系统也被称为 “LowEx”(低能量),以保 持引入房间的能量的能量含量尽可能低。
由于必要的高温差,散热器只能部分地用于冷却房间。 必要的低温会引起一些问题,如形成冷凝水,甚至温度 接近冰点。表面加热系统也可用于冷却。冷却和空间之 间的温差通常比供暖要小,这意味着冷却的输出要低。

园区内建筑之间的协同作用
将能源和终端使用部门结合起来,增强区域内建筑物之 间的协同作用的潜力包括: 1.建筑物内余热废热的利用 2.建筑物之间的余热废热利用 3.在有大面积屋顶的建筑中使用多余的光伏电力 不同区域之间的协同作用已经可以在建筑本身中得到利 用。例如,在有同时供暖和制冷要求的建筑中,有制冷 要求的区域的废气可以用来加热其他区域。这已经在具 有较大服务器容量的建筑中得到实施。同时加热和冷却 的要求甚至可以存在于南北两面太阳光照明显不同的办 公大楼中。建筑物的热补偿通常受建筑物的主要用途或 季节的限制(主要在过渡时期同时加热和冷却)。将视 角扩展到包括几个建筑物,可以发现潜力,特别是在具 有不同用途的地区。例如,一个数据中心有全年的冷却 需求,可以将余热废热释放给需要热量的建筑,如冬季 的住宅楼和夏季的游泳池。 直接利用余热废热的前提条件是:
- 余热废热的温度水平
- 余热废热的性能
- 现有的利用余热废热的基础设施
园区内的建筑也可以从电力部门的协同效应中获益。在 步骤一中提出了土地使用特征的不同关键因素。占地面 积较大但电力需求较低的建筑(如仓库或物流中心)有 很大的潜力来安装光伏系统:所生产的电力可以直接用 于邻近的建筑。 可以在不同的能源形式或需求(如制冷/供热需求或光 伏发电/电力需求)之间形成指标,从而在早期阶段评 估各地区的基本潜力。最简单的形式是确定年度能源平 衡并比较最大的产出。然而,这种评估没有考虑到发电 和需求之间的同步性,而这对于最佳的,因此也是气候 中和的运行是至关重要的。一些研究中运用的的指数, 如Pass等人(2018)的多样性指数和Wirtz等人(2020 )的需求重叠系数,也考虑了各自服务的时间发生,为 利用协同作用的潜力提供了更现实的评估。
经验之谈
对于园区能源系统的规划,从一开始就必须综合考虑建 筑物的热和电需求。 由于需求类型和模式的不可预见和 可预见的趋势,这将导致未来的一些挑战。需要制定坚实 的预见性分析和后续的应对策略。
建筑物理上的设计和结构会影响到供暖和制冷的质量。 可以选择静态或动态传输系统来提供空调,从而产生不 同的供暖或制冷流动温度。 这些条件决定了相应的供暖 和制冷系统。 如果热网和存储系统等技术要求被整合,各区的能源产 生和能源需求可以得到平衡。通过应用合适的关键指标, 可以在项目早期 阶段确定其潜力,并在电力需求侧管理 (DSM)和存储系统的帮助下促进可能的需求模式的转变。
步骤五: 制定能源方案之二: 分析能源潜力
在对园区及其相应的能源需求特征进行分析后,园区能 源供应是下一个应当进行考虑的重点。在这一步骤中, 应确定并评估当地有利于实现气候中和的能源潜力。除 园区内外近距离的潜力之外,还应考虑更大范围的周边 区域,以确定更多的可选方案。在对能源潜力进行分析 后,可以制定出不同的能源供应解决方案。能源潜力基 本信息首先包括可用于安装光伏和光热组件的建筑屋面 和空地面积,以及当地太阳能资源信息 (太阳辐照度, 日照量及日照小时数等)。重要潜力还包括区域内的风 能、生物质能或地热能潜力等。 此外,还应特别关注 余热废热潜力,如附近工业企业的工艺废热。
能源部门和终端使用部门的相互作用

步骤六: 制定能源方案之三: 确定技术配置、规划不同情景
在这一步骤中, 应对能源系统配置进行设计供电、供 暖和制冷技术的选择取决于能源需求(步骤四)以及可 利用的气候中和潜力(步骤五)。在气候中和园区的实 践中,部门耦合技术通常被用来优化需求侧管理及负载 转移,从而提高整体系统效率。此外,通过储能技术, 如储能电池和储热设备,能最大化地提高可再生能源的 利用效率。而后者(储热)更有助于促成绿色电力与工 业用热之间的部门耦合。
目前的发展显示,很难在短期内实现气候中和。一方 面,区域性能源系统在很大程度上仍然依赖集中式的、 以化石燃料为主的基础设施。另一方面, 它还取决于 当地气候中和能源潜力的开发利用程度, 以及相关技 术应用的经济可行性。因此,地方层级的规划需要在中 央基础设施长期转型计划的支持下进行。此外,情景规 划必须充分考虑到监管、社会经济、环境和技术等方面 的外部变化与干扰。
月度相对建筑需求和潜在光伏发电量的比较

步骤七: 详细规划与实施落实
在这个步骤中,需要对已明确的基本方案予以细化和深 化,使其得以具体落实和完整实施。通常情况下,这个 阶段需要数年的时间。一般来讲,规划设计和建设实施 要分别在基础设施层面和建筑层面上进行。这一阶段, 基础设施和建筑的不同规划、设计、施工团队之间的交 流互通是至关重要的。要达成团队间高效的沟通协作, 就需要由经验丰富的项目管理者运用多种综合手段将不 同专业、不同利益相关方紧密地联系起来。此外, 还 应本着关注全生命周期(LCA)的原则,对设施与建筑 在未来几十年可能发生的使用变更,以及对建筑拆解和 材料再利用做出长期规划。
气候中和园区是一个全新的主题,并非所有的服务供应 商都能在相关技术领域提供必要的专业知识。因此,从 制定方案到细化设计,再到施工实施,都需要高水平的 专业咨询支持。实施质量直接关系到提高能效和减少排 放的实际效果。因此,前瞻性的全过程质量控制也对顺 利实现预期目标起着关键作用。相关领域的企业网络可 以在传播专业知识和实践经验方面提供支持,例如能源 效率网络(EEN)。
“全电”方案的园区能源系统配置

步骤八: 监测分析与优化运行
运行阶段是时间持续最长的一个阶段。运行的实际操作 应尽可能接近或优于设计预期结果,从而验证系统的节 能减排成效。低效运行的设备应及时得到排查和纠正, 从而避免不必要的运行成本。监测、分析和优化是验 证成效,并且及时发现和调整不合理系统配置的关键所 在。
基于实时跟踪的控制系统是实现气候中和运行的一个重 要部分。控制系统可以对部门耦合进行实时调整,从而 将成本和温室气体排放降到最低。通过对控制系统的信 号做出(自动)反应,来实现基础设施的优化使用,如 电网、储能和能源供需互动。可以采用不同的需求侧管 理策略,比如负载转移、填谷与削峰。
除了保证园区及其设施成功运行以外,还需要制定基础 设施、设备以及材料使用后的再利用方案。模块化的设 计、生产和施工不仅可以避免将材料、产品和设施锁定 在特定的技术和单一的用途上, 还可以避免环境危害 和昂贵的废物处理费用。在自然资源日趋匮乏的今天, 材料和产品的可回收性,以及建筑的可拆解与再利用 性, 正变得越来越重要。目前,建筑业在这一领域仍 处于起步阶段, 亟待转折与改变。
不同需求侧管理策略下的负荷曲线






