“双碳”背景下智慧园区的构建策略研究

赵杨峰 李向军 魏峰

华信咨询设计研究院有限公司 浙江 杭州 310052

1 智慧园的概念特征

当前有关智能园区的相关文献很少见，在其基本内涵上尚无定论，但根据查阅的数据大致可以分成两类：一类是狭义的，二是广义的。狭义的观点认为，智慧园建设规划是信息技术的智能化和物联网在园区的应用，该观点以基础设施信息化程度的提升和实现员工工作场所的改善作为衡量园区智慧化的标准，侧重于从企业和员工的角度定义建设智慧园的规划目标，体现了“以人为本”的思路，主要目的是为企业和员工服务。广义的观点，智慧园区的建设规划的目的是提高园区的软实力，而非单纯地提升企业及职员工作环境。例如，IBM将智能园区的概念界定为：在与实体园区的同步建造过程中，强化了我国科技园区的创新、服务和管理，从而打造出一种强大的软力量。该视角从园区本身来界定其目标，以提升其核心竞争力为核心。综合上述两个方面，笔者得出结论：“广博园区”的概念是对“智能园区”概念的扩充与增益，是从整体、综合的角度来看待“智能园区”的规划问题。因此，要实现智慧化，必须具备信息化、便捷化、人性化三大特征。信息化是园区智能化程度的技术特点，也是信息化与物联网技术有机融合的最直观表现；便利是园区智能化与否的根本特点，是政府管理和改善园区环境的最直观反映；人性化是一个智能园区的一个重要的指标，它的最大特点就是要体现在它的软环境上，即人性化的服务和人性化的环境[1]。

2 “双碳”背景下智慧园区的构建背景

2.1 “双碳”在我国高质量发展的重要作用

目前，全球范围内的气候变迁问题日益突出。中国是世界第一大二氧化碳排放量国家，在解决气候问题方面表现出了远大抱负和大国责任。“双碳”战略是中国政府以推动人类命运共同体建设为基础，以可持续发展为核心的一项重要战略决定，充分体现了中国为应对气候变化所作的新的努力和新的贡献，以及重新振兴世界气候变化的信念和期望。

2.2 智慧园区已成为实施“双碳”发展的主要阵地

目前，我国还处于工业化的初级阶段，工业是国民经济的重要支柱，2020年，我国国内生产总值（即GDP）超过100万亿元，其中工业增加值达31.3万亿元，在GDP中占比30.8%。然而，在国内，由于工业部门在能耗和二氧化碳排放量上占有举足轻重的地位，在2020年，工业部门的总二氧化碳排放量达到79亿吨（占到了69%），总能耗32亿吨标煤（占全国总能耗的65.5%），所以，要实现“双碳”战略，必须加强行业的碳减排。

产业集聚发展，支撑制造强国，是城市发展的重要载体和驱动力。据清华大学环境研究所2020年发布的一项调查显示，目前，我国有超过20000个工业园区，其经济增长速度已达30%以上。同时，工业园区在整个国民经济中所消耗的能源总量中所占据的69%，而二氧化碳的排放量则占据了整个国家的31%，因此，园区已经是实现节能降耗的重要落脚点和主战场。

2.3 在智慧园区“双碳”目标中，能源的“绿色、低碳”转变至关重要

中国的二氧化碳排放量大部分来自能源，电力，建筑，工业。在生产、运输、农业等领域，以能源和电力为主，约40%；其次为建设行业，超过20%；工业生产、交通运输和农业生产分别在5%～10%之间，该园区的碳排放量与国内的相似，重点是以下几个方面。

2.3.1 能源和电力。当前，我国的电力企业仍然是以燃煤为主的火力电厂，而新能源的比重很小，因而在电力行业中CO2的排放是相当高的[2]。

2.3.2 在工业生产方面。在工业生产中，碳源的污染主要来自于原料的加工，一是作为水泥生产原料的石灰石和合成氨过程中使用的天然气；二是利用工业生产的燃料，如燃煤、煤气等，在生产过程中使用的温度较高；三是利用矿产资源、低温供暖等中间产品的生产。

2.3.3 交通运输领域。在我国的交通运输业中，由于各种石油制品的燃烧，产生了大量的二氧化碳。从这一点可以看出，智慧园区要想达到“双碳”的目的，必须推进节能减排，逐步降低煤炭、石油等矿物资源的用量，提高可持续发展的比重，提高其能耗的利用率，从根本上降低企业的碳排放量。

3 低碳智慧园区建设分析

3.1 自动监控保护园区生态环境

在智能园区的规划和建设中，要积极运用信息技术，运用互联网技术建设智能园区的监控系统。通过该系统，可以对园区的废水、废气排放情况进行实时监控，掌握各个地区的降雨情况，通过自动化监控系统，将各种资料进行整理，整理成相应的报表，提交到环保主管机关。在完全管制的条件下，可以实现对园区的环境进行自动化监控，获取精确的资料。通过这些措施，环境管理机构可以依据这些数据，制订出合理的管理措施，从而采取科学有效的环境管理方法，最大限度地减少自然生态环境污染可能性，在智能园区规划设计完成后，能够最大限度保护园区生态环境，解决经济发展与环境保护之间存在的冲突问题。

3.2 智能园区的规划重点及对策

在智能园区的设计中，如何将其应用到现实中去，成为其规划的重点。目前，传统的园区改造所面对的是更加错综复杂的生态系统，而“智能”的概念则是对目前在智能园区规划中出现的一些问题的有效的解答。例如，智能园区停车场的规划应该结合智能园区的建筑设计思想，对停车场进行高效的管理，实现停车场资源的高效使用，获得闲置车位的实时动态，并将闲置车位的位置进行公示，从而为进出园区的车辆提供更好的服务。该系统还可以帮助园区管理部门及时有效地了解园区停车场的使用情况，有效地做出合理的预报和决策。例如，智能小区停车场管理软件可以让车辆在最短时间内就能发现有空余的车位，一旦遇到紧急情况，就能迅速地进行紧急处理，从而为智慧之城的发展做出贡献[3]。

3.3 智能、开放的公用工程规划

在信息化基础设施建设中，信息化网络建设、共享信息、传统的智能基础设施建设等是城市信息化水平和运营效益的关键。加快推进园区的网络建设计划和布局，建设广覆盖、高带宽、低时延、高可靠的宽带专用网，使“千兆进楼宇、百兆到桌面”，并在园区重点公共地区和主要写字楼的宇无线网络覆盖，满足智能园区的业务应用需要。在此基础上，构建基于低成本、低资产、快速部署的云数据中心和云服务系统。智能化的传统基础设施建设体现了园区的智能化经营水平，通过智能化的水、电、气、热管网的智能化感知，实现对各类公共项目的动态、实时监控，形成高度一体化、智能化的新型城市基础设施。当前应用最多的是“智慧交通”、“智能电网”、“智慧水务”、“智慧照明”、“智能管廊”等领域的智能化基建项目[4]。

3.4 智慧园区智能建筑规划设计

建筑行业发展能够在一定程度上，反映城市发展情况。随着时代的发展，越来越多的工程开始涌现。但是，建筑行业施工过程中，需要应用大量社会资源。所以，在对智能园区的规划与开发中，应合理规划建筑行业施工，基于智慧园区，合理利用新能源与新材料。比如，建筑行业施工过程中，要充分利用太阳能，这种清洁的可再生能源，既可以有效地降低碳排放，又可以减少建筑业的能源消费。同时，在智能园区的运营中，通过信息技术的应用，对各个楼宇进行科学的控制，并在此基础上加强对建筑的全生命周期的具体管理，从而提高建筑的智能化水平，提高技术含量，解决建筑行业能源不合理利用，提升智能化管理程度，不仅能推动社会发展，更能使社会发展与环境发展相协调，提升智慧园区建设普及程度[5]。

3.5 园区内的安全动态监控

为了保证整个项目的安全性，规划建设过程中，综合应用实时监控系统、传感系统、通信系统等，对整个项目的运行状况进行实时监控。系统为园区管理部门提供实时、综合的信息资源，使园区管理智能化和现代化。监控整个园区的治安情况，并对其存在的危险进行快速的检查，保证其资产和员工的生命安全[6]。

3.6 创建智能环保大楼

“绿色”智能化建筑是城市低碳、智能化的关键所在，园区依托“双改造”着力打造可持续发展的绿色节能建筑，形成人、建筑、环境互为协调的整合体。一是对建筑进行更新，提高建筑的建筑节能效果。为特殊建筑物实施节能：选用适宜的保温材料；增加了屋顶的架空保温层，降低了室内的热量损耗和室内的温差；安装断桥铝空心Low-e玻璃窗，可有效地减少窗体的感应率，从而达到窗体的节能效果。二是通过对装置的改进，提高了企业的能源效率，减少了二氧化碳的排放。重点能源消耗装置经过即时的分析，采用自适应的方式进行优化，进入“低功率”状态：中央设置的监控系统，利用摄像机采集人员，计算出的空调量，从而达到智能节能的目的；采用智能灯光系统，实现智能灯光的智能控制，实现对灯光的高效管理；通过安装能源回馈装置，可将机械能所生成的电能回馈给电力网络，以达到能源的循环利用，帮助建筑设备的节电减排。

3.7 建成数字化管理服务平台

以数字化为切入点，结合低碳园区的实际运作需求，采用“双碳”数据管理服务平台，借助数字化技术，掌握“精准计量、节能改造、智能感知、可视化”的思想，建设“碳”数据的先进应用平台，将数据的价值发挥到极致。本系统能够根据园区的具体条件，对本地区CO2的排放进行预报；利用区块链技术追踪碳足迹，对碳资产进行有效的管理，为企业进行碳市场交易、提高园区的低碳运营水平提供了强有力的支持[7]。

4 结束语

在“碳中和”这一全球性命题的大背景下，利用“双碳”技术的一系列成果和应用，将“低碳园区”与“数字化”技术有机融合，构建了“双碳”服务平台，成功实现了双碳背景下的智慧园区建设，精准助力企业实施碳减排，产生了显著的经济效益和环境效益，具有高度的推广应用价值和借鉴意义。