2025年11月13日,热带建筑科学研究院(海南)有限公司院长助理、绿色低碳中心主任许鹏鹏 在深圳核博会核电数字·生态·科技论坛,先进设计建造技术 助力核工程高质量发展专题环节发表《绿色能源助力零碳园区与零碳建筑建设》主旨报告。

报告围绕绿色能源如何助力零碳园区和零碳建筑建设展开,结合海南政策背景、临高金牌港零碳园区创建和金牌港警务工作站零碳建筑试点进行说明。核心思路是利用海南及金牌港较好的风光资源,配合储能、智慧微电网、能源管控平台和建筑节能设计,实现园区与建筑层面的低碳化和可再生能源替代。报告最后指出,随着海南核电、光伏和风电占比提升,区域电网碳排因子和碳抵消成本有望下降,零碳园区和零碳建筑方案将更加多元。

关键点
1. 分享临高零碳项目案例(00:05)
报告人介绍将分享与王院长合作的临高警务工作站案例,该项目被定位为海南警务工作站中实现零碳、零能耗的示范项目之一。报告主题为绿色能源助力零碳园区和零碳建筑建设,内容包括背景、零碳园区实践、零碳建筑实践和总结。
2. 政策推动园区和建筑减碳(00:54)
国家发改委、工信部、能源局等部门提出支持有条件地区率先建设零碳园区,并启动国家级零碳园区申报。海南也出台低碳岛建设方案,提出加快园区低碳化改造、开展零碳园区建设,到2030年推动规模以上工业企业数字化和绿色化协同转型。建筑领域作为能源消耗和碳排放重点领域之一,也被视为实现双碳目标的重要抓手。
3. 海南推广博鳌低碳经验(02:53)
海南低碳岛建设方案明确提出构建新型零碳能源供应系统、提升碳效、加快园区低碳化改造。博鳌东屿岛零碳示范区被作为海南绿色低碳建设的重要标志性工程,海南正围绕绿色低碳主旋律推广博鳌经验,推动低碳园区、低碳社区和低碳建筑建设。
4. 临高金牌港作为零碳园区和建筑试点(04:00)
在临高县委县政府委托下,团队选取海南省重点园区临高金牌港开发区创建零碳园区,并在金牌港规划区域内选择一栋警务工作站作为零碳建筑试点,以落实海南低碳岛建设要求。
5. 金牌港具备园区建设基础(04:39)
临高金牌港是海南省十三个重点园区之一,陆域和海域面积较大,具有港口、交通和物流条件。园区仍处于规划建设阶段,地貌以沿海平原为主,内部部分道路已建成,具备推进新建零碳园区的基础条件。
6. 风光资源和产业规划支撑动态碳中和(05:37)
金牌港新能源基础较好,拥有较长日照时间和较好的风能资源。园区规划四大产业,包括新兴建筑产业、临港产业、游艇加工产业和粮油加工产业,其中新型建筑产业发展较快,其余仍在规划阶段。由于历史包袱较小、产业规划清晰,园区可从能源、产业、本体降碳和商业运维等方面更容易实现动态碳中和。
7. 构建绿电应用和商业可持续模式(07:42)
园区计划统筹可再生能源利用,形成发电、售电和能源监管服务一体化运行模式,让生产企业使用低于市场价格的园区绿电以降低成本。预计到2030年,金牌港光伏发电规模达到200兆瓦,风力发电规模达到136兆瓦,分别每年提供约2.6亿千瓦时和3.67亿千瓦时绿电。
8. 产业用能结构利于绿色能源替代(08:34)
金牌港各产业分区、产能布局、产品类型和用能情况相对清晰,绿色能源布局落地性较强。园区没有大型化工生产企业,化石能源需求主要来自部分生产工艺中的天然气和居民用气,电力需求占比达到95%以上,因此绿色能源供给是实现零碳园区的重要手段。
9. 智慧微电网与能源管控平台提升效率(09:24)
园区同步规划储能设施和智慧微电网,微电网采用交直流混合架构,接入光伏、储能、风电、生物质热电、热泵系统和传统交流负荷,并通过双向变流器实现功率灵活转换。园区还规划建设能源管控平台,实现区域可观、可测、可控,通过数据清洗、分析、存储和设备台账识别能源浪费与设备异常。
10. 交通与投资机制配套推进零碳园区(10:33)
园区计划在生产、交通、物流等领域推动高频短途重载车辆绿色电能替代,并规划建设十座充电站和三座重卡换电站。零碳园区投资包括政府投资和社会投资两类,政府主要投向基础设施、污水治理和管网改造,社会投资主要进入智慧能源、循环经济和数字化等领域,并通过能源服务费、绿电溢价、资源化产品收益、环境权益交易等形成收益。
11. 警务工作站零碳建筑设计思路(11:41)
金牌港警务工作站面积约1260平方米,是钢框架办公建筑。由于场地面积、警务工作高负荷、汽车充电桩用能需求和极端天气等因素,项目没有采用完全自发自用、自给自足模式,而是综合采用建筑节能降碳设计、高能效用电设备、发电设施与储能设施平衡、内部微电网调节为主和大电网供电为辅的策略,使全年可再生能源发电量大于建筑用电需求。
12. 被动优先、主动优化、可再生能源替代(12:56)
项目以零碳建筑相关国家标准和团体标准为指标参考,在保证舒适的前提下降低用能需求和设备运行能耗。路径概括为被动优先、主动优化和可再生能源替代:通过优化建筑形体、自然通风、减少阳光直射和热辐射降低能耗;按绿色建筑二星要求采取安全耐久、健康舒适、生活便利、资源节约和环境宜居等技术措施;并设置屋顶光伏、储能设施和场地微电网。
13. 储能、监测和能源管理保障建筑零碳运行(14:32)
项目设置屋顶光伏、储能设施和场地微电网,储能可支撑建筑约3小时高峰期用电需求。模拟测算显示,1260平方米警务工作站年能耗约8万度电,可实现自给自足;同时采用集装箱式储能供电系统,并配套智能照明、用电分项计量、空气质量监测和能源管理,对建筑用能和碳排放进行实时监测统计,优化用能方案。
14. 海南绿色能源占比提升将改善零碳建设条件(15:44)
报告总结认为,海南电网中核电占比较高,未来随着昌江核电二期投入使用以及光伏、风电等可再生能源持续推广,海南自由贸易港建设过程中绿色能源占比将进一步提高。这将推动区域电网碳排因子下降、碳抵消成本降低,使零碳园区和零碳建筑的创建、改造方案更加多元。

时间线
00:00 - 报告人开场并引出主题,说明将围绕绿色能源助力零碳园区和零碳建筑建设展开,并包含临高警务工作站等实践案例。
00:54 - 首先介绍国家和海南关于低碳园区、零碳园区、低碳岛以及建筑领域减碳的政策背景,说明园区和建筑是碳减排的重要领域。
02:53 - 进一步说明海南绿色低碳政策与博鳌零碳示范区经验,并引出临高县推动金牌港零碳园区和警务工作站零碳建筑试点的背景。
04:39 - 进入金牌港零碳园区创建部分,介绍园区区位、交通、港口、地貌、新能源资源和产业规划,论证其创建零碳园区的基础条件。
07:42 - 说明金牌港在可再生能源利用、绿电商业模式、产业用能结构、储能微电网、能源管控平台、绿色交通和投资收益机制方面的规划。
11:41 - 转入零碳建筑实践,介绍金牌港警务工作站的建筑规模、约束条件和总体设计策略,强调通过节能设计、高效设备、储能微电网和可再生能源实现零碳目标。
12:56 - 详细展开警务工作站的技术路径,包括被动式节能、主动式绿色建筑技术、屋顶光伏、储能系统、智能照明、分项计量和能源碳排监测。
15:44 - 最后总结海南未来绿色能源占比提升对零碳园区和零碳建筑的积极影响,并结束汇报。

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绿色能源驱动海南零碳园区与零碳建筑建设提速
热带建筑科学研究院(海南)有限公司院长助理、绿色低碳中心主任许鹏鹏围绕“绿色能源助力零碳园区和零碳建筑建设”作分享,结合海南零碳岛建设背景和临高金牌港实践案例,系统介绍了零碳园区、零碳建筑从政策背景、资源条件、技术路径到运营模式的推进思路。报告指出,园区是产业集聚和能源消费集中的重要区域,单位产值碳排放强度和能源强度普遍较高,是实现“双碳”目标的重要攻坚方向。随着国家层面持续推动零碳园区建设,并启动国家级零碳园区申报,海南也在低碳岛建设方案中明确提出加快园区低碳化改造,构建新型零碳能源供应系统,推广博鳌东屿岛零碳示范区经验。
在海南推进绿色低碳发展的过程中,临高金牌港开发区成为具有代表性的实践场景。金牌港是海南省重点园区之一,拥有陆域和海域空间资源,依托天然深水港和较完善的交通物流条件,具备发展临港产业、新兴建筑产业、游艇加工产业和粮油加工产业的基础。其中,新型建筑产业已形成一定发展优势,装配式建筑及新型建材产业基础较好,其他产业仍处于规划和培育阶段,也为园区从规划源头导入绿色低碳理念提供了条件。
金牌港建设零碳园区的重要优势在于可再生能源资源丰富。当地年平均日照天数超过230天,年平均日照时数超过2100小时,适合发展光伏发电;同时,金牌港位于港口区域,风能资源条件较好,70米高度平均风速约为6米至7.5米每秒,具备布局风力发电项目的潜力。报告提出,园区可通过统筹开发光伏、风电等绿色能源,建立集发电、售电和能源监管服务于一体的运营机制,使园区企业以相对低成本使用绿电,并形成商业可持续的绿色能源应用模式。
根据规划测算,到2030年,金牌港园区光伏发电规模预计达到200兆瓦,风力发电规模预计达到136兆瓦,光伏年发电量约2.6亿千瓦时,风电年发电量约3.67亿千瓦时。由于园区产业结构中缺少大型化工生产企业,化石能源需求主要集中在部分生产工艺所需天然气,未来电力需求占比预计超过95%,因此通过绿色电力供应推动园区低碳化、零碳化具有较强可行性。
围绕绿色能源的稳定消纳和高效利用,金牌港零碳园区还将同步推进储能设施、智慧微电网和园区能源管控平台建设。智慧微电网采用交直流混合架构,直流侧接入光伏、储能和部分直流负荷,交流侧接入风电、生物质热电、热泵系统及传统交流负荷,并通过双向变流器实现交直流功率灵活转换。园区级能源管控平台则通过数据采集、清洗、分析和存储,建立能源数据库与设备台账,识别能源浪费点和设备异常,实现全园区能源运行可观、可测、可控。
在交通和物流领域,报告提出应推动高频、短途、重载车辆的绿色电能替代。金牌港开发区计划在公共区域建设10座充电站和3座重卡换电站,以电动化方式降低园区生产、交通和物流环节的碳排放。园区建设资金和收益模式也将更加多元,政府投资重点可放在基础设施、污水治理和管网改造等方面,社会资本则可参与智慧能源系统、循环经济项目、数字化平台及绿色低碳设施建设。未来收益来源包括能源服务费、绿电溢价、资源化产品收益、环境权益交易,以及碳资产管理、能源合同管理、产业链协同和土地增值等创新收益。
在零碳建筑实践方面,临高金牌港警务工作站被作为试点项目进行介绍。该项目位于金牌港规划区域内,建筑面积约1260平方米,为钢框架办公建筑。由于场地面积有限,警务工作站对供能可靠性要求较高,同时配套汽车充电桩增加了用能负荷,海南极端天气频发也对建筑能源安全和运行韧性提出更高要求。因此,该项目并未简单采用完全自发自用、自给自足的模式,而是从投资经济性和技术合理性出发,采取建筑节能降碳设计、高能效设备、光伏发电、储能系统和内部微电网调节相结合的综合方案,并以大电网供电作为辅助保障。
在技术路径上,项目参考零碳建筑相关国家标准和团体标准,不仅关注全年可再生能源发电量大于建筑用电量,也强调从源头降低建筑用能需求。设计中坚持“被动优先”,通过优化建筑形体、引入自然通风、减少阳光直射和热辐射、避免空间过大过高导致空调能耗增加等方式降低基础能耗;同时按照绿色建筑二星级要求,围绕安全耐久、健康舒适、生活便利、资源节约和环境宜居等方面采取主动优化措施,选用高能效用电设备并完善运行控制。
项目通过屋顶光伏系统、场地微电网和储能设施实现可再生能源替代。经测算,1260平方米的警务工作站年用电量约8万千瓦时,项目整体可实现全年可再生能源发电量大于建筑用能需求。储能设施可支撑建筑约3小时高峰期用电需求,并采用集装箱式储能供电系统,集成储能、PCS逆变器、电池组、BMS等信息采集与控制功能,同时监控配电柜、空调、门禁等辅助系统信息,提升可再生能源应用稳定性和建筑运行安全性。
为进一步提升建筑低碳运行水平,项目还配套智能照明系统、用电分项计量、空气质量监测系统和能源管理系统,对建筑用能和碳排放进行实时监测统计,并根据监测结果持续优化用能方案。这一实践表明,零碳建筑并非单纯依靠光伏发电抵消用电,而是需要通过建筑本体节能、高效设备、智能控制、储能调节和能源管理协同实现系统性降碳。
许鹏鹏在报告中提到,海南绿色能源发展基础正在不断增强。当前海南电网中核电占比较高,随着昌江核电二期工程投入使用,核电占比有望进一步提升;同时,光伏、风电等可再生能源产业也将持续推广。伴随海南自由贸易港建设和低碳岛建设深入推进,区域电网碳排放因子将逐步下降,碳抵消成本有望降低,零碳园区创建、既有园区改造和单体零碳建筑建设路径也将更加丰富。绿色能源、智慧微网、储能系统和能源管理平台将成为海南推动园区和建筑领域低碳转型的重要支撑。


