第44卷第2期煤炭经济研究Vol.44 No.22024年2月Coal Economic ResearchFeh.2024面向碳市场交易的（近）零碳园区综合能源系统配置优化方法扫王永利，张思文，郭璐，董焕然，于同伟2，卢岩2(1.华北电力大学经济与管理学院，北京102206：2.国网辽宁省电力有限公司，沈阳110002)读摘要：为深入推进电力体制改革工作，推动新型电力系统建设，加速实现“3060碳达峰、碳中和”目标，工业园区的低碳化、清洁化发展将成为电力系统清洁化转型过程中的重要趋势和重点内容，工业园区实现新能源替代、实行碳排放管理势在必行。在此背景下，立足电碳市场协同大背景，从面向碳市场的角度对（近）零碳园区展开研究，对不同碳交易场景下的（近）零碳园区进行深入分析，构建了系统的（近）零碳园区全生命周期碳排放核算方法，并建立了以碳排放最低为目标的园区综合能源系统配置优化模型，致力于推进（近）零碳园区在未来的发展。关键词：综合能源系统；（近）零碳园区；碳排放核算中图分类号：F416.21文献标志码：A文章编号：1002-9605(2024)02-0083-09Research on optimization method of integrated energy system allocationin near)zero-carbon parks for carbon market tradingWang Yongli',Zhang Siwen',Guo Lu',Dong Huanran',YU Tongwei2,Zhang Chunyan2Abstract:In oder to further promote the reform of the power system,promote the construction of a new power system,and accelerate therealization of the goal of"3060 carbon peak and carbon neutrality",the low-carbon and clean development of industrial parks will becomean important trend and key content in the clean transformation process of the power system,and it is imperative for industrial parks toealize new energy replacement and implement carbon emission management.In this context,based on the background of electric cabonmarket collaboration,this paper studies (near)zero-carbon parks from the perspective of carbon market,conducts in-depth analysis of(near)zero-carbon parks under different carbon trading scenarios,and builds a systematic carbon emission accounting method for thewhole life cycle of (near)zero-carbon parks.Moreover,an optimization model of the park's integrated energy system configurationaiming at the lowest carbon emission is established to promote the development of near)zero-carbon parks in the future.Key words:integrated energy system:zero-carbon park:carbon emission accounting实现新能源替代和碳排放管理势在必行。在这样的0引言大背景下，随着零碳转型和产业升级，（近）零碳自“双碳”目标提出以来，我国各行各业都园区应运而生。致力于加快形成绿色的生产和消费方式，从而助力自2021年以来，全国已有多个省份明确提出生态文明建设和可持续发展。从行业特征来看，我打造零碳产业园区和零碳电力系统，国内外学者也国能源行业占全国碳排放超过1/3，而其中产业结就此方面展开了一定程度的研究。王永利等口构建构偏重、能源结构偏煤的工业企业更是碳排放的主了（近）零碳园区综合评价指标体系，并明确了要源头。此外，工业园区贡献了全国二氧化碳排放计算方法；刘思远等可对零碳产业园的内涵进行了量的31%。由此可以看出，能源电力行业和工业园界定，并进行了建设路径研究，提出了零碳产业园区的低碳化、清洁化是未来重点改革建设的方向，的政策保障体系；王晶晶等[)将低碳园区划归为智慧型园区的生态型园区，并将权变理论引入近零碳排放评价领域，建立惩罚型变权评价模型，进行近832024年第2期第44卷零碳排放园区的综合评价：王谦等[)通过引人0~1零碳场景下的（近）零碳园区建设模式不适用任型整数规划，提出了综合考虑园区冷热电汽负荷的何具有碳排放因子的外部能源（包括市政电网），优化配置方法；汪李来等)针对现有管理平台所存适用于负荷不高、双峰特征不明显、清洁能源资源在的管理粗放、多能利用率不高等问题，提出了一丰富的场景，通过充分利用园区内部的太阳能、风种零碳工业园区的精益化感知及管控平台；孟海燕能、水能等清洁能源发电来实现园区的电力供给。等重点研究了负荷预测、能源规划、能源交互、如果该园区上网，则可以做到兼顾调峰和能源清洁系统优化和零碳管理平台等5个方面，结合现状，化，有效缓解大规模可再生能源并网压力：如果该对零碳园区的综合能源规划实施路径及关键技术进园区不上网，那么可以通过配置储能设备实现园区行了研究：宋卓然等[可从能源互联网的角度，闸述内部电力供需系统的平抑波动与削峰填谷，基于智了零碳园区的内涵架构及研究现状，并分析了其优能电网实现电力的安全消纳与实时调控，“源-网一化关键技术及未来发展趋势，指明了园区规划的技荷-储”多环节协同，从而打造园区内部的碳中和。术挑战与研究方向：潘霄等[提出了一种面向能源2)碳中和场景下的（近）零碳园区建设模互联网的零碳园区智能感知设备优化规划方法。式。碳中和场景下的（近）零碳园区建设模式不以上文献虽从各个角度对（近）零碳园区的局限能源利用种类，适用于自然资源丰富、市政电建设进行了分析，但仍存在一定不足。网韧性较高的场景。通过将园区内部产生的多余清1)未对不同碳中和场景下的（近）零碳园区洁电源上网消纳或者交易产生CCER,来抵消园区进行分类分析。不同场景下建设和运行的零碳园区在能源供应过程中产生的碳排放，实现系统的相对所要分析的要素也有所差异，根据碳中和场景的不零碳。但由于新能源并网发电过程中的不稳定因素同对（近）零碳园区进行分类有利于更加系统地可能会对电网运行造成诸如孤网问题、谐波问题、对其进行分析。间歇性和波动性问题以及频率波动等影响，采用此2)并未完整考虑（近）零碳园区建设过程中种建设模式，要求市政电网具有较高的韧性。的碳中和问题。在（近）零碳园区建设中，如何3)碳交易场景下的（近）零碳园区建设模达到碳中和以及园区碳排放的核算方法都是十分核式。碳交易场景下的（近）零碳园区建设模式同心的问题，现有研究并未系统地、成体系地针对这样不局限于能源利用种类，适用于园区内部碳排放一问题进行考虑。较多、无法通过绿电上网和CCER项目开发等模式3)对碳交易市场在（近）零碳园区建设中所进行碳抵消，或者降碳成本较高、需要从碳市场购起到的重要作用缺乏考虑。（近）零碳园区在实现入碳配额的场景。该场景下，园区可以通过CCER碳中和目标时所使用的一个重要手段就是进行碳交和碳交易2种方式平衡能源供应中产生的碳排放，易，但现有研究缺乏对零碳园区面向碳交易市场的从而实现融合碳交易的系统碳中和；也可以通过碳分析。市场交易额外的CCER,实现碳市场盈利。但不可鉴于此，本文首先基于零碳园区所处的碳中和避免的是，碳市场的施行将在一定程度上推升能源场景，对其进行系统的分类；然后基于碳排放因子消耗成本。法，对（近）零碳园区的碳排放核算进行详细分2碳排放计算方法研究析，并构建以碳排放最低为目标的优化模型；最后通过算例分析，验证本文所构建优化方法的有目前学术界较为认可的关于碳排放量的核算方效性。法模型主要有碳排放因子法、物料平衡法、实测法1基于碳中和场景的（近）零碳园区分类和大数据计算法，本文选用碳排放因子法进行分析。根据对我国现有（近）零碳园区所处场景的排放因子法(Emission-Factor Approach)是分析以及对我国实现碳中和方式的研究，本文总结IPCC提出的一种碳排放核算方法，将活动数据和出主要的3种（近）零碳园区建设模式，分别为零排放因子的乘积作为碳排放量，主要应用在国家、碳场景、碳中和场景及碳交易场景下的（近）零区域、行业等不同维度对碳排放核算。IPCC指南碳园区建设。中提供的排放因子法是目前应用最为广泛的温室气1)零碳场景下的（近）零碳园区建设模式。体排放核算方法，即把有关人类活动发生程度的信