张 峰，钟 贤，谢翰忻

（广州市住房城乡建设行业监测与研究中心 广州 510699）

0 引言

城市化进程不仅推动人口集聚，也推动经济、文化、科技等各方面的发展。然而，城市化也带来了一系列问题，例如资源短缺、环境污染、交通拥堵等，这些问题不仅影响了人们的生活质量，也严重影响了城市的可持续发展。为了解决这些问题，开始进行探索城市的智慧化建设。城市智慧化是利用先进的信息和通信技术，对城市进行全面的数字化、网络化、智能化的升级改造，提高城市管理和公共服务的效率，实现城市可持续发展的一种城市形态。在智慧城市建设的过程中，智慧园区低碳化建设成为了一个重要的方向。通过应用新能源、节能技术和智能化管理手段，实现园区低碳、环保、高效的一种园区形态。

政府报告指出，要建设现代化产业体系，坚持把发展经济的着力点放在实体经济上，同时强调在发展中尊重自然、顺应自然、保护自然，牢固树立和践行“绿水青山就是金山银山”的理念，站在人与自然和谐共生的高度谋划发展，加快发展方式绿色转型，实施全面节约战略，发展绿色低碳产业，倡导绿色消费，推动形成绿色低碳的生产方式和生活方式，积极稳妥推进碳达峰碳中和。同时，还要发展数字经济，将线上与线下结合，提高国际竞争力，探索打造国际化的数字产业集群。园区智慧化和低碳化建设便真正践行了绿色发展和数字经济两大发展主题。

在智慧城市背景下，将探索低碳智慧园区建设的。首先，本文将介绍低碳智慧园区涵义、发展趋势、机遇与挑战；其次，本文将分析低碳智慧园区建设的发展思路和技术支撑；最后，将以广州低碳智慧园区为实践案例，进行实践和应用分析，并给出建设建议。

1 低碳智慧园区建设研究

1.1 涵义及现状

智慧城市［1］是一种利用信息技术和互联网技术来提高城市管理和服务水平的城市形态，也被称为数字城市、智能城市或未来城市。它将城市管理、公共服务、交通运输、能源、环境等各个领域的信息化、智能化、数字化进行融合，以提高城市运行效率、实现资源利用的最优化和城市管理的精细化。

“智慧园区”［2］来源于“智慧城市”，在智慧城市建设的不断推进下，各类商业、主题旅游、工业和文化创意等园区都制定建设发展目标，即构建“智慧园区”。园区经济已成为国家经济增长的重要力量，是城市的基本单元，也是智慧城市发展的落脚点和底座。智慧园区是从单点智能向平台支撑和场景联动发展的［3-5］，单点智能园区对基础设施进行数字化建设，如基于人脸识别的闸机通行、基于摄像头的安防监控等。但没有进行数据共享，整个园区存在多个信息壁垒。目前，我国大多数园区还处在单点智能阶段，少数园区实现技术发展，通过引入数字化平台，实现了多场景的联动管理和服务，但对园区融合和数据价值挖掘还有待进一步发展。

低碳智慧园区［6］是智慧园区基础上进行低碳化探索，在园区规划、设计、建设、管理运营全生命周期中系统性融入碳中和的理念，以数字化技术赋能节能、减排、碳监测、碳交易、碳核算等碳中和措施，推动园区统一管理和调度；促进园区低碳化发展，能源绿色化转型，资源循环化利用，设施集聚化共享，实现园区内部碳排放与吸收自我平衡，生产、生态、生活深度整合的新型智慧园区。随着“碳达峰碳中和”上升为国家战略，生产方式绿色化、生活方式低碳化，绿色发展制度化将成为智慧园区发展的重点，而智慧低碳园区将成为未来智慧园区发展的重要形态。低碳智慧园区的目标是减少园区全寿命周期的碳排放［7］，在我国碳达峰的关键期和窗口期，“低碳智慧园区”的建设十分重要，工业园区作为城市经济的主要承载平台和增长动力，工业碳减排发展至关重要。因此，低碳智慧园区成为落实“双碳”战略的先锋和主力军。

1.2 发展趋势

国内外低碳智慧园区发展趋势，近年来，随着全球对环保和可持续发展的关注度不断提高，低碳智慧园区已经成为一个越来越热门的话题［8］，我国等地逐步开展低碳智慧园区建设的探索［9-10］，低碳智慧园区的发展趋势主要体现在以下几个方面：⑴以绿色低碳为导向：低碳智慧园区的建设，强调绿色低碳的发展理念，注重可持续性和资源利用效率，提高能源利用效率、减少二氧化碳排放等方面，推广节能环保新技术和新产品，实现园区可持续发展；⑵智能化发展，推动工业智能化和数字化转型，增强园区信息化管理水平，实现物联网、大数据、云计算等新技术的全面应用，提高生产效率和经济效益，打造高效便捷的园区服务；⑶多元化发展，随着经济全球化的加深，低碳智慧园区的业务涵盖面越来越广，不仅仅局限于单一产业领域，而是涉及到各行各业，如制造业、服务业、金融业等，进一步促进园区内部经济结构。

欧美主要国家也对低碳园区行了探索［11］。例如，德国林欧瑞府（EUREF）零碳科技园、英国的4 座基于碳捕集、利用和存储技术工业集群、荷兰布莱特兰化工工业集群、比利时安特卫普-布鲁日港、美国休斯顿区域性清洁氢能中心和俄亥俄州清洁氢枢纽联盟等工业集群，都在往低碳化发展，探索通过使用清洁能源、提升碳捕获、利用与存储能力和碳汇能力、智能改造等方式实现园区智慧化减碳。

1.3 机遇与挑战

低碳智慧园区是一种可持续的城市发展模式，其利用科技手段来减少碳排放、提高能源利用效率，并为企业和居民提供更好的生活和工作环境。在当前全球气候变化和资源短缺的背景下，广州低碳智慧园区的发展将面临很多机遇：⑴可以改善生活和优化工作环境。采用绿色建筑、智能交通、智能供能等先进技术，可以降低园区内的噪音和污染物排放，提高空气和水质量，使得居民和企业员工的身心健康得到更好的保障。同时，智能化的交通系统和基础设施可以提高交通效率和方便程度，为企业和居民提供更便捷的出行和物流服务，提高其生产和生活效率；⑵能带动经济和就业。通过减少能源和资源浪费，提高能源利用效率和降低成本，可以促进企业在园区内的发展和扩张，提高其竞争力和创新能力，吸引更多的投资和人才，进一步促进就业和经济发展；⑶提高城市的环保和可持续发展水平。通过推广可再生能源、智能能源管理系统等技术，可以实现能源的自给自足和碳排放的减少，推进城市的能源革命和碳中和目标的实现；⑷推动全球气候治理发展，促进环保事业发展。作为全球气候治理的一部分，低碳智慧园区可以作为示范和倡导者，推动全球低碳经济和生态文明建设，促进国际环保合作和交流，为全球气候治理作出积极贡献。

广州低碳智慧园区的发展面临着机遇同时也面临着挑战，截止目前低碳园区建设还未形成统一的标准，发展路径尚不明确，存在一些共性问题：⑴低碳智慧园区框架和建设路径尚不清晰，为响应国家“双碳”政策要求，促进经济社会发展全面绿色转型，我国各省市以低碳发展实践区和低碳社区为焦点，相关释义和战略框架仍然处于持续的变化之中，整体框架尚未清晰明确，⑵双碳技术的发展时间不长，研究不够深入，基于智慧园区的低碳智慧园区操作系统如何提供数据集成、消息集成、服务集成等多类标准化的集成方式，实现对能耗数据、储能、光伏等全量业务数据共享、融合联动，将双碳相关数据进行标准化加工处理等相关技术和对应解决方案仍需进一步探索；⑶欠缺低碳管理理念，还沿用过去高产能、高污染的发展思路，没有及时向低碳、可持续发展的新思路转变。

2 低碳智慧园区发展路径

2.1 发展思路

低碳智慧园区致力于满足社会、经济、环境的协调可持续发展，以最小的经济投入产生更少的碳排放。低碳智慧园区建设面向建筑、园区、电网等降碳应用场景，如何低碳智慧化发展成为园区的新目标，数字化发展推动管理无人化、数据融合实现运营低碳化，应用多元实现服务无界化，通过产业数字化实现园区低碳智慧化发展。依据“理论研究+技术创新+示范应用”建设思路，以数字化建设为抓手，以全要素能力建设为驱动，探索出一条科学可行且行之有效的碳中和园区实施路径。

2.2 技术支撑

2.2.1 太阳能光伏系统（Solar Photovoltaic System）

太阳能光伏通过光电效应，将太阳能转换为电能。可以有效减少化工石油等能源消耗，减少对不可再生的依赖，并减少温室气体的排放。太阳能光伏系统可以通过建筑物的屋顶、墙面或地面安装，还可以通过在停车场上安装太阳能充电桩来为电动汽车充电。在太阳能光伏系统的设计和安装过程中，要对建筑物的承重负荷进行评估，此外也应该注意优化组件的布局、阴影分析和电网连接等方面，以获得最佳的能量输出和效益。

2.2.2 绿色建筑设计（Green Building Design）

绿色建筑设充分考虑了经济和绿色等因素。可以降低建筑物的资源损耗和废弃物产生量，绿色建筑设计可以通过优化建筑物的形态、材料选择、能源利用和室内环境等方面来实现。在实施绿色建筑设计时，应该考虑建筑物的整个生命周期，从设计到建造和运营阶段，以最大程度地减少环境负荷。

2.2.3 节能照明系统（Energy Efficient Lighting System）

节能照明系统一是采用低损耗光源，实现节能；二是利用智能控制技术来实现智慧照明。采用节能照明系统可以降低照明能耗、延长照明设备寿命，并减少对环境的负面影响。此外，采用节能照明系统，通过程序控制代替人工控制照明系统，节省了人力资源。节能照明系统可以通过使用LED 等高效光源、安装自动控制系统和采用天然光等方面来实现。

2.2.4 智能化能源管理（Intelligent Energy Management）

智能化能源管理系统具有能源监测模块、可以对能源数据进行分析，实时控制能源管理。实现能源的智能化分配、优化能源配置，从而实现降低能源消耗的目标。智能化能源管理系统可以通过采用传感器和监测设备、数据分析和人工智能等技术来实现。在实施智能化能源管理系统时，应该考虑系统可靠性和安全性，让系统能够充分发挥降低能源成本的功能。

3 广州低碳智慧园区的应用案例

广州市政府出台相关支持政策，加快推进广州智慧园区建设，提出要基于园区的建（构）筑物和配套市政基础设施，提升各类园区智慧化管控水平，广州民营科技园［12］已初步打造智慧园区体系。基于“一核三园”的规划布局，形成1 个辅助运营决策的大数据中台，赋能“规划、建设、党建、产业、招商、智慧”6个业务的孪生智脑中心，以及N 个全面提升精细化服务管理水平重点应用场景。无人机巡查、智慧安防等全视角、全覆盖应用场景，实现人车识别、多级联动、远距离指挥功能。建设智慧能耗系统，实现园区公共区域用电及购地企业水自动抄表缴费及动态管理分析。主要包括以下应用实践：

3.1 智慧能耗管理平台

智慧能耗管理平台如图1 所示，以可视化的方式呈现各项现状指标、目标指标以及自评园区绿色指数，从而帮助园区管理者了解园区公共区域用电情况、了解企业用水实况，优化园区用能结构。

图1 智慧能耗平台Fig.1 Intelligent Energy Consumption Platform

3.2 光伏能源

为实现绿色低碳的目标，民科园已建设了9 万m2的分布式光伏项目，这些项目分布在园区的不同地段，能够为园区内的企业提供稳定的绿色能源供应。

3.3 分布式储能站

建成了全区首个分布式储能站，如图2所示，年储电量达146 万kWh。这个储能站能够在白天储存太阳能电力，夜间则释放出能量为园区内的企业供能，实现了能源的高效利用。

图2 储能案例Fig.2 Energy Storage Case

3.4 高空鹰眼5G监控

因园区建筑物分散，管理范围大，环境越来越复杂，传统监控系统因建筑物的阻挡和摄像机技术水平局限，难以实现对园区的全覆盖式监控。该方案实现了园区监控全视角、全覆盖，并且具备多级联动、远距离指挥功能，5G 高空鹰眼监控如图3 所示，实现对园区整体的高空宏观视频监控，提升环保、自然资源、园区管理等相关部门工作效率及协作运行能力，实现绿色化管理。

3.5 无人机5G巡航

利用无人机挂载摄像、红外、广播等装置，开展大规模航拍，实现自动巡航、二位建图、三维建模等智慧功能，5G 无人机可按规划好的线路自动巡飞，并在机库自行对接输入数据，实现全视角、全覆盖，具备建模、保安巡查交通监视、环保自然资源管理智能巡检、远程操控、喊话控制、高倍变焦摄像头、超远距离监控、自动充电、应急照明等功能。

3.6 低碳智慧长廊

低碳智慧长廊如图4 所示，以太阳能发电供给所需能源，白天储能，晚上则为长廊提供照明，后续将继续增加其他智慧应用接口，形成能源自发自用的低碳智慧场景。

3.7 生态环境网格化监测

生态环境网格化监测模块如图5 所示，通过“线上+线下”相结合方式，实现对大气、噪声、排污、环境、扬尘等污染物的监测、评估、管理。集大气、污染源、扬尘等监测为一体，对园区环境、重点企业、重点污染源、施工现场等场景重点管控，通过数据分析、设置预警信息、生成调度任务等手段，自动生成数据报告，为园区环境监测和治理提供数据支撑和业务支持。

图5 生态环境网格化监测模块Fig.5 Ecological Environment Grid Monitoring Module

3.8 智慧灯杆加装智慧控制系统

园区核心区覆盖智慧灯杆，形成5G、广播、视频导视、环境监测、应急呼叫、光伏节能等智慧载体网络。在新建的道路上，加装智慧灯杆，将指示牌、监控、灯杆等进行多杆合一，并通过照明控制系统，实时控制照明，实现智慧化和节能化。

本案例致力于绿色低碳发展，推进企业用能需求的摸查工作，以期能够在建设一批、投产一批、储备一批的方式下，逐步推进园区绿色低碳发展的进程，打造绿色低碳标杆：配合园区“绿色低碳智慧园区”战略。

4 低碳智慧园区的效益与建议

4.1 应用效益

4.1.1 环境效益

低碳智慧园区通过合理配置资源，提高能源利用率，减少温室效应，达到了减少对环境的污染的目的。首先，低碳智慧园区可以降低能源消耗，进而降低能源的排放，减轻环境负担。其次，低碳智慧园区可以降低园区的噪音和污染物排放，提高环境质量，促进可持续发展。此外，低碳智慧园区的绿色建筑设计，如屋顶绿化、节能玻璃、太阳能光伏板等技术，也有助于降低建筑物的能耗和碳排放，从而改善园区环境。

4.1.2 经济效益

低碳智慧园区可以提高能源效率、降低生产成本、提高企业竞争力，进而带来经济效益。首先，低碳智慧园区的智能化管理、智能化设备和数据分析系统等技术可以帮助企业提高能源和资源利用效率，降低成本。其次，低碳智慧园区的绿色建筑和绿色交通等措施，可以提高企业形象和品牌价值，增加市场竞争力，为企业带来更多的商业机会和盈利。最后，低碳智慧园区也可以通过减少企业的能源和资源消耗，提高其经济效益，进而增加就业机会，促进经济发展。

4.1.3 社会效益

低碳智慧园区的科技创新和就业机会可以为社会创造更多的价值，提高人才的吸引力和创新能力。其次，低碳智慧园区的公共设施和服务设施可以为居民提供更加便捷的生活和工作条件，提高社区的生活质量。

4.1.4 可持续性效益

低碳智慧园区通过科技创新和绿色建筑等技术的应用，低碳智慧园区可以实现资源的高效利用、能源的低碳排放、环境的改善和社会的发展，同时也可以促进企业的可持续发展和社会的可持续发展。

4.2 建设建议

4.2.1 制定规划方案

该规划方案应该根据园区的发展需求和现状，明确园区发展目标、任务、重点和步骤。规划方案应该综合考虑园区的环境、资源、产业、交通等方面因素，确定园区的总体发展方向和建设规模。制定规划方案的过程应该充分考虑各方面的利益诉求，协商一致，形成共识，保证规划的实施效果。在规划方案的制定过程中，需要充分考虑低碳、节能、环保等方面的因素，确定具体的实施方案。同时，还需要建立科学的规划评估机制，对规划方案的实施效果进行监测和评估，及时调整和优化方案，确保低碳智慧园区建设的顺利实施。

4.2.2 建立管理体系

低碳智慧园区管理体系应该包括组织机构、管理团队、工作流程、信息管理等方面，明确各部门和人员的职责和工作任务，保证园区建设的有序推进。建立管理体系的过程需要充分考虑园区的发展特点和需求，制定适应园区建设的管理制度和流程。同时，还需要加强对园区管理人员的培训和能力建设，提高管理水平和能力，确保园区管理的科学化、规范化和有效性。

4.2.3 优化产业结构

低碳智慧园区的产业结构应该以低碳环保产业为主导，积极推进产业结构的调整和优化。在低碳智慧园区中，应该大力发展新能源、节能环保、智能制造、绿色建筑等低碳产业，促进经济发展和环境保护的协调发展。此外，园区还应该加强产业联动，推进产业协同，促进产业链的协调发展，形成低碳环保产业的完整产业链，提高园区的经济效益和社会效益。

5 结语

广州低碳智慧园区的建设顺应现有的发展趋势，依据产业数字化实现园区低碳智慧化发展思路，应用太阳能光伏、绿色建筑、节能照明、智能化能源管理等低碳技术，推动智慧能耗管理平台、分布式储能站、高空鹰眼5G 监控、生态环境网格化监测等成果落地应用，率先融数字化手段，形成了低碳园区建设典型经验。广州低碳智慧园区的智慧应用场景，实证了发展的可行性，成功实现了双碳关键技术，融汇了减少环境污染、促进经济、社会发展和实现企业、社会的可持续发展应用成效，建议从规划方案、管理体系和产业结构3 个方面进行优化，为现有低碳智慧园区发展提供了建设经验，形成首批可测评、可推广的低碳智慧园区示范样板。