旭宇光电（深圳)股份有限公司  曹小兵  林金填

    广东省标准化研究院  刘杰  伍珂  曹佳彦

广东省碳达峰碳中和标准化技术委员会  曹小兵  伍珂  曹佳彦  王海龙

　　全球经济发展与气候环境之间的矛盾越来越严重，为了应对气候变化日益严峻，世界各国政府相继做出“双碳”的承诺。2020年中国二氧化碳排放量占全球总排放量的28%，中国作为《巴黎协定》的缔约方，2020年9月，习近平总书记在第75届联合国大会上正式宣布“中国将力争2030年前达到二氧化碳排放峰值，努力争取2060年前实现碳中和”的目标，这是我国向世界各国作出的郑重承诺，彰显我国走绿色低碳发展道路的坚定决心，同时也体现了大国的责任与担当。从中央到各地方政府都在密集部署“双碳”工作，推进创新驱动的绿色低碳高质量发展工作，实现“双碳”既是一场社会经济结构的系统性变革，也是一场关于新技术和新市场的全球性竞技展开。当前各地城市基础设施正在完善与建设中，让我们的生活迈进了具有高速率的互联网络时代。典型例如城市建设的基础设施智慧杆，其集无线通信、智慧照明、视频监控、交通管理、环境监测、信息交互和城市公共服务等多种功能于一体，应用新技术、整合跨界、集多功能为一体^[1]，并融入“双碳”理念，在城市物联网架构中发挥重要作用，有效提升绿色能源的收集与再利用，通过技术创新应用来缓解气候危机，成为智慧城市架构下多功能集结的新型载体。

1.1  国际情况

　　2015年12月12日巴黎召开的联合国气候峰会通过“巴黎协议”，并于2016年11月4日起生效，该协议目标是将全球平均气温上升幅度控制在2℃以内，力争控制在1.5℃以内，并在2050年～2100年实现全球碳中和目标。目前各国实施情况是积极向好的，瑞典已通过立法规定在2045年实现碳中和，英国、法国、丹麦、新西兰和匈牙利等国也立法规定在2050年实现碳中和，目前已有50多个国家的碳排放实现达峰，约占全球碳排放总量的40%，其中大部分为发达国家，国际上主要国家碳达峰到碳中和时间跨度见表1。据经济合作与发展组织的数据显示，欧盟在1990年就已经实现碳达峰，峰值为48.54亿吨二氧化碳当量；美国碳达峰时间为2007年，峰值为74.16亿吨二氧化碳当量；日本碳达峰时间为2013年，峰值为14.08亿吨二氧化碳当量^[2]。

表1  主要国家碳达峰到碳中和时间跨度

1.2  国内情况

　　早在2017年12月18日，国家发展和改革委员会印发了《全国碳排放权交易市场建设行业（发电行业）的通知》，在发电行业率先启动全国碳排放交易体系，逐步扩大参与碳市场范围与增加交易品种，并不断完善碳市场稳步推进建立全国统一的碳交易市场。2020年12月31日，生态环境部发布《碳排放权交易管理办法（试行）》，对全国碳排放权交易及相关活动进行规范。2021年2月2日，国务院发布《国务院关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见》，意见要求建立健全绿色低碳循环发展的经济体系，确保实现“双碳”目标，推动我国绿色发展迈上新台阶^[3]。据中国碳核算数据库统计显示，三大城市群单位GDP碳排放量/人均碳排放量及数据比较见图1。

图1  三大城市群单位GDP碳排放量/人均碳排放量及数据比较

　　我国实现碳达峰的预测峰值约为106亿吨二氧化碳当量，我国碳排放总量仍然是世界最大的，但是我国碳排放增长速度已经开始降低，目前碳排放的主要来源在于发电、供热、交通以及建设，合计达到总排放量的80%以上。2019年我国社会碳排放量约为105亿吨，高能耗行业是我国的主要碳源，其中发电、制造建筑与交通运输是我国三大主要碳源。根据国际能源署的统计，发电与供热、制造与建筑、交通运输三大领域占据我国89%的二氧化碳排放量，其中发电与供热占51%、制造与建筑占28%、交通运输占10%。

1.3  大湾区概况

　　据《粤港澳大湾区工业互联网碳中和标准化白皮书》相关数据统计显示，从粤港澳大湾区能源消费的CO₂排放量趋势整体来看，香港的绝对排放量已经在持续下降并完成碳达峰，澳门处于碳达峰的平台期，广东省碳排放仍在增长过程中。大湾区内各城市单位GDP碳排放量最低的是澳门；深圳、香港和广州等城市的单位GDP碳排放量也相对较低，与英国及挪威等国家排放水平相当，略低于美国；江门和惠州等城市的单位GDP碳排放量则高于我国平均水平30%～50%。香港、澳门、深圳和广州等城市第三产业占比均在58%以上，现代服务业和高新技术制造业的比重较大，因此单位GDP碳排放量相对较低，2020年深圳市的单位GDP能耗为全国平均水平的1/3，单位GDP二氧化碳排放为全国平均水平的1/5，五年分别下降了19.3%、23.2%，深圳市已明确提出2020年～2025年实现碳达峰目标。另据《惠州统计年鉴2020年》数据显示，惠州市2019年单位GDP能耗为0.698吨标准煤/万元，同比增长率为1.7%。

2.1  国际典型

　　国际标准化组织环境管理技术委员会温室气体管理及相关活动分技术委员会（ISO/TC207/SC7）是ISO在应对气候变化标准化方面最主要的技术委员会，负责有关温室气体标准化的活动。目前，ISO/TC207/SC7正在制定国际高度关注的碳中和国际标准（ISO14068）《碳中和及相关声明实现温室气体中和的要求与原则》的工作组草案（WD稿）。国际标准化组织二氧化碳捕集、运输与封存技术委员会（ISO/TC265），共设立了二氧化碳封存组、运输组、捕集组等标准工作组，并开展了四届工作会议，目前已通过的工作项目有4项。国际电工委员会IEC/TC111市场战略委员会在2021年6月提出了基于可再生能源的零碳电力系统白皮书的提案。

2.2  中国现状

　　全国环境管理标准化技术委员会（SAC/TC207）主要负责全国环境管理专业领域基础性、通用性、综合性标准化工作，包括环境管理体系、环境标志和声明、环境绩效评价、环境成本和效益、生命周期评价、生态系统评估等，同时对口国际标准化组织环境管理标准化技术委员会（ISO/TC207）相关工作。全国碳排放管理标准化技术委员会（SAC/TC548）于2014年成立，对口国际标准化组织环境管理技术委员会温室气体管理和相关活动分技术委员会（ISO/TC207/SC7），主要负责碳排放管理术语、统计、监测；区域碳排放清单编制方法；企业、项目层面的碳排放核算与报告；低碳产品、碳捕获与碳储存等低碳技术与装备；碳中和与碳汇等领域的标准化工作。目前，SAC/TC548标委会已发布16项国家标准，正在制修订的标准30余项。2019年国家生态环境部发布《大型活动碳中和实施指南（试行）》文件，规范了大型活动的碳中和实施。

2.3  大湾区先行

　　粤港澳大湾区作为我国开放程度最高、经济活力最强的区域之一，2019年2月国务院印发《粤港澳大湾区发展规划纲要》，将“绿色发展，保护生态”作为指导大湾区发展的基本原则，要求大湾区应以创新绿色低碳为基础发展。在广东省市场监督管理局、省发改委和省生态厅等主管部门的指导与支持下，成立了全国首个省级碳达峰碳中和标准化技术委员会（GD/TC73），组织相关单位开展了“广东省碳排放权交易标准体系框架”和标准化路线图研究，汇编了碳排放权交易法律法规和标准，如图2碳排放权交易标准体系明确了从基础、组织、项目、产品和交易层面之下的细分标准类别。

　　在标准化工作推进方面，相关统计数据显示，广东省及深圳市先后发布了近20项“双碳”相关的地方标准和近20项团体标准，为推动大湾区绿色低碳科技创新和提升碳汇能力提供重要的标准化基础支撑，同时也成为湾区“双碳”标准的“加工厂”和标准化活动的“连接器”。

图2  广东省碳排放权交易标准体系

2.4  标准化展望

　　基于我国对“双碳”达成的承诺，加快梳理我国各行业脉络，把握碳中和未来重点发展方向，识别相关标准的缺口和机会，有序推进标准的研制形成体系规划，建立健全“双碳”相关标准体系刻不容缓。根据国家对“双碳”的整体部署，提炼梳理各行业相关标准化需求，补齐减排技术、核算、评估等基础标准缺项，满足“双碳”工作的重大战略需求，通过标准化工作各相关方对标、达标而带动各行业绿色发展。同时加快节能标准更新升级，抓紧修订能耗限额、产品能效强制性的国家标准为基本准则，提升产品能耗限额要求，扩大能耗限额标准覆盖范围，以及完善能源核算、检测认证、评估、审计等配套标准，为实现我国“双碳”达标做好标准化的支撑，通过标准化提升与完善区域、行业、产品的碳排放核查与核算进度。

3.1  环境监测

　　基于我国交通运输CO₂排放量处于增长的背景之下，相关行业都在研究及制定“双碳”达标规划，实施碳减排措施及进行碳抵消等工作^[4]。城市中现有的各监测点是应用气体传感器较为单一地测得二氧化碳含量，未能结合该路段的交通流量、车速、周边绿植数量以及吸收二氧化碳的能力等进行综合监测。智慧城市物联网架构下的智慧杆搭载环境监测模组，有效实现收集和监测所在场景区域中的PM2.5浓度、PM10浓度、二氧化碳含量、二氧化硫含量、扬尘浓度和噪声分贝等气象及环境信息，系统管理平台通过对收集到的各类数据进行综合分析与对比，系统发出优化及调整指令，有效控制该区域的相关指标达到预定目标值，发挥智慧杆搭载环境监测模组在减碳达标过程的重要作用。

3.2  清洁能源助力智慧杆

　　在高效节能的大趋势下，清洁能源应用是必然的趋势，智慧杆搭载太阳能和风能发电也得到推广与应用，太阳能光伏组件所收集的电能通过储能管理或直接用于智慧杆搭载的各类匹配设备运行，减少了发电厂燃料供电所产生的二氧化碳，实现碳抵消及达到碳平衡^[5]。智慧杆管理平台根据风光收集能源来补充自身用电需求而减少碳排放，并配备储能设备被赋予更多的盈利潜能，为运营方创造更多商业价值及实现碳中和目标。获取的风能和太阳能比火力发电确实便宜，但相应的地理环境和管理方法将影响系统利用率，比如没有太阳和没有风的时间，储能和非稳定供电的问题就需要通过新技术的应用来解决，促进清洁能源在城市“双碳”目标达成中的高效利用。

3.3  交通优化减碳

　　交通运输行业二氧化碳排放占中国全国总排放量的近9%，且交通行业CO₂排放仍处于增长阶段，智慧杆搭载的交通管理设备将利用大数据、云计算和5G等信息技术，在覆盖范围内收集到相关数据，当检测到二氧化碳含量通过道路绿植无法实现碳中和时，关注交通工具使用清洁能源及绿色交通出行占比数据，通过系统管理平台实现当前道路的交通管制进行实时调整，控制平台通过车路协同对道路交通进行调整疏导，优化通行路线而减少因道路拥堵而产生的二氧化碳，减少车辆因堵塞而长时间停留，并实时监测该区域的二氧化碳含量，将数据发送至系统控制平台与原来二氧化碳含量阈值进行比较，发出优化指令实现道路流畅及减少碳排放量^[6]。

　　智慧杆作为智慧城市的基础设施及技术跨界融合的新兴行业，在“双碳”目标实现的大背景之下，应采用指标量化来评估智慧杆及系统的碳排放量，评价智慧杆碳排放量水平。为了实现“双碳”目标，切实需要通过无碳能源、低碳能源新能源应用、科技创新和再利用等技术，结合各地产业结构及经济社会发展特点，加强制造商与相关研究机构优势互补的深度合作，成立“产、学、研、用”技术研究中心，以及做好规划把“双碳”纳入城市基础设施建设的整体布局，建立健全“双碳”产业节能、评比等标准及更新升级，提升产品能耗限额要求，完善能源核算、检测认证、评估和审计等配套标准。在智慧杆规划建设管理、评估制度、科技创新及城市智慧化建设等方面创新工作方法，把绿色发展理念贯穿智慧杆系统方案的建设始终，推动节能减碳在产业链中落实到位。

　　“双碳”目标为我国应对气候变化、推动绿色发展提供了方向与擘画了蓝图，前三十年是数字化与信息化的时代，那么后三十年将是低碳化时代，低碳化和数字化将成为“新两化融合”的核心聚焦，所以“双碳”不是一项短期工作，而是一项长期事业。从实现碳达峰到实现碳中和，发达国家基本都要经历50-70年，而我国的目标期限仅为30年，未来我国经济发展的能源增长需求与减排降碳的巨大压力将同时存在，将会对我国经济社会尤其是能源消费的结构调整产生深远的影响。智慧杆是当前城市基础设施拓展的热点，基于智慧杆的多功能性以及一体化搭载与管理，在灯具只是道路照明基础功能升级集多功能为一体，智慧杆解决牵头难、分工难及难落实等问题，成为智慧城市物联网神经末梢载体而发挥重要作用。将在新能源应用、系统管理优化等方面发挥重要作用，助力我国“双碳”目标的实现。

参考文献：

[1]曹小兵,王海龙,赵静雯,等.聚焦城市物联网架构下智慧杆建设与示范[J].中国照明电器,2020(05):22-25.

[2]薛亮.各国推进实现碳中和的目标和进展[J].上海人大月刊,2021(07):53-54.

[3]国务院.国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见[Z].2021.

[4]徐洁.环境空气自动化监测系统信息化质量控制策略分析[J].科技创新与应用,2021,11(31):133-136.

[5]朱罡,李延和,张真,等.省级电网全清洁能源供电运行控制技术与应用[J].中国电力,2021,54(05):195-205.

[6]张瑾,袁继婷,字丰军.运输效率的提高是否降低了交通运输业的碳排放?——基于省际面板数据的实证研究[J].生态经济,2021,37(11):18-24.