物流行業是社會經濟發展的重要組成部分,也能能源消耗和溫室氣體排放大戶。國家統計局顯示,“十二五”、“十三五”期間物流能耗持續上升,交通運輸、倉儲和郵政業能源消費量由2010年的約2.51億噸標準煤增至2019年的約4.39億噸標準煤,在我國能源消費總量中占比也有8.2%增至9%以上,預計“十四五”時期將繼續呈快速上升態勢。
能源消費量(億噸標準煤)
2010-2019交通運輸、倉儲和郵政業能源消費量及占比
圖片來源:物流園區碳中和指南-京東物流&施耐德
在我國碳排放強度和碳排放總量“雙控”背景下,綠色、可持續、低碳必將成為物流行業長期發展方向,碳中和將成為物流行業綠色發展的最終目標。
物流中心(園區)是物流業務集聚發展的核心單元,從空間上積聚了產業鏈上下游企業,集成多種運輸方式、包含多種物流設施和功能業態,因此物流園區將是物流行業碳中和進程的核心。
友綠智庫近期在為諸多頭部房企提供雙碳戰略規劃、企業碳排查服務時,也對零碳物流中心進行了分析調研,在此過程中積累了一些國內外零碳物流中心的案例,在此與建筑業房地產業同仁分享。
物流園區的碳中和解決方案
物流園區碳中和路徑
圖片來源:物流園區碳中和指南-京東物流&施耐德
1、開展物流園區碳盤查:開展園區碳基準線盤查,是實現碳中和轉型的第一步,有助于物流園區確定基準年的排放量。應當按照循序漸進的方法,界定組織邊界、明確溫室氣體種類、梳理相關活動并評估活動層面的排放量。
2、確定物流園區碳中和長期規劃:物流園區碳中和路徑應從頂層戰略規劃開始,外部政策、行業水平、企業自身的現狀及整體發展規劃都需要在制定碳中和戰略時進行充分考量。
3、針對排放源制定減碳措施:
3.1 能效優化:包括數字場站、自動化倉儲、5G端邊云協同、5G AR運維、智能運輸、基于區塊鏈的無紙化交接、室內物流調度系統、工時分析和庫區排班、智慧節能等。
3.2 綠色能源:電力清潔化是全球脫碳的重要途徑,能源消費電氣化與能源生產清潔化是其中的重要方向。物流園區的能源轉型,需要提供互聯互通的綠色能源基礎設施與數字化的綠色能源管理體系。
綠色可持續應用技術:分布式新能源、新能源物流車輛;
數字化綠色能源管理體系:園區電力系統架構設計、微電網能源管理、電能質量優化管理、電氣資產健康管理。
3.3 資源循環:包括共享托盤、循環包裝箱、耗材智能推薦系統。
3.4 數字化監測:通過數字化技術量化監管和測量,包括監測物流園區能源消耗情況、園區各功能分區碳排放情況、園區的安全生產監控。
從市場角度看,整個物流供應鏈的基礎設施還有很大的發展空間。包括供應鏈基礎設施的基本建設,也包括更高效智慧和低碳的一些解決方案,也會是當下供應鏈開發上企業會越來越重視的點。也是因此,在政策推動和市場前景巨大的背景下,物流園區低碳化布局也成為物流頭部企業的重點方向。
今年4月,菜鳥發布的公開信息顯示,其海口綜保園區、海口臨空園區、杭州仁和園區三大園區的光伏發電設備正在建設中。未來,菜鳥將加快全球物流園區的光伏建設,數百萬平方米園區屋頂將變成清潔能源的生產基地。
而在此前,順豐也透露其在湖北花湖機場安裝了總裝機容量約34.4MW的光伏發電設備。
京東“亞洲一號”西安智能產業園,西安
近日,京東“亞洲一號”西安智能產業園經過北京綠色交易所認證,成為全國首個實現碳中和的物流園區。
京東“亞洲一號”西安智能產業園于2019年投入使用,在推進碳中和的過程中,一方面依托當地充沛的日照資源,通過光伏發電和儲能設施獲得持續的可再生電力,最大程度地使用現場可再生綠色能源代替傳統能源;其次針對排放源,通過完善節能管理制度和優化分揀、運輸流程,分布式空調精準滿足局部供暖需求,以及引入新能源特種設備和充電終端等,持續提升園區的運營能效和電氣化水平,實現園區的能效優化;在此基礎上通過碳交易與價值鏈優化,抵消自身產生的溫室氣體排放量,實現園區的二氧化碳“凈零”排放。
10萬平方米的屋頂光伏發電設備,10個月的累計發電量就相當于4000戶普通家庭一年的用電量。通過碳交易與價值鏈優化,抵消自身產生的溫室氣體排放量,實現園區的二氧化碳“凈零”排放。
光伏屋頂面積相當于十余個足球場,“黑燈”作業1分鐘省出一個家庭一年半用電量
京東“亞洲一號”智能產業園是西北地區規模最大的智能物流中心之一。園區建筑面積近30萬平方米,相當于40多個標準足球場,日均處理訂單量超過50萬件。
這里處處可見綠色低碳的基礎設施和“黑科技”。園區內所有屋頂都配備了容量為9MW的光伏發電設備,總計10萬平方米的光伏屋頂占據了園區總面積的三分之一以上,且已并網發電,為園區提供源源不斷的綠色能源。
這些綠色電力白天可供園區辦公照明使用,夜間可通過“汽車+車棚+充電樁+光伏”的項目試點,為電動新能源車充電。數據顯示,僅去年1月-10月就發電約8500MWh,相當于近4000戶普通家庭一年的用電量,較火力發電可節省燃煤近2600噸,較采購市電減少碳排放量約5670噸。
“亞洲一號”里有兩套大型自動化立體存儲系統,高達22米,有著12層閣樓貨架,存儲效率是普通存儲的3倍。存貨量25萬余件的1號自動化立體存儲倉庫非常安靜,空曠的空間只能聽到堆垛機按照電腦指令在軌道間自動穿梭的聲音。如此巨大的倉庫里,只有3位工作人員在做輔助性操控工作。
與“燈火通明”的傳統物流倉庫不同,自動化立體存儲倉庫是“黑燈”作業模式,借助智能控制平臺,不需要開燈,訂單到達后,系統自動從倉庫調貨出庫;沒有傳輸任務時,傳輸裝置可以在1分鐘內自動斷電,省電又省心。據測試,平均1分鐘,智能設備通過“黑燈”作業可以省電2283度,相當于一戶普通家庭一年半的用電量。
京東“亞洲一號”西安智能產業園的自動化立體倉庫全部實現“黑燈”作業
瓦楞紙減重每年可節省20多萬噸紙漿,膠帶按毫米瘦身一年省4億米
貨物進入分揀中心需要包裝,這也是傳統物流中的“高碳”環節。在歐美發達國家,90%的紙質包裝箱都采用的3層瓦楞紙箱,國內的3層紙箱使用比例僅有40%。京東目前使用的3層瓦楞紙包裝箱比例超過95%,能確保每個紙箱重量不超過400克,僅這一項,每年就可節省20多萬噸紙漿。
為了做到“低碳”,封箱膠帶也進行了“瘦身”,將其寬度從53mm降至45mm,且明確規范封箱膠帶禁止層層纏繞。通過這樣毫米級的技術革新,京東一年內省了4億米膠帶,可以繞地球10圈。而通過倉內無紙化作業以及電子面單,僅2020年全年京東就減少紙張消耗1.3萬噸。
打包環節的低碳硬科技也不少,通過磁懸浮打包機、氣泡膜打包機、枕式打包機、對折膜打包機等18種智能設備組成的全鏈路智能包裝系統,極大地降低了包裝材料的消耗。這套系統有個極具中國特色的名字——“精衛”,寓意減排要像精衛,點滴成淵、鍥而不舍。
在分揀中心,“小件分揀機”上有序運行的貨物全部都是自動化分揀。據了解,僅這一條生產線設計日產能就達近50萬單,其運營效率是傳統操作方式的10倍以上。
屋頂發電足夠園區自用,合規碳減排100%抵消剩余碳排放
園區所有叉車全部用的是新能源作業車,園區配套建設了22套充電終端,可同時為44臺車輛充電,足以滿足園區內部作業車輛及外來訪客車輛的充電需求。
屋頂光伏系統已經能充分滿足自身用電需求,分布式鋰電池儲能系統可以實現電力平滑和調節,在用電高峰時能緩解對電網系統的沖擊,提升園區可再生電的比例。通過采用“自發自用,余電上網”模式,日間使用光伏電力滿足園區用電需求,余量返送至當地電網,夜間使用網電。
在包裝耗材垃圾回收區,工作人員正在有條不紊地對廢棄紙箱、塑料薄膜進行分揀回收,回收后的包裝材料經過再加工,重新用于包裝,這也屬于京東“青流計劃”的組成部分。
“亞洲一號”的低碳努力主要體現在三個方面:一是最大程度使用現場可再生電力代替傳統能源;二是持續提升園區的運營能效和電氣化水平;三是將通過碳減排手段抵消園區不可避免的剩余排放。
目前,園區實現了倉儲屋頂分布式光伏發電系統和儲能系統的應用,自主中和部分溫室氣體排放,剩余排放量在北京綠色交易所的支持和指導下,通過購買合規碳減排產品的方式100%抵消剩余碳排放。
京東集團發揮“綠色基礎設施+減碳技術創新”的優勢,全力推動綠色倉儲、綠色運配、綠色包裝、綠色協作的全鏈路可持續發展。京東物流也在充分發揮5G、物聯網、人工智能和區塊鏈等智能化關鍵技術在減碳技術創新中的應用,與此同時,在物流運輸環節布局使用約20000輛新能源車覆蓋全國7大區,在包裝方面積極推進減量化包裝和循環快遞箱的使用,京東云新一代綠色數據中心通過使用綠電、產品創新、自主研發技術,實現了綠色高效計算。
智慧零碳標桿普洛斯寶山物流園,上海
2022年,普洛斯上海寶山物流園獲得美國綠色建筑評估標準體系LEED v4.1 O+M:EB (既有建筑運營與維護) 鉑金級認證,成為全球為數不多獲此項最高級別綠色運營認證的物流基礎設施之一,也是國內獲此認證中體量最大的綜合物流園。
普洛斯寶山物流園總建筑面積24.3萬平方米,2021年,通過各項減碳措施,園區全年減少超過2,500噸碳排放。
得益于普洛斯旗下多平臺提供的綜合解決方案,園區在實現自身運營碳中和的同時,面向行業輸出最佳實踐。
其中,普洛斯旗下資產運營服務ASP具有豐富的園區運營管理經驗和行之有效的智慧化手段。
運用基于物聯網、大數據、人工智能等技術的海納碳管理系統,推進零碳化運營。
同時,旗下新能源平臺——普楓新能源,深耕屋頂分布式光伏領域,為園區提供綠色清潔能源,已成為普洛斯打造新一代智慧物流園、產業園、數據中心等基礎設施的標準配置之一。
1.智慧園區科技運營
園區匯集普洛斯資產運營服務ASP的科技運營及智慧化管理標準。其中園區運營管理系統AMS可以對園區及設施設備進行全生命周期、一體化管控。
園區可以提供包括出入智控、智慧安防、智慧消防、智慧能耗、資產管理、AI創新等一站式服務,利用科技化、數字化手段,確保園區高效運營、安全可靠。
氣象云預警系統:應用ASP為物流園區定制開發的氣象云預警系統,實時對接氣象局預警,連通智能運營中心(IOC)智慧中臺,提前落實預防措施,最小化臺風、暴雨、洪水等可能帶來的損失,相較于傳統氣象風險應對模式,大幅提升園區防控能力。
用水效率提升:采用“海綿城市”和高效節水技術,同時打造雨水回收系統,實現再灌溉。
2、碳管理系統
為園區提供數字化碳盤查工具、碳減排策略和過程管理、碳資產管理等服務,通過自動高效核算、數據建模和減排情景分析、運行模擬和方案選優等功能,有效降低碳排放強度和運營成本,并將碳中和及可持續發展提升到可視、可管、可策的數據驅動新階段。
屋頂光伏:安裝屋頂光伏板為園區日常運營提供清潔能源。
新能源充電:園區配備新能源電動車充電服務,年充電3,200次。
綠色照明及綠色環境:園區安裝節能LED綠色照明312盞,相較傳統白熾燈能耗水平降低 50%—60%;同時園區綠植覆蓋面積達3.1萬 平方米。
3、孵化創新
園區提供海量應用場景,與客戶合作創新, 孵化、試驗、驗證新的業務模式和前沿技術, 目前正在試點倉儲分揀RaaS(“機器人即服務”)、儲能設備、保潔機器人、無人機巡檢等科技。
4、影響
2021年,通過各項減碳措施,園區全年減少超過 2,500噸碳排放。
屋頂光伏發電系統每年產生2,750 MWh綠電,相當于減少了2,176噸碳排放。
新能源電動車充電服務,每年可減少36.9噸 碳排放,滿足26萬千米綠色交通旅程。
節能LED綠色照明每年可減少57.8噸碳排放。
園區綠色植被全年可吸收約45噸碳排放。
采用“海綿城市”及其他高效節水技術,全年減少市政用水量約3,500噸。
國內首個“風光一體化”零碳智慧物流園區,江蘇太倉市耐克中國物流中心
9月6日,耐克分布式風力發電項目奠基儀式在位于江蘇省太倉市的耐克中國物流中心舉行。奠基儀式上,耐克正式宣布在中國物流中心啟動分布式風力發電項目建設,推廣低風速風電及零碳數字化技術。項目按計劃于2023年年初建成并投入使用后,耐克中國物流中心將實現真正意義上100%可再生能源電力使用覆蓋,屆時耐克中國物流中心也將成為中國首個“風光一體化”零碳智慧物流園。
耐克中國物流中心是耐克集團在亞洲最大的物流中心,其建筑面積26萬平方米,年吞吐能力超2.4億件次,從2010年投入使用和擴建以來,不斷從設施節能、運營優化和產品運輸上最大化減少環境影響,中心一二期及三期工程分別獲得了LEED綠色建筑鉑金及金級認證,目前中心使用的45%能源來自于太陽能、地熱能和生物質能等多種可再生能源。此次風電項目將助力耐克中國提速達成“2025年自有自營設施100%可再生能源電力”的戰略目標。
該項目是江蘇太倉地區首個獲批的分布式風電項目,也是首例風光互補自發自用余電上網的新能源項目,突破了分布式風電項目在開發、審批、并網、交易等環節的諸多困難。該項目將安裝2臺單機容量為3MW的風力發電機組,總裝機規模6MW,正式投入使用后,預計年發電量可達1400萬kWh。
耐克的零碳技術伙伴將為耐克提供零碳綜合解決方案,通過智能物聯操作系統EnOSTM以及方舟能碳管理平臺,將綠色能源的生產和消費、全生命周期碳管理以及綠色權益交易有機結合在一起。
交投物流金茂源物流園,德州
交投物流金茂源物流園是交投集團新能源板塊發揮效能場地之一。這里每天的發貨量超過40萬件,主城區85%以上的快遞包裹都從這里分揀。而在屋頂上方,6800多塊光伏太陽能電池板組件正源源不斷輸送綠色能源,日均發電0.8萬度。
2.6MW的光伏發電不僅能滿足園區內企業的生產運營需求,還能為新能源汽車充電樁提供電源。金茂源園區從建設之初就植入了綠色、低碳、環保的理念,通過分布式光伏發電、地源熱泵等新能源模式,打造綜合能源站,實現節能減排,經過一年多的運營,實現了經濟效益和社會效益雙豐收。
德鐵信可(全球國際貨運DB Schenker)全太陽能物流中心,迪拜
德鐵信可2019年于迪拜開設了第一個全太陽能物流中心,占地面積達33,000平方米。區域配送中心DLC II位于迪拜南部的物流區,緊鄰阿勒馬克圖姆國際機場。
迪拜物流中心的建設完全由太陽能供電,是德鐵信可一系列生態倉庫的一部分。其他綠色倉庫位于新加坡、赫爾辛基、克拉根福、蒂爾堡和多特蒙德。此外,德鐵信可的倉庫正逐步轉變為LED照明。
位于迪拜的溫控新物流中心占地33,000平方米,可容納90,000托盤,并設有3,000平方米的夾層,用于增值服務。物流中心的服務組合包括倉儲,包括危險品儲存,各種增值服務,配送和交付服務以及海運和空運。
此外,電動汽車的使用變得越來越重要。例如,德鐵信可(DB Schenker)已將其電動汽車車隊擴展到陸路運輸領域,并將貨運自行車用于最后一英里的城市物流。為了減少其他業務部門的碳排放,該公司開始在法蘭克福和上海之間的碳中和航班上使用可持續航空燃料。
小結
物流園區碳中和的解決方案需要戰略路徑也需要核心技術。戰略上推動可落地實施的碳中和路徑規劃,確認碳中和步驟、階段性實施范圍和具體舉措,進一步厘清園區碳排放源和排放總量,從而能夠針對排放源制定減碳措施、規劃碳中和抵消方案。核心技術支撐戰略和路徑的落實,并實現結構升級和降本增效,兼顧綠色和發展。依托、5G、物聯網、大數據、人工智能、區塊鏈等關鍵技術的數字化碳中和物流園區,通過能源結構升級、效能持續優化、設施集聚共享、資源循環利用、全景數據分析等手段,逐步推動物流行業以及全行業供應鏈高質量邁向可持續、綠色、低碳的未來,為我國實現“雙碳”目標和可持續發展作出應有的貢獻。
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