低碳工业技术突破与循环经济实践

低碳工业技术突破与循环经济实践

作者：泷澹实业（上海）有限公司、泷澹工业研究院

摘要

全球工业化进程持续推进背景之下，工业部门既是社会物质财富创造的核心载体，同时也是能源消耗与碳排放的主要来源。工业低碳转型已经成为全球实现碳中和目标、推进可持续发展的核心攻坚领域。上海可持续发展大会集中展出 CO₂跨临界循环储能、冷热电联供等一批前沿低碳工业技术，为高耗能工业体系改造提供全新技术选项。本报告立足国内工业减碳现实场景，围绕低碳工业前沿技术原理、工程应用现状、产业落地瓶颈展开系统梳理，同时对产品碳足迹核算体系建设、工业全链条减碳实施路径、循环经济模式创新实践进行深度剖析。报告结合产业调研公开统计数据，研判低碳工业技术商业化推广的现实约束，分析循环经济从概念落地到规模化运行的制度、技术、成本要素，辨析技术突破与循环经济模式二者之间协同赋能逻辑，面向制造业园区、工业企业、产业政策制定端给出参考思考。报告客观呈现当前技术成熟度、市场成本短板，不预设技术万能化结论，客观看待各类新技术在不同工业场景的适配边界，为国内工业领域双碳工作实践提供研究参考。

关键词：低碳工业；CO₂跨临界循环储能；冷热电联供；产品碳足迹；全链条减碳；循环经济；可持续发展

第一章 绪论

1.1 研究背景

全球气候治理共识持续深化，碳中和已经成为主要经济体产业发展的重要约束条件。工业生产涵盖钢铁、化工、建材、装备制造、纺织等众多细分赛道，大量高温工艺、连续化生产流程带来巨量能源消耗。我国工业体系门类齐全，完整的全产业链在支撑经济增长的同时，工业碳排放总量占全社会碳排放比重处于较高水平，工业领域减碳难度大、改造周期长，兼顾产能稳定、产业安全、就业保障与降碳目标，是现阶段工业转型必须面对的现实命题。

单纯依靠末端减排已经很难满足中长期碳管控的要求，工业减碳的重心逐步由末端治理向前端工艺革新、能源系统重构、物质循环复用转移。新型储能技术、综合能源供给技术不断迭代，碳核算标准化体系加速构建，循环经济 “减量化、再利用、资源化” 原则深度渗透到工业设计、原料采购、生产制造、仓储物流、产品使用、报废处置全生命周期。

上海作为国内绿色低碳技术创新高地，汇聚科研机构、工业龙头企业、能源服务商，上海可持续发展大会搭建技术成果对外展示交流平台，CO₂跨临界循环储能、冷热电联供等一批代表性能源技术集中亮相。这类技术聚焦工业用能痛点，面向园区级、工厂级综合能源供给，解决工业场景下供电、供热、供冷多元用能需求，为高耗能工厂、产业园区的能源系统升级提供新的解决方案。与此同时，产品碳足迹核算工作快速推进，越来越多工业企业开始开展全链条碳排放盘查，把碳指标嵌入产品研发、供应链管理、对外贸易环节。

技术突破是硬件基础，循环经济模式是制度与运行层面的体系保障，二者相辅相成。先进低碳技术如果缺少循环经济商业模式、回收体系、供应链协同机制配套，很难实现规模化复制；而循环经济的落地，同样需要低碳装备、储能系统、能量梯级利用技术作为硬件支撑。在此背景下，系统梳理新一代低碳工业技术发展现状，研究产品碳足迹核算实践路径，剖析循环经济落地的现实问题，具备极强现实研究价值。

1.2 研究意义

理论层面，本报告梳理 CO₂跨临界循环储能、冷热电联供技术的应用边界，厘清低碳工业技术创新与循环经济实践的内在耦合关系，区分技术研发、示范项目、大规模商业化三者之间的差距，丰富工业低碳转型的案例与实证分析。

实践层面，面向工业制造企业、产业园区运营主体，可以帮助其客观认知新型低碳技术优势与现存短板，理性开展技改投入决策；面向产业研究机构，梳理产品碳足迹核算、全链条减碳实施过程中的现实堵点；面向政策研究视角，为完善低碳技术推广、循环经济产业扶持相关配套政策提供参考素材。本报告不做确定性投资预判，重在客观复盘产业现状，呈现多元现实约束。

1.3 研究范围与研究框架

本报告研究范围限定工业领域低碳技术创新应用以及工业体系内部循环经济实践。研究对象包含 CO₂跨临界循环储能、冷热电联供两大重点技术，延伸到产品碳足迹核算体系、工业全链条减碳路径，结合上海可持续发展大会技术展出案例，结合国内公开产业统计数据，分析技术落地条件、成本约束、循环经济典型模式、现存挑战以及未来发展方向。

报告第一章为绪论；第二章分析国内工业碳排放现状与低碳转型整体形势；第三章针对 CO₂跨临界循环储能技术开展深度解析，包括技术原理、工业场景适配、示范项目情况、技术瓶颈；第四章分析冷热电联供技术工业应用实践；第五章论述产品碳足迹核算体系建设现状与实施难点；第六章探讨工业全链条减碳完整实施路径；第七章研究工业场景循环经济典型实践模式；第八章研判低碳技术与循环经济协同发展面临的共性挑战；第九章提出相关思考与启示；最后为结论部分。

第二章 国内工业碳排放现状与低碳转型整体形势

2.1 工业部门碳排放基本格局

工业碳排放来源分为直接排放与间接排放两大类别。直接排放来自生产工艺本身化学反应排放、工厂自备化石燃料燃烧；间接排放主要来自外购电力、热力所附带的碳排放。钢铁、化工、石化、建材、有色属于传统高耗能重点行业，也是工业减碳重点攻坚对象。

完整庞大的制造业体系，决定我国工业降碳不能简单采取去产能单一手段。一方面，国内制造业要保障国内产业链供应链安全，保障实体经济稳定运行；另一方面，对外贸易场景下，越来越多海外客户提出碳关税、产品碳标签要求，出口制造企业需要完成碳足迹披露，倒逼国内工业加速低碳改造。

从能源结构观察，当前工业用能依旧高度依赖化石能源。可再生电力、工业绿氢、余热利用、新型储能技术正在加快试点，但受到资源条件、设备改造成本、工艺适配性限制，短时间内难以实现大规模替代传统能源。工业低碳转型属于渐进式系统工程，工艺改造、设备替换、供应链重构都需要周期。

2.2 工业低碳转型两大主线：技术创新与模式变革

当前国内工业双碳实践沿着两条主线同步推进。第一条主线是技术硬件突破，开发新型储能装备、综合能源系统、低碳生产工艺，通过设备更新改造实现能源利用效率提升，降低单位产出碳排放。CO₂跨临界循环储能、冷热电联供就归属于综合能源与储能赛道的代表性技术，重点解决工业园区多元用能需求，实现能量的存储、梯级利用。

第二条主线是发展模式变革，也就是循环经济体系建设。不再把工业生产视为单向 “原料 — 产品 — 废弃物” 线性流程，构建物质回收、再生、循环复用的闭环。循环经济覆盖原料替代、生产过程废弃物资源化、废旧产品回收再制造、产业园区物质耦合共生。同时配套碳核算工具，也就是产品碳足迹，量化全流程各个环节碳排放，识别减排薄弱点，为减碳工作提供量化抓手。

技术创新和模式变革不可割裂。再先进的储能、供能装备，如果工厂供应链依旧采用高碳原材料，废弃物随意处置，整体减碳成效会大打折扣；反过来，仅仅强调物质循环，缺少高效能源装备，循环加工过程本身会消耗大量能源，新增碳排放，也无法真正实现低碳目标。

2.3 上海可持续发展大会带来的产业启示

上海可持续发展大会作为区域可持续领域重要交流平台，汇聚科研院所、装备制造企业、工业园区运营方、咨询机构。本次大会展出 CO₂跨临界循环储能、冷热电联供等新技术，集中体现国内工业能源技术的迭代方向。

以往很多储能技术重点面向电网调峰场景，而本次展出的技术更加聚焦工业用户自身的用能痛点。工业工厂同时有用电、蒸汽、高温热水、制冷多重需求，不同生产时段负荷波动巨大，峰谷电价差异带来巨大成本压力。CO₂跨临界循环储能可以同时实现储热、储冷、储电耦合，冷热电联供实现一次能源梯级产出多种能量，二者精准匹配园区工厂综合用能场景。

大会的技术展示更多属于示范阶段成果，代表技术发展方向，但并不意味着已经完成大规模商业化普及。技术从实验室、示范项目走向万千工厂，中间存在成本、运维、标准、商业模式多重鸿沟，这也是本报告后续重点分析的内容。

第三章 CO₂跨临界循环储能技术解析及工业场景应用

3.1 CO₂跨临界循环储能技术基本原理

CO₂跨临界循环储能，以二氧化碳作为循环工质，利用二氧化碳在跨临界状态下热力特性完成能量存储与释放，属于新型压缩储能技术门类。整套系统主要由压缩机、膨胀机、蓄热换热单元、冷却换热单元构成。

储能阶段，利用低谷电能驱动压缩机，将 CO₂加压提升至超临界状态，压缩过程产生大量热量，热量被换热介质回收储存，完成电能向热能、压力势能的转化；释能阶段，高压高温的 CO₂推动膨胀机做功对外输出电力，同时系统可以对外输出热能或者冷量。对比传统压缩空气储能，CO₂物性更加稳定，系统不需要大型地下储气洞穴，设备可以实现工厂化集成，土地选址约束相对更小，能够同时输出电、热、冷多种形态能量，非常适配工业园区多元用能场景。

传统储能多数以输出电力为唯一目标，但是工业企业大量消耗热能与冷能。CO₂跨临界循环储能最大差异化优势，在于一套储能装备，兼顾电力调峰、供热、供冷，适配化工园区、制造产业园，解决工厂峰段用电电价高、余热难以存储、冷热负荷波动大等现实痛点。

3.2 工业领域主要适配场景

第一类场景为综合性工业园区。大量制造企业集聚的产业园区，企业开工时段各不相同，整体电、热、冷负荷波动幅度大。引入 CO₂跨临界循环储能系统，可以在夜间电价低谷完成储能，白天用电高峰释放电力，同时配套供给园区内工厂生产用热、工艺冷却冷源，平抑园区整体用能波动，降低园区整体购能成本。

第二类场景为高耗能连续生产工厂。部分化工、建材工厂装置需要不间断运行，但是外部电网存在峰谷价差，同时生产过程间歇性产生余热。CO₂跨临界循环储能系统可以配合工业余热，将间歇性余热能量进行存储，在工艺需要的时候稳定输出能量，降低工厂对于外购能源的依赖。

第三类场景匹配可再生能源配套。工厂自建光伏，光伏发电存在间歇性，白天发电过剩，夜晚无发电。CO₂跨临界循环储能可以消纳厂区光伏绿电，把多余电力转化存储，解决绿电和工厂生产负荷时间错配矛盾，提升厂区可再生能源就地消纳比例，间接降低工厂间接碳排放。

3.3 当前示范项目发展现状

国内科研机构与装备企业持续开展 CO₂跨临界循环储能样机研发与示范工程落地，已经建成多个 MW 级示范系统。从公开项目信息观察，现有项目大多属于示范验证项目，重点验证系统热力循环效率、设备运行稳定性，主要落地于产业园区、综合能源示范基地。

示范项目运行数据显示，系统综合能源利用效率表现出较好潜力，尤其是当系统同时输出电、热、冷多种能量的时候，综合能效优势更加凸显；如果单纯只做电力充放电，其循环效率对比成熟抽水蓄能依旧存在差距。这也明确该技术定位：它的优势场景是综合能量供给的工业园区，而非单纯做电网侧电力储能。上海可持续发展大会将该技术对外展出，也正是看重其面向工业综合能源系统改造的应用前景。

3.4 CO₂跨临界循环储能技术落地现存瓶颈

第一，装备制造成本偏高。整套系统包含高压压缩机、高压膨胀机、特种换热器，核心设备制造门槛高，现阶段没有形成大规模量产，单位功率投资成本显著高于传统的锂电池储能。高额初始投资，成为企业自主上马项目最大阻碍。对于普通制造企业，单纯依靠峰谷电价差，很难在较短周期收回全部投资，需要同步享受供热供冷带来的收益，项目才具备经济性。

第二，行业标准体系尚不完备。CO₂跨临界系统运行处于高压工况，设备安全设计、安装调试、运维操作规程、检测规范，部分环节标准还处在完善过程，给大规模推广带来制度约束。

第三，系统运维复杂度较高。整套系统涉及高压压力容器，对运维人员专业能力提出更高要求。中小型工厂缺少专业能源运维团队，更适合由综合能源服务商投资建设运营，采用合同能源管理模式落地，而不是企业直接自建。

第四，场景适配存在边界。该技术更加适合同时具备用电、用热、用冷多元负荷的园区。如果工厂仅只有单一用电需求，没有冷热负荷消纳场景，该技术的经济优势会大幅减弱，不具备盲目推广条件。

第四章 冷热电联供技术在工业领域的实践

4.1 冷热电联供技术运行逻辑

冷热电联供（CCHP）属于分布式综合能源系统。以天然气、沼气、工业副产燃气作为一次燃料，首先驱动发电机组产出电力；发电机组做功之后排出高温高温烟气，这部分高温余热不会直接废弃，通过余热回收装置，一部分产出工业蒸汽或者高温热水用于生产供热；另一部分余热驱动吸收式制冷设备，产出冷水用于工艺冷却、厂房空调制冷。

整套系统实现一次燃料的梯级能量利用。燃料化学能先用来发电，发电之后高温余热再依次供热、供冷，燃料能量得到多级利用。对比传统模式：单独购网电、锅炉烧蒸汽、电机制冷，冷热电联供系统能够显著提升一次能源综合利用效率。

工业场景之中，很多工厂同时存在稳定电力需求、工艺供热需求、工艺冷却需求，恰好匹配冷热电联供的技术特征。

4.2 工业场景典型应用模式

第一种模式，企业厂区自建冷热电联供站。大型化工、食品加工、医药制造工厂，24 小时连续生产，电、热、冷负荷基数大且负荷相对稳定。自建冷热电联供系统，就地完成能源生产，减少长距离热力输送损耗，降低外部能源采购。该模式对于负荷稳定性要求很高，如果工厂开工率波动剧烈，设备经常低负荷运行，综合能效会快速下滑。

第二种模式，园区级集中冷热电联供中心。在产业园区内部建设一座集中综合能源站，统一发电、产热、产冷，通过管网向园区内数十家企业统一输送电力、蒸汽、冷媒水。由园区统一投资运营，各家制造企业不用单独建设锅炉、制冷机组。该模式便于集中管理，便于耦合后续储能设备，上海诸多产业园区已经开展此类项目实践。上海可持续发展大会也将园区型冷热电联供作为工业低碳重要解决方案对外展示。

第三种模式，耦合可再生能源与储能的复合型系统。冷热电联供作为稳定基础供能单元，搭配光伏、CO₂跨临界储能等新型储能装备，构建 “分布式发电 + 冷热电联供 + 新型储能” 复合综合能源体系。燃气机组承担基础稳定负荷，光伏提供绿电，储能平抑波动，进一步降低化石能源消耗，降低整体碳排放。

4.3 冷热电联供现实约束与风险点

第一，燃料成本波动影响项目经济性。多数冷热电联供项目以天然气为主要燃料，天然气价格的波动直接决定项目收益水平。当气价走高，对比外购电网电力，项目经济效益会被压缩，这是工业项目普遍面临的外部变量。

第二，对负荷匹配度高度敏感。冷热电联供最优工况是电、热、冷三种负荷同步稳定存在。现实工厂生产会出现季节性停产、订单波动，当某一类负荷大幅下降，系统就会出现能量浪费，能效衰减。很多早期项目失败的根源，就是前期负荷测算过于乐观，后期企业开工不足。

第三，管网投资制约园区项目落地。园区集中供冷供热，需要铺设大规模热力、冷媒管网，管网建设投资高，管网存在散热损耗。园区企业入驻率不足，管网利用率低，项目会出现长期亏损。

第四，碳排放减量不能绝对化。冷热电联供是提升能源利用效率，并不代表零碳。以天然气为燃料的系统依然会产生燃烧碳排放，它的价值在于相比分散锅炉、分散电制冷实现相对减碳，需要和绿电、绿气、碳捕集技术结合，才能够进一步向深度脱碳演进。

第五章 产品碳足迹核算体系建设现状与实施难点

5.1 产品碳足迹概念与核算框架

产品碳足迹指一件产品从原材料开采、原料加工、零部件制造、产品组装、物流运输、产品使用，一直到产品报废回收处置，全生命周期各个阶段产生全部温室气体排放量。工业产品碳足迹一般参照 ISO14067、国内相关国家标准，划分三个范围。范围一，企业生产现场直接温室气体排放；范围二，外购电力热力带来的间接排放；范围三，上下游供应链全部其他间接排放，包含上游原材料、零部件、运输、下游产品使用、废弃物处理。

产品碳足迹核算不只是环境层面工作，已经演变为产业贸易工具。欧盟 CBAM 碳边境调节机制，海外客户绿色采购，国内绿色产品认证、绿色制造体系，都把产品碳足迹作为基础量化工具。工业企业开展全链条减碳，第一步就需要依靠碳足迹核算，识别哪一个环节碳排放最高，找到减排抓手。上海可持续发展大会相关研讨板块，同样把产品碳足迹核算作为工业可持续发展重要基础工作。

5.2 当前国内工业产品碳足迹实践现状

目前国内大型龙头制造企业，优先开展核心产品碳足迹盘查。钢铁、化工、家电、装备出口企业需求最为迫切。部分行业已经出台行业产品碳足迹核算指南，地方政府陆续建设碳足迹公共服务平台，推进产品碳标签试点。

但是整体观察，国内大量中小制造企业碳足迹工作尚处在起步阶段。完整产品碳足迹最大难点集中在范围三供应链数据获取。一家工业成品企业，上游有成百上千家原材料、零部件供应商。很多上游中小供应商本身没有开展碳盘查，无法提供原材料碳排放因子。企业只能使用数据库通用缺省因子进行估算，造成核算结果存在不确定性。

5.3 核算落地过程突出现实难点

第一，供应链数据获取难度大。范围三占据很多工业产品碳足迹的大头，但是上下游中小企业碳管理能力参差不齐，基础排放数据缺失。如果上游拿不到实测数据，只能使用公开数据库默认因子，核算结果偏向估算，和真实情况存在偏差。

第二，核算标准多源，存在结果差异。国际标准、国家标准、行业指南并存，边界设定、切割规则、分配规则选择不同，同一款产品核算出来碳足迹结果会出现明显差异。缺乏统一的行业基准，不同企业之间数据可比性不足。

第三，中小制造企业成本与人才约束。完整产品碳足迹盘查需要专业人员投入大量时间梳理全供应链台账。中小企业缺少专职碳管理人员，委托第三方机构开展核算会带来直接服务费用。在没有强制政策硬性要求的场景下，企业内生动力不足。

第四，动态更新难题。原材料配方、供应商、生产工艺、能源结构发生改变之后，产品碳足迹结果需要重新更新。产品迭代越快，碳足迹台账维护工作量就越高。

5.4 碳足迹核算对于工业减碳的实际价值

即便核算存在不确定性，产品碳足迹依旧具备不可替代价值。首先，它帮助企业结构化看清全链条排放分布，分辨高碳环节，把模糊的 “要减碳” 转变为具体哪一类原料、哪一道工序需要优化；其次，支撑绿色采购，下游大厂可以把碳足迹指标纳入供应商准入，传导减碳压力向上游供应链；再次，适配国际贸易绿色壁垒，满足海外客户申报、碳关税申报基础要求。需要客观认知，碳足迹核算属于计量工具，它本身不会直接减少一吨碳排放，价值在于为减碳决策提供量化依据。

第六章 工业领域全链条减碳路径研究

工业全链条减碳，覆盖上游原材料供应链、工厂内部生产制造环节、厂区能源系统、仓储物流环节、产品使用阶段、末端回收循环环节，打通从原料端直到产品报废的完整链路，不是仅仅局限工厂车间内部改造。

6.1 上游供应链端减碳

供应链端是很多工业品碳排放主要来源。企业可以将碳排放指标纳入供应商评价体系，优先选择低碳原材料，推动上游供应商开展节能改造、使用绿电。例如制造企业采购低碳钢材、再生原材料替代原生矿产原料。和上游供应商协同，推动上游开展碳盘查，逐步替换高碳原料品类。

6.2 工厂生产工艺与能源系统改造

工厂内部是减碳核心主战场。分为工艺改造与能源系统升级两大方向。工艺革新：替换高碳化学反应流程，优化生产工艺参数，降低单位产品物料消耗；能源系统升级，就是引入本报告第三章、第四章讨论的 CO₂跨临界循环储能、冷热电联供综合能源系统，提升能源梯级利用效率，搭配光伏、风电绿电消纳，替换化石能源消耗。同时挖掘工厂内部余热余压回收潜力，减少能源浪费。生产端同步推行精益生产，降低不良品率，减少废品带来的无效物料与能源消耗。

6.3 内部仓储与物流环节减碳

厂区内部物料转运，工厂对外成品运输，构成工业产品重要间接排放。厂区内部，优化产线布局，减少物料来回转运；对外物流，优化运输路线，提升装载率，优先选择铁路、水运等低碳运输方式，探索新能源运输工具，降低物流环节碳排放。

6.4 产品设计阶段源头减碳

减碳工作需要前置到产品研发设计环节。推行低碳设计理念，在产品设计时考虑后续制造过程物料能耗，考虑产品使用阶段能耗，同时兼顾产品报废之后拆解回收便利性。同样功能的产品，不同设计方案，全生命周期碳排放会拉开巨大差距。源头设计，是全链条减碳非常容易被忽视的一环。

6.5 产品使用与报废处置环节减碳

面向下游使用端，工业装备类产品，优化产品使用阶段能效，降低客户使用过程能源消耗；产品生命周期结束之后，建立回收渠道，推动零部件再制造、材料资源化再生，也就是衔接循环经济体系，减少原生资源消耗，间接降低全链条碳排放。

6.6 全链条减碳实施过程注意事项

全链条减碳不是一次性工程，属于持续迭代过程。企业第一步先完成碳足迹盘查，识别关键高碳节点；按照成本收益排序，优先落地投入产出比高的减排举措；区分短期技改措施与中长期深度脱碳方案。同时规避 “碳转移” 风险：不能简单把高碳工序外包转移给上游供应商，实现自身账面降碳，整体产业链总排放没有真正下降。全链条减碳追求整个产品生命周期总温室气体下降，而不是单个工厂账面指标优化。

第七章 工业场景循环经济实践模式分析

循环经济以 “减量化、再利用、资源化” 为核心原则，打破传统工业线性生产模式，在工业层面演化出产业园区共生、工业固废资源化、再制造、再生原料替代等多种实践模式。低碳技术装备为循环经济提供能源保障，循环经济模式从物质源头降低工业体系资源消耗与碳排放，二者形成协同关系。

7.1 产业园区物质能量共生模式

工业园区是循环经济重要载体。不同工厂之间开展物质、能量交换。甲工厂产生的余热供给乙工厂生产用热；甲工厂生产副产物、工业废渣，作为乙工厂生产原料。园区搭建共享综合能源站，引入冷热电联供、新型储能系统，实现能量梯级利用。上海不少工业园区已经试点园区循环化改造。

园区循环共生模式难点在于产业匹配。需要园区内企业工艺之间副产物能够互相适配，同时要解决物质输送管网、商业定价机制。副产物供给企业和接收企业，需要长期稳定商业协议，规避一方企业停产造成整个物质交换链条断裂。

7.2 工业固废与副产物资源化利用

化工、钢铁、建材行业产生大量冶炼废渣、化工盐渣、炉渣。传统处置方式为填埋，不仅占用土地，原生矿产依旧持续开采。循环经济路径下，把工业副产物经过处理，作为建筑原料、生产辅料。固废资源化，减少原生矿石开采，原生矿产开采冶炼伴随大量碳排放，因此固废资源化会带来显著碳减排效益。

现实约束在于，部分工业废渣成分波动大，资源化处理工艺复杂，处理成本高于原生原料。如果没有政策引导，企业更愿意直接填埋处置。同时资源化产物要建立质量标准，保障再生产品品质安全。

7.3 工业再制造模式

再制造是针对报废工业装备，拆解、检测、零部件修复替换，让装备恢复性能，产出再制造工业品。对比全新制造，再制造节省大量矿产原料、冶炼、锻造工序，实现物料循环，大幅降低制造环节碳排放。工程机械、电机、机床领域再制造已经有不少实践案例。

制约再制造规模化的因素包含旧件回收体系、消费者认知、行业标准。旧件回收分散，回收质量参差不齐；市场部分客户对再制造产品存在偏见；再制造产品的性能检测、质保体系需要持续完善。

7.4 再生原材料替代原生原料

使用再生塑料、再生金属、再生橡胶替代原生矿产原料，是制造业循环经济重要路径。以再生铝举例，再生铝生产能耗远远低于原生电解铝生产，对应碳排放差距巨大。下游制造企业加大再生原料采购比例，可以直接压减产品碳足迹，是落实全链条减碳非常直接抓手。

痛点集中在再生料供应稳定性、成分纯度、价格波动。再生原料品质会随回收来源发生波动，对于高精度工业制造，原材料稳定性要求极高，很多产线改造才能够适配再生原料。

7.5 企业内部生产过程循环

工厂内部推行物料循环复用。生产工艺中水介质、溶剂介质经过处理之后，回到产线重复使用；生产过程边角料，回投生产线重新利用。工厂内部循环，实施门槛相对更低，也是企业开展循环经济实践优先落地的方向。

第八章 低碳工业技术突破与循环经济实践共性挑战

无论是 CO₂跨临界循环储能、冷热电联供这类新型低碳能源技术推广，还是产品碳足迹核算、全链条减碳、各类循环经济模式落地，整个工业低碳转型进程，面临一系列共性的制度、成本、技术、商业模式挑战。

8.1 经济成本约束，投资回报周期长

绝大多数低碳技改、循环经济项目，前期设备、管网建设资本投入大。节能减碳带来收益分散在多年周期，部分项目单纯依靠市场收益，投资回报周期偏长。很多示范项目可以运行，但是复制到普通工厂，企业面对市场竞争压力，自发大规模投入意愿有限。新技术装备尚未量产带来单位造价居高不下；循环经济资源化处理，处理成本经常高于使用全新原生原料。成本问题，是制约产业规模化的最现实因素。

8.2 标准规范体系有待持续完善

部分新型低碳技术例如 CO₂跨临界循环储能，高压设备安全、工程设计、验收运维标准还处在迭代完善。产品碳足迹核算不同机构核算口径不统一；再制造产品、再生原料的质量、检测标准需要持续补齐；园区物质能量交换，副产物作为原料使用，对应的合规处置标准也存在模糊地带。标准缺失会带来项目审批、市场采信层面障碍。

8.3 商业模式与产业协同机制不足

CO₂跨临界储能、园区冷热电联供，重资产项目，适合合同能源管理模式，由能源服务商投资建设运营，企业支付用能费用。但是现实中，项目周期长，涉及多方主体，风险分担机制、收益分配机制设计复杂。

循环经济领域，物质循环涉及上游产废企业、资源化处理企业、下游使用再生料的制造企业三方。三方分属不同市场主体，如何建立长期稳定商业契约，合理分配收益、分担风险，现有成熟商业模式供给不足。很多循环项目，依靠短期政策补贴驱动，补贴退坡之后项目运行难以为继。

8.4 数据能力与专业人才缺口

工业低碳转型横跨能源工艺、碳核算、供应链管理、循环资源化多学科。懂工业工艺，同时熟悉碳盘查、综合能源系统、循环经济项目运营的复合型人才供给不足。大量中小制造企业内部缺少对应专业岗位，外部第三方服务机构能力水平参差不齐。产品碳足迹更是高度依赖供应链上下游数据协同，国内工业供应链数字化程度不均衡，进一步放大数据获取难度。

8.5 多重目标平衡，避免运动式减碳

工业体系承担经济产出、就业、产业链安全多重使命。推进低碳工业技术和循环经济实践，必须立足产业现实。不能脱离成本和技术成熟度强制推广尚处在示范阶段的新技术；不能为了追求碳指标，简单关停产能，造成供应链冲击；不能只关注单一工厂指标，忽视全生命周期真实排放。要区分示范试点和大规模商业化，新技术允许试点探索，但不能把示范项目经验直接当成普适方案向全部工业场景强行复制。

第九章 相关思考与启示

结合上海可持续发展大会展出的 CO₂跨临界循环储能、冷热电联供新技术，以及产品碳足迹核算、全链条减碳、循环经济产业实践现状，本报告形成以下几点思考启示。

第一，客观理性看待前沿低碳工业技术的定位。CO₂跨临界循环储能、冷热电联供代表工业综合能源技术重要演进方向，在园区综合供能场景具备突出潜力，但必须认清当前多数技术还处在示范向商业化过渡阶段，存在成本、运维、场景适配边界。技术选型过程中，不能迷信新技术万能效应，企业开展技改前要严谨测算自身电、热、冷负荷条件，评估项目全生命周期经济性，优先匹配自身真实用能场景。对于中小工厂，不盲目追求全新装备，优先做好余热回收、系统能效提升这类成熟改造方案。

第二，重视碳足迹核算工具，但建立合理预期。产品碳足迹是工业全链条减碳的重要量化工具，但要接受现阶段供应链数据带来核算结果存在合理不确定性。企业不应当把全部精力放在追求一份完美报告，而是把碳足迹作为内部管理工具，用来识别供应链、生产环节高碳节点，指导后续实际减排行动。政府层面持续推动行业核算指南完善，推动上游中小企业碳能力建设，逐步改善范围三数据基础。

第三，坚持技术硬件创新与循环经济模式协同推进。先进储能、综合能源装备解决能量高效利用；循环经济解决物质资源循环复用。二者不是二选一关系。只更新能源装备，物质体系依旧维持高消耗线性模式，减碳成效存在天花板；只做物质循环，缺少高效低碳能源系统，资源化处理过程本身消耗大量高碳能源，循环的低碳价值大打折扣。在工业园区规划阶段，同步统筹综合能源系统规划和园区循环化改造规划，实现能量系统和物质循环一体化设计。

第四，区分不同规模企业差异化实施路径。大型工业企业资金人才充足，可以试点 CO₂跨临界储能这类前沿示范技术，建立完整产品碳足迹体系，搭建再制造、再生原料供应链；而广大中小企业，优先落地成熟节能改造，优先选用再生原材料，参与下游大企业绿色采购体系，依托园区公共综合能源站共享低碳基础设施，不必全部自建复杂高端装备。

第五，完善配套机制，破解成本与商业模式堵点。重资产低碳项目单纯依靠企业自发市场动力存在局限。一方面发挥政策引导作用，针对示范项目给予适度扶持，加快新技术规模化量产，逐步摊薄设备造价；另一方面大力推广合同能源管理、第三方资源化处置等社会化商业模式，把重资产投资交给专业服务商，降低制造企业一次性投入压力。完善再生产品、再制造产品标准体系，打通再生材料市场采信，为循环经济产品创造市场空间。

第六，坚持实事求是，立足产业安全稳妥推进工业低碳转型。工业低碳是长期系统性工程，新技术迭代、循环体系培育都需要时间。立足国内产业实际，尊重不同行业技术成熟度差异，杜绝脱离现实的一刀切，兼顾降碳目标、产业竞争力、产业链安全，循序渐进推动工业体系可持续升级。

第十章 结论

上海可持续发展大会集中展示 CO₂跨临界循环储能、冷热电联供等一批低碳工业新技术，反映国内工业能源系统技术创新的最新进展。CO₂跨临界循环储能依托 CO₂工质跨临界热力特性，可以同时实现电、热、冷多能量形态存储输出，高度适配工业园区多元负荷场景，目前以示范项目为主，成本、高压安全标准、运维体系还需要持续迭代。冷热电联供通过燃料梯级利用，提升综合能源利用效率，已经拥有较多工业园区落地实践，项目收益高度取决于负荷匹配程度与燃料价格波动。

产品碳足迹核算是工业全链条减碳的重要量化工具，为识别全生命周期碳排放节点提供抓手，但现阶段面临供应链范围三数据获取困难、标准口径差异、中小企业人才资金不足等现实障碍。工业全链条减碳需要打通上游供应链、工厂工艺能源改造、物流、产品设计、末端回收的完整链条，警惕碳转移问题，追求全生命周期真实减排效果。

循环经济通过园区产业共生、工业固废资源化、装备再制造、再生原料替代、厂内物料循环等模式，改变线性工业生产模式，从物质资源源头实现减碳。循环经济的规模化推广受制于处理成本、商业契约机制、再生品市场培育等因素。

低碳工业硬件技术突破与循环经济体系建设二者互为支撑。先进低碳装备为物质循环过程提供清洁高效能量；循环经济模式减少原生资源消耗，放大低碳技术的整体减碳价值。两类工作共同面对投资成本高、标准体系待完善、商业模式不成熟、复合型人才短缺的共性挑战。

工业低碳转型是循序渐进的长期系统工程。面对新技术，应当区分示范项目与大规模商业化边界，立足企业自身实际工况理性选择技术方案；分层施策，大型企业带头试点前沿技术，中小企业优先落地成熟可行举措；完善标准、商业模式配套，兼顾降碳目标与实体经济产业安全，稳步推动我国工业领域可持续发展不断向前推进。

数据来源

[1] 上海可持续发展大会公开展出技术资料与会议研讨材料
[2] 国家发展改革委，《“十四五” 工业绿色发展规划》
[3] GB/T 24067‑2017，温室气体 产品碳足迹 核算和报告要求；ISO 14067 产品碳足迹国际标准
[4] 中国能源研究会，新型压缩‑二氧化碳储能产业发展调研报告
[5] 中国城市燃气协会，冷热电三联供系统产业发展白皮书
[6] 生态环境部，工业循环经济发展相关统计公报
[7] 工业和信息化部，绿色制造、园区循环化改造相关公开报告
[8] 公开已投运 CO₂跨临界循环储能示范项目公开可研、项目公示资料
[9] 各行业产品碳足迹核算指南公开文本
[10] 行业机构公开工业碳排放统计数据集

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本报告由泷澹实业（上海）有限公司、泷澹工业研究院编制。报告全部内容仅为产业学术研究分析用途，仅供参考，不构成任何项目投资、商业决策、政策执行依据。报告部分数据来源于公开行业资料、会议公开信息，未开展全部项目实地勘测，受统计口径、样本条件限制，数据、结论存在客观不确定性。报告中提及技术的效能、经济性会受项目选址、负荷工况、燃料价格、运维水平多重外部条件影响，具体项目务必开展独立可行性论证。任何主体依据本报告内容做出商业、投资行为，相应风险由行为主体自行承担，本报告作者单位不对相关决策后果承担法律责任。本报告引用的公开资料版权归原出处所有。未经泷澹实业（上海）有限公司、泷澹工业研究院书面许可，不得对报告内容进行篡改、用于虚假宣传。