创新技术路径与实施机制，推进“能源—水—物料”协同 以系统工程思维驱动园区绿色转型

编者按 在我国化工行业实现“双碳”目标的进程中，园区扮演着越来越关键的角色。高质量的工程建设则是园区绿色发展的先决条件。如何以系统工程思维破解转型难题？本报特邀化工工程建设领域专业人士，基于一线实践，分享对化工园区“能源—水—物料”协同优化这一核心命题的见解与建议。

作为化工产业聚集发展的核心载体，化工园区是减碳降耗必须守住的关键阵地。这不仅是一场技术变革，更是一场涉及系统重构、产业链接与管理升级的深刻革命。作为具有全过程工程服务能力的专业力量，中国化学工程集团有限公司（下称中国化学工程）在长期服务国家经济发展和投身行业建设的实践中认识到，化工园区的绿色转型，必须超越单体项目和单一要素的局部优化，转向以“能源—水—物料”高效协同为核心的系统性重构。这既是实现减碳降耗目标的科学路径，也是提升园区整体竞争力与抗风险能力的必然选择。

现实之困：从“工程孤岛”到“系统耦合”的认知跃迁

在一线工程实践中可以观察到，许多园区的绿色化改造往往存在“工程孤岛”现象：能效提升、废水处理、资源化等项目分别规划、独立实施、各自为战。这种割裂的模式，忽视了化工过程内在的物质—能量紧密耦合特性，导致大量跨介质的优化潜力被埋没。

例如，某企业排放的高浓度废水，通过消耗大量电能与药剂进行处理，却忽略了该废水中富含的有价值资源可作为另一企业的原料；再如，某装置一处工艺余热可作为水处理的驱动能源，却因缺乏管网和系统设计而被冷却排放……这种“头痛医头、脚痛医脚”的单点治理思路，造成了园区各子系统间能量与物料的“级联浪费”，导致园区这个本应高度协同的“生态系统”难以释放其深层循环经济潜力，也无法建立综合成本优势。

因此，将“能源—水—物料”作为有机整体进行协同优化，是工程思维从“单元”向“系统”的关键跃迁。这就要求在园区规划、设计、建设和运营的全生命周期中，要主动识别和创造跨单元、跨企业的共生机会。

路径之钥：以工程技术构建“园区级资源循环体”

协同优化并非空洞理念，而是可设计、可建造、可运营的实体工程系统。中国化学工程在实践中探索并验证了多条关键路径。

一是能量梯级利用与水资源再生的深度耦合——这是减碳节水的“牛鼻子”。我们推动将中低品位余热回收与海水淡化、污水资源化（如MVR蒸发结晶）集成设计。例如，在某沿海园区项目中，我们利用化工装置的低品位余热进行海水淡化，产出的高品质淡水回用于高压锅炉，同时将浓盐水进一步资源化，实现了“热—水—盐”的联产与零排放，系统能效提升超过30%。

二是物料代谢与资源回收的闭环设计——将废弃物视为“错位的资源”。我们不仅关注末端治理，更从全局进行绿色设计，并配套建设园区级的废弃物能源化、资源化中心。通过先进的气化、热焚烧、热解等技术，将废有机溶剂、废活性炭、生化污泥等转化为蒸汽、电力或合成气，回馈至园区能源网络。此外，从废催化剂、废酸废碱中回收贵金属和基础化学品，形成“生产—消费—再生”的物料微循环。

三是数字化赋能的全要素智慧调度——协同优化需要“智慧大脑”。我们正致力于开发和部署化工园区智慧能源—环境管理系统。该系统通过物联网实时采集各企业能源、水、物料数据，利用数字孪生技术构建园区仿真模型，并借助人工智能算法进行多目标、动态化的优化调度。它能预测不同工况下的资源流动，为园区能源交易、水资源调度、物料协同及事故预警、能效对标和规划决策提供精准支持，让协同从“静态设计、被动响应”走向“主动预判、动态最优”。

机制之基：凝聚共识，共建共享，实现可持续绿色转型

先进的工程技术需要先进的机制来保障落地。我们建议，园区管理应着力构建四大支撑机制：

一是“一张蓝图”的规划统领机制。将“能源—水—物料”协同网络建设纳入园区新一轮总体规划、绿色低碳发展中长期规划中，作为基础设施的核心组成部分进行顶层设计，明确管网、公共设施布局和分期建设目标。

二是“一个平台”的数据与服务共享机制。由管委会牵头，或委托专业第三方（如工程公司），建设和运营统一的资源管理服务平台。该平台负责数据整合、技术咨询、供需撮合和公共服务，降低企业间协同的交易成本和技术门槛。

三是“一套规则”的市场化激励与约束机制。建立基于实际绩效的差别化资源价格、碳排放强度和用水效率标准。探索园区内部的小额碳交易、水权交易和用能权交易，让节约和协同者获利。对牵头建设跨企业公共设施的项目，给予明确的政策与金融支持。

四是“一条产业链”的协同招商与补链机制。园区招商应从“招商引资”转向“选商补链”，优先引入能够消化本园区副产物、提供清洁能源或关键循环技术的“链接型”企业，主动塑造园区的生态化产业格局。

“双碳”目标下的化工园区转型，是一场系统性、时代性的大考。我们坚信，以系统的工程思维为指导，以创新的工程技术为支撑，以协同的管理机制为保障，推动能源、水、物料在园区尺度上深度耦合与循环利用，必将能够走出一条更高效、更安全、更可持续的高质量发展之路。

注：贾浩为中国化学工程党委组织部（人力资源部）部长，汪炎为中国石油和化工行业工程勘察设计大师。