零碳园区作为践行碳中和的重要载体，其减排体系主要从能源、建筑、交通、碳汇与管理五个方面入手。园区净零碳能力体现在其物理界限分明、运营管理权明晰、内含多种分布式资源以及运营模式向高质量全面发展等特点。
园区零碳操作系统由物理层、信息层、平台层与应用层组成。物理层包含车间、设备、电动/燃气汽车、充电桩等实体设备；信息层通过传感器与通信网络实现信息采集、传输和处理；平台层包括低碳管控平台和低碳经济平台，分别负责模拟仿真与优化调度以及能源交易、碳配额交易等；应用层整合各层信息，对园区末端用户活动进行引导。
零碳园区研究框架分为三个层面：园区碳排放核算技术、园区低碳经济体系与园区低碳管控技术。碳排放核算技术为后两者提供数据基础，低碳经济体系将碳减排能力商品化并参与市场交易，低碳管控技术进行优化规划和运行调度。
园区碳排放核算方法包括排放清单法、投入产出法、全生命周期法等，各方法具有不同的特性。碳排放核算系统需能精准预测碳排放状况、分析时空变化、理清各环节潜力、评估碳资产并连接碳市场。
园区低碳经济体系包括减碳潜力分析与碳效益评估、碳排放责任分配以及碳商品市场建设。减碳潜力分析主要针对CHP/CCHP、P2G等设备，而碳排放责任分配方法包括合作博弈分摊和节点贡献值分摊。碳商品市场建设主要涉及碳交易、绿电交易和绿证交易，目前我国碳交易市场仍处于初级阶段，绿电和绿证交易发展不足。
园区低碳管控技术包括零碳园区优化规划、面向零碳园区的若干关键技术及装置研发、零碳园区运行调度等。优化规划从源、网、荷、储等方面进行，关键技术包括储能技术、建筑材料和CCUS技术。运行调度需考虑低碳目标、需求响应机制、多能互补协调运行、多重不确定性条件以及多主体博弈等因素。
零碳园区建设面临科学、技术及政策等多方面的挑战。科学方面需理清经济发展、能源消费与碳排放之间的相互作用机理，以及多主体联合和多环节融合形态下园区多能流-碳平衡机制与全生命周期碳循环机理。技术方面需研发多时空碳排放流建模方法并研发计量工具，构建零碳园区分层控制体系，提出面向“双碳”目标的多市场耦合机制，研究广义需求侧响应集成技术。政策方面需健全节能减排政策机制，包括建立健全统一规范的园区碳排放计量标准体系、法律法规、经济政策和市场机制，以及加强统计监测和督查考核能力建设。
