本發明涉及碳排放管理,具體為一種園區碳中和的評價方法。
背景技術:
1、在全球氣候變化問題日益嚴重的背景下,碳中和是指企業通過節能減排的形式,以抵消自身產生的二氧化碳或溫室氣體排放量,實現正負相抵,達到相對“零排放”,緩解全球變暖趨勢。過量的碳排放會導致生態系統失衡,影響生物多樣性和生態服務功能。通過減少碳排放,可以降低大氣中溫室氣體的濃度,從而減緩氣候變暖的趨勢,有助于保護生態系統的完整性和穩定性。通過推動清潔能源、節能減排等措施,可以促進經濟、社會和環境的協調發展。優化能源結構,提高非化石能源比例,減少對化石燃料的依賴。加強工業、建筑、交通等領域的節能管理,推廣高效節能技術和設備。同時,利用碳捕獲與封存技術將工業排放的二氧化碳捕集并儲存起來,防止其進入大氣層。園區碳中和是一個系統而復雜的過程,需要綜合考慮多個方面的因素。通過科學合理的評價方法,可以有效地指導園區實現碳中和目標,促進可持續發展。
2、目前,傳統園區碳中和的評價方法缺乏全面性,主要關注能源管理、節能減排等技術措施,卻忽視了工業生產鏈的節能改造,并且傳統評價方法缺乏動態評估能力,無法反映園區在不同時間段內的碳排放變化趨勢,評價結果的準確性和有效性有待提高。
技術實現思路
1、針對上述問題,本發明提供了一種園區碳中和的評價方法,旨在解決傳統園區碳中和評價方法忽視工業生產鏈的節能改造,無法反映園區在不同時間段內的碳排放變化趨勢的問題。
2、本發明提供的具體技術方案為:一種園區碳中和的評價方法,包括以下步驟:
3、步驟一:通過網絡連接園區管理平臺獲取園區每日的生產運營數據和能源消耗數據,并將獲取到的數據分類組成運營數據集和消耗數據集;
4、步驟二:通過網絡連接傳感裝置獲取園區每小時的碳排放量和碳捕獲量,并將獲取到的數據組成排放數據集;
5、步驟三:根據運營數據集和消耗數據集,分析不同生產運營模式下園區生產運營數據與能源消耗數據的比例關系,生成對應的生產率scl;
6、步驟四:根據排放數據集,分析園區單日內碳排放量與碳捕獲量的平衡趨勢,生成對應的凈零指數jlzs,再針對園區每小時的凈碳排放量,分析生成凈碳數據組jtsj;
7、步驟五:設置固定范圍的能源消耗閾值、固定數值的限制天數xt和固定數值的標準生產率bcl,并結合消耗數據集和生產率scl,判斷園區碳中和失衡的風險等級,并評估園區生產鏈中各環節的能源配置是否存在失衡現象;
8、步驟六:設置固定范圍的指數閾值zy和凈碳閾值jty,并結合凈零指數jlzs和凈碳數據組jtsj,評價園區的碳中和效果,并輸出判斷結果。
9、進一步,所述步驟一中,運營數據集的表達式為至依次對應園區每日的生產運營數據,生產運營數據包括原料采集量、加工產量和倉儲量,d表示單日生產運營數據對應的時間點,m表示單日的生產運營模式,1至x表示獲取到的生產運營數據有x組。
10、進一步,所述步驟一中,消耗數據集的表達式為{n1s、n2s、n3s、...、nxs},n1s至nxs依次對應園區每日的能源消耗數據,能源消耗數據包括用水量、用電量和燃料消耗量,s表示單日能源消耗數據對應的時間點,1至x表示獲取到的能源消耗數據有x組。
11、進一步,所述步驟二中,排放數據集的表達式為至依次對應園區每小時的碳排放量和碳捕獲量,p表示園區每小時的碳排放量,b表示園區每小時的碳捕獲量,1至h表示獲取到的碳排放量和碳捕獲量有h組。
12、進一步,所述步驟三中,生產率scl計算步驟如下:
13、抽取運營數據集中第i種生產運營模式下,園區第k日的生產運營數據,并標記為表示園區第k日的原料采集量,表示園區第k日的加工產量,表示園區第k日的倉儲量,d表示單日生產運營數據對應的時間點;
14、根據園區第k日的生產運營數據,對應抽取消耗數據集中園區第k日的能源消耗數據,并標記為表示園區第k日的用水量,包括原材料采集環節的用水量加工環節的用水量和倉儲環節的用水量表示園區第k日的用電量,包括原材料采集環節的用電量加工環節的用電量和倉儲環節的用電量表示園區第k日的燃料消耗量,包括原材料采集環節的燃料消耗量加工環節的燃料消耗量和倉儲環節的燃料消耗量s表示單日能源消耗數據對應的時間點,且d=s;
15、計算生產率scl,如式(1):
16、
17、式中:表示第i種生產運營模式下,園區第k日原材料采集環節、加工環節和倉儲環節的生產運營數據與用水量的比例關系;表示第i種生產運營模式下,園區第k日原材料采集環節、加工環節和倉儲環節的生產運營數據與用電量的比例關系;表示第i種生產運營模式下,園區第k日原材料采集環節、加工環節和倉儲環節的生產運營數據與燃料消耗量的比例關系。
18、進一步,所述步驟四中,凈零指數jlzs計算如下:
19、根據園區第k日的生產運營數據,對應抽取排放數據集中園區第k日內每小時的碳排放量和碳捕獲量,并標記為凈零指數jlzs計算公式如式(2):
20、
21、式中:tklp表示園區第k日第l個小時的碳排放量,tklb表示園區第k日第l個小時的碳捕獲量,24表示凈零指數計算公式中的常數。
22、進一步,所述步驟四中,凈碳數據組jtsj計算步驟如下:
23、根據園區每小時的碳排放量和碳捕獲量,計算園區每個小時的凈碳排放量,計算公式如式(3):
24、jtl=tklp-tklb??(3)
25、式中:jtl表示園區第k日第l個小時的凈碳排放量;
26、根據園區每小時的凈碳排放量,分析生成凈碳數據組jtsj,如式(4):
27、
28、式中:jtsj表示凈碳數據組,jtmax表示園區第k日單個小時的最高凈碳排放量,jtmin表示園區第k日單個小時的最低凈碳排放量,表示園區第k日凈碳排放量的平均值。
29、進一步,所述步驟五中,能源消耗閾值包括用水閾值sy、用電閾值dy和燃料閾值ry;將第i種生產運營模式下的園區每日的用水量、用電量、燃料消耗量分別與用水閾值sy、用電閾值dy、燃料閾值ry對比,若園區單日的用水量、用電量和燃料消耗量中任意一項數值超出對應的能源消耗閾值,則表示園區該日的能源消耗量超標,統計第i種生產運營模式下,園區能源消耗量超標的出現天數,并標記為nc,若nc≥xt時,則在第i種生產運營模式下,園區碳中和失衡的風險等級被判定為高風險。
30、進一步,所述步驟五中,將第i種生產運營模式下的生產率scl與標準生產率bcl對比,若生產率scl與標準生產率bcl不相同,則表示園區生產鏈中各環節的能源配置存在失衡現象。
31、進一步,所述步驟六中,將第i種生產運營模式下的凈零指數jlzs、凈碳數據組jtsj分別與設置的指數閾值zy、凈碳閾值jty對比,若凈零指數jlzs和凈碳數據組jtsj中任意一項數值超出指數閾值zy和凈碳閾值jty時,表示園區碳中和效果不佳。
32、與現有技術相比,本發明的有益效果:
33、(1)本發明通過網絡連接園區管理平臺全面實時地獲取各種生產運營模式下每日的運營數據和能源消耗數據,并計算出各種生產運營模式下的生產率,進一步通過能源消耗數據對比能源消耗閾值判斷園區能源消耗是否超標,再根據超標天數判斷園區碳中和失衡的風險等級,從而真實反映園區當日的能源使用效率,避免園區管理過程中僅通過抵消碳排放而不進行實際減排的“漂綠”行為,同時通過生產率對比標準生產率判斷園區生產鏈中各環節的能源配置是否存在失衡現象,為生產鏈各環節的節能減排控制提供指導,并及時提醒管理人員針對性地調整生產運營模式,真正做到源頭控制。
34、(2)本發明通過網絡連接傳感裝置實時獲取園區每小時的碳排放量和碳捕獲量,并分析生成各種生產運營模式對應的凈零指數和凈碳數據組,進一步將其分別與指數閾值和凈碳閾值對比,從而動態評價園區的碳中和效果,實時反映各種生產運營模式下園區的碳中和情況,與生產鏈各環節能源配置是否失衡判斷形成互補,可大幅提高評級準確率。