CN105260836A

CN105260836A - 汽车制造企业碳排放采集核算系统及其方法

Info

Publication number: CN105260836A
Application number: CN201510658760.6A
Authority: CN
Inventors: 王媛; 耿胜男
Original assignee: Tianjin University
Current assignee: Tianjin University
Priority date: 2015-10-13
Filing date: 2015-10-13
Publication date: 2016-01-20

Abstract

本发明公开了一种汽车制造企业碳排放采集核算系统，包括基础用能数据采集模块、碳排放量测算模块、数据查询模块、实时监控模块、统计分析模块和报告报表生成模块；该系统可以采集核算某汽车制造企业碳的排放量，实时反应某汽车制造企业的碳排放情况。系统功能包括基础用能数据采集、碳排放量核算、数据查询、实时监控、统计分析、报告报表共五部分。基于系统的基本上述功能，可实现汽车制造企业碳排放的采集、核算、监控、统计分析以及报告及报表的自动生成。降低企业碳管理的成本，提高企业碳管理的效率。

Description

汽车制造企业碳排放采集核算系统及其方法

技术领域

本发明涉及碳排放领域，特别涉及一种汽车制造企业碳排放采集核算系统。

背景技术

目前，包括北京、上海、天津、重庆、深圳、广东省和湖北省在内的7个试点省市的碳交易。2.已全面启动，全国范围内的碳交易也已提上日程。作为政府大力推行的市场化环保工具，碳交易对工业企业的节能减排压力骤然增大，而生产规模巨大的汽车生产企业也不得不面对这样的压力。这也直接导致了越来越多的汽车生产企业开始重视碳管理工作，然而，很多企业是在政策的压力下仓促开展碳管理工作，虽然做了一些工作，却对碳管理工作的商业价值缺乏了解，自然就很难将碳管理工作做到更好。

现有汽车企业的碳排放核算报告一般都是由人工将现有组织边界内的排放相关数据进行收集汇总，再人工进行核算或用简单的软件进行测算，最终得出组织层面的碳排放量，进而编制碳排放报告。或者在需要进行核查的时候，由第三方机构进行现场实地调研，收集数据，撰写报告。存在时间成本高、效率低、数据收集困难等劣势。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种汽车制造企业碳排放采集核算系统，该系统可以采集核算某汽车制造企业碳的排放量，实时反应某汽车制造企业的碳排放情况，结果准确性较高，

为了解决上述技术问题，本发明提出的一种汽车制造企业碳排放采集核算系统，包括基础用能数据采集模块、碳排放量测算模块、数据查询模块、实时监控模块、统计分析模块和报告报表生成模块；所述基础用能数据采集模块与碳排放量测算模块、数据查询模块、实时监控模块、统计分析模块均分别单向连接，所述基础用能数据采集模块用于对碳排放量进行核算，直接对基础用能数据进行查询，实现实时监控；所述碳排放量测算模块与数据查询模块、实时监控模块、统计分析模块和报告报表生成模块分别单向连接，实现对核算结果的数据进行查询、实时监控和统计分析，以及被报告报表生成模块进行调用。所述碳排放报告报表生成模块与碳排放量核算模块和统计分析模块分别单向连接，用于根据碳排放量测算模块的核算结果生成碳排放报告报表。

本发明汽车制造企业碳排放采集核算方法，其中，气体排放源包括能源直接排放、逸散直接排放以及能源间接排放；采用windows平台，通过互联网，支持浏览/服务器模式的信息访问，该方法包括以下步骤：

基础用能数据采集步骤，包括人工输入方式、现场采集数据的导入以及对系统进行初始化；所述基础用能数据采集模块将采集到的数据运用以太网TCP/IP技术，将终端采集器上行端口采集到的数据上传至上位机；

碳排放量测算步骤，通过所述碳排放量测算模块对碳排放量进行核算；

数据查询步骤，通过所述数据查询模块按组织结构或工序查询任意级别任意时间段的能源消耗数据及设备运行状态数据，从分析数据查到原始采集数据；

实时监控步骤，将企业的能源消耗数据及设备运行状态以图表和仪表板方式呈现，以监控企业能耗趋势及设备状态；

统计分析步骤，用以实现碳排放数据统计、数据查询统计分析，主要项目、企业碳排放超标预警以及数据对标；

报告报表生成步骤，依照内置的汽车制造企业碳排放报告模板，自动生成碳排放报告和报表，以供经系统授权的人员进行查询。

进一步讲，其中气体排放源至少包括汽车制造企业的冲压工序、焊接工序、涂装工序和总装工序，以及动力站房产出冷冻水、压缩空气以及热水所产生的间接排放。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

可以方便的采集核算汽车制造企业碳的排放量，实时反应某汽车制造企业的碳排放情况，结果准确性较高，

附图说明

图1是本发明碳排放核算单元划分架构图；

图2是本发明核算系统中数据对标体系示意图；

图3是本发明汽车制造企业碳排放采集核算系统硬件配置图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步详细描述，所描述的具体实施例仅对本发明进行解释说明，并不用以限制本发明。

本发明一种汽车制造企业碳排放采集核算系统，包括基础用能数据采集模块、碳排放量测算模块、数据查询模块、实时监控模块、统计分析模块和报告报表生成模块。

所述基础用能数据采集模块与碳排放量测算模块、数据查询模块、实时监控模块、统计分析模块均分别单向连接，所述基础用能数据采集模块用于对碳排放量进行核算，直接对基础用能数据进行查询，实现实时监控并可进一步进行统计分析。

所述碳排放量测算模块与数据查询模块、实时监控模块、统计分析模块和报告报表生成模块分别单向连接，可以实现对核算结果的数据进行查询、实时监控和统计分析，以及被报告报表生成模块进行调用。

所述碳排放报告报表生成模块与碳排放量核算模块和统计分析模块分别单向连接，用于根据碳排放量测算模块的核算结果生成碳排放报告报表。

利用本发明汽车制造企业碳排放采集核算系统进行核算，其中，气体排放源包括能源直接排放、逸散直接排放以及能源间接排放；诸如：至少包括汽车制造企业的冲压工序、焊接工序、涂装工序和总装工序，以及动力站房产出冷冻水、压缩空气以及热水所产生的间接排放。

本发明采用windows平台，通过互联网，支持浏览/服务器模式的信息访问。

本发明汽车制造企业碳排放采集核算方法包括以下步骤：

基础用能数据采集步骤，包括人工输入方式、现场采集数据的导入以及对系统进行初始化，即采用人工输入方式采集碳排放数据，导入数据，现场采集数据以及对系统进行初始化。数据采集范围包括燃料气(包含煤气和天然气等)、压缩空气、电、蒸汽、汽油、柴油、煤等。所述基础用能数据采集模块将采集到的数据运用以太网TCP/IP技术，将终端采集器上行端口采集到的数据上传至上位机；

数据查询步骤，通过所述数据查询模块按组织结构或工序查询任意级别任意时间段的能源消耗数据及设备运行状态数据，从分析数据查到原始采集数据；所述数据查询统计分析主要项目包括：企业能耗总体情况、企业能源消耗单项指标、企业单位产品能耗情况、企业产值能耗情况、企业节能状况、能源消费品种构成。

实时监控步骤，将企业的能源消耗数据及设备运行状态以图表和仪表板方式呈现，以监控企业能耗趋势及设备状态；实时监控的内容包括：(1)实时能耗及碳排放信息：能耗及CO₂排放趋势监控及固定仪表监控、联动仪表板监控(部门、工序、建筑、能源用途、能源结构、CO₂排放、耗能单元能耗比重等)；(2)能耗预警：定额报警(包括环比波动、同比波动、目标值波动等)。

统计分析步骤，用以实现碳排放数据统计、数据查询统计分析，所述统计分析包括能耗趋势分析、指标分析和对标分析。主要项目、企业碳排放超标预警以及数据对标，包括：(1)能耗趋势分析及指标分析：包括各种能源实际使用量、企业、部门综合能耗、工序能耗、工序产品单耗、产品单耗、产值单耗、线损能耗等；(2)对标分析：对标内容包括各种能源实际使用量、企业、部门综合能耗、工序能耗、工序产品单耗、产品单耗、产值单耗、线损能耗等。

报告报表生成步骤，依照内置的汽车制造企业碳排放报告模板，自动生成碳排放报告和报表，以供经系统授权的人员进行查询。所述报告报表即企业碳排放报告及能源使用相关报告、按照能源流程的统计分析表单、各种丰富的管理报告(包括各类日报、旬报、周报、月报、季报、根据生产区域以及动力介质类型形成定制化报告)、提供基于时间的图形化数据查询报表、传统的综合性数据报表。

本发明一种汽车制造企业碳排放采集核算系统的具体实施方式，包括以下过程：

(1)划定采集核算体系涉及到的系统边界，本系统所采集核算的汽车制造企业的碳排放，包括能源直接排放、逸散直接排放以及能源间接排放。汽车制造企业涉及到碳排放的过程主要是四大工序，即冲压工序、焊接工序、涂装工序和总装工序，以及动力站房产出冷冻水、压缩空气以及热水等所产生的间接排放。依据实际走访调研，发现汽车制造企业的四大工序基本不会产生制程直接排放，即使有，也是微量并且难以计量的，所以本系统所采集核算的碳排放将制程直接排放划分在系统边界之外，不再考虑。

(2)划定企业组织边界(针对工厂)，即包含工厂地理位置范围内的所有生产和非生产部门的组织结构图。

(3)划定企业运行边界图，即主要的生产车间、建筑或重要设施等。

(4)明确汽车制造企业碳排放采集核算系统所包括的排放。(4-1).能源直接排放，所需要采集的数据即汽车制造企业在核算时间段，在所设定的系统边界内所消耗的天然气、汽油、柴油、煤等能源。(4-2).逸散直接排放，所需要采集的数据即汽车制造企业在核算时间段，在所设定的系统边界内所产生的碳泄漏。如灭火器的使用，二氧化碳保护焊的气体泄漏等。(4-3).能源间接排放，所需要采集的数据即汽车制造企业在核算时间段，在所设定的系统边界内，动力站房的电力使用量，以及冷冻水、热水和压缩空气的外购量；除动力站房外的所有工序或部门的电力、冷冻水、热水和压缩空气等实际使用量。

(5)确定基本碳核算的模型，依据对汽车制造企业的实地走访调研，仅选择最常用的能源，对其相应的碳排放量进行核算，主要选择了电力、主要化石能源以及外购蒸汽。根据具体的能源类型，确定碳排放的核算模型。

电力碳排放核算模型，依据走访调研的情况所知，汽车制造企业所用电力基本均为国家电网的外购电力，极少有自备电厂自产电力。所以本系统仅涉及外购电力的碳排放采集核算。电力碳排放核算模型如下：

E_电＝D_耗电量×EF_电力

其中：E_电力为用电产生的碳排放量，D_耗电量为实际的耗电量，EF_电力为电力的二氧化碳排放因子，电力二氧化碳排放因子的选择依据如表1所示。

表1

表1中，数据来源于发改委发布的《2014年中国区域电网基准线排放因子》，电力二氧化碳排放因子为2010-2012年电量边际排放因子的加权平均值。

化石燃料碳排放核算模型是：

E_{某化石燃料}＝D_{某化石燃料消耗量}×K_{某化石燃料}×EF_{某化石燃料}

其中：D_{某化石燃料消耗量}为某种燃料的消耗量，K_{某化石燃料}为某种燃料的平均低位发热量，EF_{某化石燃料}为某种燃料的二氧化碳排放因子；化石燃料二氧化碳排放因子的选择依据如表2所示。

表2

表2中，C列来源于《综合能耗计算通则》(GB/T2589-2008)，D和E列来源于《省级温室气体清单编制指南》(发改办气候[2011]1041号)；化石燃料碳排放量＝化石燃料消耗量*平均低位发热量*排放因子

外购蒸汽碳排放核算模型是：

其中：i——蒸汽类型，D_{第i种外购蒸汽量}——第i种蒸汽消耗量(t)，K_{第i种蒸汽}——i类蒸汽按热值折算标煤的折标准煤系数，见表3；EF_标准煤——标准煤的二氧化碳排放因子，2.47tCO₂/t。

表3

蒸汽类型	折标准煤系数	备注
			10.0MPa级	0.131432	7.0MPa≤P
5.0MPa级	0.128566	4.5MPa≤P＜7MPa
			3.5MPa级	0.125699	3.0MPa≤P＜4.5MPa
2.5MPa级	0.121434	2.0MPa≤P＜3.0MPa
			1.5MPa级	0.114269	1.2MPa≤P＜2.0MPa
1.0MPa级	0.108571	0.8MPa≤P＜1.2MPa
			0.7MPa级	0.102839	0.6MPa≤P＜0.8MPa
0.3MPa级	0.094275	0.3MPa≤P＜0.6MPa
			小于0.3MPa级	0.078579	P＜0.3MPa

表3中，蒸汽折标准煤系数由GB/T50441-2007《石油化工设计能耗设计标准》计算得出；蒸汽压力P指表压。

(6)确定企业排放边界内的碳排放总量核算模型。将汽车制造企业的排放边界内的碳排放总量核算按照主要工序共分为六部分，包括动力站房、冲压、焊接、涂装、总装以及这几部分未全部包含的其他碳排放。核算模型如下。

E_总＝E_动力站房+E_冲压+E_焊接+E_涂装+E_总装+E_其他

其中：

E_总——碳排放总量(tCO₂e)；

E_动力站房——动力站房的碳排放量(tCO₂e)；

E_冲压——冲压工序的碳排放量(tCO₂e)；

E_焊接——焊接工序的碳排放量(tCO₂e)；

E_涂装——涂装的碳排放量(tCO₂e)；

E_总装——总装的碳排放量(tCO₂e)；

E_其他——其他的碳排放量(tCO₂e)；

(7)将基本碳排放核算模型和企业排放边界内的碳排放总量核算模型内置于碳排放采集核算系统的上位软件。

(8)碳排放采集核算系统基础用能数据采集模块的实现有两种途径。一是现场采集数据系统主要实现对工厂内各种仪表(电、气等)的数据采集、存储以及传送。即将计量装置收集到的装置即时传输至数据采集器中。

对于未能由现场采集数据系统实现的数据计量，与由系统管理员，依据企业设定的时间节点，定时按期对以能源种类进行划分的，企业所计量统计的实际用能数据进行录入。

对于不同部门的管理人员无法集中对用能数据进行录入的情况，可采用对多台数据采集器进行集中设置，并通过路由器相连，引出至上层交换机机。将多台采集器的网线使用路由器进行汇总能有效减少网线的使用，同时可以通过路由器的故障指示功能对采集器的网络传输状态进行实时监控进而实现更有效的管理。

碳排放采集核算系统基础用能数据采集模块要对碳排放核算单元进行划分。碳排放核算单元是企业碳管理过程中最基本的单元，企业各级考核单元都由若干个碳排放核算单元组成。碳排放核算单元是指标考核的重要基础，需要与部门、车间、计量仪表、相关负责人等内容保持一致。其基本架构如图1所示：

(9)运用以太网TCP/IP技术，将终端采集器上行端口采集到的数据上传至上位软件。

(10)碳排放采集核算系统的核算模块从基础用能数据采集模块对数据进行调用，通过基本碳排放核算模型和企业排放边界内的碳排放总量模型进行核算。核心是上文提到的基本碳排放核算模型和企业排放边界内的碳排放总量模型，该模型将采集到的基础用能数据，在无排放因子实测值的情况下对碳排放依据特定的算法进行核算。

(11)碳排放采集核算系统的数据查询、实时监控、统计分析模块对基础用能数据模块的数据以及采集核算模块的核算结果进行调用，实现其自身模块的功能设置。

(12)碳排放采集核算系统统计分析模块可以实现以下功能。

碳排放数据统计：根据单位碳排放数据库，对每阶段的碳排放情况进行分析，将碳排放单位每阶段(按日或月)的煤耗、电耗、油耗、气耗作成曲线图，分析走势，归纳总结。

数据查询统计分析主要项目：企业碳排放总体情况、企业碳排放单项指标、企业单位产品碳排放情况、企业产值碳排放情况、产业能源消费结构。

企业碳排放超标预警：根据分配的碳排放数据和规定的限值指标，对于单位碳排放情况进行综合的评判和分析，分级设定限值，对超标情况，通过“自动对表”方式，予以分级预警提示，并记录、报告预警。

数据对标：包括各种能耗实际量、企业或部门碳排放、工序碳排放、单位工序产品碳排放、单位产品碳排放、单位产值碳排放、线损等，数据对标体系如图2所示。

(13)碳排放采集核算系统的报告报表模块从碳排放核算模块调用核算数据结果，按照组织的特定需求，依照软件内置的汽车制造企业碳排放报告模板，自动生成碳排放报告和报表，完成企业碳排放报告及能源使用相关报告，以便于企业上报政府；以及各种丰富的管理报告包括各类日报、旬报、周报、月报、季报、根据生产区域定制化报告。报告和报表可对经系统授权的人员进行查询。

(14)采用windows平台，通过互联网，支持浏览/服务器模式的信息访问。负责处理浏览终端的申请，相关部门的人员通过IE浏览器可方便地实现查询各种数据以及计算、统计等功能。

(15)通过互联网，实现终端管理的可移动化。使得对数据的访问、处理可以集中在WEB服务器端执行，充分利用了服务器的高性能特点，减少了网络负载。并且通过互联网访企业碳排放采集核算系统，可实时掌握碳排放的情况，实现异地办公；通过互联网登陆该系统进行电子邮件的收发，实现用户之间信息的即时信息交流。

汽车制造企业碳排放采集核算系统的硬件配置要求如图3所示。应用和数据库服务器：企业可根据管理的需要进行合理切分和冗余配置，表4示出的是最低配置，数据库、中间件及操作系统如表5所示。

表4

表5

名称	数量	单位	配置
				Oracle企业版11g	1	套	2个处理器许可
BEA WebLogic Server 11g	1	套	2处理器许可。
				Red Hat Enterprise Linux 564bit	1	套	-

考虑到数据库、中间件的软件价格较高，建议企业复用已有的软硬件环境，或者使用现有的软件License。

尽管上面结合附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。

Claims

1.一种汽车制造企业碳排放采集核算系统，包括基础用能数据采集模块、碳排放量测算模块、数据查询模块、实时监控模块、统计分析模块和报告报表生成模块；其特征在于：

所述基础用能数据采集模块与碳排放量测算模块、数据查询模块、实时监控模块、统计分析模块均分别单向连接，所述基础用能数据采集模块用于对碳排放量进行核算，直接对基础用能数据进行查询，实现实时监控；

所述碳排放量测算模块与数据查询模块、实时监控模块、统计分析模块和报告报表生成模块分别单向连接，实现对核算结果的数据进行查询、实时监控和统计分析，以及被报告报表生成模块进行调用；

2.根据权利要求1所述汽车制造企业碳排放采集核算方法，其中，气体排放源包括能源直接排放、逸散直接排放以及能源间接排放；采用windows平台，通过互联网，支持浏览/服务器模式的信息访问，其特征在于：包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述汽车制造企业碳排放采集核算方法，其中，气体排放源至少包括汽车制造企业的冲压工序、焊接工序、涂装工序和总装工序，以及动力站房产出冷冻水、压缩空气以及热水所产生的间接排放。