CN106408434A - 一种煤炭开采企业碳排放管理系统造影装置 - Google Patents

Abstract

本发明适用于环境管理技术领域，提供了一种煤炭开采企业碳排放管理系统造影装置。所述方法包括：数据采集、系统开发、模型构建。本发明的技术要点：S1，从国内外碳排放管理实践中提炼出关键公共要素，组成6个核心模块；S2，设计各模块内容；S3，按照各模块的逻辑功能进行模块组合链接；S4，对模块功能进行工程造影处理，形成碳排放管理系统造影管理模型。使用者可以对包括甲烷、二氧化碳、氧化亚氮等温室气体排放管理过程和结果进行预演，将极大提高管理效率。

Description

一种煤炭开采企业碳排放管理系统造影装置

技术领域

本发明适用于环境管理技术领域，提供了一种煤炭开采企业碳排放管理系统造影装置，当使用者将基础数据输入后即得到一个真实碳排放管理体系的投影。

背景技术

对人类社会生产生活所产生的温室气体排放进行管理和约束，是减缓全球气候变化的重要行动。减少温室气体排放的主要措施来自管理和技术。目前对温室气体排放进行管理的政策机制主要有碳排放权交易机制、碳税机制和行政减排机制。这三种机制的共同之处是必须对碳排放源的排放数量进行约束，在此前提下，碳排放权交易机制允许控排煤炭开采企业从市场上购买配额抵消超额的碳排放量，碳税机制要求煤炭开采企业为超排的碳排放量支付费用，行政减排机制对超排行为施以严厉的行政惩罚措施。因此，设计一种可用于三种碳排放管理机制的技术造影系统，可以提高管理者对碳排放管理过程和结果的预见性，从而进行正确的措施选择。

目前，国内外部分国家和地区已经或正在实施碳排放管理机制，已经有较为成熟的实证经验，从现有的碳排放管理系统看，基本架构和关键要素是相同的，可以进行模块化设计，但目前尚没有这样的规范性方法和软件问世，每个国家（地区）在开始碳排放管理机制实施前，都要经历相同的机制学习和摸索过程，造成了资源浪费，且管理者也无法直观地看到不同管理要素变化后造成的效果差异。

因此，需要一种方法将碳排放管理机制进行系统化和模块化处理，使管理者和设计人员能迅速地设计或调整碳排放管理系统。

发明内容

鉴于此，本发明提供一种煤炭开采企业碳排放管理系统造影装置，将构建碳排放管理系统的主要功能通过6个模块组织链接起来，输入基础数据后，内嵌在模块中的模型将自动计算出结果，上一个模块的计算结果为下一个模块的输入指标，通过系列运算后，可以得到在默认模块结构下的碳排放管理系统造影，为碳排放管理提供技术支持，使用者可以通过变化模块中的设定条件进行管理系统的调整。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

步骤1、构建碳排放管理系统的6个关键模块，采集分析构成碳排放管理系统的关键环节与数据，包括管理范围、碳排放总量控制目标、碳排放权配额分配方式、碳排放量的监测与核查、碳排放量的抵消规则、碳排放权配额的清缴、奖赏与惩罚规则；

步骤2、设计模块的功能边界、关键性输入指标、主要产出指标、各模块在整个碳排放管理系统中的坐标定位；

步骤3、进行模块之间的组合链接，形成程序的总体结构，完成模块化碳排放管理系统造影的方法设计；

步骤4、将已经模块化的碳排放管理系统造影方法转换为管理模型。

2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，构建碳排放管理系统的6个关键模块，步骤1包括：

（1）设计确定碳排放管理范围的关键参数，将AHM模型内嵌入碳排放管理对象筛选程序，生成碳排放管理系统的控制边界，完成模块1建设；

（2）采取减排强度目标分解法分别确定1年期、3年期和5年期碳排放管理系统的配额总量，形成碳排放总量控制系统，完成模块2建设；

（3）确定碳排放权配额分配模式，建设主要工业行业的分配标准子模块，配额分配方式和分配频次，完成模块3建设；

（4）根据水泥行业的碳排放量核算技术规范，建设主要工业行业的MRV子模块，包括碳排放源核算的组织边界、二氧化碳排放单元、二氧化碳排放计算方法、数据核查层级，完成模块4建设；

（5）确定用于抵消碳排放量的中国核证自愿减排量类型和比例，完成模块5建设；

（6）确定碳排放权配额的清缴时间与逾期惩罚规则，完成模块6建设。

3. 根据权利要求2所述的碳排放管理系统模块建设方法，设计各模块的内容，包括每个模块的功能边界、关键性输入指标、主要产出指标，其特征在于，完成各模块在整个碳排放管理系统中的坐标定位，所述步骤2包括：

（1）确定各模块的功能与逻辑定位，从模块1~6按顺序排列，各模块的内容与功能如下：

模块1：实现碳排放管理系统的控排行业选择功能。使用AHM模型，输入指标[行业历年能源消费量，碳排放源分散度，减排潜力，……]；输出指标[控排行业类型，控排煤炭开采企业数量]；

模块2：确定碳排放管理系统的配额总量，实现碳排放约束功能：构造数学方程，输入指标[地区减排目标，控排行业减排潜力，控排行业历史碳排放水平，控排行业历史经济增长指数；政府预留的碳排放空间]；输出指标[控排煤炭开采企业碳排放权配额量，管理系统碳排放权配额总量，预留碳排放权配额量]；

模块3：实现碳排放权配额的分配功能：以基准法设计分配标准，以设定的单位工业增加值CO₂排放强度为基准值进行分配，以自然年度为分配周期，实行每年配额免费分配；

模块4：实现控排煤炭开采企业碳排放量的核算功能：核算范围包括：煤炭开采企业生产过程中在厂界区域和运营控制范围内产生的CO2排放、煤炭开采企业为生产所消耗的外购电力、热力产生的CO2排放，以生产设备为碳排放核算边界，以官方规定的碳排放量核算技术规范为标准，输入各行业碳排放量核算公式，MRV子模块如下：

煤炭开采企业CO2排放量核算（GB/T 32151.19-2015）；

模块5：实现降低控排企业履约成本功能：规定煤炭开采企业可使用获得经国家发展和改革委员会备案并在国家注册登记系统中登记的温室气体自愿减排量抵消部分碳排放量，对各行业规定统一的温室气体自愿减排量比例（5~10%）；

模块6：设定惩罚力度，实现系统的管理约束功能：在规定的履约期内，如果控排煤炭开采企业不能上交与其碳排放量相等的碳排放权配额和碳抵消产品，对超额排放的CO₂征收罚金。

4. 如权利要求1所述的方法，根据模块的功能分配与定位，进行模块之间的组合链接，其特征在于，通过模块的功能分配形成程序的总体结构，完成模块化碳排放管理系统造影的方法设计，所述步骤3包括：

（1）分别确定各模块的投入产出指标与参数；

（2）对需要使用模型计算的模块，确定内嵌模型工具；

（3）建立模块间的投入产出关系式。

5. 如权利要求1所述的方法，编制计算机程序，其特征在于，将已经模块化的碳排放管理系统造影方法转换为管理模型，所述步骤4包括：

（1）分别对模块1~6进行独立算式的构建；

（2）定义每个算式在计算机中的语法与含义；

（3）在计算机中实现模块功能链接；

（4）碳排放管理系统造影模型的试算与调试。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1）集合现有国内外碳排放管理系统的实践经验，通过提炼关键要素，运用数学工程的方法构成一种模块化的碳排放管理造影模型，为使用者提供了一种可视化工具，便于对碳排放管理进行过程和效果的预演；2）本发明使模型的使用者可以根据需求通过变更单个或部分模块的输入指标完成对碳排放管理系统的调整，提高模型运用的灵活性与简便性。本发明通过碳排放管理系统造影模型的开发，为碳排放管理机制的设计提供依据，具有较强的易用性和实用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是碳排放管理系统造影模型的结构图；

图2是本发明中模块1的工作原理示意图；

图3是本发明中模块2的工作原理示意图；

图4是本发明中模块3的工作原理示意图；

图5是本发明中模块4的工作原理示意图；

图6是本发明中模块5的工作原理示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明进行进一步详细说明。

图1是碳排放管理系统造影模型的结构图，碳排放管理系统造影模型包括管理范围模块、配额总量模块、配额分配模块、碳排放核算模块、碳排放抵消模块、管理履约模块。

具体可以是，采集数据，将本地区重点碳排放源单位的基础数据输入模块1，通过模型运算，得到适合纳入碳排放管理系统的煤炭开采企业；采集控排煤炭开采企业的经济和碳排放数据，设定碳排放管理系统的减排目标，将数据输入模块2进行运算，得到碳排放管理系统的碳排放上限空间——碳排放权配额总量；将碳排放权配额总量按照模块3的分配方案进行配额分配，确定每家控排煤炭开采企业可以免费获得的配额量、预留给新增项目和政府调控的配额量；将控排煤炭开采企业获得的配额量和实际碳排放量输入模块4，得到控排煤炭开采企业可以购买的温室气体自愿减排量（中国核证自愿减排量，CCER）；将控排煤炭开采企业获得的配额量、CCER数量和实际碳排放量输入模块5，可以判断控排煤炭开采企业是否符合碳排放管理系统的排放约束，将结果输入模块6，可以看到相应的奖惩结果。各模块的工作原理如图2~图6所示。

图2是碳排放管理系统管理范围模块的工作原理示意图。如图2所示，首先构建AHM模型，根据筛选原则确定筛选条件，选择模型指标，根据输入指标的要求，将本地区拟纳入碳排放管理系统的行业或单位的碳排放等数据输入AHM模型中，数据经过归一化处理后，进入计算程序，得到适合进入碳排放管理系统的行业类型、控排煤炭开采企业目录、控排煤炭开采企业历史碳排放水平。

图3是碳排放管理系统配额总量模块的工作原理示意图。碳排放管理系统的配额总量模块由三大系统组成：输入模块、计算模块和输入模块。具体可以是，采取自上而下的配额总量估算方法，通过地区碳排放总量控制目标和控排行业碳排放历史占比，确定控排行业的碳排放权配额量；同时，采取自下而上的减排潜力估算法，通过控排行业的减排潜力估算和减排经济性分析，确定控排行业的碳排放权配额量。将各控排行业的配额量汇总后得到碳排放管理系统的配额总量。

图4是碳排放权配额分配模块的工作原理示意图。将模块2的估算结果作为模块3的输入指标进行两个层面的配额分配计算。首先进行配额的宏观层面分配，具体可以是，将碳排放管理系统的配额总量根据操作者预设的规则，按照比例分为控排行业配额总量和政府预留配额总量。其次进行配额的微观层面分配，具体可以是，采取基准法，以控排煤炭开采企业历史平均产量为基础，根据设计的基准值，将碳排放权配额从行业分到控排煤炭开采企业。在这种分配方式下，如果控排煤炭开采企业的单位产品（值）碳排放水平低于基准值，将会出现配额盈余，反之出现配额不足。

图5是碳排放管理系统核算模块的工作原理示意图。根据模块4内设的控排煤炭开采企业碳排放核算范围规则和行业碳排放核算标准，对核算范围内的生产设施进行碳排放量的计算和汇总。

图6是碳排放管理系统的排放抵消模块工作原理示意图。将模块3-4的计算结果输入模块5，由模块5内设的碳排放抵消比例，计算出控排煤炭开采企业实际拥有的碳排放权证：碳排放权配额+中国核证自愿减排量。将控排煤炭开采企业实际碳排放量和碳排放权证数据输入模块6，进入履约流程，可以发现控排煤炭开采企业是否达到了碳排放管理目标。

进一步的，如果模块6输出结果显示，大部分控排煤炭开采企业出现超额排放情况，可能配额总量设置不合理，操作者应返回模块2，进行模块参数的调整。

进一步的，如果任一模块输出结果异常，都可以对该模块或关联模块进行修正。

至此，完成模块化的碳排放管理系统造影模型的设计。

需要说明的是，对于前述的方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块、单元的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述模型的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，各功能模块、单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述模型中各模块、单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和参数，可以通过其它的方式实现。例如，所述模块、单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。

所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的模块可以是或者也可以不是物理单元，可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块、单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用软件功能单元的形式实现。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种煤炭开采企业碳排放管理系统造影装置，其特征在于，所述装置包括：

步骤1、构建碳排放管理系统的6个关键模块，采集分析构成碳排放管理系统的关键环节与数据，包括管理范围、碳排放总量控制目标、碳排放权配额分配方式、碳排放量的监测与核查、碳排放量的抵消规则、碳排放权配额的清缴、奖赏与惩罚规则；

步骤2、设计模块的功能边界、关键性输入指标、主要产出指标、各模块在整个碳排放管理系统中的坐标定位；

步骤3、进行模块之间的组合链接，形成程序的总体结构，完成模块化碳排放管理系统造影的方法设计；

步骤4、将已经模块化的碳排放管理系统造影方法转换为管理模型。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，构建碳排放管理系统的6个关键模块，步骤1包括：

（1）设计确定碳排放管理范围的关键参数，将AHM模型内嵌入碳排放管理对象筛选程序，生成碳排放管理系统的控制边界，完成模块1建设；

（2）采取减排强度目标分解法分别确定1年期、3年期和5年期碳排放管理系统的配额总量，形成碳排放总量控制系统，完成模块2建设；

（3）确定碳排放权配额分配模式，建设主要工业行业的分配标准子模块，配额分配方式和分配频次，完成模块3建设；

（4）根据水泥行业的碳排放量核算技术规范，建设主要工业行业的MRV子模块，包括碳排放源核算的组织边界、二氧化碳排放单元、二氧化碳排放计算方法、数据核查层级，完成模块4建设；

（5）确定用于抵消碳排放量的中国核证自愿减排量类型和比例，完成模块5建设；

（6）确定碳排放权配额的清缴时间与逾期惩罚规则，完成模块6建设。

3.根据权利要求2所述的碳排放管理系统模块建设方法，设计各模块的内容，包括每个模块的功能边界、关键性输入指标、主要产出指标，其特征在于，完成各模块在整个碳排放管理系统中的坐标定位，所述步骤2包括：

（1）确定各模块的功能与逻辑定位，从模块1~6按顺序排列，各模块的内容与功能如下：

模块1：实现碳排放管理系统的控排行业选择功能：使用AHM模型，输入指标[行业历年能源消费量，碳排放源分散度，减排潜力，……]；输出指标[控排行业类型，控排煤炭开采企业数量]；

模块2：确定碳排放管理系统的配额总量，实现碳排放约束功能：构造数学方程，输入指标[地区减排目标，控排行业减排潜力，控排行业历史碳排放水平，控排行业历史经济增长指数；政府预留的碳排放空间]；输出指标[控排煤炭开采企业碳排放权配额量，管理系统碳排放权配额总量，预留碳排放权配额量]；

模块3：实现碳排放权配额的分配功能：以基准法设计分配标准，以设定的单位工业增加值CO2排放强度为基准值进行分配，以自然年度为分配周期，实行每年配额免费分配；

模块4：实现控排煤炭开采企业碳排放量的核算功能：核算范围包括：煤炭开采企业生产过程中在厂界区域和运营控制范围内产生的CO2排放、煤炭开采企业为生产所消耗的外购电力、热力产生的CO2排放，以生产设备为碳排放核算边界，以官方规定的碳排放量核算技术规范为标准，输入各行业碳排放量核算公式，MRV子模块如下：

煤炭开采企业CO₂排放量核算（GB/T 32151.18-2015）；

模块5：实现降低控排企业履约成本功能：规定煤炭开采企业可使用获得经国家发展和改革委员会备案并在国家注册登记系统中登记的温室气体自愿减排量抵消部分碳排放量，对各行业规定统一的温室气体自愿减排量比例（5~10%）；

模块6：设定惩罚力度，实现系统的管理约束功能：在规定的履约期内，如果控排煤炭开采企业不能上交与其碳排放量相等的碳排放权配额和碳抵消产品，对超额排放的CO2征收罚金。

4.如权利要求1所述的方法，根据模块的功能分配与定位，进行模块之间的组合链接，其特征在于，通过模块的功能分配形成程序的总体结构，完成模块化碳排放管理系统造影的方法设计，所述步骤3包括：

（1）分别确定各模块的投入产出指标与参数；

（2）对需要使用模型计算的模块，确定内嵌模型工具；

（3）建立模块间的投入产出关系式。

5.如权利要求1所述的方法，编制计算机程序，其特征在于，将已经模块化的碳排放管理系统造影方法转换为管理模型，所述步骤4包括：

（1）分别对模块1~6进行独立算式的构建；

（2）定义每个算式在计算机中的语法与含义；

（3）在计算机中实现模块功能链接；

（4）碳排放管理系统造影模型的试算与调试。