CN111784531A - 碳排放核算方法、存储介质和电子设备 - Google Patents
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Abstract
Description
技术领域
本申请涉及煤矿技术领域,具体涉及一种碳排放核算方法、存储介质和电子设备。
背景技术
近年来,随着全球经济飞速发展,环境问题日益显著。目前全球大气中的CO2浓度正以1.5-1.8ppm每年的速度增长,CO2等温室气体浓度的急剧増加将导致全球气候变暖,以全球变暖为主要气候特征的全球气候变化已成为当今人类社会面临的重大环境问题之一。化石燃料的燃烧是温室气体最主要的来源,我国作为煤炭大国,核算煤炭行业的碳排放量对于我国履行全球气候变化公约以及我国生态环境改善具有重大意义。
当前主要的碳排放核算方法主要包括:现场测量法,即在取样地进行碳排放参数采集与分析,继而计算碳排放量。发明人在实现本申请的过程中发现,受取样地选择的限制,无法全矿区内采集碳排放参数,从而导致碳排放核算不够准确。
发明内容
有鉴于此,本申请提出一种碳排放核算方法、存储介质和电子设备,以解决上述技术问题。
本申请提出一种碳排放核算方法,其包括:获取第i矿区实际煤炭产量Mi,其中,i=1,2……n,n≥1;获取第i矿区煤炭开采环节碳排放系数δi;根据计算煤炭开采环节的碳排放量CE1;获取所有矿区煤炭洗选环节的电消耗碳排放量Ee,水消耗碳排放量Ew,煤消耗碳排放量Ec,汽油消耗碳排放量Eg,柴油消耗碳排放量Ed;根据CE2=Ee+Ew+Ec+Eg+Ed计算煤炭洗选环节的碳排放量CE2;获取所有矿区煤炭转化利用环节中火力发电碳排放量CE3;获取所有矿区煤炭转化利用环节中煤化工碳排放量CE4;根据CE=CE1+CE2+CE3+CE4计算碳排放量CE。
可选地,获取第i矿区煤炭开采环节碳排放系数δi包括:获取第i矿区的煤炭瓦斯逃逸碳排放系统数Aδi、矿后甲烷逃逸碳排放系数Bδi、煤自燃碳排放系数Cδi、煤炭开采能耗碳排放系数Dδi;根据公式δi=Aδi+Bδi+Cδi+Dδi计算煤炭开采环节碳排放系数δi。
可选地,获取所有矿区煤炭洗选环节的电消耗碳排放量Ee,水消耗碳排放量Ew,煤消耗碳排放量Ec,汽油消耗碳排放量Eg,柴油消耗碳排放量Ed包括:获取第i矿区的电消耗量eiE、水消耗量eiW、煤消耗量eiC、汽油消耗量eig、柴油消耗量eid;确定电消耗碳排放系数α电、水消耗碳排放系数α水、煤炭消耗碳排放系数α水、汽油消耗碳排放系数αg、柴油消耗碳排放系数αd;根据电,水,煤, 分别计算电消耗碳排放量Ee,水消耗碳排放量Ew,煤消耗碳排系数Ec,汽油消耗碳排放量Eg,柴油消耗碳排放量Ed。
可选地,获取所有矿区煤炭转化利用环节中火力发电碳排放量CE3,包括:获取原煤消耗量M原煤、煤泥消耗量M煤泥、煤矸石消耗量M煤矸石、电总消耗量M电、燃料煤中的含硫率S;确定燃烧原煤的碳排放因子γ原煤、燃烧煤泥的碳排放因子γ煤泥、燃烧煤矸石的碳排放因子γ煤矸石、消耗电的碳排放因子γ电、火电厂设备的脱硫效率e;根据CE原煤=M原煤×γ原煤、CE煤泥=M煤泥×γ煤泥、CE煤矸石=M煤矸石×γ煤矸石、CE电=M电×γ电、CE脱硫=32/44×M原煤×S×e计算原煤燃烧发电产生的碳排量CE原煤、煤泥燃烧发电所产生的碳排量CE煤泥、煤矸石燃烧发电产生的碳排量CE煤矸石、消耗电产生的碳排量CE电、尾气脱硫过程产生的碳排放CE脱硫;根据CE3=CE原煤+CE煤泥+CE煤矸石+CE电+CE脱硫计算所述火力发电碳排放量CE3。
可选地,获取所有矿区煤炭转化利用环节中煤化工碳排放量CE4,包括:获取甲醇生产总产量M甲、煤制乙醇生产总产量M乙;确定煤制甲醇过程中碳排放因子δ甲、煤制乙醇过程中碳排放因子δ乙、煤制乙烯过程中甲烷排放因子根据CE1CO2=M甲×δ甲,CE1CH4=M甲×2.3×GWP,CE2CO2=M乙×δ乙,分别计算煤制甲醇过程中排放的二氧化碳量、甲烷量、煤制乙烯过程中排放的二氧化碳量、甲烷量;根据CE4=CE1CO2+CE2CO2+CE1CH4+CE2CH4计算煤化工碳排放量CE4。
本申请还提供一种非易失性计算机存储介质,存储有计算机可执行指令,所述计算机可执行指令设置为如上所述的碳排放核算方法。
本申请还提供一种电子设备,包括:至少一个处理器;以及,与所述至少一个处理器通信连接的存储器;其中,所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行如上所述的碳排放核算方法。
本申请提供的碳排放核算方法、存储介质和电子设备通过对煤炭开采、洗选以及煤炭转化利用各环节的碳排放进行统计,然后再计算整个矿区的碳排放量,可以不受取样地限制,能够最大限度地实现煤矿全产业链的碳排放量的核算,可提高碳排放量的准确度。
附图说明
图1是本申请的碳排放核算方法的流程图。
图2是本申请的碳排放对象的分布示意图。
具体实施方式
以下结合附图以及具体实施例,对本申请的技术方案进行详细描述。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是,下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向,词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
图1示出了本申请的碳排放核算方法的流程图,如图1所示,本申请提供的碳排放核算方法,其包括:
S100,获取第i矿区实际煤炭产量Mi;
获取所有矿区的实际煤炭产量,n为矿区的数量,n≥1,i=1,2……n。
在碳排放核算之前,首先确定核算对象,如图2所示,核算对象包括煤炭开采、洗选以及煤炭转化利用等环节。
煤炭开采环节碳排放核算包括煤炭开采过程中能源的消耗,辅助通风、排水、支撑、照明等电能以及水力的消耗,以及瓦斯逃逸;
煤炭洗选碳排放核算包括破碎、分选、脱水以及干燥等环节设备运行依赖电能以及汽油,柴油的消耗;
煤炭利用环节碳排放核算包括煤制烯烃与煤制甲醇过程中均伴随锅炉的使用以及煤、电、水等各种能源的消耗。
煤炭井工开采需要从矿区地表向地下挖掘井巷,在井巷挖掘过程中需要有炸药的爆破、矿石的切割、矿石的收集与运出等主要环节过程中能源的消耗,辅助的巷道通风、排水、支撑、照明等电能以及水力的消耗,瓦斯逃逸以及煤的自燃现象,均属于碳排放量核算范围。
S200,获取第i矿区煤炭开采环节碳排放系数δi;
先计算出每个矿区煤炭开采环节的碳排放量,然后再将所有矿区的碳排放量求和得到CE1。
S400,获取所有矿区煤炭洗选环节的电消耗碳排放量Ee,水消耗碳排放量Ew,煤消耗碳排系数Ec,汽油消耗碳排放量Eg,柴油消耗碳排放量Ed;
煤炭洗选环节中,煤炭洗选需经过破碎、分选、脱水以及干燥等环节,其设备运行依赖电能、汽油、柴油的消耗,此过程中电能消耗,汽油、柴油等油品消耗以及水的消耗均属于碳排放量核算范围。
S500,根据CE2=Ee+Ew+Ec+Eg+Ed计算煤炭洗选环节的碳排放量CE2;
S600,获取所有矿区煤炭转化利用环节中火力发电碳排放量CE3;
煤炭转化利用环节中的燃煤发电环节,煤炭、煤泥以及煤矸石等的燃烧,火力发电燃烧废气的脱硫处理等过程,均属于碳排放量核算范围;煤炭转化利用环节中的煤制烯烃(例如煤制乙烯)与煤制甲醇等煤化工过程中,锅炉的使用,以及煤、电、水等各种能源的消耗,均属于碳排放量核算范围。
S700,获取所有矿区煤炭转化利用环节中煤化工碳排放量CE4;
S800,根据CE=CE1+CE2+CE3+CE4计算碳排放量CE。
本申请提供的碳排放核算方法通过对煤炭开采、洗选以及煤炭转化利用各环节的碳排放进行统计,然后再计算整个矿区的碳排放量,可以不受取样地限制,能够最大限度地实现煤矿全产业链的碳排放量的核算,可提高碳排放量的准确度。
进一步地,S200具体地,包括:
获取第i矿区的煤炭瓦斯逃逸碳排放系数Aδi、矿后甲烷逃逸碳排放系数Bδi、煤自燃碳排放系数Cδi、煤炭开采能耗碳排放系数Dδi;
根据δi=Aδi+Bδi+Cδi+Dδi计算煤炭开采环节碳排放系数δi。
通过获取每个矿区的煤炭瓦斯逃逸碳排放系数Aδi、矿后甲烷逃逸碳排放系数Bδi、煤自燃碳排放系数Cδi、煤炭开采能耗碳排放系数Dδi,计算煤炭开采环节碳排放系数δi,可提高煤炭开采环节碳排放系数δi的计算准确度,从而更准确地核算碳排放量。
优选地,获取第i矿区煤炭开采环节碳排放系数δi包括:
较佳地,S400具体地包括:
煤炭洗选环节中,获取第i矿区的电消耗量eiE、水消耗量eiW、煤消耗量eiC、汽油消耗量eig、柴油消耗量eid;
确定电消耗碳排放系数α电、水消耗碳排放系数α水、煤炭消耗碳排放系数α水、汽油消耗碳排放系数αg、柴油消耗碳排放系数αd;
通过获取相应资源的消耗量和对应的碳排放系统,可提高计算电消耗碳排放量Ee,水消耗碳排放量Ew,煤消耗碳排系数Ec,汽油消耗碳排放量Eg,柴油消耗碳排放量Ed的精确度,更好地核算碳排放量。
进一步地,S600具体地包括:
煤炭转化利用环节中,获取燃煤发电的原煤消耗量M原煤、煤泥消耗量M煤泥、煤矸石消耗量M煤矸石、电总消耗量M电、燃料煤中的含硫率S;
确定燃烧原煤的碳排放因子γ原煤、燃烧煤泥碳排放因子γ煤泥、燃烧煤矸石碳排放因子γ煤矸石、消耗电的碳排放因子γ电、火电厂设备的脱硫效率e;
计算燃煤发电的碳排放量,具体地:
CE3=CE原煤+CE煤泥+CE煤矸石+CE电+CE脱硫,其中,原煤燃烧发电产生的碳排量CE原煤=M原煤×γ原煤;
煤泥燃烧发电所产生的碳排量CE煤泥=M煤泥×γ煤泥;
煤矸石燃烧发电产生的碳排量CE煤矸石=M煤矸石×γ煤矸石;
消耗电产生的碳排量CE电=M电×γ电;
尾气脱硫过程产生的碳排放CE脱硫=32/44×M原煤×S×e。
通过计算原煤、煤泥、煤矸石、电、尾气脱硫产生的碳排放,可兼顾燃煤发电的各个环节,提高碳排放核算的全面性,从而更精确地计算碳排放量。
在一个具体实施例中,S700可具体地包括:
获取煤制甲醇生产总产量M甲、煤制乙烯生产总产量M乙;
计算煤化工环节的碳排放量,具体如下:
煤化工碳排放量CE4=CECO2+CECH4。二氧化碳总排放量CECO2=CE1CO2+CE2CO2,甲烷总排放量CECH4=CE1CH4+CE2CH4;CE1CO2、CE1CH4分别为煤制甲醇过程中排放的二氧化碳量、甲烷量,CE2CO2、CE2CH4分别为煤制乙烯过程中排放的二氧化碳量、甲烷量。
在本实施例中,GWP可采用甲烷(CH4)的全球变暖潜力值21。
通过煤制甲醇生产总产量M甲、煤制乙烯生产总产量M乙、煤制甲醇过程中碳排放因子δ甲、煤制乙烯过程中甲烷排放因子δ乙、乙烯制备过程中甲烷排放因子计算煤化工碳排放量CE4,可进一步地提高煤化工碳排放量CE4的计算精确度。
本申请还提供一种非易失性计算机存储介质,存储有计算机可执行指令,所述计算机可执行指令设置为如上所述的碳排放核算方法。
本申请还提供一种电子设备,包括:
至少一个处理器;以及,
与所述至少一个处理器通信连接的存储器;其中,
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行如上所述的碳排放核算方法。
执行如上所述的碳排放核算方法的设备还可以包括:输入装置和输出装置。处理器、存储器、输入装置和输出装置可以通过总线或者其他方式连接。
存储器作为一种非易失性计算机可读存储介质,可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块。处理器通过运行存储在存储器中的非易失性软件程序、指令以及模块,从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理,即实现上述方法实施例中的碳排放核算方法。
存储器可以包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序;存储数据区可存储根据碳排放核算方法的使用所创建的数据等。此外,存储器可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。
输入装置可接收输入的数字或字符信息,以及产生与碳排放核算方法相关的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置可包括显示屏等显示设备。
所述一个或者多个模块存储在所述存储器中,当被所述一个或者多个处理器执行时,执行上述任意方法实施例中的碳排放核算方法。
上述产品可执行本发明实施例所提供的方法,具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节,可参见本发明实施例所提供的方法。
本发明实施例的电子设备以多种形式存在,包括但不限于:
(1)移动通信设备:这类设备的特点是具备移动通信功能,并且以提供话音、数据通信为主要目标。这类终端包括:智能手机(例如iPhone)、多媒体手机、功能性手机,以及低端手机等。
(2)超移动个人计算机设备:这类设备属于个人计算机的范畴,有计算和处理功能,一般也具备移动上网特性。这类终端包括:PDA、MID和UMPC设备等,例如iPad。
(3)便携式娱乐设备:这类设备可以显示和播放多媒体内容。该类设备包括:音频、视频播放器(例如iPod),掌上游戏机,电子书,以及智能玩具和便携式车载导航设备。
(4)服务器:提供计算服务的设备,服务器的构成包括处理器、硬盘、内存、系统总线等,服务器和通用的计算机架构类似,但是由于需要提供高可靠的服务,因此在处理能力、稳定性、可靠性、安全性、可扩展性、可管理性等方面要求较高。
(5)其他具有数据交互功能的电子装置。
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移动终端(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 AccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本发明实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下,即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件实现。基于这样的理解,上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,如ROM/RAM、磁碟、光盘等,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)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明实施例进行了详细的说明,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各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,获取第i矿区煤炭开采环节碳排放系数δi包括:
获取第i矿区的煤炭瓦斯逃逸碳排放系统数Aδi、矿后甲烷逃逸碳排放系数Bδi、煤自燃碳排放系数Cδi、煤炭开采能耗碳排放系数Dδi;
根据公式δi=Aδi+Bδi+Cδi+Dδi计算煤炭开采环节碳排放系数δi。
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,获取所有矿区煤炭转化利用环节中火力发电碳排放量CE3,包括:
获取原煤消耗量M原煤、煤泥消耗量M煤泥、煤矸石消耗量M煤矸石、电总消耗量M电、燃料煤中的含硫率S;
确定燃烧原煤的碳排放因子γ原煤、燃烧煤泥的碳排放因子γ煤泥、燃烧煤矸石的碳排放因子γ煤矸石、消耗电的碳排放因子γ电、火电厂设备的脱硫效率e;
根据CE原煤=M原煤×γ原煤、CE煤泥=M煤泥×γ煤泥、CE煤矸石=M煤矸石×γ煤矸石、CE电=M电×γ电、CE脱硫=32/44×M原煤×S×e计算原煤燃烧发电产生的碳排量CE原煤、煤泥燃烧发电所产生的碳排量CE煤泥、煤矸石燃烧发电产生的碳排量CE煤矸石、消耗电产生的碳排量CE电、尾气脱硫过程产生的碳排放CE脱硫;
根据CE3=CE原煤+CE煤泥+CE煤矸石+CE电+CE脱硫计算所述火力发电碳排放量CE3。
9.一种非易失性计算机存储介质,存储有计算机可执行指令,所述计算机可执行指令设置为如权利要求1-8任一所述的碳排放核算方法。
10.一种电子设备,包括:
至少一个处理器;以及,
与所述至少一个处理器通信连接的存储器;其中,
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1-8任一所述的碳排放核算方法。
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