CN114626637A - 一种二氧化碳排放量预测及规划使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种二氧化碳排放量预测及规划使用方法，属于碳排放技术领域，所述方法包括如下步骤，确定二氧化碳统计区域及区域二氧化碳排放规划目标，根据区域经济数据预测二氧化碳排放量，确定区域内可收集的二氧化碳量与区域分布集合图，建立区域内二氧化碳消耗系统，统计二氧化碳消耗系统实际吸收量，判断二氧化碳消耗系统实际吸收量是否符合区域二氧化碳排放规划目标。通过提前根据经济计划数据预测出区域内排放二氧化碳的量，然后提前做好规划，建立二氧化碳消耗系统，使得后期能够实时的对二氧化碳进行消耗，同时二氧化碳消耗系统的消耗可以提高经济数据，实用成本非常的低，符合经济效率需求，能够大力的推广。
Description
技术领域
本发明涉及碳排放技术领域，尤其涉及一种二氧化碳排放量预测及规划使用方法。
背景技术
碳排放量是指在生产、运输、使用及回收该产品时所产生的平均温室气体排放量。而动态的碳排放量，则是指每单位货品累积排放的温室气体量，同一产品的各个批次之间会有不同的动态碳排放量。
低碳是指较低的二氧化碳排放。节水、节电、节油、节气，是我们倡导的低碳生活方式。近年来全球变暖已成为人们公认的地球最大危机之一，而温室气体（二氧化碳）的排放通常被认为是地球变暖的最主要原因。因此，需要对城市的二氧化碳排放进行提前的预测统计，然后使用正确的方法回收或者使用，使得二氧化碳的排放量达到排放标准。
发明内容
本发明的目的在于提供一种二氧化碳排放量预测及规划使用方法，解决现有二氧化碳排放量达不到相关排放标准的技术问题。
现有的二氧化碳完全的吸收或者回收还非常的困难，价格成本非常的高，常常会得不偿失，因此需要设计一种综合处理方法，提前预测统计排放的二氧化碳的量，然后使用低成本的快捷方法合理规划二氧化碳排放的方式或者使用方式，使得二氧化碳的总的排放量达到碳排放量的要求。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种二氧化碳排放量预测及规划使用方法，所述方法包括如下步骤：
步骤1：确定二氧化碳统计区域及区域二氧化碳排放规划目标；
步骤2：根据区域经济数据预测二氧化碳排放量；
步骤3：确定区域内可收集的二氧化碳量与区域分布集合图；
步骤4：建立区域内二氧化碳消耗系统；
步骤5：统计二氧化碳消耗系统实际吸收量；
步骤6：判断二氧化碳消耗系统实际吸收量是否符合区域二氧化碳排放规划目标，如果不符合标准是，返回步骤4重新规划建立新的区域内二氧化碳消耗系统，如果符合进入下一步；
步骤7：将二氧化碳消耗系统接入二氧化碳排放单位进行排放。
进一步地，所述步骤1的具体过程是，设定所需要统计的城市区域范围，从地图上画出具体统计的区域边框，并设定该区域的符合相关标准二氧化碳排放量，二氧化碳排放量以年度或者季度进行测算排放量，排放量为经过二氧化碳消耗系统对二氧化碳吸收或者使用后排到大气中的量。
进一步地，步骤2的具体过程为：
步骤2.1：获取设定地区的能源耗能产物数据与经济数据；
步骤2.2：分解不同地区的不同部门的能源耗能产物数据与经济数据；
步骤2.3：建立能源耗能模型与经济数据模型；
步骤2.4：输入计划经济数据输入到经济数据模型中得到经济分布与能源对应数据，再将能源对应数据输入到能源耗能模型得到二氧化碳排放量。
进一步地，步骤2.1的具体过程为，获取设定地区各个时间段内的能源输入数据，能源输入数据包括石油进入量、煤炭进入量、天然气进入量及能产生二氧化碳特殊能源量，经济数据为设定地区时间段内的生产总值的数据。
进一步地，步骤2.2的具体过程为，将能源输入数据具体分配到每个经济生产部门，同时确定每个部门的排污系数及排污种类，根据初始定量的部门经济数据作为分解的经济数据。
进一步地，步骤2.3中建立经济数据模型的具体过程为：
经济数据模型为：
其中，
为地区初设的经济目标数据，同时该值越大越好，
表示m个部门中每个部门的经济目标函数；
为使得每个经济目标函数都与预设中的目标函数相同或者超过预设目标函数值，则经济目标函数受到部门排污目标函数影响，
的排污数据值小于
目标值；
建立能源耗能模型的具体过程为：
能源耗能模型为：
其中，
能耗排污数据总量，
表示m个部门排污目标函数，
作为中间区域量，
的取值为m维实数空间
；
部门排污目标函数的具体定义为：
其中，
表示污染物的种类，分别为二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物，
为排污系数，
表示时间，
表示部门内的每个产业，
表示部门耗能。
进一步地，步骤3的具体过程为：在设定区域的地图上，将排放二氧化碳量达到设定的值和可以收集的排放单位在标注在区域的地图上，并将排放的量进行标出，得到区域分布集合图。
进一步地，步骤4的具体过程为：二氧化碳消耗系统包括收集管道单元、中间二氧化碳占存单元、大棚消耗二氧化碳单元、饮料厂使用二氧化碳单元和郊区森林耗能排放单元，二氧化碳排放单位经收集管道单元与中间二氧化碳占存单元连接，中间二氧化碳占存单元经管道分别与大棚消耗二氧化碳单元、饮料厂使用二氧化碳单元和郊区森林耗能排放单元连接，在晚上或者晚上时，使用中间二氧化碳占存单元占存除饮料厂使用二氧化碳单元消耗外的二氧化碳，白天后再开启到大棚消耗二氧化碳单元和郊区森林耗能排放单元；
大棚消耗二氧化碳单元设置有光照检测模块、大棚空气二氧化碳浓度检测模块、植物图像识别模块、二氧化碳吸收预测模块和二氧化碳开关量模块，光照检测模块、大棚空气二氧化碳浓度检测模块、植物图像识别模块和二氧化碳开关量模块均与二氧化碳吸收预测模块连接，光照检测模块用于检测大棚的光照数据，大棚空气二氧化碳浓度检测模块用于检测二氧化碳的浓度，植物图像识别模块用于识别大棚内植物的生长情况数据，二氧化碳吸收预测模块根据光照数据、空气中二氧化碳浓度数据和植物生长数据预测出植物白天消耗二氧化碳的量，然后二氧化碳吸收预测模块控制二氧化碳开关量模块释放出植物白天消耗二氧化碳的量；
郊区森林耗能排放单元包括森林空气二氧化碳浓度、森林二氧化碳排放开关和森林排放控制模块和吸收二氧化碳植物，吸收二氧化碳植物为分层植物，分层植物包括灌木层、乔木层和草本层，森林空气二氧化碳浓度检测乔木层的二氧化碳浓度，森林二氧化碳排放开关设置在草本层的上方。
进一步地，步骤5的具体过程为，实际吸收量=大棚消耗二氧化碳单元吸收量+饮料厂使用二氧化碳单元消耗量+郊区森林耗能排放单元*吸收率，吸收率为30-45%。
进一步地，步骤6的具体过程为，将预测二氧化碳排放量减去二氧化碳消耗系统实际吸收量得到实际排放量，实际排放量是否小于步骤1中的区域二氧化碳排放规划目标值，如果不小于，则增加二氧化碳消耗系统中的大棚消耗二氧化碳单元，直到实际排放量是否小于步骤1中的区域二氧化碳排放规划目标值。
本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：
本发明通过提前根据经济计划数据预测出区域内排放二氧化碳的量，然后提前做好规划，建立二氧化碳消耗系统，使得后期能够实时的对二氧化碳进行消耗，同时二氧化碳消耗系统的消耗可以提高经济数据，实用成本非常的低，符合经济效率需求，能够大力的推广，再根据二氧化碳消耗系统的实际消耗的二氧化碳量后的排放量是否满足排放标准要求，通过改进二氧化碳消耗系统直到达到标准，这个方法具有提前预测，提前设置吸收，成本低，使用寿命无限期，符合碳中和的需求。
附图说明
图1是本发明方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。
如图1所示，一种二氧化碳排放量预测及规划使用方法，所述方法包括如下步骤：
步骤1：确定二氧化碳统计区域及区域二氧化碳排放规划目标。设定所需要统计的城市区域范围，从地图上画出具体统计的区域边框，并设定该区域的符合相关标准二氧化碳排放量，二氧化碳排放量以年度或者季度进行测算排放量，排放量为经过二氧化碳消耗系统对二氧化碳吸收或者使用后排到大气中的量。比如以西安市作为一个研究的对象，一般选取内陆城市作为研究的设定对象，因为在沿海城市，海面比较宽阔和海风比较大，研究比较难。
步骤2：根据区域经济数据预测二氧化碳排放量。
步骤2.1：获取设定地区的能源耗能产物数据与经济数据。获取设定地区各个时间段内的能源输入数据，能源输入数据包括石油进入量、煤炭进入量、天然气进入量及能产生二氧化碳特殊能源量，经济数据为设定地区时间段内的生产总值的数据。
步骤2.2：分解不同地区的不同部门的能源耗能产物数据与经济数据。将能源输入数据具体分配到每个经济生产部门，同时确定每个部门的排污系数及排污种类，根据初始定量的部门经济数据作为分解的经济数据。
步骤2.3：建立能源耗能模型与经济数据模型。建立经济数据模型的具体过程为：
经济数据模型为：
其中，
为地区初设的经济目标数据，同时该值越大越好，
表示m个部门中每个部门的经济目标函数；
为使得每个经济目标函数都与预设中的目标函数相同或者超过预设目标函数值，则经济目标函数受到部门排污目标函数影响，
的排污数据值小于
目标值；
建立能源耗能模型的具体过程为：
能源耗能模型为：
其中，
能耗排污数据总量，
表示m个部门排污目标函数，
作为中间区域量，
的取值为m维实数空间
；
部门排污目标函数的具体定义为：
其中，
表示污染物的种类，分别为二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物，
为排污系数，
表示时间，
表示部门内的每个产业，
表示部门耗能。
步骤2.4：输入计划经济数据输入到经济数据模型中得到经济分布与能源对应数据，再将能源对应数据输入到能源耗能模型得到二氧化碳排放量。
步骤3：确定区域内可收集的二氧化碳量与区域分布集合图。在设定区域的地图上，将排放二氧化碳量达到设定的值和可以收集的排放单位在标注在区域的地图上，并将排放的量进行标出，得到区域分布集合图。
步骤4：建立区域内二氧化碳消耗系统。二氧化碳消耗系统包括收集管道单元、中间二氧化碳占存单元、大棚消耗二氧化碳单元、饮料厂使用二氧化碳单元和郊区森林耗能排放单元，二氧化碳排放单位经收集管道单元与中间二氧化碳占存单元连接，中间二氧化碳占存单元经管道分别与大棚消耗二氧化碳单元、饮料厂使用二氧化碳单元和郊区森林耗能排放单元连接，在晚上或者晚上时，使用中间二氧化碳占存单元占存除饮料厂使用二氧化碳单元消耗外的二氧化碳，白天后再开启到大棚消耗二氧化碳单元和郊区森林耗能排放单元；
大棚消耗二氧化碳单元设置有光照检测模块、大棚空气二氧化碳浓度检测模块、植物图像识别模块、二氧化碳吸收预测模块和二氧化碳开关量模块，光照检测模块、大棚空气二氧化碳浓度检测模块、植物图像识别模块和二氧化碳开关量模块均与二氧化碳吸收预测模块连接，光照检测模块用于检测大棚的光照数据，大棚空气二氧化碳浓度检测模块用于检测二氧化碳的浓度，植物图像识别模块用于识别大棚内植物的生长情况数据，二氧化碳吸收预测模块根据光照数据、空气中二氧化碳浓度数据和植物生长数据预测出植物白天消耗二氧化碳的量，然后二氧化碳吸收预测模块控制二氧化碳开关量模块释放出植物白天消耗二氧化碳的量；
郊区森林耗能排放单元包括森林空气二氧化碳浓度、森林二氧化碳排放开关和森林排放控制模块和吸收二氧化碳植物，吸收二氧化碳植物为分层植物，分层植物包括灌木层、乔木层和草本层，森林空气二氧化碳浓度检测乔木层的二氧化碳浓度，森林二氧化碳排放开关设置在草本层的上方。
步骤5：统计二氧化碳消耗系统实际吸收量。实际吸收量=大棚消耗二氧化碳单元吸收量+饮料厂使用二氧化碳单元消耗量+郊区森林耗能排放单元*吸收率，吸收率为30-45%。吸收率为一公顷的植物吸收二氧化碳的量，这两为理想的量，不包括原来外空气中的二氧化碳的量。
步骤6：判断二氧化碳消耗系统实际吸收量是否符合区域二氧化碳排放规划目标，如果不符合标准是，返回步骤4重新规划建立新的区域内二氧化碳消耗系统，如果符合进入下一步。将预测二氧化碳排放量减去二氧化碳消耗系统实际吸收量得到实际排放量，实际排放量是否小于步骤1中的区域二氧化碳排放规划目标值，如果不小于，则增加二氧化碳消耗系统中的大棚消耗二氧化碳单元，直到实际排放量是否小于步骤1中的区域二氧化碳排放规划目标值。
步骤7：将二氧化碳消耗系统接入二氧化碳排放单位进行排放。根据二氧化碳排放单位的密集程度，可以设置多个二氧化碳消耗系统，二氧化碳消耗系统预留有输出接口，为后期改进时，增设大棚消耗二氧化碳单元，由于大棚消耗二氧化碳单元比较容易增加，因此设置大棚消耗二氧化碳单元是最好改进增设的部分，同时也是经济效益来的最快的部分，实施起来比较容易，方便。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种二氧化碳排放量预测及规划使用方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
步骤1：确定二氧化碳统计区域及区域二氧化碳排放规划目标；
步骤2：根据区域经济数据预测二氧化碳排放量；
步骤3：确定区域内可收集的二氧化碳量与区域分布集合图；
步骤4：建立区域内二氧化碳消耗系统；
步骤5：统计二氧化碳消耗系统实际吸收量；
步骤6：判断二氧化碳消耗系统实际吸收量是否符合区域二氧化碳排放规划目标，如果不符合标准是，返回步骤4重新规划建立新的区域内二氧化碳消耗系统，如果符合进入下一步；
步骤7：将二氧化碳消耗系统接入二氧化碳排放单位进行排放。
2.根据权利要求1所述的一种二氧化碳排放量预测及规划使用方法，其特征在于：所述步骤1的具体过程是，设定所需要统计的城市区域范围，从地图上画出具体统计的区域边框，并设定该区域的符合相关标准二氧化碳排放量，二氧化碳排放量以年度或者季度进行测算排放量，排放量为经过二氧化碳消耗系统对二氧化碳吸收或者使用后排到大气中的量。
3.根据权利要求1所述的一种二氧化碳排放量预测及规划使用方法，其特征在于，步骤2的具体过程为：
步骤2.1：获取设定地区的能源耗能产物数据与经济数据；
步骤2.2：分解不同地区的不同部门的能源耗能产物数据与经济数据；
步骤2.3：建立能源耗能模型与经济数据模型；
步骤2.4：输入计划经济数据输入到经济数据模型中得到经济分布与能源对应数据，再将能源对应数据输入到能源耗能模型得到二氧化碳排放量。
4.根据权利要求3所述的一种二氧化碳排放量预测及规划使用方法，其特征在于：步骤2.1的具体过程为，获取设定地区各个时间段内的能源输入数据，能源输入数据包括石油进入量、煤炭进入量、天然气进入量及能产生二氧化碳特殊能源量，经济数据为设定地区时间段内的生产总值的数据。
5.根据权利要求4所述的一种二氧化碳排放量预测及规划使用方法，其特征在于：步骤2.2的具体过程为，将能源输入数据具体分配到每个经济生产部门，同时确定每个部门的排污系数及排污种类，根据初始定量的部门经济数据作为分解的经济数据。
6.根据权利要求5所述的一种二氧化碳排放量预测及规划使用方法，其特征在于：步骤2.3中建立经济数据模型的具体过程为：
经济数据模型为：
其中，
为地区初设的经济目标数据，同时该值越大越好，
表示m个部门中每个部门的经济目标函数；
为使得每个经济目标函数都与预设中的目标函数相同或者超过预设目标函数值，则经济目标函数受到部门排污目标函数影响，
的排污数据值小于
目标值；
建立能源耗能模型的具体过程为：
能源耗能模型为：
其中，
能耗排污数据总量，
表示m个部门排污目标函数，
作为中间区域量，
的取值为m维实数空间
；
部门排污目标函数的具体定义为：
其中，
表示污染物的种类，分别为二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物，
为排污系数，
表示时间，
表示部门内的每个产业，
表示部门耗能。
7.根据权利要求1所述的一种二氧化碳排放量预测及规划使用方法，其特征在于：步骤3的具体过程为：在设定区域的地图上，将排放二氧化碳量达到设定的值和可以收集的排放单位在标注在区域的地图上，并将排放的量进行标出，得到区域分布集合图。
8.根据权利要求1所述的一种二氧化碳排放量预测及规划使用方法，其特征在于：步骤4的具体过程为：二氧化碳消耗系统包括收集管道单元、中间二氧化碳占存单元、大棚消耗二氧化碳单元、饮料厂使用二氧化碳单元和郊区森林耗能排放单元，二氧化碳排放单位经收集管道单元与中间二氧化碳占存单元连接，中间二氧化碳占存单元经管道分别与大棚消耗二氧化碳单元、饮料厂使用二氧化碳单元和郊区森林耗能排放单元连接，在晚上或者晚上时，使用中间二氧化碳占存单元占存除饮料厂使用二氧化碳单元消耗外的二氧化碳，白天后再开启到大棚消耗二氧化碳单元和郊区森林耗能排放单元；
大棚消耗二氧化碳单元设置有光照检测模块、大棚空气二氧化碳浓度检测模块、植物图像识别模块、二氧化碳吸收预测模块和二氧化碳开关量模块，光照检测模块、大棚空气二氧化碳浓度检测模块、植物图像识别模块和二氧化碳开关量模块均与二氧化碳吸收预测模块连接，光照检测模块用于检测大棚的光照数据，大棚空气二氧化碳浓度检测模块用于检测二氧化碳的浓度，植物图像识别模块用于识别大棚内植物的生长情况数据，二氧化碳吸收预测模块根据光照数据、空气中二氧化碳浓度数据和植物生长数据预测出植物白天消耗二氧化碳的量，然后二氧化碳吸收预测模块控制二氧化碳开关量模块释放出植物白天消耗二氧化碳的量；
郊区森林耗能排放单元包括森林空气二氧化碳浓度、森林二氧化碳排放开关和森林排放控制模块和吸收二氧化碳植物，吸收二氧化碳植物为分层植物，分层植物包括灌木层、乔木层和草本层，森林空气二氧化碳浓度检测乔木层的二氧化碳浓度，森林二氧化碳排放开关设置在草本层的上方。
9.根据权利要求1所述的一种二氧化碳排放量预测及规划使用方法，其特征在于：步骤5的具体过程为，实际吸收量=大棚消耗二氧化碳单元吸收量+饮料厂使用二氧化碳单元消耗量+郊区森林耗能排放单元*吸收率，吸收率为30-45%。
10.根据权利要求1所述的一种二氧化碳排放量预测及规划使用方法，其特征在于：步骤6的具体过程为，将预测二氧化碳排放量减去二氧化碳消耗系统实际吸收量得到实际排放量，实际排放量是否小于步骤1中的区域二氧化碳排放规划目标值，如果不小于，则增加二氧化碳消耗系统中的大棚消耗二氧化碳单元，直到实际排放量是否小于步骤1中的区域二氧化碳排放规划目标值。
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