CN115375159B - 一种城市碳排放总量实时核算方法及系统 - Google Patents

一种城市碳排放总量实时核算方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供的一种城市碳排放总量实时核算方法及系统，包括以下步骤：步骤1，将城市内所有的能源消耗的企业进行分类，得到多个能源消耗企业类；步骤2，获取每个能源消耗企业类中每个能源消耗企业对应的基本信息、消耗能源种类和各消耗能源种类对应的能源消耗量；步骤3，计算得到周期T内每个能源消耗企业类的碳排放总量；步骤4，计算得到周期T内城市的碳排放总量；本发明能够实时、准确、高效的进行城市碳排放核算，有利于科学分析和研究城市碳排放问题。

Description

一种城市碳排放总量实时核算方法及系统
技术领域
本发明属于碳排放管理领域，具体涉及一种城市碳排放总量实时核算方法及系统。
背景技术
有研究表明，中国大约85％以上的CO2排放是由城市化石能源消费所产生的，因此，化石能源消费所产生的碳排放，能够高效、准确的核算尤为重要，准确的城市CO2排放数据对于科学地制定国家节能减排政策极为关键。
由于受到统计数据缺乏和估算方法的限制，当前的研究较少涉及全国性城市尺度的碳排放问题；已有的城市尺度CO2排放的研究主要集中在总量估算和影响机制，前者是城市二氧化碳问题研究的基础，后者是制定城市低碳政策的关键；关于城市碳排放估算的研究主要有两种思路，一种是基于间接数据进行估算，另一种是基于直接能源消费数据进行核算。
基于间接数据对城市尺度的CO2排放估算，一是采用夜间灯光影像数据对城市CO2排放水平进行模拟与反演；二是基于省级尺度建立自上而下的估算方法，如通过省级能源平衡表，并建立一套分配指标或核算方法，从省级碳排放数据中估算下属城市的碳排放量；三是随着 CO2排放监测、报告和核查资料的不断完善；基于排放源自下而上的高质量CO2排放空间数据得以发展，并将可能发展为城市碳排放估算的主流方法，而基于直接能源消费数据对城市 CO2排放水平进行核算的路径，则主要运用投入产出表法或清单分析法对城市的碳排放进行核算。
但是，由于不同方法各有其优缺点及适用范围，且中国的能源消费清单数据主要集中在大城市层面，致使关于城市碳排放核算的研究大部分聚焦于城市的个案研究，以及间接估算方法的探索；并且由于地级城市长期以来缺乏完善的能源平衡表，所以在更大尺度范围，包括全国性城市碳排放的研究非常有限。因此，城市尺度碳排放量估算的核心问题在于估算方法与估算范围的确定。
发明内容
本发明的目的在于提供一种城市碳排放总量实时核算方法及系统，解决了现有技术中存在的上述不足。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
本发明提供的一种城市碳排放总量实时核算方法，包括以下步骤：
步骤1，将城市内所有的能源消耗的企业进行分类，得到多个能源消耗企业类；
步骤2，获取每个能源消耗企业类中每个能源消耗企业对应的基本信息、消耗能源种类和各消耗能源种类对应的能源消耗量；
步骤3，计算得到周期T内每个能源消耗企业类的碳排放总量；
步骤4，计算得到周期T内城市的碳排放总量。
优选地，步骤3中，利用统计法算得到周期T内城市的碳排放总量，具体方法是：
分别计算得到周期T内城市的煤炭消费企业、交通使用的燃油/燃气销售企业、工业使用、商用及民用的天然气销售企业和生产过程反应介质碳排放企业对应的碳排放总量；
根据得到的城市能源消耗企业的碳排放总量计算得到周期T内城市的碳排放总量。
优选地，步骤2中，通过下式计算得到周期T内城市煤炭消费企业对应的碳排放总量：
其中：QT-1为周期T内城市煤炭消费企业的碳排放总量；MT-ji为周期T内第j家煤炭消费企业的第i种煤的消耗量；Pi为第i种煤的碳排放因子；N为城市煤炭企业总数；n为城市煤炭类别的总数。
优选地，通过下式计算周期T内交通使用的燃油/燃气销售企业的碳排放总量：
其中：QT-2为周期T内城市的交通使用的燃油/燃气销售企业的燃料碳排放总量；YT-ji为周期T内城市的第j家交通使用的燃油/燃气销售企业的第i种燃料的销售量；Li为第i种燃料的碳排放因子；A为城市的交通使用的燃油/燃气销售企业的总数；a为城市交通使用的燃料类别的总数。
优选地，通过下式计算周期T内城市的工业使用、商用及民用的天然气销售企业的碳排放总量：
其中：QT-3为周期T内城市的工业使用、商用及民用的天然气销售企业的碳排放总量； ZT-ji为周期T内城市的第j家燃气公司的第i种燃气的消耗量；Ri为第i种燃气的碳排放因子； B为城市的工业使用、商用及民用的天然气销售企业的总数；b为城市工业使用、商用及民用的天然气的总类别。
优选地，通过下式计算周期T内城市的生产过程反应介质碳排放企业的碳排放总量：
其中：QT-4为周期T内城市的生产过程反应介质碳排放企业的碳排放总量；GT-ji为周期 T内第j家企业的第i种反应介质的消耗量；Fi为第i种反应介质的碳排放因子；C为城市的生产过程反应介质碳排放企业的企业总数；c为城市的反应介质的总类别。
优选地，根据下式计算得到周期T内城市碳排放总量：
Q总＝QT-1+QT-2+QT-3+QT-4
其中，QT-1为周期T内城市煤炭消费企业的碳排放总量；QT-2为周期T内城市的交通使用的燃油/燃气销售企业的燃料碳排放总量；QT-3为周期T内城市的工业使用、商用及民用的天然气销售企业的碳排放总量；QT-4为周期T内城市的生产过程反应介质碳排放企业的碳排放总量。
一种城市碳排放总量实时核算系统，包括：
分类单元，将城市内所有的能源消耗的企业进行分类，得到多个能源消耗企业类；
获取单元，用于获取每个能源消耗企业类中每个能源消耗企业对应的基本信息、消耗能源种类和各消耗能源种类对应的能源消耗量；
计算单元，计算得到周期T内每个能源消耗企业类的碳排放总量，之后再计算得到周期T内城市的碳排放总量。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提出的一种城市碳排放总量实时核算方法及系统，通过划分能源消耗销售企业能源种类，并通过实时读取或定时填报方式实时获取各能源消耗燃料种类、各种类对应的消耗数据以及碳排放信息；之后计算城市各企业周期内的实时排放量，进而核算出城市排放总量，本发明能够实时、准确、高效的进行城市碳排放核算，有利于科学分析和研究城市碳排放问题。
附图说明
图1是本发明的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明进一步详细说明。
本发明提供的一种城市碳排放总量实时核算方法，根据行业规定或标准将城市能源消耗企业分为四类：煤炭消费企业类、交通使用的燃油/燃气销售企业类(或燃油/燃气销售企业 (加油、气站)类)、工业使用、商用及民用的天然气销售企业类(或燃气消费、销售企业、用户)、生产过程反应介质碳排放企业类，该分类方法可以明确“碳”排放的主要源，并充分考虑了部门之间的交叉、重复，给出了解决跨部门的交叉、重复的计算方法，以避免重复计算和漏算；完成城市能源消耗碳排放四类企业基本信息的管理、企业碳排放相关数据的获取、分析、验证、修正及管理，并根据标准规范完成各类能源碳排放因子的获取、管理及定期更新。
本发明提供的一种城市碳排放总量实时核算方法，包括以下步骤：
步骤1，将城市内所有的能源消耗的企业进行分类，得到多个能源消耗企业类；
步骤2，获取每个能源消耗企业类中每个能源消耗企业对应的基本信息、消耗能源种类和各消耗能源种类对应的能源消耗量；
步骤3，计算得到周期T内每个能源消耗企业类的碳排放总量；
步骤4，计算得到周期T内城市的碳排放总量。
本发明提供的一种城市碳排放总量实时核算系统，包括：
分类单元，将城市内所有的能源消耗的企业进行分类，得到多个能源消耗企业类；
获取单元，用于获取每个能源消耗企业类中每个能源消耗企业对应的基本信息、消耗能源种类和各消耗能源种类对应的能源消耗量；
计算单元，计算得到周期T内每个能源消耗企业类的碳排放总量，之后再计算得到周期 T内城市的碳排放总量。
实施例1
如图1所示，利用下述方法完成各企业及城市的碳排放总量实时核算，具体包括以下步骤：
步骤1，获取城市各能源消耗企业的基本信息、各能源消耗企业对应的消耗能源种类、各消耗能源种类对应的实时能源消耗量和各能源消耗企业定时对应的产能数据。
各能源消耗企业对应的消耗能源种类和各消耗能源种类对应的实时能源消耗量的获取方式为实时读取数据或定时填补数据。
步骤2，根据各能源消耗企业定时对应的产能数据，核对各消耗能源种类对应的实时能源消耗量是否与产能匹配，若不匹配时，则对各消耗能源种类对应的实时能源消耗量进行修正，直至得到修正后的各消耗能源种类对应的能源消耗量与产能匹配；若匹配时，则进入下一步。
步骤3，根据得到的各消耗能源种类对应的实时能源消耗量和各消耗能源种类对应的碳排放因子，计算得到周期T内城市各能源消耗企业的碳排放总量，具体地：
根据下式计算周期T内城市煤炭消费企业类对应的碳排放总量：
其中：QT-1为周期T内城市煤炭消费企业对应的碳排放总量；MT-ji为周期T内第j家煤炭消费企业的第i种煤的消耗量；Pi为第i种煤的碳排放因子；N为城市煤炭企业总数；n为城市煤炭类别的总数。
通过下式计算出周期T内城市的交通使用的燃油/燃气销售企业类的碳排放总量QT-2：
其中：QT-2为周期T内城市的交通使用的燃油/燃气销售企业的燃料碳排放总量；YT-ji为周期T内城市的第j家交通使用的燃油/燃气销售企业的第i种燃料的销售量；Li为第i种燃料 (燃油或燃气)的碳排放因子；A为城市的交通使用的燃油/燃气销售企业的总数；a为城市交通使用的燃料(燃油或燃气)类别的总数。
通过下式计算出周期T内城市的工业使用、商用及民用的天然气销售企业类的碳排放总量QT-3：
其中：QT-3为周期T内城市的工业使用、商用及民用的天然气销售企业的碳排放总量； ZT-ji为周期T内城市的第j家燃气公司的第i种燃气的消耗量；Ri为第i种燃气的碳排放因子； B为城市的工业使用、商用及民用的天然气销售企业的总数；b为城市工业使用、商用及民用的天然气的总类别。
通过下式计算出周期T内城市的生产过程反应介质碳排放企业类的碳排放总量QT-4：
其中：QT-4为周期T内城市的生产过程反应介质碳排放企业的碳排放总量；GT-ji为周期 T内第j家企业的第i种反应介质的消耗量；Fi为第i种反应介质的碳排放因子；C为城市的生产过程反应介质碳排放企业的企业总数；c为城市的反应介质的总类别。
步骤4、根据城市四类能源消耗企业周期T内碳排放量，计算周期T内城市碳排放总量：
Q总＝QT-1+QT-2+QT-3+QT-4
将上述各阶段各计算数据存入数据库，通过数据查询方式可按照不同行业、不同燃料类别，进行设定的周期碳排放量查询、对比及分析，直观展示城市碳排放产业机构；实时、高效、准确的城市碳排放核算，有利于科学分析和研究城市碳排放问题，有利于制定更加科学和合理的城市低碳政策和减排目标；从碳排放核算角度出发，在规划建设运营的城市全生命周期前端提出更加系统性的规划减碳策略。

Claims (7)

1.一种城市碳排放总量实时核算方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，将城市内所有的能源消耗的企业进行分类，得到多个能源消耗企业类；
步骤2，获取每个能源消耗企业类中每个能源消耗企业对应的基本信息、消耗能源种类和各消耗能源种类对应的能源消耗量；
步骤3，根据各能源消耗企业定时对应的产能数据，核对各消耗能源种类对应的实时能源消耗量是否与产能匹配，若不匹配时，则对各消耗能源种类对应的实时能源消耗量进行修正，直至得到修正后的各消耗能源种类对应的能源消耗量与产能匹配；若匹配时，则进入步骤4；
步骤4，计算得到周期T内每个能源消耗企业类的碳排放总量；
步骤5，计算得到周期T内城市的碳排放总量；
步骤1中，多个能源消耗企业类分别为煤炭消费企业类、交通使用的燃油/燃气销售企业类、工业使用、商用及民用的天然气销售企业类和生产过程反应介质碳排放企业类。
2.根据权利要求1所述的一种城市碳排放总量实时核算方法，其特征在于，步骤3中，通过下式计算得到周期T内城市煤炭消费企业类对应的碳排放总量：
其中：QT-1为周期T内城市煤炭消费企业的碳排放总量；MT-ji为周期T内第j家煤炭消费企业的第i种煤的消耗量；Pi为第i种煤的碳排放因子；N为城市煤炭企业总数；n为城市煤炭类别的总数。
3.根据权利要求1所述的一种城市碳排放总量实时核算方法，其特征在于，通过下式计算周期T内交通使用的燃油/燃气销售企业类的碳排放总量：
其中：QT-2为周期T内城市的交通使用的燃油/燃气销售企业的燃料碳排放总量；YT-ji为周期T内城市的第j家交通使用的燃油/燃气销售企业的第i种燃料的销售量；Li为第i种燃料的碳排放因子；A为城市的交通使用的燃油/燃气销售企业的总数；a为城市交通使用的燃料类别的总数。
4.根据权利要求1所述的一种城市碳排放总量实时核算方法，其特征在于，通过下式计算周期T内城市的工业使用、商用及民用的天然气销售企业类的碳排放总量：
其中：QT-3为周期T内城市的工业使用、商用及民用的天然气销售企业的碳排放总量；ZT-ji为周期T内城市的第j家燃气公司的第i种燃气的消耗量；Ri为第i种燃气的碳排放因子；B为城市的工业使用、商用及民用的天然气销售企业的总数；b为城市工业使用、商用及民用的天然气的总类别。
5.根据权利要求1所述的一种城市碳排放总量实时核算方法，其特征在于，通过下式计算周期T内城市的生产过程反应介质碳排放企业类的碳排放总量：
其中：QT-4为周期T内城市的生产过程反应介质碳排放企业的碳排放总量；GT-ji为周期T内第j家企业的第i种反应介质的消耗量；Fi为第i种反应介质的碳排放因子；C为城市的生产过程反应介质碳排放企业的企业总数；c为城市的反应介质的总类别。
6.根据权利要求1所述的一种城市碳排放总量实时核算方法，其特征在于，根据下式计算得到周期T内城市碳排放总量：
Q总＝QT-1+QT-2+QT-3+QT-4
其中，QT-1为周期T内城市煤炭消费企业类的碳排放总量；QT-2为周期T内城市的交通使用的燃油/燃气销售企业类的燃料碳排放总量；QT-3为周期T内城市的工业使用、商用及民用的天然气销售企业类的碳排放总量；QT-4为周期T内城市的生产过程反应介质碳排放企业类的碳排放总量。
7.一种城市碳排放总量实时核算系统，其特征在于，包括：
分类单元，将城市内所有的能源消耗的企业进行分类，得到多个能源消耗企业类；
获取单元，用于获取每个能源消耗企业类中每个能源消耗企业对应的基本信息、消耗能源种类和各消耗能源种类对应的能源消耗量；
核对单元，用于根据各能源消耗企业定时对应的产能数据，核对各消耗能源种类对应的实时能源消耗量是否与产能匹配，若不匹配时，则对各消耗能源种类对应的实时能源消耗量进行修正，直至得到修正后的各消耗能源种类对应的能源消耗量与产能匹配；若匹配时，则进入计算单元；
计算单元，计算得到周期T内每个能源消耗企业类的碳排放总量，之后再计算得到周期T内城市的碳排放总量；
分类单元中，多个能源消耗企业类分别为煤炭消费企业类、交通使用的燃油/燃气销售企业类、工业使用、商用及民用的天然气销售企业类和生产过程反应介质碳排放企业类。
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城市碳排放测算研究――以郑州市为例;王伟歌;环境科学与管理;第40卷(第04期);第13-16页 *
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