CN115577943A - 一种卷烟行业工厂碳排放测量方法、介质及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种卷烟行业工厂碳排放测量方法、介质及设备，包括以下步骤：S1)确定碳排放边界：根据卷烟生产全流程确定卷烟行业工厂碳排放边界；S2)数据收集：对卷烟生产全流程碳排放数据收集；S3)数据处理：对步骤S2)中收集所得数据，根据不同时间、不同环节进行归集分析；S4)碳排放计算：根据步骤S3)所得数据进行碳排放计算；S5)数据结果可视化：对卷烟工厂碳排放测算结果进行多维展示；该卷烟行业工厂碳排放测量方法可以以低成本、低工作量获得范围更广、维度更多、更加全面准确的卷烟生产碳排放测算结果，测算稳定性高。
Description
技术领域
本发明涉及碳排放测量技术领域，具体涉及一种卷烟行业工厂碳排放测量方法、介质及设备。
背景技术
近些年来，国内外学者对于钢铁、石化、纺织、风电厂、造纸、家具、家电、有机材料等多个行业领域的产品生产进行了碳排放相关的研究。
目前，烟草行业多采用万元工业增加值能耗、万支卷烟能耗、化学需氧量排放量等指标进行节能减排评价和考核，而对于碳排放指标的测算仍处于起步阶段，目前碳排放测算方法主要有实测法、物料衡算法、排放系数法。
实测法：检测成本高，且只能对卷烟制造过程中的固定燃烧、制程排放、逸散排放进行测算，而对于外购电力等占比较大的部分碳排放源难以通过实测法测算。
物料衡算法：工作量大，需要搜集详细的工业生产过程数据，而且全面了解生产工艺、化学反应、副反应和管理等情况。
排放系数法：碳排放因子受到技术水平、生产状况、能源利用和工艺过程的影响而不确定性较大。该方法适用于社会经济排放源变化较为稳定、自然排放源不是很复杂的情况。
因此，目前的卷烟行业工厂碳排放测量方法还有待改进。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种卷烟行业工厂碳排放测量方法，针对卷烟行业工厂碳排放测算制定了从数据收集、数据处理、碳排放计算全过程的规范，测量方法成本较实测法低，工作量较物料衡算法小且同样全面，测算稳定性明显优于排放系数法。
第一方面，本申请实施例提供一种卷烟行业工厂碳排放测量方法，包括以下步骤：
S1)确定碳排放边界：根据卷烟生产全流程确定卷烟行业工厂碳排放边界；
S2)数据收集：对卷烟生产全流程碳排放数据收集；
S3)数据处理：对步骤S2)中收集所得数据，根据不同时间、不同环节进行归集分析；
S4)碳排放计算：根据步骤S3)所得数据进行碳排放计算；
S5)数据结果可视化：对卷烟工厂碳排放测算结果进行多维展示。
进一步的，所述S2)数据收集具体包括：
S21)通过调研完成数据收集，收集内容包含卷烟生产制造过程主要能源资源消耗和碳排放源基本信息；
S22)以周为频率进行卷烟生产全过程用能数据收集；
S23)记录运输过程的行驶数据。
进一步的，所述碳排放计算包含有平均碳排放因子计算和碳排放量计算。
进一步的，所述步骤S3)还包含有步骤：对特定数据逐层边剔除边汇总，与系统建立的规则字典进行匹配，若出现数据缺漏，则自动采用历史数据均值补漏，最后过滤出结果。
进一步的，所述碳排放边界包括：
卷烟生产企业拥有或控制的排放源产生的排放；以及
卷烟生产企业消耗的购买或收购的电力、蒸汽、供热或供冷而产生的间接排放。
进一步的，所述卷烟生产企业拥有或控制的排放源产生的排放包括固定燃烧排放、移动燃烧排放、制程排放和逸散排放。
第二方面，本申请实施例提供一种其上存储有计算机可执行指令的非瞬态有形存储介质，所述计算机可执行指令在被计算机运行时，执行上述的卷烟行业工厂碳排放测量方法。
第三方面，本申请实施例提供一种卷烟行业工厂碳排放测量设备，包括：
至少一个处理器；和
至少一个存储器，其中，所述至少一个存储器中存储有计算机可执行代码，所述计算机可执行代码当由所述至少一个处理器运行时，执行上述的卷烟行业工厂碳排放测量方法。
本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：
可以以低成本、低工作量获得范围更广、维度更多、更加全面准确的卷烟生产碳排放测算结果，测算稳定性高。
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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种卷烟行业工厂碳排放测量方法的流程图。
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的各个优选的实施方式进行描述。提供以下参照附图的描述，以帮助对由权利要求及其等价物所限定的本发明的示例实施方式的理解。其包括帮助理解的各种具体细节，但它们只能被看作是示例性的。因此，本领域技术人员将认识到，可对这里描述的实施方式进行各种改变和修改，而不脱离本发明的范围和精神。而且，为了使说明书更加清楚简洁，将省略对本领域熟知功能和构造的详细描述。
本发明针对卷烟产品在卷烟制造、运输等阶段进行碳排放测算和清单分析，制定了从碳排放边界确定、数据收集、数据处理、碳排放计算全过程的规范。本方法对产品工序或生产活动的直接二氧化碳排放和间接二氧化碳排放进行科学和系统的定量核算，有详细的计算过程而且结果比较准确，适合于微观层面的计算。
参照图1所示，一种卷烟行业工厂碳排放测量方法，包括以下步骤：
S1)碳排放边界确定:根据卷烟生产全流程确定卷烟行业工厂碳排放边界；
进一步的，碳排放边界包括：
范围1、卷烟生产企业拥有或控制的排放源产生的排放；以及
范围2、卷烟生产企业消耗的购买或收购的电力、蒸汽、供热或供冷而产生的间接排放；
进一步的，卷烟生产企业拥有或控制的排放源产生的排放包括固定燃烧排放、移动燃烧排放、制程排放和逸散排放；
S2)数据收集：一是通过调研完成数据收集，收集内容包含卷烟生产制造过程主要能源资源消耗和碳排放源基本信息；二是基于《用能单位能源计量器具配备和管理通则》(GB 17167-2006)规定的能源计量器具配备所得数据，以周为频率进行卷烟制造过程用能数据收集；三是记录运输过程的行驶数据。
卷烟制造过程包括直接二氧化碳排放和间接二氧化碳排放，其中直接排放包括固定燃烧排放、移动燃烧排放、制程排放和逸散排放；间接排放主要为外购电力排放，根据计算得到卷烟制造过程的平均碳排放因子和碳排放量。卷烟制造过程碳排放源识别见下表，运输过程的碳排放主要包括卷烟原材料加工后运输至卷烟厂，以及卷烟成品运输至分销/零售商两个过程的碳排放。
卷烟制造过程碳排放源识别
S3)数据处理：对步骤S2)中收集所得数据，根据不同时间、不同环节进行归集分析，特定数据逐层边剔除边汇总，与系统建立的规则字典进行匹配，若出现数据缺漏，则自动采用历史数据均值补漏，最后过滤出结果；
具体的，在用能等相关数据收集过程中，对于不同批次的卷烟生产碳排放基础数据存在数据滞后(例如今日生产卷烟不会当日运离生产厂区)、部分数据冗余(例如用能单位与次级用能单位电表数据信息相互补充，但可能存在信息重合)和部分数据缺漏(例如部分能源计量器具损坏待维修无法提供实时数据)等问题；通过以下技术方案来实现卷烟用能碳排放数据处理，包括以下步骤：
1、由第一层的数据源文件(包括智能电表等计量器具及人工填报数据等)定时写入数据库；
2、由第二层数据表的数据经过计算，聚合到以为万只卷烟为单位粒度的第三层数据表中，在第三层数据表中，对于滞后和缺失数据，采用历史数据暂时补充；
3、在数据的第三层中实现数据粒度的冗余处理；
4、第四层中实现数据以周粒度为单位的聚合；
对于卷烟制造过程，由于数据滞后和数据缺漏现象发生更频繁，因此我们以周频率计算碳排放因子并及时更新，以便于进行临时补漏和横向对比分析；
固定燃烧碳排放因子测算：
C1＝(X1*F1+X2*F2+X3*F3)/N； (1)
移动燃烧排放碳排放因子测算：
C2＝(X4*F4+X5*F5)/N； (2)
制程排放碳排放因子测算：
C3＝(X6*F6)/N； (3)
逸散排放碳排放因子测算：
C4＝(X7*F7)/N； (4)
间接排放碳排放因子测算：
C5＝(X8*F8+X9*X9)/N； (5)
间接排放中，外购电力碳排放因子测算：
C5EP＝(X8*F8)/N； (5)
间接排放中，外购热力碳排放因子测算：
C5HP＝＝(X9*F9)/N； (6)
上式中N为卷烟制造数量，单位为万只；
以质量为单位计量的热水和蒸汽应采用公式(7)、(8)、(9)进行转换计算；
X9＝AD热水+AD蒸汽； (7)
式中：
AD热水——热水所含的热量，单位为吉焦(GJ)；
AD热水——蒸汽所含的热量，单位为吉焦(GJ)；
以质量单位计量的热水可按公式(8)转换为热量单位：
AD热水＝MaW×(TW-20)×4.1868×10-3； (8)
式中：
MaW——热水的质量，单位为吨(t)；
TW——热水的温度，单位为摄氏度(℃)；
4.1868——水在常温常压下的比热容，单位为千焦每千克每摄氏度(kJ/(kg·℃))；
以质量单位计量的蒸汽可按公式(9)转换为热量单位：
AD蒸汽＝Mast×(Enst-83.74)×10-3； (9)
式中：
Mast——蒸汽的质量，单位为吨(t)；
Enst——蒸汽对应的温度、压力下每千克蒸汽的热焓，单位为千焦每千克(kJ/kg)；
83.74——标准大气压下20℃水的焓值，单位为千焦每千克(kJ/kg)；
S4)碳排放计算：参考《2006年IPCC国家温室气体清单指南》、
《中国区域电网基准线排放因子》、《能源消耗引起的温室气体排放计算工具指南(2.1版)》和《综合能耗计算通则》(GB/T 2589-2020)，根据S3所得数据进行碳排放计算；
卷烟制造过程：
固定燃烧碳排放量：
E1＝C1*N； (10)
移动燃烧碳排放量：
E2＝C2*N； (11)
制程排放碳排放量：
E3＝C3*N； (12)
逸散排放碳排放量：
E4＝C4*N； (13)
间接排放碳排放量：
E5＝C5*N； (14)
间接排放中，外购电力碳排放测算：
E5EP＝C5EP*N； (15)
间接排放中，外购热力碳排放测算：
E5HP＝C5HP*N； (16)
计算卷烟产品生产过程的碳排放计算公式为：
PE＝∑Ei(i＝1,2,…,5)； (17)
运输过程：
运输过程的碳排放主要包括卷烟原材料加工后运输至卷烟厂，以及卷烟成品运输至分销/零售商两个过程的碳排放。卷烟原材料和卷烟产品采用大型货车运输的方式，假设货车运输的碳排放因子为0.0426kg CO2/(t·km)；
根据各卷烟原料和卷烟材料供应商及卷烟产品的销售区域，假设材料运输距离为R1km，卷烟成品运输距离为R2km，M每万只卷烟质量(单位为kg/万只)，计算可得到:
各卷烟原料和卷烟材料运输至卷烟厂的万只卷烟碳排放因子(单位：kg CO2/万支):
C6＝0.0426*R1*M/1000； (18)
卷烟成品运输至储存(分销中心)的万支卷烟碳排放因子(单位：kg CO2/万支)：
C7＝0.0426*R2*M/1000； (19)
运输过程碳排放计算公式为：
CE＝C6*N+C7*N； (20)
S5)数据结果可视化：根据碳排放计算结果，分主体、分时间、分环节对卷烟碳排放进行多维展示。
其中，从t1到t2的卷烟行业工厂碳排放量为
TEt1→t2＝PEt1→t2+CEt1→t2； (21)
从t1到t2的卷烟行业工厂万只卷烟碳排放因子为：
TCt1→t2＝TEt1→t2/N； (22)
根据卷烟碳排放范围划分，范围1包括固定燃烧排放(E1)、移动燃烧排放(E2)、制程排放(E3)、逸散排放(E4)和运输过程排放(CE)；范围2包括外购电力碳排放(E5EP)和外购热力碳排放(E5HP)，即间接碳排放(E5)。
范围1碳排放：
ES1＝E1+E2+E3+E4+CE； (23)
范围2碳排放：
ES2＝E5EP+E5HP＝E5； (24)
根据是否为移动设施产生的碳排放，分为移动设施排放和非移动设施排放。
这里特别单独列出移动设施排放：
EME＝E2+CE； (25)
通过测算，可对周频、月频、季频数据进行横向与纵向对比，并结合过程中计算的碳排放因子进行卷烟工厂碳排放分析，某一期间测算基础结果表，如下表所示：
测算基础结果表
本申请实施例还提供一种其上存储有计算机可执行指令的非瞬态有形存储介质，当计算机程序产品在终端设备上运行时，使得终端设备执行时可实现上述实施例中的卷烟行业工厂碳排放测量方法。
本申请实施例还提供一种卷烟行业工厂碳排放测量设备，包括：处理器和存储器，其中，存储器中存储有计算机可执行代码，计算机可执行代码当由处理器运行时可实现上述实施例中的卷烟行业工厂碳排放测量方法。
最后，还需要说明的是，上述一系列处理不仅包括以这里所述的顺序按时间序列执行的处理，而且包括并行或分别地、而不是按时间顺序执行的处理。
附录：常用燃料排放因子计算
碳排放因子(单位质量燃料)计算过程：
(1)折算成统一的热量单位
燃料消费量(热量单位)＝燃料消费量(质量单位)×换算系数(燃料单位热值)
换算系数可参考《综合能耗计算通则》(GB/T 25892020)。
(2)计算实际碳排放量
二氧化碳排放量＝燃料消费量(热量单位)×净发热值缺省排放因子
(3)折算为单位质量燃料碳排放因子
碳排放因子(单位质量燃料)＝二氧化碳排放量/燃料消费量(质量单位)
附表：《2006年IPCC国家温室气体清单指南》净发热值缺省排放因子
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本发明可借助软件加必需的硬件平台的方式来实现，基于这样的理解，本发明的技术方案对背景技术做出贡献的全部或者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)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
以上对本发明进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1.一种卷烟行业工厂碳排放测量方法，包括以下步骤：
S1)确定碳排放边界：根据卷烟生产全流程确定卷烟行业工厂碳排放边界；
S2)数据收集：对卷烟生产全流程碳排放数据收集；
S3)数据处理：对步骤S2)中收集所得数据，根据不同时间、不同环节进行归集分析；
S4)碳排放计算：根据步骤S3)所得数据进行碳排放计算；
S5)数据结果可视化：对卷烟工厂碳排放测算结果进行多维展示。
2.根据权利要求1所述的方法，所述S2)数据收集具体包括：
S21)通过调研完成数据收集，收集内容包含卷烟生产制造过程主要能源资源消耗和碳排放源基本信息；
S22)以周为频率进行卷烟生产全过程用能数据收集；
S23)记录运输过程的行驶数据。
3.根据权利要求1所述的方法，所述碳排放计算包含有平均碳排放因子计算和碳排放量计算。
4.根据权利要求1所述的方法，所述步骤S3)还包含有步骤：对特定数据逐层边剔除边汇总，与系统建立的规则字典进行匹配，若出现数据缺漏，则自动采用历史数据均值补漏，最后过滤出结果。
5.根据权利要求1所述的方法，所述碳排放边界包括：
卷烟生产企业拥有或控制的排放源产生的排放；以及
卷烟生产企业消耗的购买或收购的电力、蒸汽、供热或供冷而产生的间接排放。
6.根据权利要求5所述的方法，所述卷烟生产企业拥有或控制的排放源产生的排放包括固定燃烧排放、移动燃烧排放、制程排放和逸散排放中的一种或多种。
7.一种其上存储有计算机可执行指令的非瞬态有形存储介质，所述计算机可执行指令在被计算机执行时使得计算机执行根据权利要求1至6中任一项所述的方法。
8.一种卷烟行业工厂碳排放测量设备，包括：
至少一个处理器；和
至少一个存储器，其中，所述至少一个存储器中存储有计算机可执行代码，所述计算机可执行代码当由所述至少一个处理器运行时，执行如权利要求1至6中任一项所述的方法。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202211253842.9A CN115577943A (zh) | 2022-10-13 | 2022-10-13 | 一种卷烟行业工厂碳排放测量方法、介质及设备 |
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| CN202211253842.9A CN115577943A (zh) | 2022-10-13 | 2022-10-13 | 一种卷烟行业工厂碳排放测量方法、介质及设备 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN116629588A (zh) * | 2023-07-24 | 2023-08-22 | 江苏智能低碳科技发展有限公司 | 基于人工智能的厂区碳管理方法 |
-
2022
- 2022-10-13 CN CN202211253842.9A patent/CN115577943A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116629588A (zh) * | 2023-07-24 | 2023-08-22 | 江苏智能低碳科技发展有限公司 | 基于人工智能的厂区碳管理方法 |
| CN116629588B (zh) * | 2023-07-24 | 2023-09-19 | 江苏智能低碳科技发展有限公司 | 基于人工智能的厂区碳管理方法 |
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