CN117217563A - 一种基于港口绿色减碳技术应用的减碳量核算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于港口绿色减碳技术应用的减碳量核算方法，包括如下步骤：1）分析港口绿色减碳技术类型及其减碳原理；2）构建减碳量算法模型；3）数据收集；4）减碳量计算。本发明的减碳量核算方法。根据绿色减碳技术类型及减碳原理，构建了不同类型绿色减碳技术的减碳量计算模型，通过数据采集和跟踪获取计算模型中的关键指标数据，最终计算得到不同类型绿色减碳技术应用的减碳量，实现了绿色减碳技术应用减碳效果的量化评估，为港口企业更好地组织和开展绿色减碳技术应用提供了决策支持和数据支撑。
Description
技术领域
本发明涉及港口碳排放技术领域，尤其涉及一种基于港口绿色减碳技术应用的减碳量核算方法。
背景技术
我国港口目前采取的降低港口碳排放量的绿色减碳技术类型主要有以下五个方面：
（1）清洁能源建设和使用：通过在港区内进行清洁能源建设，主要包含风电和光伏建设，利用风力和太阳能发电来替代一部分电网市电使用，以实现降碳的目的；
（2）驱动设备清洁化改造：通过对现有用油设备和车辆进行清洁化改造，使用清洁能源替代原有燃油驱动的方式，包含设备油改电、油改气等，可以提高设备和车辆的能源效率，降低二氧化碳、氮氧化物和颗粒物等污染物的排放量；
（3）建筑供热制冷设备改造：通过采取技术手段将原本用于加热的设备（如锅炉）和用于制冷的设备（如空调）进行集成或改造，以实现加热和制冷功能的共享利用，或是利用地源热泵技术替代空气源热泵，这种改造可以有效地提高能源利用率、降低能源消耗和碳排放，从而实现节能减排的目标；
（4）照明灯具智能化控制和节能改造：通过使用智能化的技术手段来对灯具进行控制，并利用节能技术来降低照明系统的能耗，可以有效地提高照明系统的效率、降低能耗、减少碳排放量；
（5）靠港船舶岸电技术应用：通过在港口或码头为靠泊的船只提供来自陆地上的电力供应，以替代船舶启动柴油发电机，这种方式可以实现船舶停泊期间碳排放量的显著降低，达到减少空气污染和降低温室气体排放的目的。
虽然各港口都在通过各种绿色减碳技术类型来降低港口的碳排放量，但目前还无法准确核算出绿色减碳技术应用带来的减碳量，无法较好的对绿色减碳技术应用的减碳效果进行量化评估。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种基于港口绿色减碳技术应用的减碳量核算方法。根据绿色减碳技术类型及减碳原理，构建了不同类型绿色减碳技术的减碳量计算模型，通过数据采集和跟踪获取计算模型中的关键指标数据，最终计算得到不同类型绿色减碳技术应用的减碳量，实现了绿色减碳技术应用减碳效果的量化评估，为港口企业更好地组织和开展绿色减碳技术应用提供了决策支持和数据支撑。
本发明提供的一种基于港口绿色减碳技术应用的减碳量核算方法，包括如下步骤：
1）分析港口绿色减碳技术类型及其减碳原理；
所述港口绿色减碳技术类型包括清洁能源建设和使用、驱动设备清洁化改造、供热制冷设备改造、照明灯具智能化控制和节能改造、靠港船舶岸电技术应用；所述港口绿色减碳技术类型的减碳原理包括清洁能源替代和能源消耗强度降低；
2）构建减碳量算法模型；
根据所述港口绿色减碳技术类型和减碳原理构建减碳量算法模型，所述减碳量算法模型包括清洁能源建设和使用减碳量算法模型、驱动设备清洁化改造减碳量算法模型、供热制冷设备改造减碳量算法模型、照明灯具智能化控制和节能改造减碳量算法模型、靠港船舶岸电技术应用减碳量算法模型；
3）数据收集；
分别收集与各所述减碳量算法模型相关的数据；
4）减碳量计算；
根据步骤2）中的所述减碳量算法模型和步骤3）中收集的数据，核算出各所述港口绿色减碳技术类型的减碳量和港口总减碳量。
进一步的，所述清洁能源建设和使用减碳量算法模型为：
；
其中，ΔE1为清洁能源建设和使用的二氧化碳减排量，单位为t；
n为清洁能源的种类数；
Celc,i为第i种清洁能源的发电量，单位为kW·h；
eelc为电力二氧化碳排放因子，单位为kg/(kW·h)；
i为自然数。
进一步的，所述驱动设备清洁化改造减碳量算法模型为：
；
其中，ΔE2为驱动设备清洁化改造的二氧化碳减排量，单位为t；
a为驱动设备油改电的数量；b为驱动设备油改气的数量；
coil,j为油改电驱动设备改造前针对作业量的平均单耗值，单位kg/t；
coil,k为油改气驱动设备改造前针对作业量的平均单耗值，单位kg/t；
celc,j为改造后电能驱动设备针对作业量的平均单耗值，单位kW·h/t；
cLNG,k为改造后LNG驱动设备针对作业量的平均单耗值，单位kg/t；
eoil为柴油二氧化碳排放因子，单位为kg/kg；
eelc为电力二氧化碳排放因子，单位为kg/(kW·h)；
eLNG为LNG二氧化碳排放因子，单位为kg/kg；
Tj为油改电驱动设备改造后的作业量，单位t；
Tk为油改气驱动设备改造后的作业量，单位t；
j、k为自然数。
进一步的，所述供热制冷设备改造减碳量算法模型为：
；
其中，ΔE3为供热制冷设备改造的二氧化碳减排量，单位为t；
R为供热制冷改造的地源热泵数量；
COPz,前为改造前空气源热泵的供热制冷效率，COPz,后为改造后地源热泵的供热制冷效率；
W为单位面积所要求的供热制冷量，单位为kW/m2；
S为供热制冷面积，单位为m2；
T为供热制冷设备的使用时间，单位h；
eelc为电力二氧化碳排放因子，单位为kg/(kW·h)；
z为自然数。
进一步的，所述照明灯具智能化控制和节能改造减碳量算法模型为：
；
其中，ΔE4为照明灯具智能化控制和节能改造的二氧化碳减排量，单位为t；
p为照明灯具的数量；
Py,前为改造前照明灯具的额定功率，Py,后为改造后照明灯具的额定功率，单位为kW；
hy,前为改造前照明灯具年使用时间，hy,后为改造后照明灯具年使用时间，单位为h；
eelc为电力二氧化碳排放因子，单位为kg/(kW·h)；
y为自然数。
进一步的，所述靠港船舶岸电技术应用减碳量算法模型为：
；
其中，ΔE4为靠港船舶岸电技术应用的二氧化碳减排量，单位为t；
m为使用岸电的船舶数量；
Lx为船舶柴油发电机燃油消耗率，单位kg/(kW·h)；
η为船舶柴油发电机发电效率；
eelc为电力二氧化碳排放因子，单位为kg/(kW·h)；
eoil为柴油二氧化碳排放因子，单位为kg/kg；
Dx为船舶岸电使用量，单位kW·h；
x为自然数。
进一步的，所述港口年度总减碳量ΔE为：
；
其中，ΔE1为清洁能源建设和使用的二氧化碳减排量；
ΔE2为驱动设备清洁化改造的二氧化碳减排量；
ΔE3为供热制冷改造的二氧化碳减排量；
ΔE4为照明灯具智能化控制和节能改造的二氧化碳减排量；
ΔE5为靠港船舶岸电技术应用的二氧化碳减排量。
相对于现有技术而言，本发明的有益效果是：
本发明从我国港口目前采取的降低港口碳排放量的绿色减碳技术类型出发，根据不同类型绿色减碳技术的减碳原理，建立了不同类型的绿色减碳技术的减碳量计算模型，提供了一种基于港口绿色减碳技术应用的减碳量核算方法。通过数据采集和跟踪获取计算模型中的关键指标数据，可计算得到不同类型绿色减碳技术应用的减碳量，实现了绿色减碳技术应用减碳效果的量化评估，为港口企业更好地组织和开展绿色减碳技术应用提供决策支持和数据支撑。
应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本发明的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为减碳量核算方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
请参考图1，本发明的实施例提供了一种基于港口绿色减碳技术应用的减碳量核算方法，包括如下步骤：
S1分析港口绿色减碳技术类型及其减碳原理；
港口绿色减碳技术类型包括清洁能源建设和使用、驱动设备清洁化改造、供热制冷设备改造、照明灯具智能化控制和节能改造、靠港船舶岸电技术应用；港口绿色减碳技术类型的减碳原理包括清洁能源替代和能源消耗强度降低；
S2构建减碳量算法模型；
（1）清洁能源建设和使用主要指进行风电、光伏发电建设，并利用清洁能源发电替代市电，以实现降碳的目的；其减碳量算法模型为：
；
其中，ΔE1为清洁能源建设和使用的二氧化碳减排量，单位为t；
n为清洁能源的种类数；
Celc,i为第i种清洁能源的发电量，单位为kW·h；
eelc为电力二氧化碳排放因子，单位为kg/(kW·h)；
i为自然数；
（2）驱动设备清洁化改造主要指使用清洁能源替代原有驱动设备燃油驱动的方式，包含设备油改电、油改气等，以降低二氧化碳、氮氧化物和颗粒物等污染物的排放量；其减碳量算法模型为：
；
其中，ΔE2为驱动设备清洁化改造的二氧化碳减排量，单位为t；
a为驱动设备油改电的数量；b为驱动设备油改气的数量；
coil,j为油改电驱动设备改造前针对作业量的平均单耗值，单位kg/t；
coil,k为油改气驱动设备改造前针对作业量的平均单耗值，单位kg/t；
celc,j为改造后电能驱动设备针对作业量的平均单耗值，单位kW·h/t；
cLNG,k为改造后LNG驱动设备针对作业量的平均单耗值，单位kg/t；
eoil为柴油二氧化碳排放因子，单位为kg/kg；
eelc为电力二氧化碳排放因子，单位为kg/(kW·h)；
eLNG为LNG二氧化碳排放因子，单位为kg/kg；
Tj为油改电驱动设备改造后的作业量，单位t；
Tk为油改气驱动设备改造后的作业量，单位t；
j、k为自然数；
（3）供热制冷设备改造主要指利用地源热泵技术替代空气源热泵，在相同的供热制冷面积及运行工况下有效地提高能源利用率、降低能源消耗和碳排放，从而实现节能减排的目标；其减碳量算法模型为：
；
其中，ΔE3为供热制冷设备改造的二氧化碳减排量，单位为t；
R为供热制冷改造的地源热泵数量；
COPz,前为改造前空气源热泵的供热制冷效率，COPz,后为改造后地源热泵的供热制冷效率；
W为单位面积所要求的供热制冷量，单位为kW/m2；
S为供热制冷面积，单位为m2；
T为供热制冷设备的使用时间，单位h；
eelc为电力二氧化碳排放因子，单位为kg/(kW·h)；
z为自然数；
（4）照明灯具智能化控制和节能改造主要指使用智能化的技术手段来对照明灯具进行控制，并利用节能技术来降低照明系统的能耗、提高照明系统的效率、减少碳排放量；其减碳量算法模型为：
；
其中，ΔE4为照明灯具智能化控制和节能改造的二氧化碳减排量，单位为t；
p为照明灯具的数量；
Py,前为改造前照明灯具的额定功率，Py,后为改造后照明灯具的额定功率，单位为kW；
hy,前为改造前照明灯具年使用时间，hy,后为改造后照明灯具年使用时间，单位为h；
eelc为电力二氧化碳排放因子，单位为kg/(kW·h)；
y为自然数；
（5）靠港船舶岸电技术应用主要指在港口或码头为靠泊的船只提供来自陆地上的电力供应，以替代船舶启动柴油发电机，以实现船舶停泊期间降低碳排放量和减少空气污染的目的；其减碳量算法模型为：
；
其中，ΔE4为靠港船舶岸电技术应用的二氧化碳减排量，单位为t；
m为使用岸电的船舶数量；
Lx为船舶柴油发电机燃油消耗率，单位kg/(kW·h)；
η为船舶柴油发电机发电效率；
eelc为电力二氧化碳排放因子，单位为kg/(kW·h)；
eoil为柴油二氧化碳排放因子，单位为kg/kg；
Dx为船舶岸电使用量，单位kw·h；
x为自然数；
S3数据收集；
分别收集与各减碳量算法模型相关的数据。
（1）清洁能源建设和使用减碳量算法模型相关的数据包括风电发电量数据和光伏发电量数据。某港口企业2022年风电发电量为1000万kWh，光伏发电量为100万kWh。
（2）驱动设备清洁化改造减碳量算法模型相关的数据包括：
驱动设备油改电的数量和驱动设备油改气的数量；
驱动设备油改电改造前针对作业量的平均单耗值、改造后电能驱动设备针对作业量的平均单耗值和作业量；
驱动设备油改气改造前针对作业量的平均单耗值、改造后LNG驱动设备针对作业量的平均单耗值和作业量。
某港口企业2022年进行了3台用油场桥的油改电工作，改造前后场桥的单耗及2022年场桥的作业量情况如下：
（3）供热制冷改造减碳量算法模型相关的数据包括改造前空气源热泵机组的供热制冷效率、改造后地源热泵的供热制冷效率、单位面积所要求的供热制冷量、供热制冷面积和供热制冷设备使用时间。
某港口企业2022年进行了办公楼供热制冷改造，由原来的空气源热泵机组改造成地源热泵机组，具体数据参数如下：
（4）照明灯具智能化控制和节能改造减碳量算法模型相关的数据包括照明灯具的数量、改造前照明灯具的额定功率和年使用时间、改造后照明灯具的额定功率和年使用时间。
某港口企业2022年进行了堆场高杆灯节能改造，具体数据参数如下：
（5）靠港船舶岸电技术应用减碳量算法模型相关的数据包括使用岸电的船舶数量、靠泊船舶的柴油发电机燃油消耗率、船舶柴油发电机发电效率、船舶靠泊时的岸电使用量。
某港口企业2022年还进行了港作拖轮岸电改造项目，为港作拖轮靠泊提供岸电。具体数据参数如下：
（6）各能源碳排放因子：包含柴油碳排放因子、电力碳排放因子、LNG碳排放因子。各能源碳排放因子数据如下：
S4减碳量计算；
根据步骤S2中的减碳量算法模型和步骤S3中收集的相关数据，核算出各类型绿色减碳技术应用的年减碳量和港口企业年度总减碳量。
计算结果具体如下：
清洁能源建设和使用减碳量ΔE1=10360.9 t；
驱动设备清洁化改造减碳量ΔE2=672.51 t；
供热制冷改造减碳量ΔE3=1287.16 t；
照明灯具智能化控制和节能改造减碳量ΔE4=74.26 t；
靠港船舶岸电技术应用减碳量ΔE5=389.03t；
某港口企业2022年总减碳量ΔE=12783.87 t。
本发明从我国港口目前采取的降低港口碳排放量的绿色减碳技术类型出发，根据不同类型绿色减碳技术的减碳原理，建立了不同类型的绿色减碳技术的减碳量计算模型，提供了一种基于港口绿色减碳技术应用的减碳量核算方法。通过数据采集和跟踪获取计算模型中的关键指标数据，可计算得到不同类型绿色减碳技术应用的减碳量，实现了绿色减碳技术应用减碳效果的量化评估，为港口企业更好地组织和开展绿色减碳技术应用提供决策支持和数据支撑。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种基于港口绿色减碳技术应用的减碳量核算方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）分析港口绿色减碳技术类型及其减碳原理；
所述港口绿色减碳技术类型包括清洁能源建设和使用、驱动设备清洁化改造、供热制冷设备改造、照明灯具智能化控制和节能改造、靠港船舶岸电技术应用；所述港口绿色减碳技术类型的减碳原理包括清洁能源替代和能源消耗强度降低；
2）构建减碳量算法模型；
根据所述港口绿色减碳技术类型和减碳原理构建减碳量算法模型，所述减碳量算法模型包括清洁能源建设和使用减碳量算法模型、驱动设备清洁化改造减碳量算法模型、供热制冷设备改造减碳量算法模型、照明灯具智能化控制和节能改造减碳量算法模型、靠港船舶岸电技术应用减碳量算法模型；
3）数据收集；
分别收集与各所述减碳量算法模型相关的数据；
4）减碳量计算；
根据步骤2）中的所述减碳量算法模型和步骤3）中收集的数据，核算出各所述港口绿色减碳技术类型的减碳量和港口总减碳量。
2.根据权利要求1所述的基于港口绿色减碳技术应用的减碳量核算方法，其特征在于，所述清洁能源建设和使用减碳量算法模型为：
；
其中，ΔE1为清洁能源建设和使用的二氧化碳减排量，单位为t；
n为清洁能源的种类数；
Celc,i为第i种清洁能源的发电量，单位为kW·h；
eelc为电力二氧化碳排放因子，单位为kg/(kW·h)；
i为自然数。
3.根据权利要求1所述的基于港口绿色减碳技术应用的减碳量核算方法，其特征在于，所述驱动设备清洁化改造减碳量算法模型为：
；
其中，ΔE2为驱动设备清洁化改造的二氧化碳减排量，单位为t；
a为驱动设备油改电的数量；b为驱动设备油改气的数量；
coil,j为油改电驱动设备改造前针对作业量的平均单耗值，单位kg/t；
coil,k为油改气驱动设备改造前针对作业量的平均单耗值，单位kg/t；
celc,j为改造后电能驱动设备针对作业量的平均单耗值，单位kW·h/t；
cLNG,k为改造后LNG驱动设备针对作业量的平均单耗值，单位kg/t；
eoil为柴油二氧化碳排放因子，单位为kg/kg；
eelc为电力二氧化碳排放因子，单位为kg/(kW·h)；
eLNG为LNG二氧化碳排放因子，单位为kg/kg；
Tj为油改电驱动设备改造后的作业量，单位t；
Tk为油改气驱动设备改造后的作业量，单位t；
j、k为自然数。
4.根据权利要求1所述的基于港口绿色减碳技术应用的减碳量核算方法，其特征在于，所述供热制冷设备改造减碳量算法模型为：
；
其中，ΔE3为供热制冷设备改造的二氧化碳减排量，单位为t；
R为供热制冷改造的地源热泵数量；
COPz,前为改造前空气源热泵的供热制冷效率，COPz,后为改造后地源热泵的供热制冷效率；
W为单位面积所要求的供热制冷量，单位为kW/m2；
S为供热制冷面积，单位为m2；
T为供热制冷设备的使用时间，单位h；
eelc为电力二氧化碳排放因子，单位为kg/(kW·h)；
z为自然数。
5.根据权利要求1所述的基于港口绿色减碳技术应用的减碳量核算方法，其特征在于，所述照明灯具智能化控制和节能改造减碳量算法模型为：
；
其中，ΔE4为照明灯具智能化控制和节能改造的二氧化碳减排量，单位为t；
p为照明灯具的数量；
Py,前为改造前照明灯具的额定功率，Py,后为改造后照明灯具的额定功率，单位为kW；
hy,前为改造前照明灯具年使用时间，hy,后为改造后照明灯具年使用时间，单位为h；
eelc为电力二氧化碳排放因子，单位为kg/(kW·h)；
y为自然数。
6.根据权利要求1所述的基于港口绿色减碳技术应用的减碳量核算方法，其特征在于，所述靠港船舶岸电技术应用减碳量算法模型为：
；
其中，ΔE4为靠港船舶岸电技术应用的二氧化碳减排量，单位为t；
m为使用岸电的船舶数量；
Lx为船舶柴油发电机燃油消耗率，单位kg/(kW·h)；
η为船舶柴油发电机发电效率；
eelc为电力二氧化碳排放因子，单位为kg/(kW·h)；
eoil为柴油二氧化碳排放因子，单位为kg/kg；
Dx为船舶岸电使用量，单位kW·h；
x为自然数。
7.根据权利要求1所述的基于港口绿色减碳技术应用的减碳量核算方法，其特征在于，所述港口年度总减碳量ΔE为：
；
其中，ΔE1为清洁能源建设和使用的二氧化碳减排量；
ΔE2为驱动设备清洁化改造的二氧化碳减排量；
ΔE3为供热制冷改造的二氧化碳减排量；
ΔE4为照明灯具智能化控制和节能改造的二氧化碳减排量；
ΔE5为靠港船舶岸电技术应用的二氧化碳减排量。
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| CN202311484446.1A CN117217563A (zh) | 2023-11-09 | 2023-11-09 | 一种基于港口绿色减碳技术应用的减碳量核算方法 |
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Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN103927461A (zh) * | 2014-05-07 | 2014-07-16 | 交通运输部水运科学研究所 | 一种动态组建港口和船舶空气污染物排放清单的计算方法 |
| CN116049627A (zh) * | 2023-01-04 | 2023-05-02 | 暨南大学 | 一种海洋交通运输业的碳排放估算方法及装置 |
| CN116090908A (zh) * | 2023-04-03 | 2023-05-09 | 交通运输部水运科学研究所 | 一种近零碳港口碳排放监测核对系统及方法 |
-
2023
- 2023-11-09 CN CN202311484446.1A patent/CN117217563A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103927461A (zh) * | 2014-05-07 | 2014-07-16 | 交通运输部水运科学研究所 | 一种动态组建港口和船舶空气污染物排放清单的计算方法 |
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| CN116090908A (zh) * | 2023-04-03 | 2023-05-09 | 交通运输部水运科学研究所 | 一种近零碳港口碳排放监测核对系统及方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 宋云婷等: ""碳达峰目标下集装箱港口减排项目投资组合优化"", 《中国管理科学》, pages 1 - 4 * |
| 邓红梅: ""港口碳排放现状及减碳措施分析"", 《中国水运》, pages 1 - 4 * |
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