DE202011004824U1

DE202011004824U1 - Ein System zur Erfassung und Überwachung von Treibhausgasdaten einer Entität

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Publication number: DE202011004824U1
Application number: DE202011004824U
Authority: DE
Original assignee: THERMAX SUSTAINABLE ENERGY SOLUTIONS Ltd
Current assignee: THERMAX SUSTAINABLE ENERGY SOLUTIONS Ltd
Priority date: 2011-03-10
Filing date: 2011-04-04
Publication date: 2011-06-01
Anticipated expiration: 2021-04-05
Also published as: AU2011100274A4; WO2012120530A1

Abstract

Computer-gestütztes System für die Überwachung von Treibhausgas-bezogener Daten einer Entität mit beweglichen und/oder fest installierten Betriebsanlagen, in der die Anlagen darauf ausgelegt sind, Treibhausgase zu emittieren oder abzusondern. Das System umfasst: – Ein primäres Datenhaltungssystem für die Speicherung Treibhausgas-bezogener Parameter und der Regularien, welche diese Parameter bestimmen; – Ein Geber-Untersystem, das besteht aus: – Einer Vielzahl adaptierter Sensoren, die an geeigneten Orten der Anlage eingebunden werden, wobei diese Vielzahl der Sensoren weiterhin darauf angepasst wird, dass sie mindesten einen der Parameter erfassen und entsprechende Signale generieren; – Ein primäres Übertragungssystem über ein primäres Kommunikationsnetzwerk ausgerichtet auf die Übertragung der Signale, die den Parametern entsprechen; – Ein sekundäres Datenhaltungssystem ausgerichtet auf die Speicherung der Signale als Log-Daten; – Ein Treibhausgas Prognose- und Diagnose-Untersystem bestehend aus: – Registrierungsverfahren für die Eintragung der Vielzahl von Sensoren im Untersystem für die Treibhausgasprognose und -Diagnose und ein Untersystem...

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf den Bereich Informationssysteme.
Insbesondere steht diese Erfindung in Bezug zu Informationssystemen zur Erfassung von Treibhausgasen (THG).
DEFINITIONS DER IN DIESER PATENTBESCHREIBUNG VERWENDETEN BEGRIFFE
Der in dieser Patentbeschreibung verwendete Begriff ,Entität' bezieht sich auf Betriebsgelände, Produktionsanlagen, Unternehmen, geografische Regionen und Ähnliches mit beweglichen und/oder fest installierten Betriebsanlagen, in denen die Anlagen ausnahmslos Treibhausgase emittieren oder absondern.
Die Begriffe ,kurzfristige Auswirkungen' und ,langfristige Auswirkungen' beziehen sich auf die Folgen der Arbeitsabläufe der Entitäten mit Betriebsanlagen auf der Basis von Diagnose und Prognose von generierten Emissionen im Vergleich zu Benchmark-Testmustern, die von Fachexperten für jede einzelne Anlage einer bestimmten Entität spezifisch festgelegt wurden.
Diese Begriffserläuterungen gelten zusätzlich zu den in diesem Bereich üblichen Definitionen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die schnelle Industrialisierung, Entwaldung und Ausuferung von Betonwüsten hat die Umwelt möglicherweise irreparabel geschädigt. Die Menge der von Industrieanlagen emittierten Treibhausgase (THG) haben den Grenzwert sicherer und kontrollierter Emissionen überschritten. Die Industrialisierung und ihre einträglichen Auswirkungen haben mehr und mehr Volkswirtschaften dazu verleitet, in diesen Wettbewerb einzutreten. Sie scheinen jedoch die nachteiligen Folgen, mit denen sie die Umwelt belasten, vergessen zu haben, die in der Tat der Schlüssel für nachhaltig erfolgreichen Schutz der Umwelt unseres Planeten sind.
Unter Bezugnahme auf die heutigen Mengen der Treibhausgasemissionen und die für die Zukunft veranschlagten Werte sagen Umweltschützer/innen eine Abschmelze des gesamten Polareises und ein Ansteigen des Meeresspiegels voraus, was zu einer Überflutung der meisten tief gelegenen Länder und Kontinente führt.
Vor nicht allzu langer Zeit haben Nationen und Organisationen nach Erkenntnis der Notwendigkeit des Umweltschutzes zum nachhaltigen Schutz unseres Planeten gleichermaßen begonnen, sich schwerpunktmäßig auf die Reduzierung von Emissionen zu konzentrieren. Jedoch, die von ihnen eingeleiteten Maßnahmen sind kläglich und bedürfen gut strukturierter Regelwerke und effizienter Strategien zur Durchsetzung dieser Regeln.
Einer der massivsten Hinderungsgründe bei der Erstellung solcher Regelwerke und ihrer Durchsetzung auf betrieblicher und sowohl nationaler und internationaler Ebene ist der Mangel organisierter, angemessener, integrierter und strukturierter Informationen über Treibhausgasemissionen. Derartige Informationen sind eine große Hilfe bei der Erfassung des Umfangs der Treibhausgasemissionen eines Betriebes und der Analyse der Auswirkungen. Im größeren Rahmen können solche Informationen Nationen dabei helfen, ihre Strategien zur Verringerung ihrer Emissionen zu entwickeln und zum Schutz unseres Planeten beizutragen.
Um dieses Problem anzugehen, wurden problemspezifische Instrumente und Systeme entwickelt, um emissionsbezogene Parameter wie CO₂-Emissionen, Treibstoffverbrauch und Ähnliches zu erfassen.
Eines der Systeme, das sich des Problems annimmt, wenngleich nur ansatzweise, ist ein online Treibhausgas-Überwachungssystem, dargelegt in der chinesischen Patentschrift CN 101782562 . Dieses System besteht aus einem an einen Computer angeschlossenen Gas-Detektor-Gerätesatz. Der Gas-Detektor-Satz umfasst den Steuerchip, einen Gasdetektor, den Chip für die Steuerung des Anschlusses (an den Computer) und den A/D Wandler-Chip des Gasdetektors zusammen mit einem GPRS-Modul. Die Erfindung überwacht Kohlendioxid, Methan, Stickstoffoxid und viele Arten von Treibhausgasen in Echtzeit. Dieses System wird jedoch lediglich zur Erfassung oder Überwachung von Treibhausgasen verwendet und ist von geringer Bedeutung, wenn es darum geht, heterogene Umweltbedingungen zu erfassen und den Gesamtprozess der Überwachung intelligent zu automatisieren.
Darüber hinaus haben dieses und andere verfügbare, ähnliche Systeme den Nachteil, dass sie ein aktuelles und zukünftiges Bild der Auswirkung der Treibhausgasemissionen nicht mit faktischen Daten darstellen können.
Weiterhin hat sich gezeigt, dass die gegenwärtigen Systeme nicht in der Lage sind, Datenverluste im Netzwerk zu eliminieren, und dass sie anfällig sind für Hacker-Angriffe und Missbrauch, bedingt durch ungeschützten Datenaustausch über das Netzwerk.
Des Weiteren werden täglich neue Normen und Standards und Verfahren von Regierungen und Organisationen erlassen und umgesetzt, denen die vorhandenen Systeme nicht entsprechen können.
Hieraus ergibt sich der Bedarf eines Systems, das die folgenden Leistungsmerkmale aufweist:

– Die Erstellung von Computer-berechneten Treibhausgasemissionen und eine Vorhersage der Reduzierung dieser Emissionen;
– Die Bereitstellung eines Emissions-Kredit-Managementsystems zur effizienten Nutzung von Computer-berechneten und -verwalteten Emissionskontingenten;
– Die schnelle und exakte Berechnung der Menge der Reduzierung von toxischen Substanzen in Abgasen; und
– Ein Zeit-, Kosten- und Platz-effizientes System für die Überwachung von Parametern bezogen auf Treibhausgase.

AUFGABE DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Ein Aufgabe dieser Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Systems zur Überwachung von Treibhausgas-bezogenen Parameter.
Eine weitere Zielsetzung der vorliegenden Erfindung besteht in der Gewinnung von Erkenntnissen über die Treibhausgas-bezogenen Informationen einer Entität mittels Diagnose und Prognose.
Ein weiterer Aufgabe dieser Erfindung besteht in der Bereitstellung eines zuverlässigen Systems zur Überwachung von Treibhausgas-bezogenen Parameter.
Ein zusätzlicher Aufgabe dieser Erfindung besteht in der Bereitstellung eines authentischen Systems zur Überwachung von Treibhausgas-bezogenen Parametern.
Ein weiterer zusätzlicher Aufgabe dieser Erfindung ist die Gewährleistung von Null-Prozent-Verlust bei der Datenerfassung.
Zusätzlich besteht ein weiterer Aufgabe dieser Erfindung in der effizienten Überwachung von Anlagen in verschiedenen Szenarien.
Darüber hinaus besteht ein weiterer Aufgabe dieser Erfindung in der Computerberechnung von Treibhausgasemissionen und der Vorhersage von Reduzierungen solcher Emissionen.
Ein weiterer Aufgabe dieser Erfindung ist die Bereitstellung eines Emissions-Kredit-Managementsystems zur effizienten Nutzung von Computer-berechneten und -verwalteten Emissionskontingenten;
Ein zusätzlicher Aufgabe dieser Erfindung ist die schnelle und exakte Berechnung der Reduzierung von Treibhausgasemissionen.
Ein weiterer zusätzlicher Aufgabe ist die Bereitstellung eines Zeit-, Kosten- und Platzeffizienten Systems für die Überwachung von Parameter bezogen auf Treibhausgase.
ZUSAMMENFASSUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Gemäß dieser Erfindung wird ein Computer-gestütztes System bereitgestellt für die Überwachung von Treibhausgas-bezogener Daten einer Entität mit beweglichen und/oder fest installierten Betriebsanlagen, in der die Anlagen darauf ausgelegt sind, Treibhausgase zu emittieren oder abzusondern. Das System umfasst:

– Ein primäres Datenhaltungssystem für die Speicherung Treibhausgas-bezogener Parameter und der Regularien, welche diese Parameter bestimmen;
– Ein Geber-Untersystem, das besteht aus:
– Einer Vielzahl adaptierter Sensoren, die an geeigneten Orten der Anlage eingebunden werden, wobei diese Vielzahl der Sensoren weiterhin darauf angepasst wird, dass sie mindesten einen der Parameter erfassen und entsprechende Signale generieren;
– Ein primäres Übertragungssystem über ein primäres Kommunikationsnetzwerk ausgerichtet auf die Übertragung der Signale, die den Parameter entsprechen;
– Ein sekundäres Datenhaltungssystem ausgerichtet auf die Speicherung der Signale als Log-Daten;
– Ein Treibhausgas Prognose- und Diagnose-Untersystem bestehend aus:
– Registrierungsverfahren für die Eintragung der Vielzahl von Sensoren im Untersystem für die Treibhausgasprognose und -Diagnose und ein Untersystem für die Erstellung von Berichten.
– Abfrage- und Kollationssystemen für die Entgegennahme der übermittelten Signale und die Auswahl und weitere Verarbeitung mindestens eines der übertragenen Signale zur Kollation der ausgewählten Signale in Gruppen;
– Musterbildungswerkzeugen ausgerichtet auf den Zugriff auf das primäre Datenhaltungssystem und der Auswahl der Regelungen für die Erstellung der Benchmark-Test-Muster und aktueller Muster der Signalgruppen;
– Einem dritten Datenhaltungssystem für die Speicherung der Benchmark-Test-Muster der den Parameter entsprechenden Signalgruppen, wobei das dritte Datenhaltungssystem von Fachexperten erstellt wird;
– Komparatorwerkzeugen für den Abgleich der aktuellen Muster mit den Benchmark-Test-Mustern, die im dritten Datenhaltungssystem gespeichert sind, um abgeglichene Muster zu extrahieren;
– Parsingwerkzeugen für die Ableitung der abgeglichenen Muster für die Vorhersage kurz- und langfristiger Auswirkung auf die Treibhausgasemission der Entität und Problemlösungen derselben auf Basis der abgeglichenen Muster;
– Werkzeugen für die Generierung von Meldungen für die Erstellung von Meldungen auf Basis der Vorhersagen;
– Ein zentrales Datenhaltungssystem für die Speicherung der Gruppen als Log-Daten;
– Ein Berichtssystem bestehend aus:
– Erfassungswerkzeugen der Abscheidungsdaten für die Kommunikation mit geeigneten Abscheidungsanlagen für die Erfassung von Abscheidungsdaten;
– Datenerfassungssystemen verknüpft mit dem zentralen Datenhaltungssystem und dem Datenerfassungssystem der Abscheidungsdaten für die Erfassung der Abscheidungsdatengruppen;
– Berechnungssystemen mit Zugriff auf die erfassten Gruppen zur Berechnung der aus den Gruppen ausgewählten Emissionsdaten bestehend aus Projektemissionen, Sickeremissionen und Grundemissionen, wobei die Berechnungssysteme Zugriff auf die erfassten Abscheidungsdaten haben; und
– Berichtserstellungssystemen mit Zugriff auf die errechneten Emissionsdaten für die Inventarisierung und Erstellung von Berichten.

Das hier oben beschriebene System umfasst ferner:

– Abfragesysteme verknüpft mit dem zentralen Datenhaltungssystem, wobei die Abfragesysteme dafür ausgelegt sind, das Geber-Untersystem zu veranlassen, die im sekundären Datenhaltungssystem gespeicherten Signale, die den Parameter entsprechen, zurückzuübertragen; und
– Werkzeuge für den Zugriff auf in dem sekundären Datenhaltungssystem gespeicherte Signale und die Ansteuerung der primären Übertragungssysteme für die Übertragung der Zugriffsdaten.

Gemäß der vorliegenden Erfindung verfügt das System typischerweise über primäre Editierungswerkzeuge für die Bearbeitung der Regelungen zur Erstellung der Benchmark-Test-Muster und der aktuellen Muster.
Gemäß der vorliegenden Erfindung verfügt das System typischerweise über sekundäre Editierungswerkzeuge für die Bearbeitung der im dritten Datenhaltungssystem gespeicherten Benchmark-Test-Muster.
Alternativ und gemäß dieser Erfindung ist das Geber-Untersystem Teil eines SCADA-Systems.
Gemäß dieser Erfindung verfügt das System über ein Werkzeug zur Erstellung von Landkarten für die Generierung von Treibhausgas-Elementkarten für eine spezifizierte Region unter Heranziehung der Berichte bezogen auf die Anlagen der betreffenden Region.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das primäre Übertragungssystem zusätzlich ausgelegt für die Übertragung der Signale, verknüpft mit Meldungen, wobei die Meldungen ein Format haben, das aus einer Mustersammlung aus E-Mail, SMS, MMS, Paketen und Kombinationen daraus entnommen wird.
Vorzugsweise umfasst das Diagnose- und Prognose-Subsystem darüber hinaus über:

– Ein sekundäres Übertragungssystem für die Übermittlung der Nachrichten und Problemlösungen an die Anwender über ein zweites Kommunikationsnetzwerk; und
– Ein Empfangssystem für den Empfang von Rückmeldungen von den Anwendern und die Aktualisierung des dritten Datenhaltungssystems.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das sekundäre Übertragungssystem zusätzlich ausgelegt für die Übertragung der Benachrichtigungen und Problemlösungen an die Anwender, verknüpft mit Meldungen, wobei die Meldungen ein Format haben, das aus einer Mustersammlung aus E-Mail, SMS, MMS, Paketen und Kombinationen selbiger entnommen wird.
Das primäre Kommunikationsnetzwerk und das zweite Kommunikationsnetzwerk werden üblicherweise aus einer Gruppe gewählt, die aus Internet, PSTN, Mobilnetz, GSM-Netz, CDMA-Netz, VPN, OFDM-Netzwerk, LAN, MAN, WAN, 3G-Netz, Satelliten-Kommunikationsnetzwerk oder Kombinationen dieser Netze bestehen.
Darüber hinaus verfügt das hier oben beschriebene System über Fernüberwachungssysteme zur Erfassung von Echtzeit-Audio- und Video-Daten und Übermittlung dieser Daten an Anwender über das sekundäre Übertragungssystem.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Parameter, z. B. für eine Wärmeerzeugungsanlage, üblicherweise (aber nicht ausschließlich) aus der Gruppe (beispielsweise Wärmeerzeugungsanlagen, jedoch nicht ausschließlich) ausgewählt, die aus Dampfdurchsatz, Dampftemperatur, Dampfdruck, Speisewassertemperatur, Stromverbrauch, Flüssigkeitsdurchsatz, Zulauftemperatur des Wärmeträgermediums am Zulauf, Temperatur des Wärmeträgermediums am Ablauf des Heizaggregats, Stromverbrauch, Brenn-/Heizwert des Brennstoffs, Brennstoffverbrauch, Leistung der Anlage, Feuchtigkeitsgehaltswerte, chemische Reaktionen, Betriebsdruck, Umgebungstemperatur, Betriebslast, Alter der Anlage, Dampferzeugungszyklus, Messinstrumente Ablesedaten, Delta-Energieverbrauch und Kombinationen dieser Parameter zusammensetzt.
Gemäß dieser Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt für die Überwachung von Treibhausgas-bezogener Daten einer Entität mit beweglichen und/oder fest installierten Betriebsanlagen, wobei das Verfahren umfasst:

– Die Bereitstellung eines primären Datenhaltungssystems für die Speicherung Treibhausgas-bezogener Parameter und der Regularien, welche diese Parameter bestimmen;
– Die Anbindung einer Vielzahl von Sensoren an die Anlage;
– Registrierungsverfahren für die Sensoren im Untersystem für die Treibhausgasprognose und -Diagnose und ein Untersystem für die Erstellung von Berichten.
– Fortlaufende Erfassung mindestens eines der Parameter durch ein Erfassungs-Untersystem und Generierung von Signalen, die den Parameter entsprechen;
– Bereitstellung eines sekundären Datenhaltungssystems für die Speicherung der den Parameter entsprechenden Signale als Log-Daten;
– Übertragung der Signale, die den Parametern entsprechen über ein primäres Kommunikationsnetzwerk:
– Empfang der übermittelten Signale;
– Auswahl mindestens eines der übertragenen Signale zur Kollation der ausgewählten Signale in Gruppen;
– Zugriff auf das primäre Datenhaltungssystem und der Auswahl der Regelungen für die Erstellung der Benchmark-Test-Muster und aktueller Muster für die Signalgruppen;
– Vergleich der aktuellen Muster mit den Benchmark-Test-Mustern, die im dritten Datenhaltungssystem gespeichert sind, um abgeglichene Muster zu extrahieren;
– Ableitung der abgeglichenen Muster für die Vorhersage kurz- und langfristiger Auswirkung auf die Treibhausgasemission der Entität und Problemlösungen derselben auf Basis der abgeglichenen Muster;
– Erstellung von Benachrichtigungen auf Basis der Voraussagen;
– Erfassung von Abscheidungsdaten;
– Empfang der übermittelten Signale;
– Berechnung der aus der Gruppe ausgewählten Emissionsdaten bestehend aus den übermittelten Signalen der Projektemissionen, Sickeremissionen und Grundemissionen;
– Zugriff auf die genannten Abscheidungsdaten und die errechneten Emissionsdaten; und
– Berichtserstellung durch Inventarisierung der Abscheidungsdaten und der errechneten Emissionsdaten.

Das obig hier beschrieben Verfahren umfasst darüber hinaus den Verfahrensschritt der Generierung von Treibhausgas-Elementkarten für eine spezifizierte Region unter Heranziehung der Berichte bezogen auf die Anlagen der betreffenden Region. Und weiterhin über den Verfahrensschritt der Erfassung von Echtzeit-Audio- und Video-Daten und Übermittlung dieser Daten an Anwender über das sekundäre Übertragungssystem.
Das hier oben beschriebene Verfahren umfasst ferner die folgenden Verfahrensschritte:

– Übermittlung der Nachrichten und Problemlösungen an die Anwender über ein zweites Kommunikationsnetzwerk; und
– Empfang von Rückmeldungen und Aktualisierung des dritten Datenhaltungssystems.

Das hier oben beschriebene Verfahren umfasst zusätzlich die folgenden Verfahrensschritte:

– Abfrage des Geber-Untersystems für die erneute Übermittlung der im sekundären Datenhaltungssystem gespeicherten Signale, wenn keine Daten innerhalb einer spezifizierten Zeitdauer empfangen werden;
– Abfrage der im sekundären Datenhaltungssystem gespeicherten Signale; und
– Initialisierung des primären Übermittlungssystems zur Übertragung der extrahierten Signale.

KURZBESCHREIBUNG DER BEIGEFÜGTEN ZEICHNUNGEN
Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Abbildungen beschrieben, von denen:
1 die schematische Darstellung eines Systems für die Überwachung Treibhausgas-bezogener Daten einer Entität gemäß dieser Erfindung ist;
2 die schematische Darstellung eines Verfahrens für die Überwachung Treibhausgas-bezogener Daten einer Entität gemäß dieser Erfindung ist;
3 die beispielhafte Darstellung des Abgleichs gespeicherter Signalmuster mit den aktuellen Muster der gleichen Entität gemäß dieser Erfindung ist; und
4 die beispielhafte Darstellung des Abgleichs gespeicherter Signalmuster mit den aktuellen Muster verschiedener Entitäten gemäß dieser Erfindung ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Zeichnungen und die Erläuterungen derselben sind lediglich eine Illustration eines Computer-gestützten Systems für die Überwachung von Treibhausgas-bezogener Daten einer Entität mit beweglichen und/oder fest installierten Betriebsanlagen. Die Zeichnungen und Erläuterungen sind lediglich eine beispielhafte Darstellung der Erfindung und stellen keinerlei Einschränkungen des Umfangs der Erfindung dar.
Der Schwerpunk der Erfindung liegt in der Bereitstellung eines authentischen Systems, das die Überwachung und Verwaltung von Treibhausgas-bezogenen Parameter ermöglicht. Des Weiteren besteht der Leistungsumfang dieser Erfindung in der Verwaltung und Überwachung Treibhausgas-bezogener Parameter einer einzelnen Entität oder einer Gemeinde.
Gemäß dieser Erfindung wird ein Diagnose- und Prognose-Untersystem für die Analyse der Parameter, die mit Treibhausgasen in Bezug stehen, die von einem Geber-Untersystem erfasst werden, bereitgestellt. Darüber hinaus schlägt das Diagnose- und Prognose-Untersystem den Anwendern Problemlösungen zur Vermeidung von System-/Prozessfehlern vor und für die Einhaltung aktueller Treibhausgasstandards und ist in der Lage, zukünftige Treibhausgas-Standards und Normen einzuhalten. Das Diagnose- und Prognose-Untersystem macht den Anwender ebenfalls auf die Maßnahmen aufmerksam, die bei verschiedenen Ereignissen zu ergreifen sind.
Gemäß dieser Erfindung bezieht das System vielfältige Arten der Projektemissionen, Leckagen und natürliche/artifizielle Abscheidung in die Berechnung der effektiven Treibhausgasemissionen ein. Es verbessert auf diese Weise die Bewertung der Treibhausgasemissionen, die Verifikation, Audits und Zertifikation an jedem beliebigen Ort weltweit.
Die Erfindung umfasst die Leistungseigenschaften und Möglichkeiten der Kommunikation über Internet/GSM/3G/GIS/Satellitenkommunikation; die Bereitstellung audiovisueller Hilfsmittel auf beliebigen Handgeräten; die Nutzung hoch abgesicherter Datenübertragungssysteme; und die Nutzung interaktiver Werkzeuge und online Validierungen.
Gemäß einem weiteren Aspekt dieser Erfindung umfasst das System ein Treibhausgas-Inventarisierungsuntersystem mit Funktionen zur Pflege des Bestands der erfassten Parameter und für die Erstellung von Berichten in voreingestellten Zeitabständen wie täglich, monatlich, jährlich und dergleichen.
Gemäß einem weiteren zusätzlichen Aspekt der vorliegenden Erfindung erfolgt die Bereitstellung einer lokalen Speicherfunktion für das Geber-Untersystem für die fortlaufende Speicherung der erfassten Parameter, um Null-Prozent Datenverlust während eines Ausfalls des Serversystems oder der Netzwerkkommunikation zu gewährleisten. Auf diese abgespeicherten Parameter kann jederzeit durch Abfrage vom zentralen Datenhaltungssystem zugegriffen werden, wodurch es zu keinerlei Datenverlusten kommt.
Darüber hinaus verfügt diese Erfindung über die Funktion der Generierung von Treibhausgas-Elementkarten spezifiziert für eine Region/ein Gebiet/ein Land. Die Erfindung ermöglicht jederzeit ebenfalls die Visualisierung der Daten/Anlagen/Betriebsgelände über eine audiovisuelle Hilfsfunktion auf jedem beliebigen Handgerät.
Die 1 ist die Darstellung eines Computer-gestützten Systems für die Überwachung von Treibhausgas-bezogener Daten einer Entität mit Anlagen, die darauf ausgelegt sind, Treibhausgase zu emittieren oder abzusondern. Das System 100 umfasst ein Geber-Untersystem 105 für die Parametererfassung; ein Diagnose- und Prognosesystem 110 für die Vorhersage kurz- und langfristiger Auswirkung auf die Treibhausgasemission der Entität; und ein Berichtsuntersystem 115 zur Generierung von Berichten nach Durchführung der Inventarisierung.
Das Geber-Untersystem 105 umfasst im Prinzip Sensoren 105a, gekoppelt mit jeder einzelnen Anlage, die fortlaufend mindestens einen Treibhausgas-Paramter erfassen, der sich auf die Anlage bezieht. Im Rahmen dieser Erfindung ist es ebenfalls möglich, die Gebersysteme als Teil von SCADA-Systemen für Treibhausgas-bezogene Daten der Anlage zu nutzen. Beispielsweise können die Parameter einer Wärmeerzeugungsanlage, einschließlich aber nicht ausschließlich, Dampfdurchsatz, Dampftemperatur, Dampfdruck, Speisewassertemperatur, Stromverbrauch, Flüssigkeitsdurchsatz, Zulauftemperatur des Wärmeträgermediums am Zulauf, Temperatur des Wärmeträgermediums am Ablauf des Heizaggregats, Stromverbrauch, Brenn-/Heizwert des Brennstoffs, Brennstoffverbrauch, Leistung der Anlage, Feuchtigkeitsgehaltswerte, chemische Reaktionen, Betriebsdruck, Umgebungstemperatur, Betriebslast, Alter der Anlage, Dampferzeugungszyklus, Messinstrumente Ablesedaten, Delta-Energieverbrauch und Kombinationen dieser Parameter und ähnliche erfasst werden.
Die Ausgangssignale der Geber entsprechen den Werten der erfassten Parameter. Diese Signale werden über ein primäres Übermittlungssystem 105b übermittel, das die Signale über ein primäres Kommunikationsnetzwerk überträgt. Dieses Netzwerk, in einer bevorzugten Ausführung, ist ein Internet- oder GPRS-Netzwerk. Alternativ kann das Netzwerk ein Mobilnetz, GSM-Netz, CDMA-Netz, VPN, OFDM-Netzwerk, LAN, MAN, WAN, 3G-Netz, Satelliten-Kommunikationsnetzwerk oder Kombinationen dieser Netze sein. Ferner überträgt das primäre Übermittlungssystem 105b die Signale nach Verknüpfung der Signale mit Meldungen; die Meldungen sind beispielsweise eine E-Mail, SMS, MMS, Pakete und Kombinationen derselben.
Ältere derartige Systeme leiden unter dem Problem des Datenverlusts, bedingt durch Serverausfall oder Netzwerkverzögerungen und dergleichen. Zur Überwindung solcher Probleme und zur Gewährleistung von Null-Prozent Datenverlust umfasst das Geber-Untersystem 105 ein sekundäres Datenhaltungssystem 105c, das die Signale als Log-Dateien speichert, auf die dann zu einem späteren Zeitpunkt zugegriffen werden kann und die dann erneut übermittelt werden können, falls Störungen bei der Übermittlung von Signalen oder Falschberechnungen aufgetreten sind.
Das System beinhaltet ein Treibhausgas Prognose- und Diagnose-Untersystem 110, das ein Registrierungsverfahren 110a für die Eintragung der Vielzahl von Sensoren im Untersystem für die Treibhausgasprognose und -Diagnose 110 und ein Untersystem für die Erstellung von Berichten 115.
Weiterhin ist ein Abfrage- und Kollationssystem 110b für die Entgegennahme der übermittelten Signale, die Auswahl der Signale und die Kollation der ausgewählten Signale in Gruppen enthalten; weiterhin werden die kollationierten Probemuster durch ein Musterbildungswerkzeug 110c verarbeitet, indem dieses auf das primäre Datenhaltungssystem 102 und dort auf Bestimmungen zugreift, welche die Parameter regeln, um Benchmark-Testmuster und aktuelle Muster für die Signalgruppen zu generieren. Diese Gruppen werden ebenfalls im zentralen Datenhaltesystem 103 als Log-Dateien gespeichert. Die aktuellen Muster werden dann mit den Benchmark-Testmustern verglichen, die in einem dritten Datenhaltesystem 110d gespeichert sind. Mittels Komparatorwerkzeug 110e werden die abgeglichenen Muster extrahiert. Das dritte Datenhaltungssystem 110d speichert die Benchmark-Testmuster der den Parameter entsprechenden Signalgruppen, wobei das dritte Datenhaltungssystem 110d von Fachexperten erstellt wird, wofür die im primären Datenhaltungssystem gespeicherten Regeln zu einem späteren Zeitpunkt verwendet werden, um die aktuellen Muster der Signale abzugleichen. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung erstellen die Fachexperten die Muster für ausgewählte Anlagen oder die gesamte Entität, die Treibhausgas generieren können. Die Benchmark-Testmuster werden von Zeit zu Zeit verifiziert.
Die extrahierten Muster werden durch das Parsingwerkzeug 110f abgeleitet, das die abgeglichenen Muster ableitet, um Vorhersagen über kurz- und langfristiger Auswirkung auf die Treibhausgasemission der Entität auf Basis der abgeglichenen Muster zu treffen. Das Parsingwerkzeug bietet auf Basis der abgeglichenen Muster Problemlösungen an. Diese Ableitung kann mittels mathematische Analyse, statistischer Analyse oder Computer-gestützter Analyse der abgeglichenen Muster erfolgen.
Ferner ist ein Benachrichtigungswerkzeug 110g vorhanden für die Erstellung von Benachrichtigungen auf Basis der kurzfristigen und langfristigen Auswirkungen auf die Entität. Diese Benachrichtigungen beinhalten Qualitätsmarkierungen, beispielsweise kann eine negative kurzfristige oder langfristige Auswirkung durch eine „Negativmarkierung” und im umgekehrten Fall durch eine „Positivmarkierung” dargestellt werden.
Die generierten Benachrichtigungen und Problemlösungen werden den Anwendern mittels eines sekundären Übermittlungssystems 110h übermittelt, das die Benachrichtigungen und Problemlösungen über ein sekundäres Kommunikationsnetzwerk den Anwendern zuleitet. Dieses Netzwerk, in einer bevorzugten Ausführung, ist ein Internet- oder GPRS-Netzwerk. Alternativ ist das Netzwerk ein Mobilnetz, GSM-Netz, CDMA-Netz, VPN, OFDM-Netzwerk, LAN, MAN, WAN, 3G-Netz, Satelliten-Kommunikationsnetzwerk oder Kombinationen dieser Netze. Das sekundäre Übermittlungssystem 110h versendet zudem die Signale nach Verknüpfung der Signale mit Meldungen üblicherweise in Form einer E-Mail, SMS, MMS, von Paketen und Kombinationen derselben. Rückmeldungen der Anwender zu den Benachrichtigungen und vorgeschlagenen Problemlösungen werden über das Empfangssystem 110i entgegen genommen und das dritte Datenhaltungssystem 110d wird entsprechend aktualisiert.
Für die Erstellung von Berichten zur Analyse der Emissionskontingente wird das Bericht-Untersystem 115 verwendet. Das Bericht-Untersystem 115 umfasst das Erfassungswerkzeug der Abscheidungsdaten 115a für die Kommunikation mit geeigneten Abscheidungsanlagen (nicht dargestellt) für die Erfassung von Abscheidungsdaten. Ein Datenzugriffssystem 115b ist vorhanden, das auf die im zentralen Datenhaltungssystem gespeicherten Gruppen und gesammelten Abscheidungsdaten zugreift und diese an ein Berechnungssystem 115c zur Berechnung der Emissionsdaten einschließlich Projektemissionen, Sickeremissionen und Grundemissionen, und zudem auf die erfassten Abscheidungsdaten zugreift. Ein System zur Erstellung von Berichten 115d greift dann auf die berechneten Emissionsdaten und die Abscheidungsdaten zu, inventarisiert sie und erstellt Berichte.
Zur Gewährleistung von Null-Prozent Datenverlust ist das zentrale Datenhaltungssystem 103 mit einem Abfragesystem 120 verknüpft, welches das Geber-Untersystem 105 veranlasst, die im sekundären Datenhaltungssystem 105c gespeicherten Signale, die den Treibhausgas-bezogenen Parameter entsprechen, zurückzuübertragen. Folglich verfügt das Geber-Untersystem 105 über ein Werkzeug 106d für die Extrahierung der im sekundären Datenhaltungssystem gespeicherten Signale und für die Initialisierung des Übermittlungssystems, die extrahierten Signale zu übertragen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet das System zudem über Fernüberwachungssysteme 125, gekoppelt mit dem bereits genannten Geber-Untersystem 105 zur Erfassung von Echtzeit Audio- und Videodaten der Entität und überträgt diese an den Anwender über das sekundäre Übermittlungssystem 110h.
Das System umfasst ebenfalls ein primäres Bearbeitungssystem (in der Abbildung nicht dargestellt) für die Bearbeitung der Regelungen, welche die im primären Datenhaltungssystem gespeicherten Parameter bestimmen, und über ein sekundäres Bearbeitungssystem für die Bearbeitung der Benchmark-Testmuster der Gruppen von abgeglichenen Signalen, die im dritten Datenhaltungssystem gespeichert sind. Die Bearbeitung der Benchmark-Testmuster erfolgt üblicherweise durch Fachexperten für die entsprechenden Anlagen oder Entitäten für den Fall, dass die erfassten aktuellen Muster nicht Teil der Benchmark-Testmuster sind.
Gemäß einer weiteren Funktion der vorliegenden Erfindung verfügt das System über ein Werkzeug zur Erstellung von Landkarten für die Generierung von Treibhausgas-Elementkarten für eine spezifizierte Region unter Heranziehung der Berichte bezogen auf die Anlagen der betreffenden Region.
Gemäß einer weiteren Funktion der Erfindung werden die Benchmark-Testmuster der Signalgruppen bezogen auf die Parameter einer Entität, abgespeichert im dritten Datenhaltungssystem für eine andere Entität verwendet, um diese zu verknüpfen und Diagnosen und Prognosen durchzuführen.
Gemäß dieser Erfindung wird ein Verfahren (wie in 2 aufgezeigt) bereitgestellt für die Überwachung von Treibhausgas-bezogener Daten einer Entität mit beweglichen und/oder fest installierten Betriebsanlagen, wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte umfasst:

– Die Bereitstellung eines primären Datenhaltungssystems für die Speicherung Treibhausgas-bezogener Parameter und der Regularien, welche diese Parameter bestimmen, 201;
– Anbindung einer Vielzahl von Sensoren an die Anlage, 203;
– Registrierung der Sensoren im Untersystem für die Treibhausgasprognose und -Diagnose und ein Untersystem für die Erstellung von Berichten, 205.
– Fortlaufende Erfassung mindestens eines der Parameter durch ein Erfassungs-Untersystem und Generierung von Signalen, die den Parametern entsprechen, 207;
– Bereitstellung eines sekundären Datenhaltungssystems für die Speicherung der den Parameter entsprechenden Signale als Log-Daten, 209;
– Übertragung der Signale, die den Parametern entsprechen über ein primäres Kommunikationsnetzwerk, 211;
– Empfang der übermittelten Signale, 213;
– Auswahl mindestens eines der übertragenen Signale zur Kollation der ausgewählten Signale in Gruppen, 215;
– Speicherung der Gruppen als Log-Dateien in einem zentralen Datenhaltungssystem, 217;
– Zugriff auf das primäre Datenhaltungssystem und der Auswahl der Regelungen für die Erstellung der Benchmark-Test-Muster und aktueller Muster für die Signalgruppen, 219;
– Vergleich der aktuellen Muster mit den Benchmark-Test-Mustern, die im dritten Datenhaltungssystem gespeichert sind, um abgeglichene Muster zu extrahieren, 221;
– Ableitung der abgeglichenen Muster für die Vorhersage kurz- und langfristiger Auswirkung auf die Treibhausgasemission der Entität und Problemlösungen derselben auf Basis der abgeglichenen Muster, 223;
– Erstellung von Benachrichtigungen auf Basis der Voraussagen, 225;
– Erfassung von Abscheidungsdaten von den dazu ausgelegten Abscheidungsanlagen, 227;
– Zugriff auf sie im zentralen Datenhaltungssystem gespeicherten Gruppen und die erfassten Abscheidungsdaten, 229;
– Berechnung der aus der Gruppe extrahierten Emissionsdaten selektiert aus der Gruppe bestehend aus Projektemissionen, Sickeremissionen und Grundemissionen, 231;
– Zugriff auf die genannten Abscheidungsdaten und die errechneten Emissionsdaten, 233; und
– Berichtserstellung durch Inventarisierung der Abscheidungsdaten und der errechneten Emissionsdaten, 234.

Das obig hier beschrieben Verfahren umfasst darüber hinaus den Verfahrensschritt der Generierung von Treibhausgas-Elementkarten für eine spezifizierte Region unter Heranziehung der Berichte bezogen auf die Anlagen der betreffenden Region, 235.
Zusätzlich beinhaltet das Verfahren den Verfahrensschritt der Erfassung von Echtzeit-Audio- und Video-Daten und Übermittlung dieser Daten an Anwender über das sekundäre Übertragungssystem, 237.
Das hier oben beschriebene Verfahren umfasst ferner die folgenden Verfahrensschritte:

– Übermittlung der Nachrichten und Problemlösungen an die Anwender über ein zweites Kommunikationsnetzwerk, 239; und
– Empfang von Rückmeldungen und Aktualisierung des dritten Datenhaltungssystems, 241.

Das hier oben beschriebene Verfahren umfasst ferner die folgenden Verfahrensschritte:

– Abfrage des Geber-Untersystems für die erneute Übermittlung der im sekundären Datenhaltungssystem gespeicherten Signale, 243;
– Abfrage der im sekundären Datenhaltungssystem gespeicherten Signale, 245; und
– Initialisierung des Übermittlungssystems zur Übertragung der extrahierten Signale, 247.

Gemäß einer beispielhaften Darstellung der vorliegenden Erfindung umfassen die Projektemissionen CO₂ Emissionen aus vor Ort vorhandenem Fossilbrennstoff und aus den Verbrauch elektrischer Energie, welcher der Projektaktivität (PE_CO2,FF,y und PE_CO2,EC,y) zugeordnet werden kann, CO₂ Emissionen aus dem Antransport von Biomasseresten von außerhalb des Betriebsgeländes, die in Wärmeerzeugungsanlagen verbrannt werden, auf das Projektgelände (PE_CO2,TR,y), und, falls innerhalb des Projektgeländes gelegen, CH₄ Emissionen aus der Verbrennung von Biomasseresten zur Wärmeerzeugung (PE_CH4,BF,y): PE_y = PE_CO2,FF,y + PE_CO2,EC,y + PE_CO2,TR,y + GWP_CH4·PE_CH4,BF,y
Hierfür gilt:

PEJ: Projektemissionen im Verlauf eines Jahres J (tCO₂/Jahr)
PECO2,FF,J: CO₂ Emissionen aus der vor Ort Verbrennung fossiler Brennstoffe, die der Projektaktivität (tCO₂/Jahr) zugeordnet werden können
PECO2,EC,J: CO2 Emissionen aus der vor Ort verbrauchten elektrischen Energie, die der Projektaktivität (tCO2/Jahr) zugeordnet werden können
PECO2,TR,J: CO2 Emissionen aus dem Antransport von Biomasseresten ein von außerhalb auf das Projektgelände (tCO2/Jahr)
GWPCH4: Globales Erwärmungspotenzial von Methan geltend für den er Betriebszeitraum (tCO₂e/tCH₄)
PECH4,BF,J: CH₄ Emissionen aus der Verbrennung der Biomassereste in der Wärmegewinnungsanlage (tCH₄/Jahr)

Gemäß einer weiteren beispielhaften Darstellung der vorliegenden Erfindung umfassen die Projektemissionen CO2 Emissionen aus der Verbrennung von Fossilbrennstoff in der Wärmegewinnungsanlage, wenn keine Projektaktivität gegeben ist und, falls innerhalb des Projektgeländes gelegen, CH4 Emissionen aus der Verbrennung von Biomasseresten, wenn keine Projektaktivität gegeben ist: BE_y = BE_HG,y + BE_BF,y
Hierfür gilt:

BEJ: Grundemissionen im Verlauf des Jahres J (tCO₂e/Jahr)
BEHG,J: Grundemissionen aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe zur Wärmegewinnung in der Wärmegewinnungsanlage im Verlauf des Jahres J (tCO₂/Jahr)
BEBF,J: Grundemissionen aus der unkontrollierten Verbrennung oder Verrottung der Biomassereste im Verlauf des Jahres J (tCO₂e/Jahr)

Beispielsweise umfassen die Grundemissionen BE_{thermal,CO2,y} = (EG_thermal,y/ή_BL,thermal)·EF_FF,CO2
Hierfür gilt:

BEthermal,CO2,y: = die Grundemissionen aus der Dampf-/Wärmegenerierung durch die Projektaktivität im Verlauf des Jahres J (tCO2)
EGthermal,y: = die Nettomenge des Dampfes/der Wärme abgegeben durch die Projektaktivität im Verlauf des Jahres j (TJ)
ήBL,thermal: = der Wirkungsgrad der Anlage bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe, die verbrannt worden wären, wenn keine Projektaktivität gegeben ist.
EFFF,CO2: = der CO2-Emissionsfaktor des fossilen Brennstoffs, der angewendet worden wäre in der Basisanlage; tCO2/TJ, bezogen aus zuverlässigen örtlichen oder nationalen Datenbanken, falls verfügbar, andernfalls werden die IPCC-Standardemissionsfaktoren verwendet.

Die Grundemission eines Dampfkessels wird beispielsweise wie folgt berechnet: EG_thermal = Q_{Dampf·(Hs-Hw)·4.186·10} ^–6
Hierfür gilt:

EGthermal: = Nettomenge der durch die Projektaktivität abgegebenen Wärme
QDampf: = Menge des abgegebenen Dampfes in Tonnen
Hs: = spezifischer Wärmeinhalt von Dampf bei entsprechendem absoluten Druck und entsprechender Temperatur am Dampfausgang (Kcal/kg)
Hw: = spezifischer Wärmeinhalt des Zulaufwassers bei entsprechender Temperatur am Kesselzulauf (Kcal/kg)

Die Grundemission einer Wärmeanlage wird beispielsweise wie folgt berechnet. EG_thermal = Q_Flow·Cp_out·δ_{out(Tout-Tin)·4.186·10} ^–6
Hierfür gilt:

QFlow: = Durchsatz des Wärmeträgermediums am Ausgang der Wärmeanlage (m³).
Cpout: = die spezifische Wärme des Wärmeträgermediums bei Tout Temperatur (kcal/kg.°C)
δout: = Dichte des Wärmeträgermediums bei Tout Temperatur der Wärmeanlage (kg/m3) am Ausgang der Wärmeanlage (kg/m³).
Tout: = Temperatur des Wärmeträgermediums am Ausgang der Wärmeanlage (°C)
Tin: = Temperatur des Wärmeträgermediums am Einlauf der Wärmeanlage (°C).

Gemäß einer weiteren beispielhaften Darstellung der vorliegenden Erfindung werden die Leckage-Emissionen wie folgt berechnet:
In Fällen, in denen die Biomassereste nicht direkt auf dem Projektgelände generiert werden, können Projektteilnehmer die CO2 Emissionen bestimmen, die durch den Transport der Biomassereste zum Projektgelände entstehen. In vielen Fällen erfolgt der Transport durch Fahrzeuge.
Die Projektteilnehmer können zwischen zwei alternativen Möglichkeiten zur Bestimmung der Emissionen wählen: Ein Verfahren basiert auf der Entfernung und dem Fahrzeugtyp (Option 1). Das andere Verfahren basiert auf dem Treibstoffverbrauch (Option 2).
Option 1:
Emissionen werden berechnet auf Basis der Fahrstrecke und der Anzahl der Fahrten (oder der durchschnittlichen Lkw-Ladung): PE_CO2,TR,y = N_y·AVD_y·EF_km,CO2 oder
Hierfür gilt:
Option 2:
Emissionen werden auf der Basis der tatsächlich für den Transport verbrauchten Menge fossiler Brennstoffe berechnet.

PECO2,TR,J: CO₂ Emission aus dem Antransport von Biomasseresten von außerhalb auf das Projektgelände (tCO2/Jahr)
NJ: Anzahl der LKW Fahrten im Verlauf des Jahres J
AVDJ: Durchschnittliche Fahrstrecke für die Hin- und Rückfahrt zwischen Biomassebrennstoff-Lägern und Projektgelände im Verlauf des Jahres J (km)
EFkm,CO2,J: Durchschnittlicher CO₂ Emissionsfaktor für die erfassten LKW im Verlauf des Jahres J (tCO₂/km)
BFPJ,k,J: Menge der Biomassereste Typ k verwendet für die Wärmegewinnung aus der Projektaktivität im Verlaufe des Jahres J (Tonnen trockener Masse oder Liter)
TLJ: Durschnittliche Lkw-Ladung der benutzten LKW (Tonnen oder Liter)

PE_CO2,TR,y = Σ iFCT_R,i,y·NCV_i·EF_CO2,FF,i

Hierfür gilt:

PECO2,JR,J: CO2 Emissionen aus dem Antransport von Biomasseresten von außerhalb auf das Projektgelände (tCO2/Jahr)
FCTR,i,J: Treibstoffverbrauch für Treibstofftyp i in LKW für den Transport der Biomassereste im Verlauf des Jahres J (Masse- oder Volumeneinheit)
NCVi: Nettokalorienwert des Treibstofftyps i (Masse- oder Volumeneinheit)
EFCO2,FF,i: CO₂ Emissionsfaktor für den fossilen Treibstofftyp i (tCO₂/GJ)

₄

_CH4,BF,y

Befindet sich die Quelle innerhalb der Projektgrenzen, so werden Emissionen wie folgt berechnet: PE_CH4,BF,y = EF_CH4,BF·Σ kBF_PJ,k,y·NCV_k
Hierfür gilt:

PECH4,BF,J: CH₄ Emissionen aus der Verbrennung der Biomassereste in der Wärmegewinnungsanlage (tCH₄/Jahr)
EFCH4,BF: CH₄ Emissionsfaktor für die Verbrennung der Biomassereste in der Wärmegewinnungsanlage (tCH₄/GJ)
BFPJ,k,J: Menge der Biomassereste Typ k verwendet für die Wärmegewinnung aus der Projektaktivität im Verlaufe des Jahres J (Tonnen trockener Masse oder Liter)
NCVk: Nettokalorienwert der Biomassereste Typ k (GJ/Tonnen trockenes Material oder GJ/Liter)

Darüber hinaus werden zur Bestimmung des Emissionsfaktors von CH4 Messungen auf dem Anlagengelände durchgeführt, oder ers werden die vordefinierten IPVV-Werte verwendet. Die Ungenauigkeit des CH4 Emissionsfaktors ist allgemein hoch (relativ). Um dies zu berücksichtigen und zum Aufgabe der Erstellung kouservativer Schätzungen der Emissionsreduzierungen wird auf den CH4 Emissionsfaktor ein Konservativfaktor angewendet. Die Höhe des Konservativfaktors hängt vom Ungenauigkeitsbereich der Schätzung des CH4 Emissionsfaktors ab. Es wird ein angemessener Konservativfaktor gewählt und dieser mit dem Schätzwert für den CH4 Emissionsfaktor multipliziert.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Darstellung der vorliegenden Erfindung basieren die an den dazu ausgelegten Anlagen erfassten Daten entweder auf natürliche Abscheidungsverfahren oder Fernerfassung.
Natürliche Abscheidung:
Beispielsweise wird das Abscheidungsverfahren unter Berücksichtigung der vom United States Department of Energy vorgegebenen Standards wie folgt durchgeführt:
Zieht man in Betracht, dass eine Gallone (US = 4,405 1) 8,9 Kg CO2 emittiert, was grob 2,4 kg Kohlenstoff entspricht, was wiederum der Abscheidung von Kohlenstoff bei der Wandlung von 1,8 × 10 – 5 eines Hektars Land in einen Wald-Altbestand entspricht. Folglich kann durch die Pflanzung eines ein Hektar großen Auwalds über den Zeitraum der nächsten einhundert Jahre davon ausgegangen werden, die Kohlenstoffemission, die durch den Verbrauch von 54.000 Gallonen (237870 l) Benzin entstehen, ausgeglichen werden können.
Eine Autofahrt von 1.000 Meilen (1.609 km) mit einem Verbrauch von 20 Meilen (32,18 km) auf Hektar Wald, der gepflanzt werden werden müsste, entspricht einem Waldstück von etwa 10 Quadratmeter oder grob 3,3 × 3,5 Meter. Die daraus folgende Formel in Gallonen bei einem Verbrauch von 50 Gallonen Benzin entspricht 50 × 1.8 × 10 – 5 ≈ 10 – 3 Quadratmeter zu pflanzender Wald = 0,18 × (Fahrstrecke) Meilen/Gallone
Forstwirte pflanzen etwa 150 Pappeln pro Quadrat-Acre oder 370 Bäume je Hektar. Ein Hektar entspricht 10.000 Quadratmeter. Folglich werden 0,037 Bäume pro Quadratmeter gepflanzt, d. h., ein Baum auf alle 1/0.037 = 27 Quadratmeter. Als allgemeine Regel gilt, dass die Anzahl der zu pflanzenden Bäume der Anzahl der Quadratmeter dividiert durch 27 entspricht. Dies ergibt die Zahl der Anzahl der zu pflanzenden Bäume unter der Annahme, dass einer von 100 Bäumen die Pflanzung bis zur vollen Reife überlebt (etwa 100 Jahre). Daher kommt man durch Multiplikation der Rechnung mit dem Faktor 10 die Formel: Gepflanzte Bäume = 0,0667 × ((zurückgelegte Strecke)/(Meilen pro Gallone)) .
Diese Formel gilt für Einzelstrecken. Um den Gesamten pro Jahr produzierten Kohlenstoff auszugleichen, müssend genügend Bäume gepflanzt werden, um 5 metrische Tonnen Kohlenstoff im Verlauf der nächsten 100 Jahre abzusondern. Auf Basis der obigen Schätzungen beträgt die erforderliche Bodenfläche 5/139 = 0,04 Hektar = 0,016 Acres, was 2,4 Altbestand-Bäumen entspricht. Dieses multipliziert mit zehn für Baumverlust müssen 24 Bäume gepflanzt werden, um alle unsere Kohlenstoffemissionen für dieses Jahr auszugleichen.
Fernerfassung
Fernerfassung ist die Datenerfassung durch Sensoren an Bord eines Flugzeugs oder Weltraumplattformen. Fernerfassung ist sinnvoll für die Wald-Kohlenstoff-Berechnung für die Messung der Gesamtwaldfläche, Waldart, Wipfeldeckung und Höhe und Oberfläche der Äste zum Volumenverhältnis. Es gibt zwei Kategorien von Sensoren, passive und aktive: Erstere misst die Reflexion der natürlich vorhandenen Sonneneinstrahlung (wie beispielsweise in der Fotografie) und die Letztere misst die Strahlung, die von der Erdoberfläche übertragen und und reflektiert wird (wie beispielsweise beim Radar). Sensoren an Bord von Flugzeugen beinhalten prinzipiell Luftaufnahmen verknüpft mit einem geografischen Referenzsystem oder Light Detection and Ranging (LIDAR) Bildgebung mit Bildauflösungen von bis zu 1 m oder weniger. Satelliten-basierte Sensoren erfassen Bildmosaike, die große Flächen abdecken und unterschiedliche Bildauflösungen bieten: ,ultra-fein' hat eine Bildauflösung von weniger als 5 m, wogegen ,grob' definiert wird als ein Bildbereich von mehr als 250 m mit einem Bildauflösungsbereich, der zwischen diesen beiden Extremen liegt. Abgesehen von den Unterschieden in der räumlichen Auflösung unterscheiden fernerfasste Bilder bezüglich anderer Eigenschaften, wie beispielsweise Häufigkeit und Verfügbarkeit historischer Aufnahmen eines bestimmten Ortes.
Es gibt vielfältige Datentypen für die Berechnung der Wald-Kohlenstoff-Bestände. Sie können klassifiziert und in die Aufrechnung (Abscheidung) einbezogen werden. Beispielsweise können diese Daten oberirdische Biomasse (AGB – Above-ground biomass), unterirdische Biomasse (BGB – Below-ground biomass), tote organische Substanzen (Holz), organische Substanzen im Mutterboden (SOM – Soil organic matter) sein.
Entsprechend werden Werte für einzelne Anlagen/Gemeinden/Regionen/Länder errechnet, die für Benchmark-Tests herangezogen werden, um einen Aufrechnungswert zu bestimmen. Zur Berechnung der effektiven Emissionen für Anlagen/Gemeinden/Regionen/Länder benötigen wir die Grundemission bezogen auf die Standard-Parameter, die natürlichen Abscheidungsdaten, die für Anlagen/Gemeinden/Regionen/Länder durch Standardverfahren oder zertifizierten online Web-Dienstleistern und durch Projekt-Emissionen erfasst werden. Wir können das wie folgt formulieren:
Gemäß einer weiteren beispielhaften Darstellung der vorliegenden Erfindung wird die effektive Emission wie folgt berechnet: ER_y = (BE_y) – (PE_y + LE_y) oder ER_P = (BE_p) – (PE_p + LE_p)

ER: = Emissionsreduzierung
BE: = Grundemission
PE: = Projektemission
LE: = Leckage-Emission (bedingt durch den Transport der Biomasse)
y: = Im Verlauf eines Jahres
p: = Im Verlauf eines bestimmten Zeitraums

TESTERGEBNISSE
Gemäß einer weiteren beispielhaften Darstellung der Erfindung wird ein Betriebsbeispiel vorgelegt, in dem Parameter mit gespeicherten Benchmark-Testmustern der gleichen Entität verglichen werden.
In 3 wird ein Benchmark-Testmuster dargestellt, das durch einen Fachexperten erstellt wurde. Es enthält Werte, die aus Signalen gewonnen wurden, die bestimmten Treibhausgas-Parametern einer Entität auf Basis vordefinierter Regeln entsprechen. Diese Parameter sind Dampferzeugung pro Stunde (in Tonnen), Ablesewerte des Stromzählers (in KW), Energieverbrauch (in KW) und Delta-Energieverbrauch.
Die Muster wurden mit einem System erstellt, mit dem die gleiche Entität ausgestattet ist, werden mit zuvor gespeicherten Benchmark-Testmustern der gleichen Entität verglichen. Die Gebersignale werden fortlaufend, stündlich erfasst und die Muster werden, wie in 3 dargestellt, gebildet.
Zur Vereinfachung des Verstehens werden hier nur die Muster eines Dampfkessels dargestellt, für den die Betriebsgrößen, die auch einen Teil der Regeln beinhalten, sind:

– Dampfkesselleistung: 4TPH
– Energie verbrauchende Komponenten: Wasserpumpe, Zulauf, I. D. Lüfter, F. D. Lüfter
– Wassertemperatur, Zulauf: (Normalerweise) 28 Grad C bis 75 Grad C

Die Abbildung stellt ebenfalls dar, dass zusätzlich zum Musterabgleich eine statistische Analyse durchgeführt wird, um Prognosen effizient zu erstellen. Wie zu erkennen ist, werden die durchschnittliche Abweichung von der durchschnittlichen Standardabweichung der aktuellen Datenerfassung und der Benchmark-Test-Erfassung berechnet.
Durch Nutzung des Diagnose- und Prognose-Untersystems wird die daraus folgende Diagnose erstellt und die Benachrichtigungen generiert.
Abweichender Energieverbrauch für die gleiche Dampferzeugung ist höher als der Verbrauch des Benchmark-Testmusters.
Die auf der Diagnose basierende Prognose lautet, wie folgt:
Es kann zu höheren Vibrationen in drehenden Komponenten kommen;
Probleme in der Schmierung, folglich erfordert das System überhöhte Schmierung; und
Lager, Fehlfunktion.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Darstellung der Erfindung wird ein Betriebsbeispiel vorgelegt, in dem Parameter mit gespeicherten Benchmark-Testmustern einer anderen Entität verglichen werden.
In 4 wird ein Benchmark-Testmuster dargestellt, das durch einen Fachexperten erstellt wurde. Es enthält Werte, die aus Signalen gewonnen wurden, die bestimmten Treibhausgas-Parametern einer Entität auf Basis vordefinierter Regeln entsprechen. Diese Parameter sind Brennstoffverbrauch pro Tag (F) bestehend aus Biomasse-Briketts (in Tonnen) und fossiler Brennstoff (in Tonnen); Dampferzeugung pro Tag (S) (in Tonnen); und das Verhältnis von S/F.
Die Muster wurden mit einem System erstellt, mit dem eine andere Entität ausgestattet ist, werden mit zuvor gespeicherten Benchmark-Testmustern der anderen Entität verglichen. Die Gebersignale werden fortlaufend, stündlich erfasst und die Muster werden, wie in 4 dargestellt, gebildet.
Zur Vereinfachung des Verstehens werden hier nur die Muster eines Dampfkessels dargestellt, für den die Betriebsgrößen, die auch einen Teil der Regeln beinhalten, sind:

– Dampfkesselleistung:4TPH
– Energie verbrauchende Komponenten: Wasserpumpe, Zulauf, I. D. Lüfter, F. D. Lüfter
– Wassertemperatur, Zulauf: (Normalerweise) 28 Grad C bis 75 Grad C
– Fossiler Brennstoff: Als fossiler Brennstoff wird Kohle verwendet.

Durch Nutzung des Diagnose- und Prognose-Untersystems wird die daraus folgende Diagnose erstellt und die Benachrichtigungen generiert.
Niedriger Wirkungsgrad des Dampfkessels, niedrige Heizwerte des Brennstoffs.
Die auf der Diagnose basierende Prognose lautet, wie folgt:
Fehlfunktion des Durchflussmessers, Kalibrierung erforderlich;
Höherer Feuchtigkeitsgehalt im Brennstoff; und
Überprüfung weitere Parameter, die Auswirkungen auf den Wirkungsgrad des Dampfkessels haben.
Aufgrund der Tatsache, dass elektrische Energie hauptsächlich durch Wärmekraftwerke gewonnen wird, insbesondere Kohlekraftwerke, kann aus den obigen Betriebsbeispielen geschlossen werden, dass ein direkter Zusammenhang zwischen Energieverbrauch und Menger der emittierten Treibhausgase besteht.
TECHNISCHER FORTSCHRITT
Der technischer Fortschritt der vorliegenden Erfindung beinhaltet:

– Die Bereitstellung eines Systems zur Überwachung Treibhausgas-bezogener Parameter;
– Die Gewinnung von Erkenntnissen über der Treibhausgas-bezogenen Informationen einer Entität mittels Diagnose und Prognose.
– Die Zuverlässigkeit mittels Standardverfahren für die Datenerfassung, Verwendung von verschlüsselten Algorithmen und Absicherung des Netzwerks;
– Die Bereitstellung von Authentizität bei der Überwachung der Treibhausgasbezogenen Parameter durch audiovisuelle Hilfsmittel zur Überwachung der Anlage/des Betriebsgeländes/der Anlagengebäude zu jeder Zeit;
– Die Gewährleistung von Null-Prozent Datenverlust bei der Datenerfassung;
– Die effiziente Anlageüberwachung in unterschiedlichen Szenarien;
– Die Erstellung von Computer-berechneten Treibhausgasemissionen und eine Vorhersage der Reduzierung dieser Emissionen;
– Die Bereitstellung eines Emissions-Kredit-Managementsystems zur effizienten Nutzung von Computer-berechneten und -verwalteten Emissionskontingenten;
– Die schnelle und exakte Berechnung der Reduzierung von Treibhausgasemissionen; und
– Die Bereitstellung eines Zeit-, Kosten und Platz-effizienten Systems für die Überwachung von Parameter bezogen auf Treibhausgase.

Die angegebenen numerischen Werte für verschiedene physikalische Parameter, Abmessungen und Mengen sind lediglich Annäherungswerte und es ist davon auszugehen, dass höhere oder niedrigere Werte als die numerischen Werte die den physikalischen Parameter, Abmessungen und Mengen zugeordnet wurden im Bereich dieser Erfindung und des Anspruchs liegen, es sei denn, es ist eine gegenteilige Aussage in den Spezifikationen gegeben.
Wenngleich in diesen Ausführungen beträchtlicher Wert auf die Komponenten und Teilsysteme in der bevorzugten Ausführung gelegt wird, wird anerkannt, dass vielfältige Ausgestaltungen und Abänderungen der bevorzugten Ausführung vorgenommen werden können, ohne von den prinzipiellen Eigenschaften der Erfindung abzuweichen. Diese und andere Veränderungen sowohl der bevorzugten Ausführung als auch andere Ausführungen der Erfindung ist für Fachleute in diesem Bereich aus diesen Ausführungen klar erkennbar, weshalb mit aller Deutlichkeit festgestellt wird, dass die vorangegangenen Ausführungen lediglich als eine erläuternde Darstellung der Erfindung zu sehen und nicht einschränkender Natur sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

CN 01782562 [0011]

Claims

Computer-gestütztes System für die Überwachung von Treibhausgas-bezogener Daten einer Entität mit beweglichen und/oder fest installierten Betriebsanlagen, in der die Anlagen darauf ausgelegt sind, Treibhausgase zu emittieren oder abzusondern. Das System umfasst: – Ein primäres Datenhaltungssystem für die Speicherung Treibhausgas-bezogener Parameter und der Regularien, welche diese Parameter bestimmen; – Ein Geber-Untersystem, das besteht aus: – Einer Vielzahl adaptierter Sensoren, die an geeigneten Orten der Anlage eingebunden werden, wobei diese Vielzahl der Sensoren weiterhin darauf angepasst wird, dass sie mindesten einen der Parameter erfassen und entsprechende Signale generieren; – Ein primäres Übertragungssystem über ein primäres Kommunikationsnetzwerk ausgerichtet auf die Übertragung der Signale, die den Parametern entsprechen; – Ein sekundäres Datenhaltungssystem ausgerichtet auf die Speicherung der Signale als Log-Daten; – Ein Treibhausgas Prognose- und Diagnose-Untersystem bestehend aus: – Registrierungsverfahren für die Eintragung der Vielzahl von Sensoren im Untersystem für die Treibhausgasprognose und -Diagnose und ein Untersystem für die Erstellung von Berichten. – Abfrage- und Kollationssystemen für die Entgegennahme der übermittelten Signale und die Auswahl und weitere Verarbeitung mindestens eines der übertragenen Signale zur Kollation der ausgewählten Signale in Gruppen; – Musterbildungswerkzeugen ausgerichtet auf den Zugriff auf das primäre Datenhaltungssystem und der Auswahl der Regelungen für die Erstellung der Benchmark-Test-Muster und aktueller Muster der Signalgruppen; – Einem dritten Datenhaltungssystem für die Speicherung der Benchmark-Test-Muster der den Parameter entsprechenden Signalgruppen, wobei das dritte Datenhaltungssystem von Fachexperten erstellt wird; – Komparatorwerkzeugen für den Abgleich der aktuellen Muster mit den Benchmark-Test-Mustern, die im dritten Datenhaltungssystem gespeichert sind, um abgeglichene Muster zu extrahieren; – Parsingwerkzeugen für die Ableitung der abgeglichenen Muster für die Vorhersage kurz- und langfristiger Auswirkung auf die Treibhausgasemission der Entität und Problemlösungen derselben auf Basis der abgeglichenen Muster; – Werkzeugen für die Generierung von Meldungen für die Erstellung von Meldungen auf Basis der Vorhersagen; und Ein zentrales Datenhaltungssystem für die Speicherung der Gruppen als Log-Daten; – Ein Berichtssystem bestehend aus: – Erfassungswerkzeugen der Abscheidungsdaten für die Kommunikation mit geeigneten Abscheidungsanlagen für die Erfassung von Abscheidungsdaten; – Datenerfassungssystemen verknüpft mit dem zentralen Datenhaltungssystem und dem Datenerfassungssystem der Abscheidungsdaten für die Erfassung der Abscheidungsdatengruppen; – Berechnungssystemen mit Zugriff auf die erfassten Gruppen zur Berechnung der aus den Gruppen ausgewählten Emissionsdaten bestehend aus Projektemissionen, Sickeremissionen und Grundemissionen, wobei die Berechnungssysteme Zugriff auf die erfassten Abscheidungsdaten haben; und – Berichtserstellungssystemen mit Zugriff auf die errechneten Emissionsdaten für die Inventarisierung und Erstellung von Berichten.
Das System wie im Anspruch 1 dargelegt, wonach das System darüber hinaus umfasst: – Abfragesysteme verknüpft mit dem zentralen Datenhaltungssystem, wobei die Abfragesysteme dafür ausgelegt sind, das Geber-Untersystem zu veranlassen, die im sekundären Datenhaltungssystem gespeicherten Signale, die den Parameter entsprechen, zurückzuübertragen; und – Werkzeuge für den Zugriff auf in dem sekundären Datenhaltungssystem gespeicherte Signale und die Ansteuerung der primären Übertragungssysteme für die Übertragung der Zugriffsdaten.
System gemäß Anspruch 1 ausgeführt, wonach das System über primäre Editierungswerkzeuge für die Bearbeitung der Regelungen zur Erstellung der Benchmark-Test-Muster und der aktuellen Muster verfügt.
System gemäß Anspruch 1 ausgeführt, wonach das System darüber hinaus über sekundäre Editierungswerkzeuge für die Bearbeitung der im dritten Datenhaltungssystem gespeicherten Benchmark-Test-Muster verfügt.
System wie im Anspruch 1 dargelegt, wonach das System darüber hinaus das Geber-Untersystem Teil eines SCADA-Systems ist.
System wie im Anspruch 1 dargelegt, wonach das System darüber hinaus über ein Werkzeug zur Erstellung von Landkarten für die Generierung von Treibhausgas-Elementkarten für eine spezifizierte Region unter Heranziehung der Berichte bezogen auf die Anlagen der betreffenden Region verfügt.
System wie im Anspruch 1 dargelegt, wonach das primäre Übertragungssystem zusätzlich ausgelegt ist für die Übertragung der Signale, verknüpft mit Meldungen, wobei die Meldungen ein Format haben, das aus einer Mustersammlung aus E-Mail, SMS, MMS, Paketen und Kombinationen daraus entnommen wird.
System wie im Anspruch 1 dargelegt, wonach das Diagnose- und Prognose-Untersystem darüber hinaus umfasst: – Ein sekundäres Übertragungssystem für die Übermittlung der Nachrichten und Problemlösungen an die Anwender über ein zweites Kommunikationsnetzwerk; und – Ein Empfangssystem für den Empfang von Rückmeldungen von den Anwendern und die Aktualisierung des dritten Datenhaltungssystems.
System wie im Anspruch 8 dargelegt, wonach das sekundäre Übertragungssystem zusätzlich ausgelegt ist für die Übertragung der Benachrichtigungen und Problemlösungen, verknüpft mit Meldungen, wobei die Meldungen ein Format haben, das aus einer Mustersammlung aus E-Mail, SMS, MMS, Paketen und Kombinationen daraus entnommen wird.
System wie im Anspruch 8 dargelegt, wonach das primäre Kommunikationsnetzwerk aus einer Gruppe gewählt wird, die aus Internet, PSTN, Mobilnetz, GSM-Netz, CDMA-Netz, VPN, OFDM-Netzwerk, LAN, MAN, WAN, 3G-Netz, Satelliten-Kommunikationsnetzwerk oder Kombinationen dieser Netze besteht.
System wie im Anspruch 8 dargelegt, wonach das sekundäre Kommunikationsnetzwerk aus einer Gruppe gewählt wird, die aus Internet, PSTN, Mobilnetz, GSM-Netz, CDMA-Netz, VPN, OFDM-Netzwerk, LAN, MAN, WAN, 3G-Netz, Satelliten-Kommunikationsnetzwerk oder Kombinationen dieser Netze besteht.
System wie im Anspruch 8 dargelegt, wonach das System über Fernüberwachungssysteme zur Erfassung von Echtzeit-Audio- und Video-Daten und über die Funktion zur Übermittlung dieser Daten an Anwender über das sekundäre Übertragungssystem verfügt.
System wie im Anspruch 1 dargelegt, wonach die Parameter aus einer Gruppe von Parameter bestehend aus Dampfdurchsatz, Dampftemperatur, Dampfdruck, Speisewassertemperatur, Stromverbrauch, Flüssigkeitsdurchsatz, Zulauftemperatur des Wärmeträgermediums am Zulauf, Temperatur des Wärmeträgermediums am Ablauf des Heizaggregats, Stromverbrauch, Brenn/Heizwert des Brennstoffs, Brennstoffverbrauch, Leistung der Anlage, Feuchtigkeitsgehaltswerte, chemische Reaktionen, Betriebsdruck, Umgebungstemperatur, Betriebslast, Alter der Anlage, Dampferzeugungszyklus, Messinstrumente Ablesedaten, Delta-Energieverbrauch und Kombinationen dieser Parameter und ähnliche ausgewählt werden.