CN115186983A - 一种基于能耗在线监测的碳排放自动核算系统 - Google Patents
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Abstract
本发明特别涉及一种基于能耗在线监测的碳排放自动核算系统。该基于能耗在线监测的碳排放自动核算系统，能耗在线监测模块接收在线监测端设备实时数据，远程监控设备运行状态；排放数据核算模块根据核算对象所在行业自动选取对应行业核算方法和核算参数进行碳排放量核算；排放结果分析模块对碳排放核算的数据进行多主题分析；排放数据展示模块进行汇总展示和查询，核算参数管理模块对系统所需参数进行管理。该基于能耗在线监测的碳排放自动核算系统，降低了人力和时间成本的，提升了数据的准确性和时效性，用户可以直观看到被监测对象的碳排放情况及对应分析结果，能够为低碳相关政策制定、企业生产计划调整等提供有力数据支撑。
Description
技术领域
本发明涉及云计算与能源减排技术领域，特别涉及一种基于能耗在线监测的碳排放自动核算系统。
背景技术
社会对低碳发展越来越重视。不同领域企业在生产耗能的同时，这些能耗带来的二氧化碳排放量不容忽视。
目前，不同能源消耗所产生的二氧化碳排放量的核算方法主要是排放因子法，即某种能源消耗产生的排放＝能源消耗的活动水平╳排放因子，其中活动水平数据即消耗或产生的燃料或物料数量相关的数据(例如燃料消耗量、燃料低位热值等)，排放因子即单位活动水平数据的二氧化碳排放量(例如燃料单位热值含碳量、碳氧化率等)。对于二氧化碳排放量的核算方式主要有两种：人工核算和系统核算。人工核算是指通过人工抄表搜集各类能源消耗量数据，然后根据对应行业核算指南人工核算排放量，对于数字化水平比较低的机构多采用这种方式；系统核算是指将不同行业碳排放核算方法内置系统进行计算，目前计算所需的参数数据主要是通过人工录入、多平台集成的方式上传至系统，由系统统一核算对应的碳排放量。
现有技术中，人工核算需要耗费大量的人力和时间进行数据抄表及排放量计算，且在数据整理和计算的过程中，可能会由于操作人员操作失误、计算错误或者其他主客观原因影响排放量计算结果的准确性和可信度。
现有技术中，系统核算虽然将计算过程转移到线上自动完成，但是线下数据搜集和录入过程仍然会有人力和时间的耗费，即使是多系统集成，被集成系统的大部分数据也是人工录入或者导入得到的，所以这个过程中可能会出现数据录入有误或者数据录入不及时的情况，影响排放量结果的准确性和时效性。
现有技术中，排放量的核算可通过系统模型预测得到。具体实现方式为根据预设的生产计划预测能耗情况，然后根据能耗情况核算碳排放量。这种核算方法过程比较快捷，但是由于预设的生产情况与实际生产情况存在一定的差距从而导致核算排放量结果不够准确。
现有技术中，排放量的核算可以通过基于物联网及云计算的平台实现，但是这种核算方式仅实现了部分行业(例如纺织)中部分数据(例如煤、蒸汽、电能等消耗数据)的采集，缺少某些生产过程对应的排放量数据(例如纺织业废水厌氧处理排放)，影响排放量结果的准确性。
针对上述情况，本发明提出了一种基于能耗在线监测的碳排放自动核算系统。
发明内容
本发明为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种简单高效的基于能耗在线监测的碳排放自动核算系统。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种基于能耗在线监测的碳排放自动核算系统，其特征在于：包括能耗在线监测模块、排放数据核算模块、排放结果分析模块、排放数据展示模块和核算参数管理模块五个部分；
所述能耗在线监测模块用于接收在线监测端设备采集上传的实时活动水平数据和排放因子数据(如有)，远程监控在线监测端设备运行状态，对设备异常情况及时预警，并将采集的能耗数据发送到排放数据展示模块进行实时展示；
所述排放数据核算模块根据核算对象所在行业自动选取对应行业核算方法和核算参数进行碳排放量核算；
所述排放结果分析模块用于对碳排放核算的数据进行多主题分析，所述主题包括但不限于总量、强度、区域与行业，支持选择不同筛选条件进行统计分析，并支持分析结果的导出；
所述排放数据展示模块从整体角度对碳排放自动核算系统数据及统计分析情况进行汇总展示，并提供查询功能；
所述核算参数管理模块负责对系统所需参数进行管理，支持用户对以上参数进行各类编辑和维护。
所述在线监测端设备包括但不限于原料消耗测量端设备、化石燃料消耗测量端设备、热力消耗测量端设备、电力消耗测量端设备和/或产品产量测量端设备；针对数字化行业和企业，还包括燃料热值检测端设备和/或含碳量检测端设备。
所述排放数据核算模块所采用的核算方法依据是国家发改委组织编写的24个行业的温室气体排放核算方法与报告指南。
所述排放数据核算模块所采用的核算参数的来源包含两个部分：一部分是由能耗在线监测端设备采集并传输至系统的实时活动水平数据和排放因子数据(如有)，另一部分是系统根据各行业核算指南内置的活动水平数据和排放因子参数缺省值数据；
所述排放数据核算模块支持以上参数的编辑修改。
所述排放数据核算模块具有对碳排放核算结果自动校验的功能：
一方面，根据系统内置的不同行业与不同规模企业碳排放强度阈值自动校核系统核算的碳排放强度数据，对于超出阈值的数据做出标注和预警提醒；
另一方面，根据核算对象历史年份的能耗和排放数据进行同比和环比校验，对于偏差超过阈值的数据做出标注和预警提醒。
系统通过以上自动校验功能进行进一步线上数据校核或者现场数据校核工作，保障了核算数据的准确性。
所述排放结果分析模块对碳排放核算的数据进行多主题分析，包括但不限于：分析目标对象的碳排放总量、碳排放趋势和碳排放结构；分析目标对象的碳排放强度并对标各行业碳排放强度先进值和基准值；分析目标对象分区域的碳排放总量和碳排放强度情况；分析目标对象分行业的碳排放总量和碳排放强度情况。
所述核算参数管理模块管理的参数包括但不限于：核算排放量通用参数、不同行业能源耗用对应的活动水平和排放因子数据与数据分析所需的碳排放强度阈值。
本发明的有益效果是：该基于能耗在线监测的碳排放自动核算系统，大大降低了人力和时间成本的同时，提升了数据的准确性和时效性，用户可以直观看到被监测对象的碳排放情况及对应分析结果，能够为低碳相关政策制定、企业生产计划调整等提供有力数据支撑。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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。
附图1为本发明基于能耗在线监测的碳排放自动核算系统架构示意图。
附图2为本发明基于能耗在线监测的碳排放自动核算流程示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好的理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚，完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
该基于能耗在线监测的碳排放自动核算系统(平台)，包括能耗在线监测模块、排放数据核算模块、排放结果分析模块、排放数据展示模块和核算参数管理模块五个部分；
所述能耗在线监测模块用于接收在线监测端设备采集上传的实时活动水平数据和排放因子数据(如有)，远程监控在线监测端设备运行状态，对设备异常情况及时预警，并将采集的能耗数据发送到排放数据展示模块进行实时展示；
所述排放数据核算模块根据核算对象所在行业自动选取对应行业核算方法和核算参数进行碳排放量核算；
所述排放结果分析模块用于对碳排放核算的数据进行多主题分析，所述主题包括但不限于总量、强度、区域与行业，支持选择不同筛选条件进行统计分析，并支持分析结果的导出；
所述排放数据展示模块从整体角度对碳排放自动核算系统数据及统计分析情况进行汇总展示，并提供查询功能；
所述核算参数管理模块负责对系统所需参数进行管理，支持用户对以上参数进行各类编辑和维护。
所述在线监测端设备包括但不限于原料消耗测量端设备、化石燃料消耗测量端设备、热力消耗测量端设备、电力消耗测量端设备和/或产品产量测量端设备；针对数字化行业和企业，还包括燃料热值检测端设备和/或含碳量检测端设备。
所述排放数据核算模块所采用的核算方法依据是国家发改委组织编写的24个行业的温室气体排放核算方法与报告指南。
所述排放数据核算模块所采用的核算参数的来源包含两个部分：一部分是由能耗在线监测端设备采集并传输至系统的实时活动水平数据和排放因子数据(如有)，另一部分是系统根据各行业核算指南内置的活动水平数据和排放因子参数缺省值数据；
所述排放数据核算模块支持以上参数的编辑修改。
以电解铝行业为例进行核算方法的介绍：E＝E燃烧+E原材料+E过程+E电和热。
其中，E为企业温室气体排放总量，E燃烧为企业化石燃料燃烧排放量，E原材料为能源作为原材料用途排放量，E过程为工业生产过程排放量，E电和热为企业净购入电力热力消费的排放量。
E燃烧＝化石燃料消耗量*低位发热量*单位热值含碳量*碳氧化率*44/12。其中，化石燃料(例如煤、天然气等)的消耗量来源于能耗在线监测端设备采集并回传的数据；低位发热量来源于热值检测设备回传的数据，若企业未对燃料低位发热量进行实测，则采用系统对应的缺省值数据；单位热值含碳量数据和碳氧化率一般来源于系统对应的缺省值数据。
E原材料＝年度原铝产量*(吨铝碳阳极净耗*(1-碳阳极平均含硫量-碳阳极平均灰分含量))。其中，年度原铝产量数据来源于在线监测端设备采集并回传的数据，吨铝碳阳极净耗、碳阳极平均含硫量、碳阳极平均灰分含量来源于检测设备回传的数据或者系统对应的缺省值数据。
E过程＝年度原铝产量*(6500*阳极效应CF4排放因子+9200*阳极效应C2F6排放因子)/1000+石灰石消耗量*石灰石二氧化碳排放因子。其中，年度原铝产量和石灰石消耗量数据来源于在线监测端设备采集并回传的数据，阳极效应CF4排放因子、阳极效应C2F6排放因子、石灰石二氧化碳排放因子来源于系统对应的缺省值数据。
E电和热＝净外购电量*电力消费排放因子+净外购热量*热力消费排放因子。其中，净外购电量、净外购热量来源于在线监测端设备采集并回传的数据，电力消费排放因子由系统根据核算对象所在电网选取对应电网排放因子，热力消费排放因子来源于系统对应的缺省值数据。
所述排放数据核算模块具有对碳排放核算结果自动校验的功能：
一方面，根据系统内置的不同行业与不同规模企业碳排放强度阈值自动校核系统核算的碳排放强度数据，对于超出阈值的数据做出标注和预警提醒；
另一方面，根据核算对象历史年份的能耗和排放数据进行同比和环比校验，对于偏差超过阈值的数据做出标注和预警提醒。
系统通过以上自动校验功能进行进一步线上数据校核或者现场数据校核工作，保障了核算数据的准确性。
所述排放结果分析模块对碳排放核算的数据进行多主题分析，包括但不限于：分析目标对象的碳排放总量、碳排放趋势和碳排放结构；分析目标对象的碳排放强度并对标各行业碳排放强度先进值和基准值；分析目标对象分区域的碳排放总量和碳排放强度情况；分析目标对象分行业的碳排放总量和碳排放强度情况。
所述核算参数管理模块管理的参数包括但不限于：核算排放量通用参数、不同行业能源耗用对应的活动水平和排放因子数据与数据分析所需的碳排放强度阈值。
与现有技术相比，该基于能耗在线监测的碳排放自动核算系统，具有以下特点：
第一、本系统实时采集不同能源品种的活动水平数据，实时采集或者内置对应能源品种的排放因子数据，并且通过内置算法计算和分析展示当前时间段的二氧化碳排放情况，代替人工执行数据采集、录入和计算等工作，提高了数据采集效率，并有效降低了整个过程中人力和时间成本；
二、本系统将数据采集和计算由线下转到线上，有效避免了人工数据采集、录入和计算过程中可能产生的错误和误差，线上数据计算和结果展示保证了排放数据的时效性，用户可以快速掌握目标对象的整体排放情况，保证了数据计算的准确度和时效性；
三、本系统在核算碳排放量的基础上，对目标对象的碳排放情况进行总量、强度、区域、行业等多主题分析；此外，系统支持重点数据展示，用户可以直观看到被监测对象的碳排放情况及对应分析结果，能够为低碳相关政策制定、企业生产计划调整等提供有力数据支撑。
以上所述的实施例，只是本发明具体实施方式的一种，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种基于能耗在线监测的碳排放自动核算系统，其特征在于：包括能耗在线监测模块、排放数据核算模块、排放结果分析模块、排放数据展示模块和核算参数管理模块五个部分；
所述能耗在线监测模块用于接收在线监测端设备采集上传的实时活动水平数据和排放因子数据，远程监控在线监测端设备运行状态，对设备异常情况及时预警，并将采集的能耗数据发送到排放数据展示模块进行实时展示；
所述排放数据核算模块根据核算对象所在行业自动选取对应行业核算方法和核算参数进行碳排放量核算；
所述排放结果分析模块用于对碳排放核算的数据进行多主题分析，所述主题包括但不限于总量、强度、区域与行业，支持选择不同筛选条件进行统计分析，并支持分析结果的导出；
所述排放数据展示模块从整体角度对碳排放自动核算系统数据及统计分析情况进行汇总展示，并提供查询功能；
所述核算参数管理模块负责对系统所需参数进行管理，支持用户对以上参数进行各类编辑和维护。
2.根据权利要求1所述的基于能耗在线监测的碳排放自动核算系统，其特征在于：所述在线监测端设备包括但不限于原料消耗测量端设备、化石燃料消耗测量端设备、热力消耗测量端设备、电力消耗测量端设备和/或产品产量测量端设备。
3.根据权利要求2所述的基于能耗在线监测的碳排放自动核算系统，其特征在于：针对数字化行业和企业，还包括燃料热值检测端设备和/或含碳量检测端设备。
4.根据权利要求1所述的基于能耗在线监测的碳排放自动核算系统，其特征在于：所述排放数据核算模块所采用的核算方法依据是国家发改委组织编写的24个行业的温室气体排放核算方法与报告指南。
5.根据权利要求1所述的基于能耗在线监测的碳排放自动核算系统，其特征在于：所述排放数据核算模块所采用的核算参数的来源包含两个部分：一部分是由能耗在线监测端设备采集并传输至系统的实时活动水平数据和排放因子数据，另一部分是系统根据各行业核算指南内置的活动水平数据和排放因子参数缺省值数据；
所述排放数据核算模块支持以上参数的编辑修改。
6.根据权利要求1所述的基于能耗在线监测的碳排放自动核算系统，其特征在于：所述排放数据核算模块具有对碳排放核算结果自动校验的功能：
一方面，根据系统内置的不同行业与不同规模企业碳排放强度阈值自动校核系统核算的碳排放强度数据，对于超出阈值的数据做出标注和预警提醒；
另一方面，根据核算对象历史年份的能耗和排放数据进行同比和环比校验，对于偏差超过阈值的数据做出标注和预警提醒。
7.根据权利要求1所述的基于能耗在线监测的碳排放自动核算系统，其特征在于：所述排放结果分析模块对碳排放核算的数据进行多主题分析，包括但不限于：分析目标对象的碳排放总量、碳排放趋势和碳排放结构；分析目标对象的碳排放强度并对标各行业碳排放强度先进值和基准值；分析目标对象分区域的碳排放总量和碳排放强度情况；分析目标对象分行业的碳排放总量和碳排放强度情况。
8.根据权利要求1所述的基于能耗在线监测的碳排放自动核算系统，其特征在于：所述核算参数管理模块管理的参数包括但不限于：核算排放量通用参数、不同行业能源耗用对应的活动水平和排放因子数据与数据分析所需的碳排放强度阈值。
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2022
- 2022-06-06 CN CN202210630223.0A patent/CN115186983A/zh active Pending
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