基于SETAC分类方案的清洁能源系统环境影响评价方法与流程

本发明具体涉及一种基于setac分类方案的清洁能源系统环境影响评价方法，属于清洁能源系统环境影响评价领域。

背景技术：

清洁能源应用于建筑系统，满足建筑供电、供暖、制冷等能源需求，可有效的减少对常规燃料的需求和灰、渣、二氧化硫以及氮氧化物等污染物排放量，具有较高的环境效益。但是清洁能源并非绝对的清洁，其在运行过程中也会产生一定的环境影响，如设备运行所消耗的电力、柴油、汽油等产生的污染输出。在评价过程中，单纯的评估清洁能源对环境产生的效益或评估清洁能源对环境造成的负面影响，往往带有一定的片面性，基于此，通过对比清洁能源系统与传统能源供应系统的环境影响，探寻清洁能源系统的相对环境效益，能够更为准确的评估清洁能源系统的“环境效益”。

能源系统环境影响评价多是嵌在综合评价体系之中，缺乏对能源系统环境影响的针对性研究，而且多数是仅针对某一种或几种环境问题进行的分析与评价。setac分类方案给出了较为系统详尽的环境影响类型分类，本文基于setac分类方案，全面评价能源系统运行过程中的多种环境影响，该方法操作简单且对数据要求较低。

技术实现要素：

本发明目的是提供一种清洁能源系统环境影响评价方法，以解决当前能源系统环境影响评价不够全面的问题。借助setac分类方案，对清洁能源系统运行过程中产生的各类环境影响进行定量研究，通过对比清洁能源系统与传统能源供应系统间的环境影响差异，评估清洁能源系统的相对环境效益，以引导管理部门、公众使用清洁能源，减少污染物排放。

本发明的技术方案

基于setac分类方案的清洁能源系统环境影响评价方法，实施步骤如下：

步骤一：统计能源系统输入输出数据。

列出能源系统的输入数据以及输出数据。

输入数据包括煤、石油、天然气、电力，统一折算为标准煤。

输出数据包括电力、热力、co2、so2、nox、co。

步骤二：基于setac分类方案，确定能源系统运行期产生的环境影响的类型。

清洁能源系统运行期环境影响分为环境污染与资源损耗两大类，其中环境污染中包括全球变暖、环境酸化、富营养化和人体毒性四小类，资源损耗包括资源消耗一小类。

步骤三：将能源系统涉及的环境影响因子归入步骤二确定的环境影响类型，并计算各类型环境影响潜值。

1)能源系统环境影响因子包括co2、so2、nox、co、煤、石油、天然气和电力，将其分别归入步骤二中各环境影响的分类中，具体如下：

全球变暖的影响因子包括co2、co；

环境酸化的影响因子包括so2、nox；

富营养化的影响因子包括nox；

人体毒性的影响因子包括so2、nox；

资源消耗的影响因子包括煤、石油、天然气、电力，统一折算为标准煤。

2)各类型环境影响潜值通过将每类环境影响涵盖的各环境影响因子数值与各自的换算因子相乘并进行加和求得，计算公式为：

式中，bi为能源系统第i类环境影响潜值；wij为第j种环境影响因子对第i类环境影响潜值的换算因子；ej为第j种环境影响因子的数值；n为与i类环境影响相关的环境影响因子种类总数。

步骤四：对计算的各类环境影响潜值进行标准化处理，得到各类环境影响潜值的标准化数值。

环境影响潜值标准化处理方式为：选用1990年中国人均环境影响潜值作为环境影响基准，对清洁能源系统环境影响潜值进行标准化，计算公式为：

nbi＝bi/(t×ri)

式中，nbi为标准化后的第i类环境影响潜值；bi为能源系统第i类环境影响潜值；t为能源系统的服务年限；ri为第i类环境影响的人均环境影响潜值。

步骤五：对环境影响潜值标准化数值进行加权评估，并计算出其总环境影响负荷，对各清洁能源系统进行环境影响评价。

总环境影响负荷a的计算采用加权求和法，计算公式为：

式中，yi为某能源系统的第i项环境影响潜值的标准化数值；wi第i项环境影响的权重系数。

本发明的优点和有益效果是：基于setac分类方案，可以定量、客观的分析不同清洁能源系统的各类型环境影响，探寻各能源系统主要环境影响；通过对比清洁能源系统与传统能源系统间的环境影响差异，评估清洁能源系统的相对环境效益。

附图说明

图1是本发明清洁能源系统环境影响评价的基本流程图。

图2是本发明能源系统运行期的环境影响类型。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

选取地热梯级利用、地源热泵、燃煤锅炉三种供热系统作为评价对象进行评估。

如图1所示，基于setac分类方案的清洁能源系统环境影响评价方法，具体包括以下步骤：

步骤一：统计能源系统输入输出数据。

列出能源系统的输入数据以及输出数据。

输入数据包括煤、石油、天然气、电力，统一折算为标准煤。

输出数据包括电力、热力、co2、so2、nox、co。

本发明实施例中各能源系统的输入输出数据，如下表1所示。

表1

步骤二：基于setac分类方案，确定能源系统运行期产生的环境影响的类型。

清洁能源系统运行期环境影响分为环境污染与资源损耗两大类，其中环境污染中包括全球变暖、环境酸化、富营养化和人体毒性四小类，资源损耗包括资源消耗一小类。

步骤三：将能源系统涉及的环境影响因子归入步骤二确定的环境影响类型，并计算各类型环境影响潜值。

能源系统环境影响因子包括co2、so2、nox、co、煤、石油、天然气和电力，将其分别归入步骤二中各环境影响的分类中，具体如下：

全球变暖的影响因子包括co2、co；

环境酸化的影响因子包括so2、nox；

富营养化的影响因子包括nox；

人体毒性的影响因子包括so2、nox；

资源消耗耗的影响因子包括煤、石油、天然气、电力，统一折算为标准煤。

各类型环境影响潜值通过将每类环境影响涵盖的各环境影响因子数值与各自的换算因子相乘并进行加和求得，计算公式为：

式中，bi为能源系统第i类环境影响潜值；wij为第j种环境影响因子对第i类环境影响潜值的换算因子；ej为第j种环境影响因子的数值；n为与i类环境影响相关的环境影响因子种类总数。第j种环境影响因子对第i类环境影响潜值的换算因子见表2。

表2

以1kw·h供热量为系统的功能单元对各能源系统进行分析。地热梯级利用、地源热泵与燃煤锅炉的环境影响潜值见表3。

表3

步骤四：对计算的各类环境影响潜值进行标准化处理，得到各类环境影响潜值的标准化数值。

环境影响潜值标准化处理方式为：选用1990年中国人均环境影响潜值作为环境影响基准，对清洁能源系统环境影响潜值进行标准化，计算公式为：

nbi＝bi/(t×ri)

式中，nbi为标准化后的第i类环境影响潜值；bi为能源系统第i类环境影响潜值；t为能源系统的服务年限；ri为第i类环境影响的人均环境影响潜值。

各环境影响潜值标准化的基准值以及地热梯级利用、地源热泵与燃煤锅炉环境影响潜值经标准化处理后得到的数值见表4。

表4

步骤五：对环境影响潜值标准化数值进行加权评估，并计算出其总环境影响负荷，对各清洁能源系统进行环境影响评价。

总环境影响负荷a的计算采用加权求和法，计算公式为：

式中，yi为某能源系统的第i项环境影响潜值的标准化数值；wi第i项环境影响的权重系数。各能源系统的权重系数、加权数值以及总环境影响负荷见表5。

表5

三个能源系统的环境影响的排序为：燃煤锅炉>地热梯级利用>地源热泵，从而说明在三种能源系统中，地源热泵系统的环境效益最高，其次为地热梯级利用，两种清洁能源系统相比于传统燃煤锅炉供热系统具有明显的相对环境效益。