一种考虑潜在关联特性的行业间碳排放转移量计算方法与流程

1.本发明属于碳足迹追踪领域，具体的说是一种考虑潜在关联特性的行业间碳排放转移量计算方法。


背景技术：

[0002][0003]
面对国内外形势的严峻压力，政府、企业及相关学者就如何有效地减少经济发展过程中产生的碳排放进行了深入的研究和讨论。作为主要碳排放源的行业，承担着实现碳减排的重任。考虑到行业之间碳排放关系的复杂性，若仅分析单个行业的能源消耗量、碳排放量或是碳排强度等指标，忽视各个行业之间的内在联系，通常会大大降低研究结果的分析价值。


技术实现要素：

[0004]
针对目前碳排放计算仅考虑能源消耗，导致不同行业的部分碳排放在计算过程中被重复计算的问题，本发明提供了考虑潜在关联特性的行业间碳排放转移量计算方法。
[0005]
为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案来解决的：
[0006]
本发明是一种考虑潜在关联特性的行业间碳排放转移量计算方法，包括以下步骤：
[0007]
步骤1，根据城市各个行业中各种能源的年消耗量和各种能源的碳排放因子计算行业温室气体的排放情况；
[0008]
步骤2，根据行业温室气体的排放情况和温室气体的全球变暖潜能值计算行业排放的二氧化碳当量；
[0009]
步骤3，分析各行业的能源消耗样本与行业间能源消耗样本的变化量，计算行业间能源的流动量；
[0010]
步骤4，根据能源在各行业中的流通比例和各行业进口的能源总量计算行业间温室气体的碳轨迹。
[0011]
本发明的进一步改进在于：步骤1中行业温室气体的排放情况计算如下：对于某个具有n个行业的城市，其第i个行业一年所消耗的能源量分别为a
i1
～a
im
，第q种能源的co2、ch4、n2o排放因子分别为b
q1
、b
q2
、b
q3
，各行业温室气体排放的表达式如下：
[0012][0013]
其中，i∈1～n，q∈1～m，第i行业co2、ch4、n2o气体的年排放量分别表示为 c
i1
、c
i2
、c
i3
，第i行业第q种能源的消耗量表示为a
iq
，m为能源种类数，n为行业种类数。
[0014]
本发明的进一步改进在于：步骤2行业排放的二氧化碳当量的计算表达式为：
[0015][0016]
其中η1、η2、η3分别为co2、ch4、n2o气体的全球变暖潜能值，ci为i行业所排放温室气体的二氧化碳当量。
[0017]
本发明的进一步改进在于：步骤3的具体步骤如下：
[0018]
步骤3.1，计算行业i流向行业j的能源流动量的直接部分e
dij
，具体为：
[0019]
根据行业i在第1～y年期间向行业j传输的能源量值e
dij1
、e
dij2
、...、e
dijy
和行业j在第1～y年的能源输出量的值e
j1
、e
j2
、...、e
jy
，计算第x年行业i向行业j传输能源的变化量δe
dijx
与行业j在第x年能源输出的变化量δe
jx
，表达式为：
[0020]
δe
dijx
＝e
dij(x+1)-e
dijx
,(x＝1,2,...,y-1)
[0021]
δe
jx
＝e
j(x+1)-e
jx
,(x＝1,2,...,y-1)
[0022]
行业i流向行业j的能源流动量的直接部分e
dij
的计算表达式为：
[0023][0024]
其中，ei为i行业该年输出的能源总量；
[0025]
步骤3.2，计算行业i流向行业j的能源流动量的间接部分e
cij
，具体为：
[0026]
根据行业i在第1～y年期间向行业k传输的能源量值e
dik1
、e
dik2
、...、e
diky
和行业k 在第1～y年期间的能源输出量值e
k1
、e
k2
、...、e
ky
，计算得到行业i流向行业k的能源流动量直接部分e
dik
，计算第x年行业k向行业j传输能源的变化量δe
dkjx
，根据第x年行业k向行业j传输能源的变化量δe
dkjx
与行业j在第x年能源输出的变化量δe
jx
计算得出行业i流向行业j的能源流动量间接部分e
cij
的计算公式如下：
[0027][0028]
步骤3.3，计算行业i与行业j之间的能源流动量e
ij
，能源流动量e
ij
得表达式为：
[0029]eij
＝e
dij
+e
cij
。
[0030]
本发明的进一步改进在于：步骤4的具体步骤为：
[0031]
步骤4.1，计算各种能源在城市中的流通情况，计算表达式为：
[0032]ei
＝e
alli-e
ini
[0033]
其中ei表示i行业流通的能量，e
alli
表示i行业所消耗的能源总量，e
ini
表示i行业进口的能源总量；
[0034]
步骤4.2，根据行业i与行业j间能源流动量e
ij
与i行业流通的能量ei的比值，计算 i行业到j行业的碳排放流动比例λ
ij
，表达式为：
[0035][0036]
步骤4.3，计算行业i流向行业j的碳排放量c
ij
，表达式为：
[0037]cij
＝ci×
λ
ij
[0038]
其中，ci为i行业所排放温室气体的二氧化碳当量
[0039]
本发明的有益效果是：本发明提出了考虑行业间关联的碳排放计算方法，计算各个行业间的碳排放流动，从而能够更加直观地得到行业间的碳轨迹，防止碳排放在不同行业间被重复计算，更能够追溯碳排放的终端行业。
附图说明
[0040]
图1为本发明方法的流程图。
[0041]
图2为各行业的年能源消耗量
[0042]
图3为行业间温室气体的碳轨迹
[0043]
图4为能源开采与加工到机械、电子行业的碳流动轨迹
具体实施方式
[0044]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0045]
如图1所示，本发明是一种考虑潜在关联特性的行业间碳排放转移量计算方法，其计算了城市各个行业一年期间的温室气体排放情况，根据各个行业之间的关联与能源使用情况计算碳轨迹在行业之间的流动。主要计算流程包括:
[0046]
城市各行业温室气体排放计算；
[0047]
行业所排放温室气体的二氧化碳当量的计算；
[0048]
行业间能源流动数值计算；
[0049]
行业间温室气体碳轨迹计算。
[0050]
城市各行业温室气体的年排放量计算的具体过程为：
[0051]
对于某个具有n个行业的城市，其第i个行业一年所消耗的能源量分别为 a
i1
～a
im
。为了计算不同行业的温室气体排放量，从《ipcc国家温室气体清单指南》中得到各种能源的碳排放因子，其中第q种能源的co2、ch4、n2o排放因子分别为b
q1
、b
q2
、b
q3
，因此进行各行业温室气体排放的计算如下：
[0052][0053]
其中,i∈1～n，q∈1～m，第i行业co2、ch4、n2o气体的年排放量分别表示为c
i1
、c
i2
、c
i3
，第i行业第q种能源的消耗量表示为a
iq
，m为能源种类数，n为行业种类数。
[0054]
行业所排放温室气体的二氧化碳当量的计算的具体步骤为：
[0055]
由于不同温室气体对地球温室效应的贡献度不同，为统一度量整体温室效应的结果，以二氧化碳当量作为度量温室效应的基本单位，其计算公式为：
[0056][0057]
其中η1、η2、η3分别为co2、ch4、n2o气体的全球变暖潜能值，其值可从《ipcc 国家温室气体清单指南》中查阅得到，ci为i行业所排放温室气体的二氧化碳当量。
[0058]
行业间能源流动数值计算的具体步骤为：
[0059]
对于行业i与行业j之间的能源流动量e
ij
的计算分为直接部分与间接部分两方面构成；
[0060]
其中，(1)直接部分：
[0061]
首先统计行业i在1～y年期间向行业j传输的能源量，其值分别为 e
dij1
、e
dij2
、...、e
dijy
，其次根据行业j在第1～y年的能源输出量，其值分别为 e
j1
、e
j2
、...、e
jy
，计算m年行业i向行业j传输能源的变化量δe
dijx
与行业j在m年能源输出的变化量δe
jx
，其计算公式如下：
[0062]
δe
dijx
＝e
dij(x+1)-e
dijx
,(x＝1,2,...,y-1)
[0063]
δe
jx
＝e
j(x+1)-e
jx
,(x＝1,2,...,y-1)
[0064]
因此，行业i流向行业j的能源流动量直接部分e
dij
的计算公式如下：
[0065][0066]
其中ei为i行业该年输出的能源总量。
[0067]
(2)间接部分：
[0068]
首先统计行业i在第1～y年期间向行业k传输的能源量，其值分别为 e
dik1
、e
dik2
、...、e
diky
，其次根据行业k在第1～y年的能源输出量，其值分别为 e
k1
、e
k2
、...、e
ky
，由直接部分的计算方法，可以计算行业i流向行业k的能源流动量直接部分e
dik
，计算第x年行业k向行业j传输能源的变化量δe
dkjx
与行业j在第 x年能源输出的变化量δe
jx
，最后可以得出行业i流向行业j的能源流动量间接部分e
cij
的计算公式如下：
[0069][0070]
综上所述，行业i与行业j之间的能源流动量e
ij
的计算公式为：
[0071]eij
＝e
dij
+e
cij
。
[0072]
行业间温室气体的碳轨迹的计算过程为：
[0073]
首先统计各个行业间流通的能源比例和进口的能源总量，计算各种能源在该城市中的流通情况。其次根据各个行业间流动的能源量与行业消耗的能源总量的比值，计算行业间温室气体的碳轨迹。最后绘制行业间的碳轨迹示意图，计算碳排放在各个行业间的流动量。
[0074]
其中，(1)能源统计：
[0075]ei
＝e
alli-e
ini
[0076]
其中，ei表示i行业流通的能量，e
alli
表示i行业所消耗的能源总量，e
ini
表示i行业进口的能源总量。
[0077]
(2)能源流动：
[0078][0079]
其中λ
ij
表示i行业到j行业的碳排放流动比例，e
ij
表示i行业到j行业的能源流动量。
[0080]
(3)行业间碳轨迹：
[0081]cij
＝ci×
λ
ij
[0082]
其中c
ij
表示i行业流向j行业的碳排放量，ci为i行业所排放温室气体的二氧化碳当量。
[0083]
行业各种能源的年消耗量可以根据城市的统计年鉴得到，以某城市某年的能源消耗为例，该城市各个行业的年能源消耗量如图2所示。
[0084]
根据《ipcc国家温室气体清单指南》提供的各种能源的碳排放因子，可以对各个行业的温室气体年排放量进行计算，计算得到该城市各行业温室气体年排放情况如表1所示：
[0085]
表1，为各行业温室气体年排放量
[0086][0087]
各种不同温室气体对地球温室效应的贡献度皆有所不同，为了统一度量整体温室效应的结果，故将二氧化碳当量作为度量温室效应的基本单位。根据《ipcc 国家温室气体清单指南》提供的全球变暖潜能值，可以计算出该城市不同行业一年排放的温室气体的二氧化碳当量。不同温室气体的全球变暖潜能值如表2所示：
[0088]
表2为不同温室气体的全球变暖潜能值
[0089][0090]
其计算结果如表3所示：
[0091]
表3为各行业二氧化碳当量的年排放量
[0092][0093]
选取12个典型行业进行分析，具体行业如表4所示：
[0094]
表4为12个典型行业
[0095]
[0096][0097]
根据能源在各行业中的流通比例与各行业进口的能源总量，可以计算得出行业间温室气体的碳轨迹，如图3所示。
[0098]
从行业间温室气体的碳轨迹图中，可以得到碳流在各个行业中的具体流向，从而能够更加准确的计算出终端行业碳排放的来源，防止各个行业的碳排放在计算时被重复计算。以图4的碳流轨迹为例，可以通过计算得出建筑行业的二氧化碳气体年排放量中由能源开采与加工行业所产生的二氧化碳气体的含量为2.79 万吨。
[0099]
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。