基于换电重卡的矿山低碳转型方案模拟方法和装置与流程

本技术涉及矿山低碳规划，尤其涉及基于换电重卡的矿山低碳转型方案模拟方法和装置。

背景技术：

1、在低碳经济的背景之下，为推动我国绿色矿山的可持续发展，需要从矿山生产方式和能源结构方面做出低碳转型调整。增强低碳技术的应用推广，通过换电重卡替代传统的燃油重卡，减少化石能源造成的环境污染及温室气体排放，通过清洁能源发电的电能替代技术提高矿山生产节能减排效果，促进矿山朝着清洁低碳方向发展，具有较强的战略意义。

2、为了挖掘矿山燃油重卡换电的节能减排潜力，以及衡量未来矿区的低碳发展路径，需要基于换电重卡的条件下，进行矿区低碳转型路径模拟。

3、现有的预测方法，通过获取代表年份的港口基础数据；基于港口基础数据，计算代表年份的港口总能源消耗量以及预测目标年份的港口吞吐量；设置目标年份港口碳排放的不同预测情景，预测每种情景下目标年份的港口总能源消耗下降率、港口各类能源消耗占比和港口碳捕集与封存量；基于上述数据，预测每种情景下目标年份的港口碳排放量。

4、该方法对多情景下港口进行碳排放预测，因港口与矿山应用场景不同，该计算方法无法推广至矿山低碳转型路径模拟的场景中。同时，该技术方案未考虑狂矿山生产经营中的碳排放计算方法、换电重卡碳减排计算方法等，无法通过矿山基准情景和换电重卡情景实现基于换电重卡的矿山低碳转型路径模拟算法。

技术实现思路

1、本技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

2、为此，本技术的第一个目的在于提出一种基于换电重卡的矿山低碳转型方案模拟方法，解决了现有方法无法推广至矿山低碳转型路径模拟的场景中的技术问题，实现了根据矿山数据对基于换电重卡的矿山低碳转型方案的准确模拟。

3、本技术的第二个目的在于提出一种基于换电重卡的矿山低碳转型方案模拟装置。

4、为达上述目的，本技术第一方面实施例提出了一种基于换电重卡的矿山低碳转型方案模拟方法，包括：确定低碳转型方案模拟规划期范围；基于低碳转型方案模拟规划期范围，进行基准情景下的碳排放方案模拟以得到第一模拟结果，并进行换电重卡情景下的低碳转型方案模拟以得到第二模拟结果；根据第一模拟结果和第二模拟结果进行换电重卡情景下的碳排放方案模拟以得到目标模拟结果，其中，目标模拟结果包括执行矿山低碳转型方案所产生的碳排放总量。

5、本技术实施例的基于换电重卡的矿山低碳转型方案模拟方法，通过矿山煤炭产量及燃油重卡的燃油消耗量，计算单位产品燃油消耗量；然后，通过对比燃油重卡的百公里碳排放量及换电重卡的百公里碳排放量，计算换电重卡的碳减排率；最终，基于矿山生产的产能计划，以及燃油重卡和换电重卡的采购计划，实现对未来矿山的低碳转型路径碳排放量和能源结构的准确模拟。

6、可选地，在本技术的一个实施例中，第一模拟结果的生成过程包括：

7、分别计算基准情景下低碳转型方案模拟规划期范围内各年份的电力消费、柴油消费、汽油消费、热力消费产生的碳排放总量；

8、根据碳排放总量计算生成第一模拟结果。

9、可选地，在本技术的一个实施例中，第一模拟结果的生成过程表示为：

10、cti＝cei+cdi+cai+chi

11、i＝p+1，p+2，p+3，……，q

12、其中，cti为基准情景下规划期内各年份的碳排放总量，cei为基准情景下规划期内各年份的电力消费产生的碳排放总量，cdi为基准情景下规划期内各年份的柴油消费产生的碳排放总量，cai为基准情景下规划期内各年份的汽油消费产生的碳排放总量，chi为基准情景下规划期内各年份的热力消费产生的碳排放总量，p为基准年，q为规划末年，i表示年份。

13、可选地，在本技术的一个实施例中，基准情景下规划期内各年份的电力消费产生的碳排放总量的计算过程表示为：

14、cei＝adco2净电，i×ef电力

15、其中，cei为企业第i年电力隐含的co2排放，adco2净电，i为企业第i年电力消费量，ef电力为电力供应的co2排放因子，

16、基准情景下规划期内各年份的柴油消费产生的碳排放总量的计算过程表示为：

17、

18、其中，cdi为第i年柴油碳排放总量，ad柴，i为第i年柴油消费量，cc柴为柴油含碳量，of柴为柴油碳氧化率，cc柴＝ncv柴×ef柴，ncv柴为柴油的低位发热量，ef柴为柴油单位热值含碳量，

19、基准情景下规划期内各年份的汽油消费产生的碳排放总量的计算过程表示为：

20、

21、其中，cai为第i年汽油碳排放总量，ad汽，i为第i年汽油消费量，cc汽为汽油含碳量，cc汽＝ncv汽×ef汽，ncv汽为汽油的低位发热量，ef汽为汽油单位热值含碳量，of汽为汽油碳氧化率，

22、基准情景下规划期内各年份的热力消费产生的碳排放总量的计算过程表示为：

23、chi＝adco2净热，i×ef热力

24、其中，chi为企业第i年热力隐含的co2排放，adco2净热，i为企业第i年热力消费量，ef热力为热力供应的co2排放因子。

25、可选地，在本技术的一个实施例中，第二模拟结果的生成过程包括：

26、确定燃油和换电重卡的碳排放量；

27、根据燃油和换电重卡的碳排放量计算换电重卡的减碳率；

28、根据换电重卡的减碳率计算燃油重卡单辆车年碳排放总量和换电重卡单辆车年碳排放总量；

29、根据燃油重卡单辆车年碳排放总量和换电重卡单辆车年碳排放总量计算规划期内各年份的换电重卡情景碳减排值作为第二模拟结果。

30、可选地，在本技术的一个实施例中，燃油和换电重卡的碳排放水平的计算过程表示为：

31、

32、

33、其中，doc为燃油重卡百公里碳排放量，oc为百公里柴油油耗，ρ柴为柴油密度，cc柴为柴油含碳量，cc柴＝ncv柴×ef柴，ncv柴为柴油的低位发热量，ef柴为柴油单位热值含碳量，of柴为柴油碳氧化率，eec为换电重卡百公里碳排放量，ec为百公里电耗，ef电力为电力供应的co2排放因子；

34、根据燃油和换电重卡的碳排放量计算换电重卡的减碳率，表示为：

35、

36、其中，cp为换电重卡减碳率，doc为燃油重卡百公里碳排放量，eec为换电重卡百公里碳排放量；

37、计算燃油重卡单辆车年碳排放总量和换电重卡单辆车年碳排放总量，表示为：

38、

39、ecs＝dcs×(1-cp)

40、其中，dcs为燃油重卡单辆车年碳排放总量，dp为基准年燃油重卡年柴油消费总量，tp为基准年燃油重卡数量，cc柴＝ncv柴×ef柴，ncv柴为柴油的低位发热量，ef柴为柴油单位热值含碳量，of柴为柴油碳氧化率，ecs为换电重卡单辆车年碳排放总量；

41、计算规划期内各年份的换电重卡情景碳减排值，表示为：

42、jpi＝(ddi-ddp)×dcs+(eei-eep)×ecs

43、其中，jpi为第i年换电重卡情景碳减排值，ddi为第i年燃油重卡的车辆数，ddp为基准年的燃油重卡的车辆数，eei为第i年换电重卡的车辆数，eep为基准年的换电重卡的车辆数，dcs为燃油重卡单辆车年碳排放总量，ecs为换电重卡单辆车年碳排放总量。

44、可选地，在本技术的一个实施例中，根据碳排放模拟和低碳转型路径模拟进行换电重卡情景下的碳排放路径模拟，表示为：

45、

46、其中，ecti为第i年的换电重卡情境下的碳排放总量，cti为基准情景下规划期内各年份的碳排放总量，jpi为第i年换电重卡情景碳减排值，ki为第i年的煤炭产能计划值，kp为基准年的煤炭产能值。

47、为达上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种基于换电重卡的矿山低碳转型方案模拟装置，包括确定模块、模拟模块、目标模拟模块，其中：

48、确定模块，用于确定低碳转型方案模拟规划期范围；

49、模拟模块，用于基于低碳转型方案模拟规划期范围，进行基准情景下的碳排放方案模拟以得到第一模拟结果，并进行换电重卡情景下的低碳转型方案模拟以得到第二模拟结果；

50、目标模拟模块，用于根据第一模拟结果和第二模拟结果进行换电重卡情景下的碳排放方案模拟以得到目标模拟结果，其中，目标模拟结果包括执行矿山低碳转型方案所产生的碳排放总量。

51、可选地，在本技术的一个实施例中，模拟模块包括第一模拟单元和第二模拟单元，其中，第一模拟单元，具体用于：

52、分别计算基准情景下低碳转型方案模拟规划期范围内各年份的电力消费、柴油消费、汽油消费、热力消费产生的碳排放总量；

53、根据碳排放总量计算生成第一模拟结果。

54、可选地，在本技术的一个实施例中，第二模拟单元，具体用于：

55、确定燃油和换电重卡的碳排放量；

56、根据燃油和换电重卡的碳排放量计算换电重卡的减碳率；

57、根据换电重卡的减碳率计算燃油重卡单辆车年碳排放总量和换电重卡单辆车年碳排放总量；

58、根据燃油重卡单辆车年碳排放总量和换电重卡单辆车年碳排放总量计算规划期内各年份的换电重卡情景碳减排值作为第二模拟结果。

59、本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。