基于生命周期计算光伏设备供应链碳足迹的方法及系统与流程

本发明涉及碳排放，并且更具体地，涉及一种基于生命周期计算光伏设备供应链碳足迹的方法及系统。

背景技术：

1、近年来，世界范围内化石燃料的消耗量急剧增加，所造成的环境污染等问题变得更加严重。对于我国这个能源消费大国来说，解决这些问题变得尤为重要。发展新的清洁能源可以有效地解决这一问题，太阳能的诸多优势使其成为全球清洁能源的首选，因此近年来国家也开始支持光伏发电。为了更好地发展光伏，国家出台了一系列政策法规来促进光伏发电产业的发展，例如，2006年1月1日正式实施的《可再生能源法》是最早的政策和法规。总之，中国的光伏发电产业发展迅速，但我们也必须认识到，光伏并非零排放。从供应链角度来看光伏设备从生产到报废全生命周期的各个环节，光伏发电也存在碳排放，我们用碳足迹来表示。

2、许多学者在早年对碳足迹进行了研究，barthemie认为碳足迹是指产品或活动在其整个生命周期中产生的二氧化碳总量。larsen认为碳足迹是指产品在整个生命周期中产生的温室气体的总和。后来国际标准化组织发布了iso14067标准，指出产品碳足迹是指在获取、制造、运输、销售、使用和丢弃原材料过程中直接和间接产生的温室气体排放总量。

3、碳足迹被认为是衡量与产品相关的各种活动的碳排放量的有效工具。lombardi将城市碳足迹(ucf)和相对碳足迹(rcf)应用于意大利南部的一个小城市，这项研究只关注二氧化碳排放，结果表明，ucf来自2015年的电力和天然气消耗。suo开发了一种两阶段、二型模糊随机规划方法，用于支持不确定性下碳排放和污染物减排的能源系统清洁生产。boamah利用碳足迹实证研究了1980年至2014年中国城市人口增长和国际贸易对环境污染的因果影响，并进一步建立了中国经济增长和环境污染之间的n型环境库兹涅茨曲线关系。总之，碳足迹的概念从最初的概念开始就得到了丰富，它已成为衡量碳排放的有效工具，并广泛应用于各个行业的碳排放研究。

4、碳足迹研究方法包括投入产出法、生命周期评估法和ipcc法，这是应用最广泛的三种方法。例如，dong使用投入产出法研究获得了北京农村居民和城市居民的总碳排放。arvesen使用生命周期方法评估和分析了挪威北部拉格县的电力运输。singh将能源消耗的基本质量平衡方法与ipcc定义的碳排放方法相结合，主要使用50家污水处理厂的数据，详细说明了不同技术和不同规模污水处理的能耗和碳足迹。碳足迹虽然在各行各业应用广泛，但是目前在光伏设备上的研究较少，鲜有研究对于光伏设备在全生命周期环节的碳排放做出详细计算。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提出了一种基于生命周期计算光伏设备供应链碳足迹的方法，包括：

2、获取光伏设备生命周期内与消耗和排放相关的周期数据，基于所述周期数据建立所述光伏设备的一般化物质消耗与排放计算模型；

3、获取光伏设备光伏电池板生命周期内链结构数据，基于所述链结构数据，构建所述光伏板生命周期的单向碳链结构；

4、根据所述单向碳链结构，将所述一般化物质消耗与排放计算模型引入影响因子，构建总排放量计算模型；

5、获取所述光伏设备的生产过程功耗数据、运输过程碳排放数据及生命周期内碳减排数据，根据所述生产过程功耗数据、运输过程碳排放数据及生命周期内碳减排数据，分别构建所述光伏设备的生产过程功耗模型、运输过程碳排放估算模型及生命周期内碳减排模型；

6、根据所述总排放量计算模型、生产过程功耗模型、运输过程碳排放估算模型及生命周期内碳减排模型，构建所述光伏设备的生态足迹模型，依据所述生态足迹模型，计算得到光伏设备的供应链碳足迹。

7、可选的，根据周期数据，对光伏设备每个阶段的资源、能源消耗和对环境的相关排放进行定量计算，以建立所述光伏设备的一般化物质消耗与排放计算模型。

8、可选的，构建所述光伏板生命周期的单向碳链结构，具体为：对所述光伏板生命周期中的每个节点，构建单向碳链结构；

9、所述单向碳链结构依次包括：原材料开发阶段、零部件生产和制造阶段、物流和运输阶段、安装和维护阶段及废物回收阶段。

10、可选的，将所述一般化物质消耗与排放计算模型引入影响因子，构建总排放量计算模型时，同时在所述总排放量计算模型中，增加与所述光伏设备相关的运输和废物处理的碳排放计算模型。

11、可选的，根据光伏设备全供应链的耗电量，与所述光伏设备生命周期的发电能力的对比结果，构建生命周期内碳减排模型。

12、再一方面，本发明还提出了一种基于生命周期计算光伏设备供应链碳足迹的系统，包括：

13、第一模型构建单元，用于获取光伏设备生命周期内与消耗和排放相关的周期数据，基于所述周期数据建立所述光伏设备的一般化物质消耗与排放计算模型；

14、碳链结构构建单元，用于获取光伏设备光伏电池板生命周期内链结构数据，基于所述链结构数据，构建所述光伏板生命周期的单向碳链结构；

15、第一模型修正单元，用于根据所述单向碳链结构，将所述一般化物质消耗与排放计算模型引入影响因子，构建总排放量计算模型；

16、第二模型构建单元，用于获取所述光伏设备的生产过程功耗数据、运输过程碳排放数据及生命周期内碳减排数据，根据所述生产过程功耗数据、运输过程碳排放数据及生命周期内碳减排数据，分别构建所述光伏设备的生产过程功耗模型、运输过程碳排放估算模型及生命周期内碳减排模型；

17、第三模型构建单元，用于根据所述总排放量计算模型、生产过程功耗模型、运输过程碳排放估算模型及生命周期内碳减排模型，构建所述光伏设备的生态足迹模型，依据所述生态足迹模型，计算得到光伏设备的供应链碳足迹。

18、可选的，第一模型构建单元根据周期数据，对光伏设备每个阶段的资源、能源消耗和对环境的相关排放进行定量计算，以建立所述光伏设备的一般化物质消耗与排放计算模型。

19、可选的，碳链结构构建单元构建所述光伏板生命周期的单向碳链结构，具体为：对所述光伏板生命周期中的每个节点，构建单向碳链结构；

20、所述单向碳链结构依次包括：原材料开发阶段、零部件生产和制造阶段、物流和运输阶段、安装和维护阶段及废物回收阶段。

21、可选的，第一模型修正单元将所述一般化物质消耗与排放计算模型引入影响因子，构建总排放量计算模型时，同时在所述总排放量计算模型中，增加与所述光伏设备相关的运输和废物处理的碳排放计算模型。

22、可选的，第二模型构建单元根据光伏设备全供应链的耗电量，与所述光伏设备生命周期的发电能力的对比结果，构建生命周期内碳减排模型。

23、再一方面，本发明还提供了一种计算设备，包括：一个或多个处理器；

24、处理器，用于执行一个或多个程序；

25、当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现如上述所述的方法。

26、再一方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现如上述所述的方法。

27、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

28、本发明提供了一种基于生命周期计算光伏设备供应链碳足迹的方法，包括：获取光伏设备生命周期内与消耗和排放相关的周期数据，基于所述周期数据建立所述光伏设备的一般化物质消耗与排放计算模型；获取光伏设备光伏电池板生命周期内链结构数据，基于所述链结构数据，构建所述光伏板生命周期的单向碳链结构；根据所述单向碳链结构，将所述一般化物质消耗与排放计算模型引入影响因子，构建总排放量计算模型；获取所述光伏设备的生产过程功耗数据、运输过程碳排放数据及生命周期内碳减排数据，根据所述生产过程功耗数据、运输过程碳排放数据及生命周期内碳减排数据，分别构建所述光伏设备的生产过程功耗模型、运输过程碳排放估算模型及生命周期内碳减排模型；根据所述总排放量计算模型、生产过程功耗模型、运输过程碳排放估算模型及生命周期内碳减排模型，构建所述光伏设备的生态足迹模型，依据所述生态足迹模型，计算得到光伏设备的供应链碳足迹。本发明的实施能够确定光伏发电行业的碳足迹与光伏设备供应链的直接与间接碳排放量，能够结合光伏设备的碳减排量，计算光伏设备在全生命周期环节的碳排放，以评估光伏设备的减排效果。