一种基于本体的产品碳足迹评估方法及相关设备

本发明涉及基于本体的产品碳足迹评估，尤其涉及一种基于本体的产品碳足迹评估方法、系统、终端及计算机可读存储介质。

背景技术：

1、随着全球“碳中和”进程加速，我国全力推进各产业链低碳发展，目前大部分企业无法快速、准确评估自身碳排放，亟需开发一套标准化、智能化、高效率的碳足迹基础数据库和评估方法，以使得企业可以快速、准确评估自身碳排放。

2、已有数据库仅提供不同生产活动碳排放因子数据，缺乏产业链上不同生产活动间的相互关联模型。即使同行业不同企业基于本体的产品碳足迹评估都需先对生命周期碳排放过程进行梳理，再搜集数据进行计算，存在大量重复性工作。此外，由于缺乏标准化的过程建模方法，常常导致模型中大量过程缺失、各过程及过程间关系被折叠、不同团队建模结果差异大且差异来源隐蔽，造成计算结果不准确、不一致、难对比、难溯源、难复用。

3、现有碳足迹数据库大多采用基于过程的生命周期碳足迹建模方法，对产品从原材料获取到运输再到生产的所有过程进行依次识别，例如混凝土生产，需要对其全产业链的所有过程进行识别，包括混凝土生产过程需要水泥、水、电，并产生直接碳排放；水泥生产过程需要石灰石、水、电，水的生产需要电，电力生产需要煤炭；而煤炭生产需要原煤开采等。这一过程需要大量跨行业专业知识，常常由于对生产过程的知识缺乏或数据缺失而导致大量过程被忽略，建模框架不完整。被忽略的过程一般不披露，因此行业中很难形成一个标准化的碳足迹模型，也难以实现已有模型在不同团队间的复用和改进，同行产品难以直接进行碳足迹对比。

4、即已有数据库仅提供不同生产活动碳排放因子数据(碳足迹评价专业领域数据)，缺乏产业链上不同生产活动间的相互关联模型(产品相关专业领域数据)。即使同行业不同企业的产品碳足迹评估都需先对产品的生命周期碳排放过程进行识别与梳理，再搜集数据进行计算，存在大量重复性工作。

5、因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种基于本体的产品碳足迹评估方法、系统、终端及计算机可读存储介质，旨在解决现有技术中无法得到标准化基于本体的产品碳足迹评估模型，从而使得企业无法快速、准确评估自身碳排放，得不到准确的基于本体的产品碳足迹评估结果的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种基于本体的产品碳足迹评估方法，所述基于本体的产品碳足迹评估方法包括如下步骤：

3、确定需要进行基于本体的产品碳足迹评估的目标产品，根据所述目标产品和行业基础数据库确定所述目标产品所属行业，根据所述目标产品所属行业获取公开的行业间经济投入产出关系表，建立环境投入产出生命周期评价模型，基于所述环境投入产出生命周期评价模型计算所述目标产品的碳足迹总量；

4、利用泰勒级数展开的方式，提取所述目标产品全产业链上的碳排放路径，计算每条碳排放路径上的碳排放量，识别所有碳排放路径上碳排放量超过预设阈值的目标点，并根据所述目标点确定高碳排放过程，以确定所述高碳排放过程所处的产业链环节及对应的行业；

5、对所述高碳排放过程进行分类，并获取所述高碳排放过程的属性参数，根据所述属性参数对所述目标产品建立本体精确模型，基于所述本体精确模型采用过程数据替换掉所述目标点的原有数据，并输出基于本体的产品碳足迹评估结果。

6、可选地，所述的基于本体的产品碳足迹评估方法，其中，所述根据所述目标产品所属行业获取公开的行业间经济投入产出关系表，建立环境投入产出生命周期评价模型，基于所述环境投入产出生命周期评价模型计算所述目标产品的碳足迹总量，具体包括：

7、根据所述目标产品所属行业，获取公开的行业间经济投入产出关系表，建立环境投入产出生命周期评价模型；

8、x＝dx＝f；    (1)

9、e＝rx＝r(i-d)-1f；   (2)

10、其中，向量x表示国家分类统计的各个经济部门的总产出；d指的是直接消耗系数矩阵，表示每个经济部门每生产一单位产品所需消耗的其他经济部门的产出；向量f表示目标经济部门的总体经济产值；向量e表示不同种类的温室气体排放总量；矩阵r表示各经济部门每单位产出造成的不同种类温室气体排放量；矩阵i表示一个单位矩阵；

11、所述环境投入产出生命周期评价模型根据各经济部门每单位产出造成的不同种类温室气体排放量、单位矩阵、直接消耗系数矩阵和目标经济部门的总体经济产值计算得到所述目标产品的碳足迹总量。

12、可选地，所述的基于本体的产品碳足迹评估方法，其中，所述泰勒级数展开的方式为：

13、

14、其中，k表示一系列从零到正无穷大的整数，每个整数代表整个产业链上的一个生产阶段；

15、通过泰勒级数展开的方式，将不同阶段不同过程的碳排放提取出来，形成碳排放路径。

16、可选地，所述的基于本体的产品碳足迹评估方法，其中，所述对所述高碳排放过程进行分类，具体为：

17、按照阶段实体对象、过程实体对象、物质流对象或者关系对象对所述高碳排放过程进行分类。

18、可选地，所述的基于本体的产品碳足迹评估方法，其中，所述阶段实体对象包括原材料获取阶段和产品生产阶段；所述过程实体对象包括生产过程和运输过程；所述物质流对象包括物质流动和产品流动；所述关系对象包括上下游关系。

19、可选地，所述的基于本体的产品碳足迹评估方法，其中，所述基于本体的产品碳足迹评估方法还包括：

20、对产品碳足迹评估涉及的所有过程相关的物质流通过术语聚合建立本体类别与层次。

21、可选地，所述的基于本体的产品碳足迹评估方法，其中，所述对产品碳足迹评估涉及的所有过程相关的物质流通过术语聚合建立本体类别与层次，具体包括：

22、建立各对象的类别及类别层次，在用户使用过程中，后台基于各过程的本体精确模型实现关联过程的快速调取。

23、此外，为实现上述目的，本发明还提供一种基于本体的产品碳足迹评估系统，其中，所述基于本体的产品碳足迹评估系统包括：

24、评价模型建立及碳足迹总量确定模块，用于确定需要进行基于本体的产品碳足迹评估的目标产品，根据所述目标产品和行业基础数据库确定所述目标产品所属行业，根据所述目标产品所属行业获取公开的行业间经济投入产出关系表，建立环境投入产出生命周期评价模型，基于所述环境投入产出生命周期评价模型计算所述目标产品的碳足迹总量；

25、数学展开及高碳排放过程确定模块，用于利用泰勒级数展开的方式，提取所述目标产品全产业链上的碳排放路径，计算每条碳排放路径上的碳排放量，识别所有碳排放路径上碳排放量超过预设阈值的目标点，并根据所述目标点确定高碳排放过程，以确定所述高碳排放过程所处的产业链环节及对应的行业；

26、本体精确模型建立及数据替换模块，用于对所述高碳排放过程进行分类，并获取所述高碳排放过程的属性参数，根据所述属性参数对所述目标产品建立本体精确模型，基于所述本体精确模型采用过程数据替换掉所述目标点的原有数据，并输出基于本体的产品碳足迹评估结果。

27、此外，为实现上述目的，本发明还提供一种终端，其中，所述终端包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于本体的产品碳足迹评估程序，所述基于本体的产品碳足迹评估程序被所述处理器执行时实现如上所述的基于本体的产品碳足迹评估方法的步骤。

28、此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质存储有基于本体的产品碳足迹评估程序，所述基于本体的产品碳足迹评估程序被处理器执行时实现如上所述的基于本体的产品碳足迹评估方法的步骤。

29、本发明中，确定需要进行基于本体的产品碳足迹评估的目标产品，根据所述目标产品和行业基础数据库确定所述目标产品所属行业，根据所述目标产品所属行业获取公开的行业间经济投入产出关系表，建立环境投入产出生命周期评价模型，基于所述环境投入产出生命周期评价模型计算所述目标产品的碳足迹总量；利用泰勒级数展开的方式，提取所述目标产品全产业链上的碳排放路径，计算每条碳排放路径上的碳排放量，识别所有碳排放路径上碳排放量超过预设阈值的目标点，并根据所述目标点确定高碳排放过程，以确定所述高碳排放过程所处的产业链环节及对应的行业；对所述高碳排放过程进行分类，并获取所述高碳排放过程的属性参数，根据所述属性参数对所述目标产品建立本体精确模型，基于所述本体精确模型采用过程数据替换掉所述目标点的原有数据，并输出基于本体的产品碳足迹评估结果。本发明提供了一套可关联产业活动关系的基础数据库，提供基于行业平均水平的标准化基于本体的产品碳足迹评估模型，并嵌入推理算法以实现企业碳足迹模型的自动补全，实现了碳排放计算的标准化、产品生产各环节碳排放的透明化，帮助企业快速评估自身产品碳足迹，对标行业碳足迹。