一種鋁冶煉企業碳排放管理系統造影裝置的製作方法

2023-08-05 15:56:51 2

本發明適用於環境管理技術領域，提供了一種鋁冶煉企業碳排放管理系統造影裝置，當使用者將基礎數據輸入後即得到一個真實碳排放管理體系的投影。

背景技術：

對人類社會生產生活所產生的溫室氣體排放進行管理和約束，是減緩全球氣候變化的重要行動。減少溫室氣體排放的主要措施來自管理和技術。目前對溫室氣體排放進行管理的政策機制主要有碳排放權交易機制、碳稅機制和行政減排機制。這三種機制的共同之處是必須對碳排放源的排放數量進行約束，在此前提下，碳排放權交易機制允許控排鋁冶煉企業從市場上購買配額抵消超額的碳排放量，碳稅機制要求鋁冶煉企業為超排的碳排放量支付費用，行政減排機制對超排行為施以嚴厲的行政懲罰措施。因此，設計一種可用於三種碳排放管理機制的技術造影系統，可以提高管理者對碳排放管理過程和結果的預見性，從而進行正確的措施選擇。

目前，國內外部分國家和地區已經或正在實施碳排放管理機制，已經有較為成熟的實證經驗，從現有的碳排放管理系統看，基本架構和關鍵要素是相同的，可以進行模塊化設計，但目前尚沒有這樣的規範性方法和軟體問世，每個國家（地區）在開始碳排放管理機制實施前，都要經歷相同的機制學習和摸索過程，造成了資源浪費，且管理者也無法直觀地看到不同管理要素變化後造成的效果差異。

因此，需要一種方法將碳排放管理機制進行系統化和模塊化處理，使管理者和設計人員能迅速地設計或調整碳排放管理系統。

技術實現要素：

鑑於此，本發明提供一種鋁冶煉企業碳排放管理系統造影裝置，將構建碳排放管理系統的主要功能通過6個模塊組織連結起來，輸入基礎數據後，內嵌在模塊中的模型將自動計算出結果，上一個模塊的計算結果為下一個模塊的輸入指標，通過系列運算後，可以得到在默認模塊結構下的碳排放管理系統造影，為碳排放管理提供技術支持，使用者可以通過變化模塊中的設定條件進行管理系統的調整。

為實現上述目的，本發明採用的技術方案是：

步驟1、構建碳排放管理系統的6個關鍵模塊，採集分析構成碳排放管理系統的關鍵環節與數據，包括管理範圍、碳排放總量控制目標、碳排放權配額分配方式、碳排放量的監測與核查、碳排放量的抵消規則、碳排放權配額的清繳、獎賞與懲罰規則；

步驟2、設計模塊的功能邊界、關鍵性輸入指標、主要產出指標、各模塊在整個碳排放管理系統中的坐標定位；

步驟3、進行模塊之間的組合連結，形成程序的總體結構，完成模塊化碳排放管理系統造影的方法設計；

步驟4、將已經模塊化的碳排放管理系統造影方法轉換為管理模型。

2. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，構建碳排放管理系統的6個關鍵模塊，步驟1包括：

（1）設計確定碳排放管理範圍的關鍵參數，將AHM模型內嵌入碳排放管理對象篩選程序，生成碳排放管理系統的控制邊界，完成模塊1建設；

（2）採取減排強度目標分解法分別確定1年期、3年期和5年期碳排放管理系統的配額總量，形成碳排放總量控制系統，完成模塊2建設；

（3）確定碳排放權配額分配模式，建設主要工業行業的分配標準子模塊，配額分配方式和分配頻次，完成模塊3建設；

（4）根據水泥行業的碳排放量核算技術規範，建設主要工業行業的MRV子模塊，包括碳排放源核算的組織邊界、二氧化碳排放單元、二氧化碳排放計算方法、數據核查層級，完成模塊4建設；

（5）確定用於抵消碳排放量的中國核證自願減排量類型和比例，完成模塊5建設；

（6）確定碳排放權配額的清繳時間與逾期懲罰規則，完成模塊6建設。

3. 根據權利要求2所述的碳排放管理系統模塊建設方法，設計各模塊的內容，包括每個模塊的功能邊界、關鍵性輸入指標、主要產出指標，其特徵在於，完成各模塊在整個碳排放管理系統中的坐標定位，所述步驟2包括：

（1）確定各模塊的功能與邏輯定位，從模塊1~6按順序排列，各模塊的內容與功能如下：

模塊1：實現碳排放管理系統的控排行業選擇功能。使用AHM模型，輸入指標[行業歷年能源消費量，碳排放源分散度，減排潛力，……]；輸出指標[控排行業類型，控排鋁冶煉企業數量]；

模塊2：確定碳排放管理系統的配額總量，實現碳排放約束功能：構造數學方程，輸入指標[地區減排目標，控排行業減排潛力，控排行業歷史碳排放水平，控排行業歷史經濟增長指數；政府預留的碳排放空間]；輸出指標[控排鋁冶煉企業碳排放權配額量，管理系統碳排放權配額總量，預留碳排放權配額量]；

模塊3：實現碳排放權配額的分配功能：以基準法設計分配標準，以設定的單位工業增加值CO2排放強度為基準值進行分配，以自然年度為分配周期，實行每年配額免費分配；

模塊4：實現控排鋁冶煉企業碳排放量的核算功能：核算範圍包括：鋁冶煉企業生產過程中在廠界區域和運營控制範圍內產生的CO2排放、鋁冶煉企業為生產所消耗的外購電力、熱力產生的CO2排放，以生產設備為碳排放核算邊界，以官方規定的碳排放量核算技術規範為標準，輸入各行業碳排放量核算公式，MRV子模塊如下：

水泥生產企業CO2排放量核算（GB/T 32151.8-2015）；

模塊5：實現降低控排企業履約成本功能：規定鋁冶煉企業可使用獲得經國家發展和改革委員會備案並在國家註冊登記系統中登記的溫室氣體自願減排量抵消部分碳排放量，對各行業規定統一的溫室氣體自願減排量比例（5~10%）；

模塊6：設定懲罰力度，實現系統的管理約束功能：在規定的履約期內，如果控排鋁冶煉企業不能上交與其碳排放量相等的碳排放權配額和碳抵消產品，對超額排放的CO2徵收罰金。

4. 如權利要求1所述的方法，根據模塊的功能分配與定位，進行模塊之間的組合連結，其特徵在於，通過模塊的功能分配形成程序的總體結構，完成模塊化碳排放管理系統造影的方法設計，所述步驟3包括：

（1）分別確定各模塊的投入產出指標與參數；

（2）對需要使用模型計算的模塊，確定內嵌模型工具；

（3）建立模塊間的投入產出關係式。

5. 如權利要求1所述的方法，編制電腦程式，其特徵在於，將已經模塊化的碳排放管理系統造影方法轉換為管理模型，所述步驟4包括：

（1）分別對模塊1~6進行獨立算式的構建；

（2）定義每個算式在計算機中的語法與含義；

（3）在計算機中實現模塊功能連結；

（4）碳排放管理系統造影模型的試算與調試。

與現有技術相比，本發明的有益效果在於：

1）集合現有國內外碳排放管理系統的實踐經驗，通過提煉關鍵要素，運用數學工程的方法構成一種模塊化的碳排放管理造影模型，為使用者提供了一種可視化工具，便於對碳排放管理進行過程和效果的預演；2）本發明使模型的使用者可以根據需求通過變更單個或部分模塊的輸入指標完成對碳排放管理系統的調整，提高模型運用的靈活性與簡便性。本發明通過碳排放管理系統造影模型的開發，為碳排放管理機制的設計提供依據，具有較強的易用性和實用性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是碳排放管理系統造影模型的結構圖；

圖2是本發明中模塊1的工作原理示意圖；

圖3是本發明中模塊2的工作原理示意圖；

圖4是本發明中模塊3的工作原理示意圖；

圖5是本發明中模塊4的工作原理示意圖；

圖6是本發明中模塊5的工作原理示意圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖對本發明進行進一步詳細說明。

圖1是碳排放管理系統造影模型的結構圖，碳排放管理系統造影模型包括管理範圍模塊、配額總量模塊、配額分配模塊、碳排放核算模塊、碳排放抵消模塊、管理履約模塊。

具體可以是，採集數據，將本地區重點碳排放源單位的基礎數據輸入模塊1，通過模型運算，得到適合納入碳排放管理系統的鋁冶煉企業；採集控排鋁冶煉企業的經濟和碳排放數據，設定碳排放管理系統的減排目標，將數據輸入模塊2進行運算，得到碳排放管理系統的碳排放上限空間——碳排放權配額總量；將碳排放權配額總量按照模塊3的分配方案進行配額分配，確定每家控排鋁冶煉企業可以免費獲得的配額量、預留給新增項目和政府調控的配額量；將控排鋁冶煉企業獲得的配額量和實際碳排放量輸入模塊4，得到控排鋁冶煉企業可以購買的溫室氣體自願減排量（中國核證自願減排量，CCER）；將控排鋁冶煉企業獲得的配額量、CCER數量和實際碳排放量輸入模塊5，可以判斷控排鋁冶煉企業是否符合碳排放管理系統的排放約束，將結果輸入模塊6，可以看到相應的獎懲結果。各模塊的工作原理如圖2~圖6所示。

圖2是碳排放管理系統管理範圍模塊的工作原理示意圖。如圖2所示，首先構建AHM模型，根據篩選原則確定篩選條件，選擇模型指標，根據輸入指標的要求，將本地區擬納入碳排放管理系統的行業或單位的碳排放等數據輸入AHM模型中，數據經過歸一化處理後，進入計算程序，得到適合進入碳排放管理系統的行業類型、控排鋁冶煉企業目錄、控排鋁冶煉企業歷史碳排放水平。

圖3是碳排放管理系統配額總量模塊的工作原理示意圖。碳排放管理系統的配額總量模塊由三大系統組成：輸入模塊、計算模塊和輸入模塊。具體可以是，採取自上而下的配額總量估算方法，通過地區碳排放總量控制目標和控排行業碳排放歷史佔比，確定控排行業的碳排放權配額量；同時，採取自下而上的減排潛力估算法，通過控排行業的減排潛力估算和減排經濟性分析，確定控排行業的碳排放權配額量。將各控排行業的配額量匯總後得到碳排放管理系統的配額總量。

圖4是碳排放權配額分配模塊的工作原理示意圖。將模塊2的估算結果作為模塊3的輸入指標進行兩個層面的配額分配計算。首先進行配額的宏觀層面分配，具體可以是，將碳排放管理系統的配額總量根據操作者預設的規則，按照比例分為控排行業配額總量和政府預留配額總量。其次進行配額的微觀層面分配，具體可以是，採取基準法，以控排鋁冶煉企業歷史平均產量為基礎，根據設計的基準值，將碳排放權配額從行業分到控排鋁冶煉企業。在這種分配方式下，如果控排鋁冶煉企業的單位產品（值）碳排放水平低於基準值，將會出現配額盈餘，反之出現配額不足。

圖5是碳排放管理系統核算模塊的工作原理示意圖。根據模塊4內設的控排鋁冶煉企業碳排放核算範圍規則和行業碳排放核算標準，對核算範圍內的生產設施進行碳排放量的計算和匯總。

圖6是碳排放管理系統的排放抵消模塊工作原理示意圖。將模塊3-4的計算結果輸入模塊5，由模塊5內設的碳排放抵消比例，計算出控排鋁冶煉企業實際擁有的碳排放權證：碳排放權配額+中國核證自願減排量。將控排鋁冶煉企業實際碳排放量和碳排放權證數據輸入模塊6，進入履約流程，可以發現控排鋁冶煉企業是否達到了碳排放管理目標。

進一步的，如果模塊6輸出結果顯示，大部分控排鋁冶煉企業出現超額排放情況，可能配額總量設置不合理，操作者應返回模塊2，進行模塊參數的調整。

進一步的，如果任一模塊輸出結果異常，都可以對該模塊或關聯模塊進行修正。

至此，完成模塊化的碳排放管理系統造影模型的設計。

需要說明的是，對於前述的方法實施例，為了簡單描述，故將其都表述為一系列的動作組合，但是本領域技術人員應該知悉，本發明並不受所描述的動作順序的限制，因為依據本發明，某些步驟可以採用其他順序或者同時進行。

所屬領域的技術人員可以清楚地了解到，為了描述的方便和簡潔，僅以上述各功能模塊、單元的劃分進行舉例說明，實際應用中，可以根據需要而將上述功能分配由不同的功能單元、模塊完成，即將所述模型的內部結構劃分成不同的功能單元或模塊，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，各功能模塊、單元的具體名稱也只是為了便於相互區分，並不用於限制本申請的保護範圍。上述模型中各模塊、單元的具體工作過程，可以參考前述方法實施例中的對應過程，在此不再贅述。

在本申請所提供的幾個實施例中，應該理解到，所揭露的方法和參數，可以通過其它的方式實現。例如，所述模塊、單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現時可以有另外的劃分方式，例如多個模塊組件可以結合或者可以集成到另一個系統，或一些特徵可以忽略，或不執行。

所述作為分離部件說明的模塊可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的模塊可以是或者也可以不是物理單元，可以根據實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現本實施例方案的目的。

另外，在本發明各個實施例中的各功能模塊、單元可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。上述集成的單元既可以採用軟體功能單元的形式實現。

所述功能如果以軟體功能單元的形式實現並作為獨立的產品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質中。基於這樣的理解，本發明的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分或者該技術方案的部分可以以軟體產品的形式體現出來，該計算機軟體產品存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用以使得一臺計算機設備（可以是個人計算機，伺服器，或者網絡設備等）執行本發明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質包括：U盤、移動硬碟、只讀存儲器（ROM，Read-Only Memory）、隨機存取存儲器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光碟等各種可以存儲程序代碼的介質。

以上所述實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明實施例各實施例技術方案的精神和範圍。