本發(fā)明涉及碳排放數(shù)據(jù)分析，具體為鋼鐵產(chǎn)品工序級(jí)流程建模碳足跡評(píng)估系統(tǒng)及其分析方法。

背景技術(shù)：

1、鋼鐵行業(yè)作為重點(diǎn)碳排放行業(yè)，在下游客戶的供應(yīng)鏈中占有很大比重，因此汽車、家電、造船等典型用鋼行業(yè)面臨碳達(dá)峰及降碳的問題，下游高端客戶減碳路徑規(guī)劃中將綠色供應(yīng)鏈采購(gòu)作為其重要一環(huán)，即將鋼鐵產(chǎn)品碳足跡納入采購(gòu)評(píng)價(jià)指標(biāo)。

2、在對(duì)鋼鐵材料進(jìn)行碳足跡評(píng)價(jià)時(shí)，傳統(tǒng)的黑箱計(jì)算模式，不能追溯查看各工序碳排放足跡，無法得知各中間產(chǎn)品的碳足跡值，而工序級(jí)流程建模能夠使計(jì)算透明化，但鋼鐵產(chǎn)品生產(chǎn)過程復(fù)雜，且工序級(jí)建模公輔工序存在復(fù)雜的循環(huán)引用和交叉關(guān)系，因此，對(duì)于工序級(jí)流程建模，如何解決公輔工序計(jì)算結(jié)果被主工序引用，以及公輔工序之間的循環(huán)引用問題，仍未得到有效方案解決。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了鋼鐵產(chǎn)品工序級(jí)流程建模碳足跡評(píng)估系統(tǒng)及其分析方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中鋼鐵產(chǎn)品碳足跡計(jì)算的黑箱化，導(dǎo)致中間產(chǎn)品碳足跡值不可追溯的問題，工序級(jí)流程建模中公輔工序計(jì)算出的排放因子值循環(huán)交叉引用的問題，以及碳足跡結(jié)果如何有效指導(dǎo)低碳產(chǎn)品生產(chǎn)、產(chǎn)品生態(tài)設(shè)計(jì)以及綠色采購(gòu)的關(guān)鍵問題。

2、為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：鋼鐵產(chǎn)品工序級(jí)流程碳足跡的評(píng)估系統(tǒng)，其特征在于，包括：

3、物料管理模塊，排放因子管理模塊，工序模塊和碳足跡計(jì)算模塊；

4、物料管理模塊用于物料編碼、物料分類、運(yùn)輸類型、物料消耗量的配置；排放因子管理模塊用于管理生產(chǎn)過程排放因子和材料隱含排放因子的屬性；

5、工序模塊用于添加輸入輸出相關(guān)信息，設(shè)置排放因子相關(guān)信息；

6、碳足跡計(jì)算模塊用于完成各工序主產(chǎn)品生命周期碳足跡值。

7、鋼鐵產(chǎn)品工序級(jí)流程碳足跡建模的分析方法，包括以下步驟：

8、s11.根據(jù)鋼鐵生產(chǎn)工藝流程構(gòu)建鋼鐵產(chǎn)品工序模型，并添加輸入輸出的物料類型、物料編碼、物料消耗量以及運(yùn)輸相關(guān)信息；

9、s12.基于已構(gòu)建的工序模型，根據(jù)生產(chǎn)工藝，連接上下道工序模型，搭建鋼鐵產(chǎn)品碳足跡核算模型；

10、s13.分別確定鋼鐵產(chǎn)品碳足跡核算模型輸入輸出的生產(chǎn)過程排放因子和材料隱含排放因子；

11、s14.公輔工序計(jì)算出排放因子值，依據(jù)物料編碼，被多個(gè)公輔工序和主工序引用，計(jì)算出最終產(chǎn)品的生命周期碳足跡值。

12、優(yōu)選的，s12中的建模過程即主工序之間進(jìn)行流程連線，連線時(shí)指定上下道工序物料之間的關(guān)聯(lián)，即上道工序的主產(chǎn)品是下道工序的主原料。

13、優(yōu)選的，s14中每個(gè)工序都將計(jì)算出本工序主產(chǎn)品生命周期碳足跡值，相應(yīng)的公輔工序也將計(jì)算出本工序主產(chǎn)品的生命周期碳足跡值即作為主工序物料的材料隱含排放因子，依據(jù)物料編碼進(jìn)行識(shí)別，若物料編碼相同，則被認(rèn)為是同一種物料，公輔工序計(jì)算出的材料隱含排放因子通過物料編碼將自動(dòng)被多個(gè)公輔工序和主工序引用，計(jì)算出中間產(chǎn)品和最終產(chǎn)品的生命周期碳足跡值，每個(gè)工序的物料都以單耗表示，進(jìn)而計(jì)算出本工序主產(chǎn)品的生命周期值為一單位的主產(chǎn)品產(chǎn)生的二氧化碳排放量，即材料隱含排放因子值，對(duì)于公輔工序含有多個(gè)主產(chǎn)品時(shí)，采用質(zhì)量分配或體積分配方法，計(jì)算出本工序主產(chǎn)品的生命周期碳足跡值，單耗定義：

14、單耗＝某種物料消耗量/本工序主產(chǎn)品產(chǎn)量。

15、優(yōu)選的，鋼鐵產(chǎn)品生命周期co2排放＝生產(chǎn)過程碳排放量+材料隱含碳排放量-碳排放權(quán)抵扣，具體按照如下公式計(jì)算：

16、

17、式中：

18、cft——基于lca的總排放量，t?co2；

19、cfα——生產(chǎn)過程碳排放量(即在生產(chǎn)鋼鐵產(chǎn)品過程中產(chǎn)生的碳排放)，t?co2；

20、cfβ——材料隱含碳排放量(即上游生產(chǎn)該材料帶來的碳排放)，t?co2；

21、cfγ——碳排放權(quán)抵扣，t?co2；

22、vi——生產(chǎn)過程中第i種燃料、原料、動(dòng)力介質(zhì)等的單耗，t、kwh或km3；

23、efi——表示第i種燃料、原料、動(dòng)力介質(zhì)等的co2排放因子，并區(qū)分為直接和間接排放因子進(jìn)行累計(jì)，t?co2/t；

24、wj——第j種產(chǎn)品、副產(chǎn)品、廢料的產(chǎn)量；

25、efj——第j種產(chǎn)品、副產(chǎn)品、廢料的排放因子，包括含碳物質(zhì)的生產(chǎn)過程排放因子，以及動(dòng)力介質(zhì)外銷、焦油鋼渣等副產(chǎn)品以材料隱含排放因子形式的抵扣，t?co2/t。

26、優(yōu)選的，針對(duì)核算產(chǎn)品的碳足跡結(jié)果分析，從生命周期維度和生產(chǎn)過程維度相結(jié)合對(duì)碳足跡結(jié)果進(jìn)行分析，指導(dǎo)低碳產(chǎn)品開發(fā)、低碳生態(tài)設(shè)計(jì)以及綠色采購(gòu)。

27、優(yōu)選的，碳足跡結(jié)果分析從生命周期維度，將鋼鐵產(chǎn)品碳足跡生命周期劃分為七個(gè)階段，包括：直接負(fù)荷、自產(chǎn)能源負(fù)荷、運(yùn)輸負(fù)荷、上游負(fù)荷、副產(chǎn)品內(nèi)部收益以及副產(chǎn)品外部收益，由此，清晰得出不同階段產(chǎn)生的碳排放量，對(duì)生命周期碳足跡值的貢獻(xiàn)。

28、優(yōu)選的，碳足跡生命周期值＝直接負(fù)荷+能源負(fù)荷+中間產(chǎn)品負(fù)荷+運(yùn)輸負(fù)荷+上游負(fù)荷+副產(chǎn)品內(nèi)部收益+副產(chǎn)品外部收益。

29、優(yōu)選的，碳足跡結(jié)果分析從生產(chǎn)過程維度，依據(jù)工序級(jí)建模功能邏輯，可得到各工序中間產(chǎn)品及最終產(chǎn)品碳足跡值，即每個(gè)工序主產(chǎn)品碳足跡生命周期值，再進(jìn)一步計(jì)算出各工序?qū)怂惝a(chǎn)品的碳足跡貢獻(xiàn)，分析出哪個(gè)工序?qū)Ξa(chǎn)品生命周期值帶來的影響較大，需要對(duì)哪個(gè)工序重點(diǎn)關(guān)注，精細(xì)化管理碳排放。

30、本發(fā)明提供了鋼鐵產(chǎn)品工序級(jí)流程建模碳足跡評(píng)估系統(tǒng)及其分析方法。

31、具備以下有益效果：

32、1、本發(fā)明通過采用工序級(jí)流程建模，有效解決傳統(tǒng)的黑箱計(jì)算模式中，碳足跡核算結(jié)果粗顆粒度的問題，工序級(jí)流程建模使計(jì)算過程透明化，能夠追溯鋼鐵生產(chǎn)過程中各中間產(chǎn)品生命周期碳足跡值，鋼鐵產(chǎn)品作為原材料，通常會(huì)有中間產(chǎn)品連鑄坯、熱軋卷、冷軋卷等外賣情況，生產(chǎn)商通過一次核算即為不同下游客戶提供外賣產(chǎn)品碳足跡值。

33、2、本發(fā)明通過物料編碼與主工序物料自動(dòng)匹配，實(shí)現(xiàn)主工序?qū)o工序因子值得引用，并且能夠?qū)崿F(xiàn)公輔工序的循環(huán)交叉引用。

34、3、本發(fā)明通過從生命周期維度和生產(chǎn)過程維度相結(jié)合對(duì)碳足跡結(jié)果進(jìn)行分析，對(duì)低碳產(chǎn)品、產(chǎn)品生態(tài)設(shè)計(jì)以及綠色采購(gòu)都有很強(qiáng)的指導(dǎo)意義，碳足跡計(jì)算結(jié)果根據(jù)生命周期的不同階段，分階段進(jìn)行展示，從產(chǎn)品層面，幫助生產(chǎn)企業(yè)了解自身產(chǎn)品碳排放現(xiàn)狀，有助于企業(yè)綠色能源和原輔料采購(gòu)、打造綠色供應(yīng)鏈，有效指導(dǎo)企業(yè)綠色低碳產(chǎn)品研發(fā)；從企業(yè)層面，為生產(chǎn)流程低碳優(yōu)化排產(chǎn)提供數(shù)據(jù)支撐，有效控排并采取減排措施，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的碳排放有效管理。

技術(shù)特征：

1.鋼鐵產(chǎn)品工序級(jí)流程碳足跡的評(píng)估系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.鋼鐵產(chǎn)品工序級(jí)流程碳足跡建模的分析方法，根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼鐵產(chǎn)品工序級(jí)流程碳足跡的評(píng)估系統(tǒng)，其特征在于，包括以下步驟：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋼鐵產(chǎn)品工序級(jí)流程碳足跡建模的分析方法，其特征在于：所述s12中的建模過程即主工序之間進(jìn)行流程連線，連線時(shí)指定上下道工序物料之間的關(guān)聯(lián)，即上道工序的主產(chǎn)品是下道工序的主原料。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋼鐵產(chǎn)品工序級(jí)流程碳足跡建模的分析方法，其特征在于：所述s14中每個(gè)工序都將計(jì)算出本工序主產(chǎn)品生命周期碳足跡值，相應(yīng)的公輔工序也將計(jì)算出本工序主產(chǎn)品的生命周期碳足跡值即作為主工序物料的材料隱含排放因子，依據(jù)物料編碼進(jìn)行識(shí)別，若物料編碼相同，則被認(rèn)為是同一種物料，公輔工序計(jì)算出的材料隱含排放因子通過物料編碼將自動(dòng)被多個(gè)公輔工序和主工序引用，計(jì)算出中間產(chǎn)品和最終產(chǎn)品的生命周期碳足跡值，每個(gè)工序的物料都以單耗表示，進(jìn)而計(jì)算出本工序主產(chǎn)品的生命周期值為一單位的主產(chǎn)品產(chǎn)生的二氧化碳排放量，即材料隱含排放因子值，對(duì)于公輔工序含有多個(gè)主產(chǎn)品時(shí)，采用質(zhì)量分配或體積分配方法，計(jì)算出本工序主產(chǎn)品的生命周期碳足跡值，所述單耗定義：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋼鐵產(chǎn)品工序級(jí)流程碳足跡建模的分析方法，其特征在于：鋼鐵產(chǎn)品生命周期co2排放＝生產(chǎn)過程碳排放量+材料隱含碳排放量-碳排放權(quán)抵扣，具體按照如下公式計(jì)算：

6.根據(jù)權(quán)利要求2-5任意一項(xiàng)所述的鋼鐵產(chǎn)品工序級(jí)流程碳足跡建模的分析方法，其特征在于：針對(duì)核算產(chǎn)品的碳足跡結(jié)果分析，從生命周期維度和生產(chǎn)過程維度相結(jié)合對(duì)碳足跡結(jié)果進(jìn)行分析，指導(dǎo)低碳產(chǎn)品開發(fā)、低碳生態(tài)設(shè)計(jì)以及綠色采購(gòu)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋼鐵產(chǎn)品工序級(jí)流程碳足跡建模的分析方法，其特征在于：所述碳足跡結(jié)果分析從生命周期維度，將鋼鐵產(chǎn)品碳足跡生命周期劃分為七個(gè)階段，包括：直接負(fù)荷、自產(chǎn)能源負(fù)荷、運(yùn)輸負(fù)荷、上游負(fù)荷、副產(chǎn)品內(nèi)部收益以及副產(chǎn)品外部收益，由此，清晰得出不同階段產(chǎn)生的碳排放量，對(duì)生命周期碳足跡值的貢獻(xiàn)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋼鐵產(chǎn)品工序級(jí)流程碳足跡建模的分析方法，其特征在于：所述碳足跡生命周期值＝直接負(fù)荷+能源負(fù)荷+中間產(chǎn)品負(fù)荷+運(yùn)輸負(fù)荷+上游負(fù)荷+副產(chǎn)品內(nèi)部收益+副產(chǎn)品外部收益。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋼鐵產(chǎn)品工序級(jí)流程碳足跡建模的分析方法，其特征在于：所述碳足跡結(jié)果分析從生產(chǎn)過程維度，依據(jù)工序級(jí)建模功能邏輯，可得到各工序中間產(chǎn)品及最終產(chǎn)品碳足跡值，即每個(gè)工序主產(chǎn)品碳足跡生命周期值，再進(jìn)一步計(jì)算出各工序?qū)怂惝a(chǎn)品的碳足跡貢獻(xiàn)，分析出哪個(gè)工序?qū)Ξa(chǎn)品生命周期值帶來的影響較大，需要對(duì)哪個(gè)工序重點(diǎn)關(guān)注，精細(xì)化管理碳排放。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供鋼鐵產(chǎn)品工序級(jí)流程建模碳足跡評(píng)估系統(tǒng)及其分析方法，涉及碳排放數(shù)據(jù)分析技術(shù)領(lǐng)域。該鋼鐵產(chǎn)品工序級(jí)流程碳足跡的評(píng)估系統(tǒng)，包括物料管理模塊，排放因子管理模塊，工序模塊和碳足跡計(jì)算模塊；所述物料管理模塊用于物料編碼、物料分類、運(yùn)輸類型、物料消耗量的配置；所述排放因子管理模塊用于管理生產(chǎn)過程排放因子和材料隱含排放因子的屬性；所述工序模塊用于添加輸入輸出相關(guān)信息，設(shè)置排放因子相關(guān)信息。通過采用工序級(jí)流程建模，有效解決傳統(tǒng)的黑箱計(jì)算模式中，碳足跡核算結(jié)果粗顆粒度的問題，工序級(jí)流程建模使計(jì)算過程透明化，能夠追溯鋼鐵生產(chǎn)過程中各中間產(chǎn)品生命周期碳足跡值。

技術(shù)研發(fā)人員：謝榮圓,李毅仁,王磊,田京雷,苗海濤,孔維明,王倩,丁劍,高媛
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京盈碳科技發(fā)展有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9