本發(fā)明涉及碳足跡核算，具體地說(shuō)，涉及一種基于實(shí)時(shí)在線數(shù)據(jù)模型的港口碳足跡核算方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著全球應(yīng)對(duì)氣候變化政策的深入，越來(lái)越多的國(guó)際貿(mào)易規(guī)則，將產(chǎn)品生命周期碳足跡納入必要的考核指標(biāo)。歐盟碳邊境調(diào)節(jié)機(jī)制(即碳關(guān)稅)將于2023年10月1日開(kāi)始試運(yùn)行，歐盟將成為世界上第一個(gè)征收“碳關(guān)稅”的經(jīng)濟(jì)體；2024年1月1日起納入歐盟排放交易體系的海運(yùn)業(yè)開(kāi)始進(jìn)入征收期。供應(yīng)鏈上任何一個(gè)環(huán)節(jié)的高碳足跡，都將導(dǎo)致出口產(chǎn)品付出更多的碳管制成本。

2、2023年11月，發(fā)改環(huán)資〔2023〕1529號(hào)提出鼓勵(lì)龍頭企業(yè)根據(jù)行業(yè)發(fā)展水平和企業(yè)自身實(shí)際建立產(chǎn)品碳足跡管理制度，帶動(dòng)上下游企業(yè)加強(qiáng)碳足跡管理，推動(dòng)供應(yīng)鏈整體綠色低碳轉(zhuǎn)型，鼓勵(lì)先行先試。

3、在國(guó)家和行業(yè)政策的推動(dòng)下，我國(guó)港口綠色低碳發(fā)展步伐不斷加快，港口設(shè)備電動(dòng)化、港口用能綠色化等舉措不斷落實(shí)，港口的碳足跡不斷降低。港口提供集裝箱在港碳足跡核算服務(wù)能夠?yàn)楫a(chǎn)品制造企業(yè)、航運(yùn)企業(yè)等客戶應(yīng)對(duì)碳稅和貨主需求，豐富集裝箱碼頭增值服務(wù)內(nèi)容，并創(chuàng)造服務(wù)價(jià)值和提高碼頭核心競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí)，還可為政府主管部門(mén)探索開(kāi)展相關(guān)碳足跡管理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐，但是傳統(tǒng)的核算方法可能沒(méi)有考慮到各種設(shè)備和活動(dòng)的特定排放因子，這使得難以準(zhǔn)確評(píng)估每個(gè)操作環(huán)節(jié)的實(shí)際碳足跡，具體為只關(guān)注直接排放，忽略了間接排放和港口范圍內(nèi)供應(yīng)鏈上下游的排放，且未將綠化活動(dòng)納入碳足跡核算，因此，提供一種基于實(shí)時(shí)在線數(shù)據(jù)模型的港口碳足跡核算方法及系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于實(shí)時(shí)在線數(shù)據(jù)模型的港口碳足跡核算方法及系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)從“大門(mén)”到“大門(mén)”的生命周期碳足跡核算，以解決只關(guān)注直接排放，忽略了間接排放和港口范圍內(nèi)供應(yīng)鏈上下游的排放，且未將綠化活動(dòng)納入碳足跡核算的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明目的在于提供了一種基于實(shí)時(shí)在線數(shù)據(jù)模型的港口碳足跡核算方法，包括以下步驟：

3、s1、首先在顯示模塊中選擇邊界，邊界包括邊界一、邊界二和邊界三，選擇邊界包括四種情況，第一種是選擇邊界一、第二種是選擇邊界二、第三種是選擇邊界三、第四是選擇多個(gè)選項(xiàng)，選擇完成后輸入集裝箱參數(shù)；

4、s2、輸入集裝箱參數(shù)后，根據(jù)選擇的邊界，從各環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)取各環(huán)節(jié)能耗數(shù)據(jù)庫(kù)，獲得各環(huán)節(jié)的碳排放，最后得到集裝箱各環(huán)節(jié)碳排放的總和，如果選擇的是邊界一，則用燃油水平運(yùn)輸環(huán)節(jié)碳足跡加堆場(chǎng)燃油設(shè)備環(huán)節(jié)碳足跡再加上港區(qū)所有集裝箱需要平攤的邊界一碳足跡得到總邊界一碳足跡，其中，港區(qū)所有集裝箱均需要平攤的邊界一碳足跡等于化石燃料單箱碳排放加上逸散源單箱排放；

5、其中，各個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)庫(kù)包括岸橋環(huán)節(jié)集裝箱數(shù)據(jù)庫(kù)、水平運(yùn)輸環(huán)節(jié)集裝箱數(shù)據(jù)庫(kù)、堆場(chǎng)環(huán)節(jié)集裝箱數(shù)據(jù)庫(kù)和平攤環(huán)節(jié)集裝箱數(shù)據(jù)庫(kù)；

6、s3、在顯示模塊中輸出集裝箱各環(huán)節(jié)碳排放的總和數(shù)據(jù)。

7、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述s2中：

8、平攤邊界一環(huán)節(jié)根據(jù)集裝箱類(lèi)型不同，分兩種情況：

9、若集裝箱為非特殊箱，則集裝箱單箱平攤邊界一碳排放等于港區(qū)所有集裝箱均需要平攤的邊界一排放；

10、若集裝箱為特殊箱，則特殊箱單箱平攤邊界一碳排放等于特殊箱單箱水平運(yùn)輸環(huán)節(jié)平攤碳排放加上港區(qū)所有集裝箱均需要平攤的邊界一排放。

11、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述燃油水平運(yùn)輸環(huán)節(jié)和堆場(chǎng)設(shè)備環(huán)節(jié)碳足跡通過(guò)安裝在燃油水平運(yùn)輸設(shè)備上的流量計(jì)、液位計(jì)、碳平衡測(cè)試器或二氧化碳采集器對(duì)消耗的燃油和二氧化碳數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取。

12、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述港區(qū)所有集裝箱均需要平攤的邊界一碳足跡，具體如下：

13、化石燃料單箱碳排放包括汽油排放、柴油排放、lng排放和乙炔排放：

14、

15、其中，為第i個(gè)集裝箱化石燃料的碳排放；fj為平攤的第j種化石燃料量；efco2j為第j種化石燃料co2排放系數(shù)；efch4j為第j種化石燃料ch4排放系數(shù)；efn2oj為第j種化石燃料n2o排放系數(shù)；fj＝{f1,f2,f3,f4，fj}；其中，f1為平攤汽油的量；f2為平攤柴油的量；f3為平攤lng的量；f4為平攤乙炔的量；fj為平攤的第j種化石燃料量，gwpch4為ch4溫室氣體全球變暖潛勢(shì)值；gwpn2o為n2o溫室氣體全球變暖潛勢(shì)值。

16、逸散源單箱排放包括逸散排放和生活污水的排放，具體如下：

17、

18、其中，為第i個(gè)集裝箱因逸散源產(chǎn)生的二氧化碳排放當(dāng)量；adk為第k種逸散源單箱填充量；efk為第k種逸散源的排放因子；gwpk為第k種逸散源的溫室氣體全球變暖潛勢(shì)值；

19、

20、其中，為第i個(gè)集裝箱因生活污水化糞池產(chǎn)生的甲烷對(duì)應(yīng)的二氧化碳排放當(dāng)量；bod為生活污水中有機(jī)物總量；ci為第i個(gè)集裝箱單箱平攤生活污水量；ef為污水池甲烷逸散的排放因子；r為甲烷回收量，gwpch4為ch4溫室氣體全球變暖潛勢(shì)值；

21、則：

22、

23、其中，em為港區(qū)所有集裝箱均需要平攤的邊界一排放。

24、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述s2中，如果選擇的是邊界二，則用岸橋環(huán)節(jié)碳足跡加水平運(yùn)輸環(huán)節(jié)電動(dòng)設(shè)備碳足跡加堆場(chǎng)環(huán)節(jié)電動(dòng)設(shè)備碳足跡加港區(qū)所有集裝箱需要平攤的邊界二碳足跡得到總邊界二碳足跡，其中，港區(qū)所有集裝箱需要平攤的邊界二碳足跡等于附屬生產(chǎn)用電單箱碳排放減去綠電單箱減排量；

25、港區(qū)所有集裝箱需要平攤的邊界二排放根據(jù)集裝箱類(lèi)型不同，分兩種情況：

26、若集裝箱為非冷藏箱，則集裝箱單箱平攤邊界二碳足跡等于港區(qū)所有集裝箱需要平攤的范圍邊界二碳足跡；

27、若集裝箱為冷藏箱，則冷藏箱單箱平攤邊界二碳足跡等于冷藏箱單箱在堆場(chǎng)存放碳足跡加上港區(qū)所有集裝箱需要平攤的邊界二碳足跡。

28、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述港區(qū)所有集裝箱需要平攤的邊界二碳足跡，具體如下：

29、附屬生產(chǎn)用電單箱碳排放和綠電單箱減排量：

30、

31、其中，為第i個(gè)集裝箱平攤附屬生產(chǎn)用電部分碳排放；ei為第i個(gè)集裝箱平攤用電量；efco2為電力co2排放系數(shù)；

32、

33、其中，為第i個(gè)集裝箱平攤碳減排；e′i為第i個(gè)集裝箱單箱綠電使用量；

34、則：

35、

36、其中，ee為港區(qū)所有集裝箱需要平攤的邊界二碳足跡；

37、冷藏箱單箱平攤邊界二碳足跡：

38、冷藏箱單箱在堆場(chǎng)存放碳足跡加上港區(qū)所有集裝箱需要平攤的邊界二碳足跡；

39、

40、其中，為第i個(gè)集裝箱平攤冷藏箱堆場(chǎng)環(huán)節(jié)碳排放；e1h為冷藏箱1h用電量；n為冷藏箱的數(shù)量；

41、則：

42、

43、其中，為冷藏箱單箱平攤邊界二碳足跡。

44、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述s2中，如果選擇的是邊界三，則用港作拖輪單箱碳足跡加靠港船舶單箱碳足跡加港外集卡單箱碳足跡減去綠化單箱碳匯得到港區(qū)所有集裝箱需要平攤的邊界三碳足跡。

45、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述港區(qū)所有集裝箱需要平攤的邊界三碳足跡具體為：

46、港作拖輪單箱碳足跡：

47、

48、其中，為港作拖輪對(duì)第i個(gè)集裝箱產(chǎn)生的碳排放；p為服務(wù)某艘靠港船舶的單艘拖輪功率；t1為船舶靠泊過(guò)程拖輪頂推時(shí)長(zhǎng)；t2為船舶靠泊過(guò)程拖輪拖拽時(shí)長(zhǎng)；m為服務(wù)某艘靠港船舶的拖輪數(shù)量；η為船舶主機(jī)柴油消耗率；efch4為柴油ch4排放系數(shù)；efn2o為柴油n2o排放系數(shù)。

49、靠港船舶單箱碳足跡包括兩種情況：

50、情況一為某艘船舶靠泊期間采用船舶輔機(jī)供電，在無(wú)法直接獲取船舶靠港能源消耗的情況下，按照下列公式計(jì)算：

51、

52、其中，為采用船舶輔機(jī)供電時(shí)，艘船?？科陂g第i個(gè)集裝箱的碳排量；t為該艘靠港船舶停靠碼頭時(shí)長(zhǎng)；n0為在港完成集裝箱裝卸個(gè)數(shù)；

53、情況二為某艘船舶靠泊期間采用碼頭岸電供電；

54、

55、其中，為采用碼頭岸電供電時(shí)，艘船停靠期間第i個(gè)集裝箱的碳排量；ead為艘靠港船舶靠泊期間岸電使用量；

56、在無(wú)法直接獲取港外集卡能耗的情況下，港外集卡單箱碳足跡按下列公式計(jì)算：

57、

58、其中，為港外集卡對(duì)第i個(gè)集裝箱產(chǎn)生的碳排放；f100為柴油集卡的百公里油耗，s1為港外集卡在港運(yùn)行距離；

59、綠化單箱碳匯：

60、

61、其中，為第i個(gè)集裝箱收集的碳匯；e″i為第i個(gè)集裝箱平攤的碳匯；f為綠化減排系數(shù)；

62、則：

63、

64、其中，es為港區(qū)所有集裝箱需要平攤的邊界三碳足跡。

65、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述s2中，如果選擇的是多個(gè)邊界選項(xiàng)，則將選擇的邊界選項(xiàng)值相加。

66、另一方面，本發(fā)明提供了一種基于實(shí)時(shí)在線數(shù)據(jù)模型的港口碳足跡核算系統(tǒng)，包括存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)上述任意一項(xiàng)所述的基于實(shí)時(shí)在線數(shù)據(jù)模型的港口碳足跡核算方法。

67、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：

68、該基于實(shí)時(shí)在線數(shù)據(jù)模型的港口碳足跡核算方法及系統(tǒng)中，邊界一、邊界二和邊界三分別代表了不同范圍內(nèi)的碳足跡核算，從港口內(nèi)部直接排放逐步擴(kuò)展到港口內(nèi)外的更廣泛活動(dòng)，通過(guò)這些邊界的不同計(jì)算方法，港口管理者可以更全面地評(píng)估碳足跡，并采取相應(yīng)的減排措施來(lái)優(yōu)化運(yùn)營(yíng)效率，降低對(duì)環(huán)境的影響，并且還考慮綠植活動(dòng)對(duì)碳排放的抵消作用，促進(jìn)綜合管理和可持續(xù)發(fā)展。