本發(fā)明屬于園區(qū)狀態(tài)評(píng)估領(lǐng)域，涉及低碳特性評(píng)估，具體涉及一種面向園區(qū)電碳聯(lián)動(dòng)的低碳特性評(píng)估方法。

背景技術(shù)：

1、低碳園區(qū)是產(chǎn)業(yè)園區(qū)為達(dá)成低碳發(fā)展任務(wù)、建立可持續(xù)發(fā)展模式的新型工業(yè)組織形式，可以通過(guò)物質(zhì)流和能量流等方式將不同企業(yè)與工廠聯(lián)系起來(lái)，構(gòu)建企業(yè)間的上下游產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)系，實(shí)現(xiàn)園區(qū)內(nèi)再生資源的最大化利用，并能有效提升本地及周邊地區(qū)的碳效率水平。碳排放核算是低碳研究的基礎(chǔ)，通過(guò)園區(qū)的碳排放核算，可以清晰的了解園區(qū)內(nèi)不同產(chǎn)業(yè)的碳排放情況，為園區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)提供參考，推動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)向清潔、高效的方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)和轉(zhuǎn)型，同時(shí)碳減排量的核算還能夠挖掘園區(qū)的碳減排潛力，為參加碳匯政策提供依據(jù)，從而制定更加科學(xué)、有效的環(huán)保政策。

2、低碳園區(qū)是一個(gè)協(xié)同實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的重要單元，同時(shí)也是重點(diǎn)碳排放源，其轉(zhuǎn)型和發(fā)展對(duì)實(shí)現(xiàn)國(guó)家和地區(qū)的低碳戰(zhàn)略起到關(guān)鍵作用。碳排放核算方法影響園區(qū)碳排放水平的評(píng)估，是制定有效碳減排策略的基礎(chǔ)。然而，現(xiàn)有的碳核算方法針對(duì)園區(qū)的情況不夠準(zhǔn)確，難以充分評(píng)估園區(qū)的低碳特性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種面向園區(qū)電碳聯(lián)動(dòng)的低碳特性評(píng)估方法，其基于低碳園區(qū)結(jié)構(gòu)以及多能流特性，通過(guò)低碳環(huán)境效益，碳排放效率和碳減排成本體現(xiàn)園區(qū)的碳排放能力，實(shí)現(xiàn)園區(qū)低碳特性的充分評(píng)估，可以有效提高園區(qū)低碳減排、制定更合理的園區(qū)，有利于實(shí)現(xiàn)多利益主體共贏。

2、技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種面向園區(qū)電碳聯(lián)動(dòng)的低碳特性評(píng)估方法，包括如下步驟：

3、s1：基于園區(qū)結(jié)構(gòu)和設(shè)備碳排放特征，對(duì)園區(qū)的碳排量進(jìn)行核算，獲取到碳排量數(shù)據(jù)；

4、s2：基于碳排量數(shù)據(jù)，設(shè)定環(huán)境效益指標(biāo)，利用物元可拓模型對(duì)環(huán)境效益進(jìn)行判別，獲取到環(huán)境效益等級(jí)；

5、s3：基于碳排量數(shù)據(jù)，利用sbm模型對(duì)碳排放效率進(jìn)行測(cè)算，獲取到碳排放效率；

6、s4：基于碳排量數(shù)據(jù)，利用產(chǎn)出距離函數(shù)求解影子價(jià)格，獲取到碳減排成本。

7、進(jìn)一步地，所述步驟s1中碳排量的核算中碳排放來(lái)源包括直接排放和間接排放；

8、所述直接排放是指發(fā)電機(jī)組、熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組和供熱機(jī)組等生產(chǎn)系統(tǒng)燃燒消耗煤炭、柴油、燃料油、天然氣等化石燃料產(chǎn)生的溫室氣體排放；

9、所述間接排放指排放主體因使用外購(gòu)的電力、熱力所導(dǎo)致的排放，該部分排放源于前述電力和熱力的生產(chǎn)。

10、進(jìn)一步地，所述步驟s1中直接排放的計(jì)算公式如下：

11、

12、其中，燃料消耗總熱量f,i表示設(shè)備類(lèi)型f消耗的燃料i的總熱量，單位為十億千焦(tj)；單位熱值含碳量表示單位低位發(fā)熱量燃料所含碳元素的質(zhì)量，單位為噸碳/十億千焦(t-c/tj)；氧化率表示燃料中的碳在燃燒中被氧化的比率，以％表示。

13、進(jìn)一步地，所述步驟s1中間接排放的計(jì)算公式如下：

14、間接排放量＝∑(活動(dòng)水平數(shù)據(jù)k×排放因子k)?????(2)

15、其中，活動(dòng)水平數(shù)據(jù)表示外購(gòu)電力/熱力消耗量，單位為萬(wàn)千瓦時(shí)(104kwh)或百萬(wàn)千焦(gj)；排放因子采用各省的電力和熱力排放因子的缺省值。

16、進(jìn)一步地，所述步驟s2中環(huán)境效益指標(biāo)的二級(jí)指標(biāo)包括二氧化碳減排、廢氣減排和粉塵減排，判別等級(jí)包括優(yōu)質(zhì)、良好、合格和不合格。

17、進(jìn)一步地，所述步驟s2中對(duì)環(huán)境效益進(jìn)行判別的方法包括：

18、a1：建立經(jīng)典域、節(jié)域和待評(píng)物元，具體模型如下：

19、

20、式中：pj為第j個(gè)評(píng)價(jià)等級(jí)；c1,c2,…,cn為pj的n個(gè)不同特征；v1j,v2j,…,vnj分別是pj對(duì)應(yīng)于c1,c2,…,cn的取值范圍，即經(jīng)典域；aij和bij為vij的取值邊界；

21、

22、式中：p為評(píng)價(jià)對(duì)象等級(jí)的全體；vp1,vp2,…,vpn分別是p對(duì)應(yīng)于c1,c2,…,cn的取值范圍，即節(jié)域；

23、

24、式中：r0為待評(píng)物元；v1,v2,…,vn分別是p0關(guān)于c1,c2,…,cn的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)；

25、a2：采用ahp分析法和熵權(quán)法計(jì)算出各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重；

26、a3：分別計(jì)算待評(píng)物元r0到各等級(jí)經(jīng)典域和節(jié)域的距離，計(jì)算公式如下：

27、

28、式中：ρ(vi,vji)、ρ(vi,vpi)分別為第i個(gè)指標(biāo)量值vi到經(jīng)典域vji、節(jié)域vpi的距離，αji、βji為經(jīng)典域的左端點(diǎn)和右端點(diǎn)，αpi、βpi為節(jié)域的左端點(diǎn)和右端點(diǎn)；

29、a4：計(jì)算待評(píng)物元與各等級(jí)之間的關(guān)聯(lián)度函數(shù)值，計(jì)算公式如下；

30、

31、如果kj(vi)＝maxkl(vi)，l∈{1,2,…,m}，那么判定待評(píng)估對(duì)象vi等級(jí)為j。

32、進(jìn)一步地，所述步驟s3的碳排放效率測(cè)算中，模型的投入指標(biāo)包括資本、能源消費(fèi)和勞動(dòng)力，期望產(chǎn)出為經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，非期望產(chǎn)出為二氧化碳排放量；

33、資本選取歷年固定資本存量表征；能源消費(fèi)選取直接能源消耗主要包括煤、天然氣和石油的消耗量，間接能源消耗主要包括用電量；用電量選取歷年單位從業(yè)人員數(shù)表征；經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平選取以2006年不變價(jià)格的城市歷年gdp表征；二氧化碳排放量通過(guò)碳排量核算方法得到數(shù)據(jù)。

34、進(jìn)一步地，所述步驟s3中碳排放效率的測(cè)算方法包括：

35、選取決策單元，設(shè)置投入(資本、能源消費(fèi)、勞動(dòng)力)、期望產(chǎn)出(經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平)和非期望產(chǎn)出(二氧化碳排放量)三種向量，分別表示為x∈rm，定義矩陣x，yg，yb為：x＝[x1,...,xn]∈rm×n，設(shè)x＞0,yg＞0,yb＞0，則可能性集合(p)定義為：

36、p＝{(x，yg，yb)|x...xλ，yg，，ygλ，yb...ybλ，λ...0}??(9)

37、式中，λ∈rn為權(quán)重向量，上述定義針對(duì)不變規(guī)模報(bào)酬，若為可變規(guī)模報(bào)酬，則需增加λl＝1條件，l為元素全部為1的向量；

38、構(gòu)建考慮非期望產(chǎn)出的sbm模型如下：

39、

40、其中，s-∈rm，分別為投入、非期望產(chǎn)出、期望產(chǎn)出的松弛變量，ρ*為決策單元相對(duì)于最優(yōu)生產(chǎn)前沿面效率值，關(guān)于s-、sb、sg嚴(yán)格遞減，其值滿(mǎn)足0＜p*，，1，當(dāng)且僅當(dāng)ρ*＝1時(shí)決策單元有效。

41、進(jìn)一步地，所述步驟s4中產(chǎn)出距離函數(shù)的定義包括：

42、假設(shè)一個(gè)公司采用一種生產(chǎn)技術(shù)，需要的投入來(lái)產(chǎn)出在產(chǎn)出集中，一個(gè)子集被定義為“好產(chǎn)品”，而另一個(gè)子集被定義為“壞產(chǎn)品”；此外，引入一個(gè)凸的，有界的閉集合p(x)來(lái)描述所有可能的產(chǎn)出；

43、對(duì)產(chǎn)出集p(x)作如下假設(shè)：

44、(1)投入是強(qiáng)可處置性的，即如果投入增加了，產(chǎn)出不會(huì)減少；也就是說(shuō)，如果x′∈x，那么

45、(2)好產(chǎn)品與壞產(chǎn)品的聯(lián)合性，即壞產(chǎn)品是生產(chǎn)好產(chǎn)品過(guò)程中不可避免的副產(chǎn)品，也就是說(shuō)，如果(y,b)∈p(x)并且b＝0，那么y＝0；

46、(3)好產(chǎn)品和壞產(chǎn)品滿(mǎn)足聯(lián)合弱可處置性，即工廠同等比例地同時(shí)縮減好產(chǎn)品和壞產(chǎn)品的產(chǎn)出是可能的，也就是說(shuō)，如果(y,b)∈p(x)，并且0，，θ，，1，那么(θy,θb)∈p(x)；

47、(4)好產(chǎn)品滿(mǎn)足強(qiáng)可處置性，即對(duì)好產(chǎn)品產(chǎn)出量的減少?zèng)]有限制，即可以在其他條件都不變的情況下降低好產(chǎn)品的產(chǎn)出量；如果(y,b)∈p(x)，并且(y0,b)”(y,b)，那么(y0,b)”p(x)。

48、基于這些假設(shè)，將生產(chǎn)的主產(chǎn)品即電能定義為“好產(chǎn)品”，產(chǎn)出的副產(chǎn)品即二氧化碳定義為“壞產(chǎn)品”，基于這些假設(shè)，定義產(chǎn)出距離函數(shù)為

49、d0(x,y+agy′b-agb′gy′-gb)＝d0(x,y,b,gy′-gb)-a,a∈r??(12)

50、產(chǎn)出距離函數(shù)的值可以反映企業(yè)的生產(chǎn)效率。

51、進(jìn)一步地，所述步驟s4中計(jì)算壞產(chǎn)品影子價(jià)格的方法，其方程式表示為

52、

53、式中，pb為壞產(chǎn)品的影子價(jià)格；py為好產(chǎn)品的市場(chǎng)價(jià)格；y為好產(chǎn)品的產(chǎn)量；b為壞產(chǎn)品的產(chǎn)量；和分別為產(chǎn)出距離函數(shù)對(duì)于好產(chǎn)品和壞產(chǎn)品產(chǎn)量的一階偏導(dǎo)；利用線性規(guī)劃的方法來(lái)估計(jì)函數(shù)的具體參數(shù)值，然后就可進(jìn)一步計(jì)算出壞產(chǎn)品的影子價(jià)格。

54、本發(fā)明提出了一種面向園區(qū)電碳聯(lián)動(dòng)的低碳特性評(píng)估方法，其主要包括考慮園區(qū)中直接排放和間接排放特征，提出一種園區(qū)在電碳聯(lián)合運(yùn)行方式下的碳排量核算；以碳排量核算結(jié)果作為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，提出一種基于物元可拓模型的低碳環(huán)境效益的判別方法；根據(jù)碳核算結(jié)果，提出一種基于sbm模型的碳排放效率測(cè)算方法；根據(jù)碳核算結(jié)果，提出一種基于產(chǎn)出距離函數(shù)的碳減排成本測(cè)算方法。

55、有益效果：本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，解決了背景技術(shù)中所提出園區(qū)碳排量難以精準(zhǔn)核算，難以充分評(píng)估園區(qū)的低碳特性的問(wèn)題，通過(guò)研究針對(duì)園區(qū)的碳排量核算方法，提出園區(qū)電碳聯(lián)動(dòng)的低碳特性評(píng)估方法，通過(guò)低碳環(huán)境效益，碳排放效率和碳減排成本體現(xiàn)園區(qū)的碳排放能力，實(shí)現(xiàn)園區(qū)低碳特性的充分評(píng)估，提高了區(qū)碳排量測(cè)算精確性，能夠促進(jìn)園區(qū)低碳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，可以有效提高園區(qū)低碳減排、制定更合理的園區(qū)，有利于實(shí)現(xiàn)多利益主體共贏。