一种碳减排量测算方法与流程

1.本发明涉及节能减排技术领域，具体涉及一种碳减排量测算方法。


背景技术：

2.营业性货物运输(公、水、铁、航)是交通运输行业的重要组成部分，其碳排放量在整个交通运输行业碳排放量中所占比例较大。碳减排量测算是对不同政策措施的碳减排效果进行测算，现有政策措施主要包括推进运输结构调整、加快运输车辆的新能源化、铁路电气化和民航生物质航空煤油应用等，不同政策措施的碳减排效果测算需将该政策措施转化为定量参数，并对政策措施实施前后的碳排放量进行科学的定量预测，最后计算得到不同政策措施下的碳减排量。
3.目前，交通运输行业碳排放量计算主要采用“自下而上”或“自上而下”的方法，并测算在不同政策措施力度下的碳达峰时间和碳排放峰值。该方法虽可预测交通行业碳排放趋势，但无法明确某种政策措施实施后的减排效果。
4.现有技术中，公开号为cn106600027a的专利文件公开了一种城市交通的碳排放测算系统和测算方法，其测算边界为城际客运、市内客运和城市货运，相当于公路运输的客运部分和城市客运的测算边界，并未对营业性公路、水路、铁路及民航货运的减排量进行测算；并且其对政策参数化，是将政府、行业发布的宏观政策措施分情景应用的假设，没有将政策措施直接转化为参数值代入公式计算减排结果。
5.公开号为cn114417614a的专利文件公开了一种中心城区机动车空间管控措施下碳排放的减排量测算方法，其测算边界中心城区的公共交通和小汽车，并未对营业性公路、水路、铁路及民航货运的减排量进行测算；且其发明目的为是为了证实在某种交通管控措施实施后，对减排效果的影响。
6.现有技术中没有可以直观评价每项政策措施的减排效果的相关内容，无法预测某种政策措施实施后的减排效果。


技术实现要素：

7.本发明针对上述问题，提供了一种碳减排量测算方法，基于营业性货物运输活动水平、能耗水平、能源折煤系数、碳排放因子基础数据，针对不同的政策措施设计具有针对性的测算方法，输出营业性货物运输在某种政策措施实施后可实现的碳减排量测算结果，为决策者选用减排措施提供依据。
8.本发明解决技术问题的技术方案为：
9.一种碳减排量测算方法，包括以下步骤：
10.步骤(1)：建立基础数据库，数据包括营业性货物运输活动水平、能耗水平、能源折煤系数、碳排放因子；
11.步骤(2)：将不同政策措施转化为定量参数；
12.步骤(3)：设计不同政策措施下的碳减排量测算模型，该模型包括利用周转量法或
保有量法计算碳排放量以及不同政策实施前后的营业性货物运输碳减排量计算方法；
13.步骤(4)：输出在某种政策措施实施情况下的碳减排量。
14.进一步地，步骤(1)中所述的营业性货物运输活动水平包括：公路、铁路、水路、民航的货物周转量，使用柴油、天然气、电力、氢能能源的车辆数及其年均行驶里程，使用柴油、天然气、燃料油、电力能源的船舶数及其航行里程；
15.进一步地，步骤(1)所述的能耗水平包括公路货运、铁路货运、水路货运和民航货运单位周转量能耗，公路货运车辆的百公里能耗和船舶单位里程能耗；
16.进一步地，步骤(1)所述的能源折煤系数包括汽油、柴油、天然气、航空煤油、燃料油、电力、氢能、煤炭、生物质航空煤油能源的折煤系数；
17.进一步地，步骤(1)所述的碳排放因子包括汽油、柴油、天然气、航空煤油、燃料油、电力、氢能、煤炭、生物质航空煤油能源的碳排放因子；
18.进一步地，步骤(2)、(3)所述的不同政策措施包括运输结构调整、运输车辆新能源化、电动船舶推广使用、铁路电气化、民航生物质航空煤油的使用、能源效率的提升。
19.所述的新能源括电力、氢能。
20.进一步地，政策措施转化为定量参数包括将政策措施涉及的各种交通方式的货物运输周转量、车辆行驶里程、各类能源消耗数据、货运车辆保有量数据参数化；
21.其中所述的各种交通方式包括公路、铁路、水路和民航，所述的各类能源包括汽油、柴油、天然气、航空煤油、燃料油、电力、氢能、煤炭、生物质航空煤油。
22.进一步地，步骤(3)所述的周转量法计算碳排放量公式为：
23.c＝q
×a×
ef(1.1)
24.式(1.1)中，c为碳排放量,q为货物周转量，a为单位周转量能耗，ef为碳排放因子。
25.进一步地，步骤(3)所述的保有量法计算碳排放量公式为：
26.c＝n
×s×a×
ef(1.2)
27.式(1.2)中，c为碳排放量,n为车辆保有量,s为车辆年均行驶里程，a为百公里能耗，ef为碳排放因子。
28.步骤(3)所述的运输结构调整带来的营业性货物运输碳减排量，具体可以为公路转铁路、公路转水路带来的碳减排量，其计算公式如下：
[0029][0030]
式(1.3)中，c1为运输结构调整带来的营业性货物运输碳减排量，吨碳；
[0031]qgj
、q
ti
、q
sp
分别为运输结构调整前公路运输使用第j类能源、铁路运输使用第i类能源、水路运输使用第p类能源的货物周转量，吨公里；
[0032]agj
、a
ti
、a
sp
分别为公路运输第j类能源的单位周转量能耗、铁路运输第i类能源的单位周转量能耗、水路运输第p类能源的单位周转量能耗，吨标煤/吨公里；
[0033]
ef
gj
、ef
ti
、ef
sp
分别为公路运输第j类能源、铁路运输第i类能源、水路运输第p类能源的碳排放因子，吨碳/吨标煤；
[0034]
q'
gj
、q'
ti
、q'
sp
分别为运输结构调整后公路运输使用第j类能源、铁路运输使用第i
类能源、水路运输使用第p类能源的货物周转量，吨公里；
[0035]
n的取值为4，代表公路运输使用的4类能源，分别为j＝1为柴油，j＝2为天然气，j＝3为氢能，j＝4为电力；m的取值为5，代表铁路运输使用的5类能源，i＝1为柴油，i＝2为天然气，i＝3为汽油，i＝4为电力，i＝5为煤炭；z的取值为3，代表水路运输使用的3类能源，p＝1为燃料油、p＝2为柴油，p＝3为天然气。
[0036]
步骤(3)所述的运输车辆新能源化带来的营业性货物运输碳减排量，指新能源集卡推广使用带来的营业性货物运输碳减排量，其计算公式如下：
[0037][0038]
式(1.4)中，c2为运输车辆新能源化带来的营业性货物运输碳减排量，吨碳；nj为使用第j类能源的车辆数，辆；sj为使用第j类能源的车辆年均行驶里程，公里；aj为使用第j类能源的车辆百公里能耗，吨标煤/百公里；efj、efe分别为使用第j类能源、新能源的碳排放因子，吨碳/吨标煤；n的取值为2，代表运输车辆所使用的能源类型，j＝1为柴油，j＝2为天然气。
[0039]
进一步地，步骤(3)所述的电动船舶推广使用带来的营业性货物运输碳减排量，其计算公式如下：
[0040][0041]
式(1.5)中，c3为电动船舶推广使用带来的营业性货物运输碳减排量，吨碳；n
p
为使用第p类能源的船舶数，艘；s
p
为使用第p类能源的船舶年航行里程，公里；a
p
为使用第p类能源的船舶单耗，吨标煤/吨公里；ef
p
、efe分别为使用第p类能源、电力的碳排放因子，吨碳/吨标煤；z的取值为3，代表船舶所使用的能源类型，p＝1为燃料油、p＝2为柴油，p＝3为天然气。
[0042]
进一步地，步骤(3)所述的铁路电气化带来的营业性货物运输碳减排量，其计算公式如下：
[0043][0044]
式(1.6)中，c4为铁路电气化带来的营业性货物运输碳减排量，吨碳；qi为使用第i类能源的货物周转量，吨公里；ai为铁路运输使用第i类能源的货物单位周转量能耗，吨标煤/吨公里；efi、efe分别为铁路运输使用第i类能源、电力的碳排放因子，吨碳/吨标煤；m的取值为4，代表铁路运输所使用的能源类型，i＝1为柴油，i＝2为天然气，i＝3为汽油，i＝4为煤炭。
[0045]
进一步地，步骤(3)所述的生物质航空煤油的使用带来的营业性货物运输碳减排量，其计算公式如下：
[0046]
c5＝qq×aq
×
(ef
q-ef
l
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1.7)
[0047]
式(1.7)中，c5为生物质航空煤油使用带来的营业性货物运输碳减排量，吨碳；qq为民航运输货物周转量，吨公里；aq为民航运输使用航空煤油的货物单位周转量能耗，吨标煤/吨公里；efq、ef
l
分别为民航运输使用航空煤油、生物质航空煤油的碳排放因子，吨碳/吨
标煤。
[0048]
进一步地，步骤(3)所述的能源效率提升带来的营业性货物运输碳减排量，其计算公式如下：
[0049][0050]
式(1.8)中，c6为能源效率提升带来的营业性货物运输碳减排量，吨碳；q
ab
为第a种运输方式使用第b类能源的货物周转量，吨公里；a
ab
为第a种运输方式使用第b类能源的货物单位周转量能耗，吨标煤/吨公里；w
ab
为第a种运输方式的第b类能源效率提升比例；ef
ab
为第a种运输方式的第b类能源的碳排放因子，吨碳/吨标煤。h的取值为4，代表4种运输方式。k代表第a种运输方式的所使用的能源类型，具体表现为以下对应关系：a＝1为公路货运，k的取值为4，其中b＝1为柴油，b＝2为天然气，b＝3为氢能，b＝4为电力；a＝2为铁路货运，k的取值为5，其中b＝1为柴油，b＝2为天然气，b＝3为汽油，b＝4为电力，b＝5为煤炭；a＝3为水路运输，k的取值为3，其中b＝1为燃料油、b＝2为柴油，b＝3为天然气；a＝4为航空运输，k的取值为1，其中b＝1为航空煤油。
[0051]
发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：
[0052]
本发明在将政策措施参数化的基础上，通过步骤(3)中使用营业性货物运输活动水平、能耗水平、碳排放因子基础数据，利用周转量法或保有量法原理计算碳排放，同时考虑不同政策措施的特殊性，采用步骤(3)中的公式(1.3)至(1.8)计算碳减排量，对运输结构调整、运输车辆新能源化、电动船舶推广使用、铁路电气化、生物质航空煤油的使用、能源效率提升等政策的减碳效果进行科学测算，解决了某类具体举措的碳减排量计算问题，可为决策者选用投入产出比较高的政策措施提供参考。
附图说明
[0053]
图1为本发明的碳减排量计算方法的结构框图。
具体实施方式
[0054]
为了能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不只是所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
[0055]
如图1所示，一种碳减排量测算方法，包括以下步骤：
[0056]
步骤(1)：建立基础数据库，数据包括营业性货物运输活动水平、能耗水平、能源折煤系数、碳排放因子；
[0057]
步骤(2)：将不同政策措施转化为定量参数；
[0058]
步骤(3)：设计不同政策措施下的碳减排量测算模型，该模型包括利用周转量法或保有量法计算碳排放量以及不同政策实施前后的营业性货物运输碳减排量计算方法；
[0059]
步骤(4)：输出在某种政策措施实施情况下的碳减排量。
[0060]
步骤(1)中所述的营业性货物运输活动水平包括：公路、铁路、水路、民航的货物周转量，使用柴油、天然气、电力、氢能能源的车辆数及其年均行驶里程，使用柴油、天然气、燃料油、电力能源的船舶数及其航行里程；
[0061]
步骤(1)所述的能耗水平包括公路货运、铁路货运、水路货运和民航货运单位周转量能耗，公路货运车辆的百公里能耗和船舶单位里程能耗；
[0062]
步骤(1)所述的能源折煤系数包括汽油、柴油、天然气、航空煤油、燃料油、电力、氢能、煤炭、生物质航空煤油能源的折煤系数，如表1所示；
[0063]
表1不同能源折煤系数
[0064]
单位：千克标煤/千克
[0065]
能源类型折煤系数能源类型折煤系数汽油1.4714燃料油1.4286柴油1.4571电力0.1229千克标煤/千瓦时天然气1.7572氢能/生物质航空煤油0航空煤油1.4714煤炭0.7143
[0066]
进一步地，步骤(1)所述的碳排放因子包括汽油、柴油、天然气、航空煤油、燃料油、电力、氢能、煤炭、生物质航空煤油能源的碳排放因子，见表2；
[0067]
表2不同能源碳排放因子
[0068]
单位：吨碳/吨标煤
[0069]
能源类型碳排放因子能源类型碳排放因子汽油1.73燃料油1.73柴油1.73电力0.61吨/兆瓦时天然气1.56氢能/生物质航空煤油0航空煤油1.73煤炭2.66
[0070]
进一步地，步骤(2)、(3)所述的不同政策措施包括运输结构调整、运输车辆新能源化、电动船舶推广使用、铁路电气化、民航生物质航空煤油的使用、能源效率的提升。
[0071]
进一步地，政策措施转化为定量参数指将政策措施涉及的各种交通方式的货物运输周转量、车辆行驶里程、各类能源消耗数据、货运车辆保有量数据参数化；
[0072]
其中所述的各种交通方式包括公路、铁路、水路和民航，所述的各类能源包括汽油、柴油、天然气、航空煤油、燃料油、电力、氢能、煤炭、生物质航空煤油。
[0073]
进一步地，步骤(3)所述的周转量法计算碳排放量公式为：
[0074]
c＝q
×a×
ef
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1.1)
[0075]
其中，c为碳排放量,q为货物周转量，a为单位周转量能耗，ef为碳排放因子。
[0076]
进一步地，步骤(3)所述的保有量法计算碳排放量公式为：
[0077]
c＝n
×s×a×
ef
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1.2)
[0078]
其中，c为碳排放量,n为车辆保有量,s为车辆年均行驶里程，a为百公里能耗，ef为碳排放因子。
[0079]
步骤(3)所述的运输结构调整带来的营业性货物运输碳减排量，指公路转铁路、公路转水路带来的碳减排量，其计算公式如下：
[0080][0081]
其中，c1为运输结构调整带来的营业性货物运输碳减排量，吨碳；
[0082]qgj
、q
ti
、q
sp
分别为运输结构调整前公路运输使用第j类能源、铁路运输使用第i类能源、水路运输使用第p类能源的货物周转量，吨公里；
[0083]agj
、a
ti
、a
sp
分别为公路运输第j类能源的单位周转量能耗、铁路运输第i类能源的单位周转量能耗、水路运输第p类能源的单位周转量能耗，吨标煤/吨公里；
[0084]
ef
gj
、ef
ti
、ef
sp
分别为公路运输第j类能源、铁路运输第i类能源、水路运输第p类能源的碳排放因子，吨碳/吨标煤；
[0085]
q'
gj
、q'
ti
、q'
sp
分别为运输结构调整后公路运输使用第j类能源、铁路运输使用第i类能源、水路运输使用第p类能源的货物周转量，吨公里；
[0086]
n的取值为4，代表公路运输使用的4类能源，j＝1为柴油，j＝2为天然气，j＝3为氢能，j＝4为电力；m的取值为5，代表铁路运输使用的5类能源，i＝1为柴油，i＝2为天然气，i＝3为汽油，i＝4为电力，i＝5为煤炭；z的取值为3，代表水路运输使用的3类能源，p＝1为燃料油、p＝2为柴油，p＝3为天然气。
[0087]
步骤(3)所述的运输车辆新能源化带来的营业性货物运输碳减排量，指新能源集卡推广使用带来的营业性货物运输碳减排量，其计算公式如下：
[0088][0089]
其中，c2为运输车辆新能源化带来的营业性货物运输碳减排量，吨碳；nj为使用第j类能源的车辆数，辆；sj为使用第j类能源的车辆年均行驶里程，公里；aj为使用第j类能源的车辆百公里能耗，吨标煤/百公里；efj、efe分别为使用第j类能源、新能源的碳排放因子，吨碳/吨标煤；n的取值为2，代表运输车辆所使用的能源类型，j＝1为柴油，j＝2为天然气。
[0090]
进一步地，步骤(3)所述的电动船舶推广使用带来的营业性货物运输碳减排量，其计算公式如下：
[0091][0092]
其中，c3为电动船舶推广使用带来的营业性货物运输碳减排量，吨碳；n
p
为使用第p类能源的船舶数，艘；s
p
为使用第p类能源的船舶年航行里程，公里；a
p
为使用第p类能源的船舶单耗，吨标煤/吨公里；ef
p
、efe分别为使用第p类能源、电力的碳排放因子，吨碳/吨标煤；z的取值为3，代表船舶所使用的能源类型，p＝1为燃料油、p＝2为柴油，p＝3为天然气。
[0093]
进一步地，步骤(3)所述的铁路电气化带来的营业性货物运输碳减排量，其计算公式如下：
[0094][0095]
其中，c4为铁路电气化带来的营业性货物运输碳减排量，吨碳；qi为使用第i类能源
的货物周转量，吨公里；ai为铁路运输使用第i类能源的货物单位周转量能耗，吨标煤/吨公里；efi、efe分别为铁路运输使用第i类能源、电力的碳排放因子，吨碳/吨标煤；m的取值为4，代表铁路运输所使用的能源类型，i＝1为柴油，i＝2为天然气，i＝3为汽油，i＝4为煤炭。
[0096]
进一步地，步骤(3)所述的生物质航空煤油的使用带来的营业性货物运输碳减排量，其计算公式如下：
[0097]
c5＝qq×aq
×
(ef
q-ef
l
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1.7)
[0098]
其中，c5为生物质航空煤油使用带来的营业性货物运输碳减排量，吨碳；qq为使用第q类能源的货物周转量，吨公里；aq为民航运输使用航空煤油货物单位周转量能耗，吨标煤/吨公里；efq、ef
l
分别为民航运输使用航空煤油、生物质航空煤油的碳排放因子，吨碳/吨标煤。
[0099]
进一步地，步骤(3)所述的能源效率提升带来的营业性货物运输碳减排量，其计算公式如下：
[0100][0101]
其中，c6为能源效率提升带来的营业性货物运输碳减排量，吨碳；q
ab
为第a种运输方式使用第b类能源的货物周转量，吨公里；a
ab
为第a种运输方式使用第b类能源的货物单位周转量能耗，吨标煤/吨公里；w
ab
为第a种运输方式的第b类能源效率提升比例；ef
ab
为第a种运输方式的第b类能源的碳排放因子，吨碳/吨标煤。h的取值为4，代表4种运输方式。k代表第a种运输方式的所使用的能源类型，具体表现为以下对应关系：a＝1为公路货运，k的取值为4，其中b＝1为柴油，b＝2为天然气，b＝3为氢能，b＝4为电力；a＝2为铁路货运，k的取值为5，其中b＝1为柴油，b＝2为天然气，b＝3为汽油，b＝4为电力，b＝5为煤炭；a＝3为水路运输，k的取值为3，其中b＝1为燃料油、b＝2为柴油，b＝3为天然气；a＝4为航空运输，k的取值为1，其中b＝1为航空煤油。
[0102]
上述虽然结合附图对发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。