一种球阀生产过程碳排放核算方法及核算系统与流程

本发明属于碳排放核算，提供了一种球阀生产过程碳排放核算方法及核算系统。

背景技术：

1、碳排放是导致气候变化的主要原因之一，对全球气候产生重要影响。通过核算碳排放，企业可以更好地了解其在气候变化方面的贡献，采取降低碳足迹的措施，积极参与减缓气候变化的全球行动。碳排放的核算有助于企业评估生产过程中能源和资源的使用效率。通过了解碳排放的来源和消耗，企业可以找到优化生产流程的潜在机会，提高资源利用效率，降低生产成本。许多企业的碳排放不仅来自其自身生产过程，还涉及到供应链中的其他环节。

2、球阀产品生产过程中的碳排放通常分散在各零件加工阶段，而这些阶段的碳排放又具有多元性、交互性和复杂性等特点。现阶段球阀生产企业在生产过程中缺乏对球阀各加工阶段碳排放的核算和管理，且对于各阶段碳排放的特性不明确，不利于球阀生产企业进行绿色化、低碳化转型。而现有的碳排放核算方法存在以下缺点：

3、1、考虑的碳源不全面，未能将多碳源与球阀机加工典型工序相结合；

4、2、计算方法等原因导致核算的准确性低；

5、3、不能随时观测碳排放量。

技术实现思路

1、针对现有技术所存在的上述不足，本发明要解决的技术问题是现有的球阀生产企业在生产过程中缺乏对球阀各加工阶段碳排放的核算和管理，且对于各阶段碳排放的特性不明确。本发明提供一种球阀生产过程碳排放核算方法及核算系统，能够精确量化球阀产品的生产碳排放并应用于核算系统中，使得碳排放量具有准确性、实时性的特点。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种球阀生产过程碳排放核算方法，包括：

3、获取球阀外购件供应商生产数据，基于所述生产数据构建外购件工序碳排放模型；

4、获取球阀外购件运输过程中运输距离油耗和载重油耗数据，基于所述油耗数据构建外购件运输碳排放模型；

5、通过整合球阀外购件碳排放模型和外购件运输碳排放模型，构建基于所述碳排放模型的外购件碳排放数据集；

6、获取球阀生产企业自制件的加工工序，并分析各加工工序的碳源分布，基于所述零件工序的各碳源消耗量构建碳排放模型，建立自制件碳排放数据集；

7、获取球阀生产企业球阀装配各工序的碳源消耗量，基于所述球阀装配工序的碳源消耗量构建球阀装配碳排放数据集；

8、通过整合球阀外购件碳排放数据集、球阀自制件碳排放数据集和球阀装配碳排放数据集，构建基于工艺过程的球阀产品生产碳排放核算模型，从而获得球阀产品的平均生产碳排放；

9、获取球阀测试阶段的碳源及其消耗数据，基于所述碳源消耗数据构建球阀产品测试碳排放模型；

10、通过整合基于工艺过程的球阀产品生产碳排放核算模型和基于碳源消耗数据的球阀产品测试碳排放模型，构建基于工艺过程的球阀产品碳排放模型，从而获得球阀产品的实际碳排放。

11、在第一方面的一种可实现方式中，所述获取球阀外购件生产数据，构建基于生产数据的外购件生产工序碳排放模型，如下：

12、

13、其中，所述min为球阀产品外购件生产时工序n消耗物料i的质量，αi为物料i的碳排放因子，δin为物料i在工序n的利用率，ejn为工序n中能源j的消耗量，βej为能源j的碳排放因子，表示球阀加工设备隐性碳排放，tk表示球阀加工设备k的使用次数或使用时间，γk为球阀加工设备k的使用强度因子(γk≥1)，tk为球阀加工设备k可运行总次数或球阀加工设备使用寿命。

14、在第一方面的一种可实现方式中，所述获取球阀外购件运输过程中运输距离油耗和载重油耗数据，构建基于油耗数据的外购件运输碳排放模型如下所示：

15、

16、其中，所述η表示运输次数；ds为车辆行驶距离，co为单位运输距离油耗，βo为柴油碳排放因子，cl为每吨有效球阀外购件载荷的油耗量，n为球阀外购件的数量，m为球阀外购件的单位质量。

17、在第一方面的一种可实现方式中，获取球阀生产企业自制件的加工工序，分析球阀生产各工序的碳源分布，构建基于球阀零件工序各碳源消耗量的碳排放模型，包括：

18、所述球阀零件生产工序的物料消耗碳排放模型如下式所示

19、

20、其中，所述i为所消耗的球阀生产物料类别，αi为所消耗球阀生产物料的碳排放系数，为物料i在第nn工序中的消耗质量，为物料i在第nn工序中的利用率。

21、所述零件工序的能源消耗碳排放模型如下

22、

23、其中，所述j为消耗的能源类别，βe_j为能源j的碳排放系数，为能源j在工序nn中的损耗量。

24、所述球阀零件工序的球阀加工设备损耗碳排放模型如下

25、

26、其中，表示球阀加工设备隐性碳排放，tk表示球阀加工设备k的使用次数或使用时间，γk为球阀加工设备k的使用强度因子(γk≥1)，tk为球阀加工设备k可运行总次数或球阀零件设备使用寿命。

27、则所述球阀生产企业自制件生产工序碳排放模型表示为

28、

29、在第一方面的一种可实现方式中，所述获取生产企业球阀装配各工序的碳源消耗量，构建基于球阀装配工序的碳源消耗量碳排放模型。所述球阀装配碳排放体现为球阀零件间各联接方式(如：铆接、键联接和焊接等)引起的碳排放，则所述球阀装配工序碳排放模型如下式所示

30、

31、其中，所述βak为球阀零件间联接方式k所耗能源的碳排放因子，ek为球阀零件间联接方式k消耗的能源类型。

32、在第一方面的一种可实现方式中，所述获取球阀测试阶段的碳源及其消耗数据，基于所述碳源消耗数据构建球阀产品测试碳排放模型，其特征在于，所述基于碳源消耗数据的球阀产品测试碳排放模型包括：

33、球阀安装碳排放：

34、其中，fn表示球阀n测试时安装的次数，表示提升球阀n时的能耗，表示夹持球阀n时的能耗，λen表示安装能耗的碳排放因子。

35、球阀测试设备碳排放：

36、其中，为球阀测试设备测试球阀n时的隐性碳排放，tn为测试设备的使用次数，tn为测试设备的使用寿命，γn为测试设备的使用率。

37、球阀测试电能消耗碳排放：

38、其中，etn为球阀n测试时的电能消耗，ep为球阀保压时的电能消耗，βe为电能碳排放因子。

39、则所述球阀测试碳排放模型可表示为

40、cetest＝ceinstall+cete+cee

41、在第一方面的一种可实现方式中，所述通过整合球阀外购件碳排放数据集、球阀自制件碳排放数据集、球阀装配碳排放数据集和球阀测试碳排放数据集，构建基于工艺过程的球阀产品碳排放核算模型，如下

42、

43、其中，所述q为同批次球阀数量，为球阀的平均生产碳排放。

44、第二方面，本技术提供一种球阀产品碳排放核算系统，用于执行第一方面各种可实现方式中的一种基于工艺过程的球阀产品碳排放核算方法。所述核算系统包括：球阀生产数据采集模块、球阀外购件(如：密封件、紧固件和毛坯等)供应商端数据处理模块、球阀企业端数据处理模块、球阀生产数据集中处理与方法输出模块、球阀碳排放显示模块和球阀采购商及监管部门访问模块，其中：

45、所述球阀生产数据采集模块包括球阀数据采集装置、球阀分析采集装置、球阀无线采集装置和球阀集成采集装置，用于从待核算球阀外购件供应商和球阀生产企业获取预设待核算时间段内每种碳源的活动数据、所述目标球阀产品的产量以及所述目标球阀产品的碳排放量；

46、所述球阀外购件供应商端数据处理模块包括球阀外购件数据采集及处理单元和球阀外购件数据发布单元，其中：所述球阀外购件数据采集及处理单元用于获取球阀外购件供应商端外购件生产各工序碳源消耗数据和外购件运输工具相关数据，并联合第一方面所述的外购件碳排放模型和外购件运输碳排放模型，根据所述碳排放模型获取外购件生产和运输的碳排放量；

47、所述球阀数据发布单元包括手持终端和电脑网页终端，用于将所述球阀数据采集及处理单元获得的数据发布至球阀企业或公开发布；

48、所述球阀企业端数据处理模块包括球阀外购件数据接收单元和球阀自制件数据采集单元，其中：所述球阀外购件数据接收单元用于获取球阀外购件供应商端所发布的外购件生产数据；

49、所述球阀自制件数据采集单元用于从所述球阀自制件数据处理单元获取第一方面构建的所述自制件生产与零件工序碳排放模型、球阀产品与球阀装配工序碳排放模型的对应关系；

50、根据所述对应关系，获取待核算球阀自制件生产中的所有碳源并利用所述球阀自制件数据采集单元进行数据监测；

51、所述球阀产品数据集中处理与方法输出模块包括球阀企业云端应用服务器、球阀企业碳排放管理软件(集团版)、球阀企业碳排放管理软件、前置机，用于构建球阀产品与碳排放源之间的对应关系，以及按照预设更新间隔更新所述球阀产品与碳排放源之间的对应关系；

52、整合所述球阀外购件生产和运输、自制件生产和球阀装配的所有碳源，通过所述球阀产品数据处理单元中预设的球阀产品核算方法库中获取球阀生产各碳源的核算公式，根据所述球阀生产各核算公式获取各球阀生产碳源的碳排放量；

53、将所述球阀生产碳源的排放量之和确定为球阀企业总生产碳排放量，根据第一方面所述球阀产品平均生产碳排放获取方法和目标产品所对应的球阀零件生产过程所有碳源排放总量，确定所述目标球阀产品的平均生产碳排放；

54、同时将所述球阀测试碳源的排放量确定为球阀企业额外碳排放量，根据第一方面所述球阀产品测试碳排放模型，确定所述目标球阀产品的测试碳排放；

55、整合所述球阀产品的平均生产碳排放和所述球阀产品测试碳排放，最终获得球阀实际碳排放。

56、所述球阀碳排放显示模块用于显示根据预设时间间隔更新所述球阀零件生产各碳源消耗量及碳排放量；

57、所述球阀采购商及监管部门访问模块包括手持终端和电脑网页终端，用于将所述球阀产品数据集中处理与方法输出模块最终获得的球阀企业碳排放量、球阀产品平均生产碳排放量和球阀测试碳排放量发布至平台，球阀采购商及监管部门可通过所述球阀采购商及监管部门访问模块获取球阀企业和球阀产品碳排放数据。

58、与现有技术相比，本发明的有益效果：

59、1、本发明提供的球阀生产过程碳排放核算方法，通过构建基于工艺过程的球阀产品碳排放核算模型，分析球阀构件从毛坯到成品，球阀从零件到产品的工艺过程中的所有碳源引起的碳排放，解决了球阀生产过程中碳源考虑不全面的问题；

60、2、本发明提供的球阀生产过程碳排放核算方法通过建立球阀零件加工工序碳耗模型，分析球阀零件各加工工序中的碳源，并结合各类碳源消耗的碳排放模型核算球阀零件加工引起的碳排放，解决了未能将多碳源与球阀机加工典型工序相结合的问题；

61、3、本发明提供的球阀生产过程碳排放核算方法通过综合考虑球阀外购件生产、外购件运输、自制件、球阀装配和球阀测试引起的碳排放，并建立相应的碳排放核算模型，解决了球阀企业总碳排放和球阀产品碳排放核算准确性低的问题；

62、4、本发明提供的球阀生产过程碳排放核算系统，将系统分为球阀生产数据采集模块、球阀外购件供应商端数据处理模块、球阀企业端数据处理模块、球阀生产数据集中处理与方法输出模块、球阀碳排放显示模块和球阀采购商及监管部门访问模块，使得球阀企业生产碳排放和球阀产品碳排放有迹可循，解决了球阀企业自身、球阀采购商和监管部门不能观测碳排放量的问题。