一种钢铁企业碳减排效果评估方法与系统与流程

专利2025-06-14  43


本发明涉及碳减排,具体涉及一种钢铁企业碳减排效果评估方法与系统。


背景技术:

1、随着全球气候变暖问题的日益严峻,钢铁行业作为碳排放的重点领域,其碳减排效果的准确评估成为优化生产过程、制定有效减排策略的关键环节。

2、目前,国内外针对碳减排效果评估的研究已经取得了一定进展,尤其是在模型构建与工具开发方面。众多研究机构与高校开发了多样化的评估模型,其中包括统计模型等,这些模型在一定程度上满足了政府和企业对碳排放量进行科学评估的需求,为后续制定减排政策和措施提供了重要参考。然而,现有的评估技术仍存在以下显著问题:

3、数据获取与处理难题:钢铁生产过程复杂,涉及炼焦、烧结、轧制等多个工序,每个环节均会产生大量碳排放。由于历史能耗数据和碳排放数据的收集不完全,加之监测与核算体系尚不健全,企业往往难以获取全面、准确的碳排放数据,这直接限制了评估的准确性和可靠性。

4、评估效率低下:传统的统计方法依赖于大量数据的手动统计与分析,这不仅消耗大量资源,而且耗时较长,导致碳减排效果评估的效率低下,不能及时反映减排措施的实际效果,进而影响到企业节能减排技术的有效推广和应用。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种钢铁企业碳减排效果评估方法与系统,建立一个高效、准确且能适应钢铁企业复杂生产流程的碳减排效果评估体系。

2、为实现上述目的,本发明通过以下技术方案实现:

3、一种钢铁企业碳减排效果评估方法,包括以下步骤:

4、s1:数据采集:收集工序历史能耗数据ei和历史碳排放数据ci;

5、s2:预测模型建模:基于最小二乘法原理对历史能耗数据ei和历史碳排放数据ci进行拟合,构建碳排放预测模型;

6、s3:效果评估:采集实施减排技术后的实际工序能耗e和实际碳排放数据ct;将实际工序能耗e输入碳排放预测模型,得到实施减排技术前的碳排放数据c;减排效果评估的公式为:

7、

8、x为减排效果因子。

9、进一步地:步骤s1与步骤s2之间还包括步骤s110:

10、对s1中收集的历史能耗数据ei和历史碳排放数据ci进行清洗和预处理。

11、进一步地:所述步骤s110的具体步骤包括:

12、s111:删除ei和ci数据值为负数的数据;

13、s112:对清洗后的数据按照ei从小到大对ci进行重新排序;

14、s113:删除ci+1>ci的异常数据。

15、进一步地:步骤s2的具体步骤包括:

16、构建基于历史综合能耗数据ei和碳排放数据ci的关系函数:

17、ci=a2*ei2+a1*ei+a0

18、其中,a0,a1和a2均为常数;

19、求解

20、

21、当

22、

23、得到a0,a1和a2的值,并将其代回关系函数,得到碳排放预测模型。

24、进一步地:步骤s1中历史能耗数据ei由多种能源能耗数据综合计算得出:

25、

26、其中,i为能源的种类,n为能源种类的总和,gi是第i种能源的能源消耗量,fi是第i种能源折算成标煤的系数。

27、进一步地:所述多种能源能耗数据包括:煤炭能耗数据、电力能耗数据、天然气能耗数据。

28、进一步地:减排效果评估预设标准判断,减排效果因子数值越大,减排效果越好。

29、本发明还提供一种钢铁企业碳减排效果评估系统,应用上述任一项所述的方法,包括:

30、能耗监测模块:能耗监测模块利用能耗监测端设备监测所有工序煤炭、电力、天然气等能源消耗数据,并计算综合能耗数据;能耗监测端设备提供数据接入的软件配置工具,支持各种标准通信协议的数据接入,支持现场仪表采集、对接信息系统、手工录入等多种方式获取能耗数据;现场仪表采集采用智能采集工具将所述工序的各类能源消耗量采集后传输至能耗监测端设备中,智能采集工具包括智能水表、智能电表、智能流量计;对接信息系统采用能耗监测端设备,直接从用户信息系统获取能耗数据;

31、碳排放监测装置:用于监测工序的二氧化碳排放数据;采用基于非分散红外(ndir)

32、技术的碳排放监测仪;

33、碳排放预测模块:用于清洗和预处理综合能耗和碳排放数据,并使用最小二乘法进行二阶线性拟合综合能耗和碳排放数据,构建关系函数;

34、减排效果评估模块:通过比较相同综合能耗下实施减排技术后的碳排放数据和碳排放预测模块输出的碳排放数据,得到减排效果因子,评估减排效果。

35、相对原技术,本发明具有以下有益效果:

36、一、碳排放预测精度提升:通过利用历史能耗和碳排放数据,结合生产工序特性,本发明构建了碳排放预测模型,实现了不同生产负荷下碳排放的高精度预测。相比于基于排放因子的传统预测方法(传统预测方法利用碳排放因子乘以能源消耗总量预测碳排放数据,排放因子是从地区或企业自身排放因子库获取,属于理想状态,未考虑能源效率、设备状况等因素,且地区或企业自身排放因子库不一定有完整的数据),本模型通过二阶线性拟合,提供更准确的预测结果,且在实施成本上更具优势。

37、二、本发明综合考虑能源效率、设备状况等因素对碳排放数据的影响,对具体工序的碳排放数据进行完整预测,实现对不同减排方案在相同能耗条件下的效果评估。这种方法使得评估结果更为全面和高效,有助于企业更准确地了解减排措施的实际效益。

38、三、企业利用本发明的评估系统,可以快速地比较不同减排方案的成本与效果,优化资源分配,从而选择最具成本效益的减排策略,提升了资源利用效率。



技术特征:

1.一种钢铁企业碳减排效果评估方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种钢铁企业碳减排效果评估方法,其特征在于,步骤s1与步骤s2之间还包括步骤s110:

3.根据权利要求2所述的一种钢铁企业碳减排效果评估方法,其特征在于,所述步骤s110的具体步骤包括:

4.根据权利要求1所述的一种钢铁企业碳减排效果评估方法,其特征在于,步骤s2的具体步骤包括:

5.根据权利要求1所述的一种钢铁企业碳减排效果评估方法,其特征在于,步骤s1中历史能耗数据ei由多种能源能耗数据综合计算得出:

6.根据权利要求5所述的一种钢铁企业碳减排效果评估方法,其特征在于,所述多种能源能耗数据包括:煤炭能耗数据、电力能耗数据、天然气能耗数据。

7.根据权利要求1所述的一种钢铁企业碳减排效果评估方法,其特征在于,减排效果评估预设标准判断,减排效果因子数值越大,减排效果越好。

8.一种钢铁企业碳减排效果评估系统,应用上述任一项所述的方法,其特征在于,包括:


技术总结
本发明提供了一种钢铁企业碳减排效果评估方法与系统,涉及碳减排技术领域,集成了能耗监测、碳排放监测、碳排放预测及减排效果评估四大模块。能耗监测模块计算综合能耗,碳排放监测装置记录二氧化碳排放数据,碳排放预测模块则基于历史能耗和碳排放数据,利用最小二乘法进行二阶线性拟合,构建碳排放预测模型。通过比较实施减排技术前后的碳排放数据,评估模块计算减排效果,指导企业选择最佳减排方案。该发明提高了预测精度,降低了实施成本,实现了多维度减排效果分析,优化了资源分配,提升了节能减排策略的效益。系统通过数据驱动,为钢铁企业减排决策提供强有力的支持。

技术研发人员:白兵兵,万仁明
受保护的技术使用者:普天通信有限责任公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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