技术领域
[0001] 本发明涉及光伏领域，具体涉及一种碳排放计算方法。
相关背景技术
[0002] 国家于2020年9月在联合国大会上提出我国“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”，企业双碳目标的实现需要企业采取一系列措施，包括提高能源利用效率、优化能源结构、降低碳排放强度、推广低碳技术等。企业需要制定具体的减排目标，采取切实可行的措施，加强碳排放监测和报告，积极参与国际气候合作，不断提高碳管理水平，为实现双碳目标做出贡献，目前对企业已经产生的碳排放计算中缺失在燃烧过程排放和非燃烧过程的碳排放的计算，导致计算准确性不高。
具体实施方式
[0066] 下面将结合本发明附图，对本发明多个实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0067] 术语
[0068] 活动水平数据：反映人为活动导致温室气体排放情况的定量数据，针对建筑碳排放，主要包括材料、能源以及资源的消耗量。
[0069] 碳排放因子：将活动水平数据与碳排放量相对应的系数，用于量化单位活动水平数据的碳排放量。
[0070] 建筑工程定额：是指在正常生产条件下为完成单位合格建筑产品所消耗的人工、材料、机械设备台班和管理费用的数量标准。
[0071] 实施例
[0072] 如图1所示，本实施例提供了一种碳排放计算方法，包括：
[0073] 获取钢结构工业建筑建造阶段能源的碳排放量Cgj1；获取钢结构工业建筑建造阶段施工用水、排水的碳排放量Cgj2；获取钢结构工业建筑建造阶段措施项目的碳排放量Cgj3；获取钢结构工业建筑建造阶段建筑垃圾的碳排放量Cgj4；获取钢结构工业建筑建造阶段临时设施的碳排放量Cgj5；获取钢结构工业建筑建造阶段施工运输碳排放量Cgj6；获取钢结构工业建筑施工设备安装和拆卸过程的碳排放量Cgj7；获取钢结构工业建筑施工燃烧过程的碳排放量Cgj8；获取钢结构工业建筑施工非燃烧消耗过程的碳排放量Cgj9；获取钢结构工业建筑建造阶段可再生能源利用的碳排放减碳量Cgj10，根据如下公式计算获得钢结构工业建筑建造阶段单位建筑面积的碳排放量Cgj：
[0074] Cgj＝(Cgj1+Cgj2+Cgj3+Cgj4+Cgj5+Cgj6+Cgj7+Cgj8+Cgj9‑Cgj10)
[0075] 在一实施例中，所述获取钢结构工业建筑施工燃烧过程的碳排放量Cgj8，包括：
[0076] 获取钢结构工业建筑施工材料消耗生产阶段的碳排放量Csx；
[0077] 获取钢结构工业建筑施工材料消耗运输阶段的碳排放量Cyx；
[0078] 获取钢结构工业建筑施工安装过程的碳排放量Cgc；
[0079] 根据如下公式计算所述Cgj8：
[0080] Cgj8＝(Csx+Cyx+Cgc)
[0081] 在一实施例中，所述获取钢结构工业建筑施工安装过程的碳排放量Cgc，包括：
[0082] 获取第k类施工过程活动水平数据ADk；
[0083] 获取第k类施工过程碳排放因子PFk；
[0084] 根据如下公式计算获得所述Cgc：
[0085]
[0086] 所述获取第k类施工过程碳排放因子PFk包括以下任一方式：1.根据数据库数据确定；2.根据排放源的比例和含量确定；3.根据化学方程式确定。
[0087] 根据数据库数据确定：
[0088] 发明单位根据自身建立的双碳数据库确定碳排放因子。
[0089] 双碳数据库中存储的生产阶段的碳排放因子通过如下方式计算获得：
[0090] Fi＝(Csc,i+Cys,i)/Mi
[0091] 其中Fi是第i种钢结构工业建筑施工消耗材料碳排放因子；Csc,i是第i种钢结构工业建筑施工消耗材料原材料开采碳排放量；Cys,i是第i种钢结构工业建筑施工消耗材料原材料运输碳排放量；Mi是第i种钢结构工业建筑施工消耗材料量。
[0092] 根据排放源的比例和含量确定：
[0093] 根据施工工艺的需求确定所需材料，确定涉及的排放源，不同的钢结构项目中采用的是施工工艺不同，在对钢结构工业建筑施工燃烧过程碳排放计算前期需确定项目采用的施工工艺。例如钢结构工业建筑施工燃烧过程主要涉及钢结构安装过程中的焊接、切割等产生的碳排放量，根据施工工艺的需求确定所需材料，确定涉及的排放源。例如发现钢结构施工燃烧过程中存在过程碳排放源有电焊条、自保护药芯焊丝、焊渣、100％CO2保护药芯焊丝￠1.6、100％CO2保护实心焊丝￠1.2、乙炔、氧气、电石等。根据排放源中使用的各材料的含量比确定，例如在炭精加热熔融过程中，存在炭精的不完全燃烧，通过监测排放烟气中不完全燃烧产生的一氧化碳比例，确定炭精作为燃料产生的二氧化碳含量，得到炭精转化为二氧化碳的氧化率。炭精的燃烧排放因子计算公式如下：
[0094]
[0095] 式中：
[0096] HV—炭精燃料的低位热值，单位为(TJ/t)；
[0097] CPH—炭精燃料的单位热值含碳量，单位为(tC/TJ)；
[0098] OF—炭精燃料的碳氧化率(％)；
[0099] —二氧化碳折减系数。
[0100] 通过炭精块检测报告获得炭精的低位热值，综上所示，在该项目的工艺下炭精的碳排放因子为1.64kgCO2e/kg。
[0101] 根据化学方程式确定：
[0102] 钢结构建筑建造阶段需要用到乙炔、氧气等，如这些材料没有相关的碳排放因子，可根据化学方程式进行计算确定。例如在钢构件的焊接和切割过程种需要使用乙炔，乙炔与氧气一起用于焊接金属和切割钢材，乙炔燃烧化学方程式为：
[0103] 2C2H2+5O2→4CO2+2H2O
[0104] 根据各成分的摩尔系数计算，52g/mol的乙炔充分燃烧对应产生176g/mol的二氧化碳，则根据摩尔比可算出1kg乙炔充分燃烧产生二氧化碳为3.3846kg，因此根据化学方程式推算乙炔的碳排放因子为3.3846kgCO2e/kg。
[0105] 经过上述3种任一途径获取初步碳排放因子后，对所述初步排放因子经过数据填充、数据标准化格式处理和数据质量处理后得到PFk。
[0106] 具体步骤如下：
[0107] 1.初步碳排放因子需经过数据填充处理，基于项目实际情况，部分产品或活动碳排放因子数据存在缺失问题，对于缺失的数据可从双碳数据库中选取相关基准数据进行补充。
[0108] 2.上述步骤输出的碳排放因子数据需经过标准化格式处理，目前公布的碳排放因3 2
子的单位对于不同产品单位不同有，kgCO2e/t、kgCO2e/m、tCO2e/m等，在实际计算中由于活动数据单位获取差异难以使用，容易造成碳排放计算误差，在标准化格式处理阶段，把建筑施工消耗材料阶段所涉及的碳排放因子均转化为kgCO2e/t，以便于在实际项目中结合活动水平数据进行计算。
[0109] 3.对上述步骤输出的碳排放因子数据进行数据质量评估，对厂家提供计算的碳排放因子与双碳数据库中的数据进行数据敏感度分析与审核，当提供数据与数据库同类产品基准水平数据敏感度偏差在10％应重新对数据进行核查评估，确保数据质量。
[0110] 在一实施例中，获取第k类施工过程活动水平数据ADk包括：
[0111] 根据工程定额确定或根据施工组织设计或购买清单确定。
[0112] 根据工程定额确定：
[0113] 其中在建筑设计、建造阶段，对建筑碳排放进行预算，可查询工程定额确定活动水平数据。
[0114] 根据施工组织设计或购买清单确定：
[0115] 在项目建成运行后，对建筑碳排放进行核查，可查询施工组织设计或购买清单确定活动水平数据。
[0116] 在经过工程定额确定或根据施工组织设计或购买清单确定活动水平数据ADk后，还对活动水平数据经过数据的监测、预处理和筛选，具体如下：
[0117] 在数据监测阶段需通过每月施工现场的进出单，例如直接排放数据需通过手动填报月度土方量、填报混凝土泵送量、填报月度材料消耗量等，确保活动水平数据的准确性。
[0118] 在数据预处理阶段需对获取数据进行数据清洗，本发明专利选择使用数据敏感度分析和审核方法作为主要的异常数据识别方法。针对实际施工项目中各项产品或活动的单位面积活动水平数据进行分析，基于数据库中实际项目单位面积的活动数据来计算实际施工项目各项产品或活动的单位面积活动水平数据的偏差值。
[0119] 在数据筛选阶段对于预处理阶段对高于数据库基准水平10％的数据进行重新核算审核。
[0120] 在一实施例中，获取钢结构工业建筑施工材料消耗生产阶段的碳排放量Csx，包括：
[0121] 获取第i种钢结构工业建筑施工消耗材料量Mi；
[0122] 获取第i种钢结构工业建筑施工消耗材料碳排放因子Fig；
[0123] 根据如下公式计算所述Csx：
[0124]
[0125] 在一实施例中，获取钢结构工业建筑施工材料消耗运输阶段的碳排放量Cyx，包括：
[0126] 获取第i种钢结构工业建筑施工消耗材料量Mi；
[0127] 获取第i种钢结构工业建筑施工消耗材料运输距离Di；
[0128] 获取第i种钢结构工业建筑施工消耗材料运输方式下，单位重量运输距离的碳排放因子Ti；
[0129] 根据如下公式计算所述Cyx：
[0130]
[0131] 对于建造阶段施工燃烧过程的碳排放量属于直接排放，会对施工现场的碳环境产生影响。可通过对施工现场的环境进行碳监测保证建筑建造阶段施工燃烧过程碳排放计算的准确性。通过塔阵—平流监测法在施工现场安装室外碳排放检测仪，通过监测数据获得建筑工地的碳通量数据。确保建造过程碳排放计算的准确性。
[0132] 不同的钢结构项目中采用的是施工工艺不同，导致现场施工情况不同，不同的施工情况对应着项目所需建筑施工耗材种类和数量的差异。根据具体项目的施工情况，确定涉及的排放源。例如装配式钢结构厂房建造过程中存在建筑施工消耗材料碳排放源有电焊条：电焊条、焊渣、自保护药芯焊丝、100％CO2保护药芯焊丝￠1.6、100％CO2保护实心焊丝￠1.2、乙炔、氧气、电石、汽油、柴油、溶剂汽油、铁丝、铁柳钉、圆钉、自攻螺丝、钢筋套筒、聚乙烯薄膜、钻头、切割片、锯条、砂轮片、粘合剂、机油、清油、熟桐油、溶剂油、隔离剂、脱膜剂。
这些材料在项目建造过程中均存在损耗，应计入建筑施工消耗材料碳排放计算中。
[0133] 针对上述步骤中确定的排放源，相同排放源在建筑建造过程中使用方式的不同造成的二氧化碳排放量也不同，不同的使用方式决定了计算阶段生命周期的不同，例如汽油在燃烧时产生的二氧化碳和汽油在作为润滑剂时产生的二氧化碳不同。
[0134] 区分可以燃烧材料的排放因子的取值：电焊条、焊渣、自保护药芯焊丝、100％CO2保护药芯焊丝￠1.6、100％CO2保护实心焊丝￠1.2、乙炔、氧气、电石、汽油、柴油、溶剂汽油的排放因子不能取传统的燃烧，应该取值为该材料的开采和运输值。
[0135] 表1非燃烧材料碳排放因子表
[0136]
[0137]
[0138] 其他材料：铁丝、铁柳钉、圆钉、自攻螺丝、钢筋套筒、聚乙烯薄膜、钻头、切割片、锯条、砂轮片、粘合剂、机油、清油、熟桐油、溶剂油、隔离剂、脱膜剂。排放因子因根据企业核查或数据核查获得。
[0139] 在一实施例中，获取钢结构工业建筑施工非燃烧消耗过程的碳排放量Cgj9，包括：
[0140] 获取钢结构工业建筑施工非燃烧消耗过程生产阶段的碳排放量Csx；获取钢结构工业建筑施工非燃烧消耗过程阶段运输的碳排放量Cyx；获取钢结构工业建筑施工消耗材料回收的碳排放量Chx；根据如下公式计算获得所述Cgj9：
[0141] Cgj9＝(Csx+Cyx‑Chx)
[0142] 在一实施例中，所述获取钢结构工业建筑施工非燃烧消耗过程生产阶段的碳排放量Csx，包括：
[0143] 获取第i种钢结构工业建筑施工消耗材料量Mi；获取第i种钢结构工业建筑施工消耗材料碳排放因子Fi；根据下列公式计算获得所述Csx：
[0144]
[0145] 其中Fi获取方式和燃烧消耗过程获取的碳排放因子类似，在此不再赘述。
[0146] 在一实施例中，获取钢结构工业建筑施工非燃烧消耗过程阶段运输的碳排放量Cyx，包括：
[0147] 获取第i种钢结构工业建筑施工消耗材料量Mi，获取第i种钢结构工业建筑施工消耗材料运输距离Di，获取第i种钢结构工业建筑施工消耗材料运输方式下，单位重量运输距离的碳排放因子Ti，根据下列公式计算获得所述Cyx：
[0148]
[0149] 其中单位重量运输距离的碳排放因子Ti根据不同省份交通碳排放因子确定。
[0150] 在一实施例中，获取钢结构工业建筑施工消耗材料回收的碳排放量Chx，包括：
[0151] 获取第i种钢结构工业建筑施工消耗材料量Mi，获取第i类钢结构工业建筑施工消耗材料处理后可利用材料的碳排放因子DFi，获取第i类钢结构工业建筑施工消耗材料可回收比例ηi，根据下列公式计算获得所述Chx：
[0152]
[0153] 钢结构工业建筑施工消耗材料回收阶段碳排放因子DFi为消耗材料回收后材料的碳排放因子和消耗材料的回收率确定。
[0154] 申请人对缺失燃烧过程排放和非燃烧过程后和本申请方法进行计算比较，如表2对比所示：
[0155] 表2对比分析
[0156]
[0157] 通过上述数据可知，含施工燃烧过程和施工非燃烧过程碳排放量与实际监测碳排放量偏差比相比不含施工燃烧过程和施工非燃烧过程要小，更接近实际监测碳排放量，说明本申请加入燃烧过程排放和非燃烧过程的计算方法对计算得到的碳排放量的准确性更高。
[0158] 本申请Cgj1、Cgj2、Cgj3、Cgj4、Cgj5、Cgj6、Cgj7、Cgj10获取方式可参考TCSTM 00994—2024《工业建筑碳排放计算标准和分析方法》，链接：https://www.ttbz.org.cn/StandardManage/Detail/106651
[0159] 本发明提供了装配式钢结构工业建筑建造阶段过程排放和材料消耗碳排放计算方法，它解决了现有建筑在燃烧过程排放和非燃烧过程的计算方法缺失的问题，完善了建造阶段碳排放的计算方法。同时就建造阶段碳排放起到如下作用：
[0160] 就过程排放转向间接排放，也就是为燃烧排放转向电力排放的算法提出方向。
[0161] 解决建造阶段施工耗材的节约优先提出理论基础，减少建造阶段施工耗材的额碳排放量，也就是优化施工措施，减少施工耗材的算法提出方向。
[0162] 需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0163] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
