基于使用场地的自下而上的工程机械排放清单编制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于使用场地的自下而上的工程机械排放清单编制方法。本发明专利技术以工程机械使用场地为基本计算单元，通过基于使用场地和针对机械的相结合的调查和处理方法获取活动水平，通过资料收集和本地化测试建立排放因子数据库并完成排放因子修正，计算清单覆盖区域内各工程机械使用场所中所有工程机械各类大气污染物的排放，自下而上编制高时空分辨率的工程机械排放清单。通过本发明专利技术方法编制的工程机械排放清单能够将每个使用场地作为点源处理，能够给出使用场地的经纬度坐标和排放量的月度分布，相比以往方法，其排放计算精度和时空分辨率大为提高。

Bottom-up emission inventory compilation method for construction machinery based on use site

【技术实现步骤摘要】
基于使用场地的自下而上的工程机械排放清单编制方法
本专利技术涉及一种基于工程机械使用场地的自下而上的高分辨率工程机械排放清单编制方法。
技术介绍
近年来，我国灰霾污染频发，大气污染问题备受关注。移动源作为大气污染的重要来源之一，其对城市大气污染排放的贡献愈发显著。随着我国经济的快速发展和基础设施的不断完善，越来越多的工程机械投入市场参与工程建设，相应地其污染排放问题日益突出。根据《中国工程机械工业年鉴(2017.09)》，截止到2016年底，我国工程机械保有量达到672～728万台。工程机械相比于道路机动车，更多地以柴油作为燃料，往往使用大功率柴油发动机，其排放标准较低，尾气控制措施不够完善。这使得工程机械单位使用量的污染物排放量较高，特别是NOX和PM2.5。除一次污染物外，工程机械排放的NOX和VOCs等前体物还是造成大气灰霾、光化学烟雾污染的重要原因。工程机械的使用场所往往处于人口密集的城市内部，其污染物排放对人群健康有直接威胁。为解决城市复合型大气污染物问题，解析工程机械污染物排放特征和时空分布规律，摸清排放底数，同时为模型模拟提供更为可靠的输入数据，建立工程机械排放清单具有重要意义。目前工程机械排放清单的时间分辨率一般为一年，计算通常基于统计数据中工程机械保有量、燃油使用量或机械总动力，以区域、城市为空间尺度进行，按照面源进行处理，采用自上而下的方式进行污染物排放的空间分配。近年来，还有一些学者开展相关研究对工地、港口、工厂等处的工程机械进行活动水平抽样调查，目的在于获取燃油消耗、机械额定功率、技术分布等信息，提高传统清单编制方法的准确性。但是对于传统的清单编制方法，目前只能在总量上反应区域或城市的工程机械排放水平。受工程机械管理体系尚不完善的影响，国内城市工程机械相关的各类统计数据普遍存在获取困难的情况，这使得清单编制存在活动水平不清的问题。另外，传统方法将工程机械作为面源处理，同时缺乏时间分布信息的收集和获取，这使得传统工程机械清单存在时空分辨率不高的问题，难以反映时间与季节对工程机械排放情况的影响，不能真实体现工程机械使用场地近似点源的排放特征，其精度对于支撑空气质量模型输入和服务大气污染控制决策也显出不足。
技术实现思路
为解决上述现有工程机械排放清单编制方法中存在的问题，本专利技术目的在于提供一种通过基于工程机械使用场地的活动水平调查获取活动水平进而建立自下而上的工程机械排放清单的编制方法。本方法不涉及无直接污染物排放的纯电动工程机械。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供一种基于使用场地的自下而上的工程机械排放清单编制方法，具体步骤如下：(1)在清单覆盖区域内，逐个收集各类使用场地工程机械的活动水平数据；(2)通过针对工程机械的抽样调查获取包括本地机械类型、使用年限和排放标准、额定功率、工作时间、燃料类型和用量数据在内的数据统计规律，补充可能缺失的基于工程机械使用场地的活动水平数据；(3)根据不同使用场地实际情况、可获取数据的类型、活动水平的准确程度，灵活选择工程机械净功、燃料消耗、行驶里程作为活动水平；(4)通过资料收集或本地化测试获取对应不同活动水平类型的排放因子，建立排放因子数据库，同时获取包括气温和燃料含硫量在内的信息进行排放因子的本地化修正；(5)以工程机械使用场地为基本计算单元，通过基于工程机械使用场地的工程机械排放量的计算方法，计算清单覆盖区域内所有工程机械使用场地内使用的不同类型、不同燃料、不同排放标准、不同功率段的工程机械在不同月份某种污染物排放量，编制基于工程机械使用场地的自下而上的工程机械排放清单；其中：基于工程机械使用场地的工程机械排放量的计算公式如式(I)和式(II)所示；除SO2外污染物计算公式：Eo为清单覆盖区域内全年工程机械除SO2外第o种污染物的排放总量；Ai,j,k,l,m,n为第i个工地中使用第k种燃料符合第l种排放标准的额定功率处于第m功率段的第j种机械在第n个月的活动水平；efj,k,l,m,o为使用第k种燃料符合第l种排放标准的额定功率处于第m功率段的第j种机械的第o种污染物的排放因子；Kj,k,l,m,o为第k种燃料符合第l种排放标准的额定功率处于第m功率段的第j种机械的第o种污染物的综合修正系数，即温度、湿度、海拔等排放因子修正系数；SO2计算公式：ESO2为清单覆盖区域内全年工程机械SO2排放总量；Fi,j,k,l,m,n为第i个工地中符合第l种排放标准的额定功率处于第m功率段的第j种机械在第n个月的第k种燃料消耗量；Si,j,k,l,m为第i个工地中符合第l种排放标准的额定功率处于第m功率段的第j种机械所用燃料的含硫量。本专利技术中，步骤(2)中，机械类型包括挖掘机、推土机、装载机、叉车、压路机、摊铺机、平地机以及其它挖掘、铲运、起重、路面、岩凿、桩工、掘进、市政、混凝土、港作、地勤、采矿机械和专用车辆。本专利技术中，步骤(2)中，功率段包括<10kW、10-19kW、19-37kW、37-56kW、56-75kW、75-130kW、130-560kW、560-900kW、>900kW。本专利技术中，步骤(2)中，燃料类型包括汽油、柴油、天然气、液化气和其它燃料。本专利技术中，步骤(2)中，除SO2外的污染物包括CO、NOX、VOCs、PM2.5、PM10、BC和OC等。本专利技术中，步骤(4)中，资料主要包括：自环保部颁布的非道路机械排放清单编制指南、《城市大气污染源清单编制手册》以及国内外相关文献。排放因子的修正则主要考虑气温、燃料含硫量的影响，相关参数通过统计资料获取。和现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1.基于使用场地进行活动水平获取，以工程机械的使用场地为排放计算基本单元，采用自下而上的计算方法，统计所有使用场所工程机械的排放，能够回避城市工程机械保有量统计不准确的问题，活动水平的精细程度和排放量计算的准确性要高于传统方法编制的排放清单，更能反映工程机械实际排放情况。2.直接计算不同使用场所的工程机械的排放，能够以点源方式呈现工程机械排放的空间分布情况，获取到的工程机械排放清单的空间分辨率高于传统方法编制的工程机械排放清单。根据不同使用场地不同时间的作业情况计算得到的排放清单，时间分辨率为月份，高于传统方法编制的工程机械排放清单，能够反映季节对工程机械排放的影响，相比以往方法，其排放计算精度和时空分辨率大为提高。3.本专利技术能够获取不同使用场地，包括各类施工工地(建筑、拆迁、道路、河道、水利、桥梁、园林绿化和其他市政工程)、机场、港口码头、火车场站、物流装卸集散地以及工厂等处使用的工程机械在调查年度内各月份分燃料类型(汽油、柴油、天然气、液化气、其它燃料)、分功率段(<10kW、10-19kW、19-37kW、37-56kW、56-75kW、75-130kW、130-560kW、560-900kW、>900kW)、分排放标准(国0、国I、国II、国III)的活动水平信息；能够计算不同类型工程机械的大气污染物排放，包括挖掘机、推土机、装载机、叉车、压路机、摊铺机、平地机以及其它挖掘、铲运、起重、路面、岩凿、桩工、掘进、市政、混凝土、港作、地勤、采矿机械和专用车辆等；能够计算不同污染物的排放，包括SO本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于使用场地的自下而上的工程机械排放清单编制方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)在清单覆盖区域内，逐个收集各类使用场地工程机械的活动水平数据；(2)通过针对工程机械的抽样调查获取包括本地机械类型、使用年限和排放标准、额定功率、工作时间、燃料类型和用量数据在内的数据统计规律，补充可能缺失的基于工程机械使用场地的活动水平数据；(3)根据不同使用场地实际情况、可获取数据的类型、活动水平的准确程度，灵活选择工程机械净功、燃料消耗和行驶里程作为活动水平；(4)通过资料收集或本地化测试获取对应不同活动水平类型的排放因子，建立排放因子数据库，同时获取包括气温和燃料含硫量在内的信息进行排放因子的本地化修正；(5)以工程机械使用场地为基本计算单元，通过基于工程机械使用场地的工程机械排放量的计算方法，计算清单覆盖区域内所有工程机械使用场地内使用的不同类型、不同燃料、不同排放标准、不同功率段的工程机械在不同月份某种污染物排放量，编制基于工程机械使用场地的自下而上的工程机械排放清单；其中：基于工程机械使用场地的工程机械排放量的计算公式如式(I)和式(II)所示；除SO2外的污染物计算公式：

【技术特征摘要】
1.一种基于使用场地的自下而上的工程机械排放清单编制方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)在清单覆盖区域内，逐个收集各类使用场地工程机械的活动水平数据；(2)通过针对工程机械的抽样调查获取包括本地机械类型、使用年限和排放标准、额定功率、工作时间、燃料类型和用量数据在内的数据统计规律，补充可能缺失的基于工程机械使用场地的活动水平数据；(3)根据不同使用场地实际情况、可获取数据的类型、活动水平的准确程度，灵活选择工程机械净功、燃料消耗和行驶里程作为活动水平；(4)通过资料收集或本地化测试获取对应不同活动水平类型的排放因子，建立排放因子数据库，同时获取包括气温和燃料含硫量在内的信息进行排放因子的本地化修正；(5)以工程机械使用场地为基本计算单元，通过基于工程机械使用场地的工程机械排放量的计算方法，计算清单覆盖区域内所有工程机械使用场地内使用的不同类型、不同燃料、不同排放标准、不同功率段的工程机械在不同月份某种污染物排放量，编制基于工程机械使用场地的自下而上的工程机械排放清单；其中：基于工程机械使用场地的工程机械排放量的计算公式如式(I)和式(II)所示；除SO2外的污染物计算公式：Eo为清单覆盖区域内全年工程机械除SO2外第o种污染物的排放总量；Ai,j,k,l,m,n为第i个工地中使用第k种燃料符合第l种排放标准的额定功率处于第m功率段的第j种机械在第n个月的活动水平；efj,k,l,m,o为使用第k种燃料符合第l种排放标...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚志良，曹鑫悦，申现宝，李鑫，
申请(专利权)人：北京工商大学，
类型：发明
国别省市：北京,11