一种基于煤炭产品的碳足迹计算方法技术

一种基于煤炭产品的碳足迹计算方法，包括：在碳产品全生命周期内确定碳足迹的系统边界；在系统边界内将碳足迹划分为原煤开采阶段、矿后甲烷逃逸阶段、原煤洗选阶段以及煤炭外运阶段；依据碳产品的生产工艺，确定各阶段的直接碳排放源和间接碳排放源；分别确定各阶段内的直接碳排放源的排放因子和间接碳排放源的排放因子；利用直接碳排放源的排放因子和间接碳排放源的排放因子，构建碳排放核算模型；不同应用场景下，利用各阶段的碳排放核算模型获得煤炭产品的碳足迹。本发明专利技术对煤炭生产过程碳排放源及其碳排放情况进行深入分析，建立煤炭产品碳足迹计量模型，实现煤炭产品碳足迹核算，对煤炭企业正确核算产品碳足迹具有现实意义和实用价值。实意义和实用价值。实意义和实用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种基于煤炭产品的碳足迹计算方法


[0001]本专利技术属于能源排放
，具体涉及一种基于煤炭产品的碳足迹计算方法。

技术介绍

[0002]煤炭产品的生产和使用伴有大量的温室气体排放，已经成为重要的碳排放源之一。要监控温室气体排放，首先要对温室气体排放量进行正确核算。为统一温室气体排放量核算方法，从而更加有效地控制温室气体排放问题，根据《2006年IPCC国家温室气体清单指南》中的国际通用温室气体核算办法，以及《中国煤炭生产企业温室气体排放核算方法与报告指南》，进行我国煤炭企业温室气体排放核算。该指南虽然从企业的角度给出了煤炭企业温室气体排放总量的核算方法，但对于煤炭产品温室气体排放(产品碳足迹或碳标签)核算并没有给出具体方法，使得煤炭企业正确核算煤炭产品碳足迹遇到了很大困难。
[0003]现有技术1(CN104850951A)“一种具有时空属性的产品碳足迹建模方法及系统”，方法包括以下步骤：步骤1、绘制产品全生命周期的过程图；步骤2、将每个阶段产品的碳排放量、排放的时间节点及对应的地理位置信息相关联，生成产品的运行规律；步骤3、对产品的运行规律进行分析，为每个阶段均生成多个碳足迹决策信息；步骤4、评价形成产品全生命周期过程中每个阶段碳足迹决策信息的不同组合效率，获得最小碳足迹的决策方案。现有技术1还公开了一种具有时空属性的产品碳足迹建模系统。本专利技术可实现对产品在其全生命周期内的生产路径和工艺技术进行调节和选择，获得最小的碳足迹决策方案。由于现有技术1是基于材料流、能量流和废物流的角度对碳产品的全生命周期进行过程划分，因此对数据精准度要求过高，与煤炭行业自身的数据采集特点有一定差距，适用性较低。在一般的产品碳足迹计量过程中，煤炭产品作为计算产品碳足迹的温室气体排放源而存在，导致煤炭产品本身的碳足迹计量方法缺失。煤炭产品由于具有能源的属性而体现出产品的特殊性，从碳足迹的过程图、系统边界、温室气体排放源、计量模型等方面都有其特殊性，与日常消费品等煤炭行业外的产品具有显著的不同。
[0004]现有技术2(CN113609443A)“基于区块链的碳足迹跟踪处理方法、装置及存储介质”，包括：对区块链中任意一个节点的碳足迹进行跟踪得到碳足迹数据，碳足迹数据包括多个碳足迹信息；对多个碳足迹信息按照类型分类得到一次能源集合、二次能源集合以及特定能源集合；获取二次能源集合和特定能源集合中的碳足迹信息按照预设换算系数得到碳能源消耗值；获取一次能源集合中每个碳足迹信息与二次能源集合中的每个碳足迹信息的关联性得到第一抵消值，获取三次能源集合得到第二抵消值；将碳能源消耗值与所述第一抵消值、第二抵消值相结合计算得到所述节点的处理后的当前碳消耗信息；将当前碳消耗信息与预设碳消耗信息比对得到预设时间段内所需要的第三抵消值和/或第四抵消值。现有技术2把生产过程中有关能源消耗转换为相应的碳排放，定性地进行了评价，而且没有考虑煤炭产品的原材料、运输、使用等过程的全生命周期的碳排放，过多的强调了区块链技术对数据不可篡改性、可靠性的意义，对碳排放本身没有做过多的研究。
[0005]综上，需要结合煤炭企业生产实际，在煤炭产品的生命周期内，研究煤炭产品碳足
迹的计算方法，对煤炭企业正确核算产品碳足迹具有现实意义和实用价值。

技术实现思路

[0006]为解决现有技术中存在的不足，本专利技术的目的在于，提供一种基于煤炭产品的碳足迹计算方法，结合煤炭企业生产实际，对煤炭生产过程碳排放源及其碳排放情况进行了深入分析探讨，建立煤炭产品碳足迹计量模型，实现煤炭产品碳足迹核算，对煤炭企业正确核算产品碳足迹具有现实意义和实用价值。
[0007]本专利技术采用如下的技术方案。
[0008]一种基于煤炭产品的碳足迹计算方法，包括：
[0009]步骤1，在碳产品全生命周期内确定碳足迹的系统边界；
[0010]步骤2，在系统边界内将碳足迹划分为原煤开采阶段、矿后甲烷逃逸阶段、原煤洗选阶段以及煤炭外运阶段；
[0011]步骤3，依据碳产品的生产工艺，确定各阶段的直接碳排放源和间接碳排放源；
[0012]步骤4，分别确定各阶段内的直接碳排放源的排放因子和间接碳排放源的排放因子；
[0013]步骤5，利用直接碳排放源的排放因子和间接碳排放源的排放因子，构建碳排放核算模型；
[0014]步骤6，不同应用场景下，利用各阶段的碳排放核算模型获得煤炭产品的碳足迹。
[0015]优选地，步骤1中，碳产品全生命周期包括：原煤开采、原煤短途运输、原煤洗选、煤炭产品销售并外运至煤炭消费企业；
[0016]碳足迹的系统边界，是从原煤开采开始，到煤炭产品销售并外运至煤炭消费企业为止。
[0017]优选地，步骤3中，根据原煤开采阶段的生产工艺，直接碳排放源包括：锅炉原煤燃烧产生的直接碳排放，井上运输车辆燃油产生的直接碳排放，原煤开采过程中瓦斯逃逸产生的直接碳排放，短距离运输消耗电力和化石燃料产生的直接碳排放；间接碳排放源包括：机械运转消耗的电能，井上、下照明消耗的电能所产生的间接碳排放，井下降尘消耗水资源产生的间接碳排放。
[0018]优选地，步骤3中，矿后甲烷逃逸阶段的直接碳排放源包括：原煤开采出后提升至地面，在地面堆放以及矿区内运输的过程中，矿后瓦斯逃逸产生的直接碳排放。
[0019]优选地，步骤3中，原煤洗选阶段的直接碳排放源包括：短距离运输消耗电力和化石燃料而产生的直接碳排放；间接碳排放源包括：机械运转消耗电能产生的间接碳排放，消耗水资源产生的间接碳排放。
[0020]优选地，步骤3中，煤炭外运阶段的间接碳排放源包括：长距离运输消耗电力和/或化石燃料而产生的间接碳排放。
[0021]优选地，步骤4中，原煤开采阶段的碳排放因子包括：消耗化石燃料的碳排放因子，开采中瓦斯逃逸的碳排放因子，消耗电力的碳排放因子和消耗水资源的碳排放因子。
[0022]优选地，步骤5中，以一年为碳排放核算模型的计算周期，原煤开采阶段的碳排放核算模型，满足如下关系式：
[0023]E
原煤产品
＝(E
燃料
+E
开采
+E
电力
+E
水资源
)/Q
[0024]式中，E
原煤产品
为原煤开采阶段，单位原煤产品的碳排放量；E
燃料
为原煤开采阶段，消耗化石燃料的碳排放量；E
开采
为原煤开采阶段，瓦斯逃逸的碳排放量；E
电力
为原煤开采阶段，消耗电力的碳排放量；E
水资源
为原煤开采阶段，消耗水资源的碳排放量；Q为原煤生产企业的年产量。
[0025]优选地，原煤开采阶段中，消耗化石燃料的碳排放量E
燃料
，满足如下关系式：
[0026][0027]式中，AD
i,j
为第j台燃烧设施内燃烧的第i种化石燃料的消耗量，CC
i,j
为第j台燃烧设施内燃烧的第i种化石燃本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于煤炭产品的碳足迹计算方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1，在碳产品全生命周期内确定碳足迹的系统边界；步骤2，在系统边界内将碳足迹划分为原煤开采阶段、矿后甲烷逃逸阶段、原煤洗选阶段以及煤炭外运阶段；步骤3，依据碳产品的生产工艺，确定各阶段的直接碳排放源和间接碳排放源；步骤4，分别确定各阶段内的直接碳排放源的排放因子和间接碳排放源的排放因子；步骤5，利用直接碳排放源的排放因子和间接碳排放源的排放因子，构建碳排放核算模型；步骤6，不同应用场景下，利用各阶段的碳排放核算模型获得煤炭产品的碳足迹。2.根据权利要求1所述的基于煤炭产品的碳足迹计算方法，其特征在于，步骤1中，碳产品全生命周期包括：原煤开采、原煤短途运输、原煤洗选、煤炭产品销售并外运至煤炭消费企业；碳足迹的系统边界，是从原煤开采开始，到煤炭产品销售并外运至煤炭消费企业为止。3.根据权利要求2所述的基于煤炭产品的碳足迹计算方法，其特征在于，步骤3中，根据原煤开采阶段的生产工艺，直接碳排放源包括：锅炉原煤燃烧产生的直接碳排放，井上运输车辆燃油产生的直接碳排放，原煤开采过程中瓦斯逃逸产生的直接碳排放，短距离运输消耗电力和化石燃料产生的直接碳排放；间接碳排放源包括：机械运转消耗的电能，井上、下照明消耗的电能所产生的间接碳排放，井下降尘消耗水资源产生的间接碳排放。4.根据权利要求2所述的基于煤炭产品的碳足迹计算方法，其特征在于，步骤3中，矿后甲烷逃逸阶段的直接碳排放源包括：原煤开采出后提升至地面，在地面堆放以及矿区内运输的过程中，矿后瓦斯逃逸产生的直接碳排放。5.根据权利要求2所述的基于煤炭产品的碳足迹计算方法，其特征在于，步骤3中，原煤洗选阶段的直接碳排放源包括：短距离运输消耗电力和化石燃料而产生的直接碳排放；间接碳排放源包括：机械运转消耗电能产生的间接碳排放，消耗水资源产生的间接碳排放。6.根据权利要求2所述的基于煤炭产品的碳足迹计算方法，其特征在于，步骤3中，煤炭外运阶段的间接碳排放源包括：长距离运输消耗电力和/或化石燃料而产生的间接碳排放。7.根据权利要求3所述的基于煤炭产品的碳足迹计算方法，其特征在于，步骤4中，原煤开采阶段的碳排放因子包括：消耗化石燃料的碳排放因子，开采中瓦斯逃逸的碳排放因子，消耗电力的碳排放因子和消耗水资源的碳排放因子。8.根据权利要求7所述的基于煤炭产品的碳足迹计算方法，其特征在于，步骤5中，以一年为碳排放核算模型的计算周期，原煤开采阶段的碳排放核算模型，满足如下关系式：E
原煤产品
＝(E
燃料
+E
开采
+E
电力
+E
水资源
)/Q式中，E
原煤产品
为原煤开采阶段，单位原煤产品的碳排放量；E
燃料
为原煤开采阶段，消耗化石燃料的碳排放量；E
开采
为原煤开采阶段，瓦斯逃逸的碳排放量；E
电力
为原煤开采阶段，消耗
电力的碳排放量；E
水资源
为原煤开采阶段，消耗水资源的碳排放量；Q为原煤生产企业的年产量。9.根据权利要求8所述的基于煤炭产品的碳足迹计算方法，其特征在于，原煤开采阶段中，消耗化石燃料的碳排放量E
燃料
，满足如下关系式：式中，AD
i,j
为第j台燃烧设施内燃烧的第i种化石燃料的消耗量，CC
i,j
为第j台燃烧设施内燃烧的第i种化石燃料的含碳量，OF
i,j
为第j台燃烧设施内燃烧的第i种化石燃料的碳氧化率；其中，构成消耗化石燃料的碳排放因子；原煤开采阶段中，瓦斯逃逸的碳排放量E
开采
，满足如下关系式：E
开采
＝Q
监测
×
p
CH4
×
GWP
CH4
式中，Q
监测
为原煤开采阶段中，瓦斯逃逸排放量的监测值；p
CH4
为标准状态下甲烷的密度；GWP
CH4
为甲烷增温潜势系数；原煤开采阶段中，消耗电力的碳排放量E
电力
，满足如下关系式：E
电力
＝AD
电耗
×
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈铭明，杨世海，程含渺，左强，方凯杰，黄艺璇，刘恬畅，方超，张凡，郑安宁，姚鹏，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司江苏方天电力技术有限公司，
类型：发明
国别省市：