一种风电制氢系统全生命周期的碳排放计算方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种风电制氢系统全生命周期的碳排放计算方法及系统，该计算方法包括：分别获取风电制氢系统中由风机、制氢设备和电储能设备组成的结构主体碳排放数据和由配电室、电解制氢车间和纯化车间组成的构筑物的碳排放数据以及风电制氢系统的运行参数；将风电制氢系统的全生命周期划分为生产制造阶段、施工建设阶段和运行阶段，基于所获取的碳排放数据以及运行参数，计算风电制氢系统全生命周期的碳排放量。该计算方法综合考虑风电制氢系统中各结构主体在生产建造过程、风电制氢系统中各构筑物的施工建设过程以及风电制氢系统在运行过程中的碳排放量，因此计算出的全生命周期的碳排放量更加科学、准确。准确。准确。

【技术实现步骤摘要】
一种风电制氢系统全生命周期的碳排放计算方法及系统

：
[0001]本专利技术属于电解水制氢
，尤其涉及一种风电制氢系统全生命周期的碳排放计算方法及系统。

技术介绍
：
[0002]利用可再生能源电力电解制取氢气，是针对以石化、化工、钢铁为代表的工业领域，以冷暖供应为代表的建筑行业以及以重卡、航运和航空为代表的交通行业深度脱碳的有效手段。传统理念认为利用风电制氢系统将风的动能直接转化为电力、并进一步电解产生氢气的过程是清洁的，该风电制氢不会产生污染或碳排放。
[0003]但是风机、制氢设备和电储能设备等风电制氢系统结构主体的生产建造过程以及配电室、电解制氢车间和纯化车间等风电制氢系统构筑物的施工建设过程都会产生大量碳排放，造成环境污染。因此，如何准确评估风电制氢系统的碳排放量是衡量其脱碳能力、评估其绿色环保程度的关键。

技术实现思路
：
[0004]为了准确评估风电制氢系统的碳排放量，本专利技术提供一种风电制氢系统全生命周期的碳排放计算方法。
[0005]本专利技术的另一目的在于提供一种风电制氢系统全生命周期的碳排放计算系统
[0006]本专利技术的技术方案如下：
[0007]一种风电制氢系统全生命周期的碳排放计算方法，包括：
[0008]分别获取风电制氢系统中由风机、制氢设备和电储能设备组成的结构主体碳排放数据和由配电室、电解制氢车间和纯化车间组成的构筑物碳排放数据以及风电制氢系统的运行参数；
[0009]将风电制氢系统的全生命周期划分为生产制造阶段、施工建设阶段和运行阶段，基于所获取的碳排放数据以及运行参数，计算风电制氢系统全生命周期的碳排放量，以基于所述碳排放量所对应的运行参数实现对所述风电制氢系统中制氢设备和电储能设备的调控。
[0010]进一步地，所述风电制氢系统全生命周期的碳排放量的计算方法为：
[0011]C
T
＝C
e1
+C
e2
+C
e3
[0012]其中，C
e1
为生产制造阶段的碳排放量；C
e2
为施工建设阶段的碳排放量；C
e3
为运行阶段的碳排放量。
[0013]进一步地，所述风电制氢系统的运行参数包括风电制氢系统运行阶段电力、生产用水消耗量、风电制氢系统运行阶段用于电解制氢的风机发电量、区域电网平均碳排放系数、自来水碳排放系数、制氢设备额定功率、风电制氢系统的运行时间、电解及纯化耗水系数；风电制氢系统中结构主体碳排放数据包括各结构主体的装机容量、各结构主体所包含材料的种类以及各材料的质量、各材料的生产碳排放系数、结构主体中风机、电储能设备的
建设及拆除碳排放系数；风电制氢系统中构筑物碳排放数据包括各构筑物的面积、各构筑物结构占比、各构筑物结构的建设及拆除碳排放系数。
[0014]进一步地，所述生产制造阶段的碳排放量C
e1
的计算方法为：
[0015][0016]其中，P
Wind
为风机的装机容量；P
Ele
为制氢设备的装机容量；P
Bat
为电储能设备的装机容量；r
m.i
为风机中第i种材料的质量，i＝1,2,...,I,I为风机中所包含材料种类数；r
m.j
为制氢设备中第j种材料的质量，j＝1,2,...,J,J为制氢设备中所包含材料种类数；r
m.n
为电储能设备中第n种材料的质量，n＝1,2,...,N,N为电储能设备中所包含材料种类数；R
ce,i
为风机中第i种材料的生产碳排放系数；R
ce,j
为制氢设备中第j种材料的生产碳排放系数；R
ce,n
为电储能设备中第n种材料的生产碳排放系数。
[0017]进一步地，所述施工建设阶段的碳排放量C
e2
的计算方法为：
[0018][0019]其中，A
x
为第x构筑物的建筑面积，x＝1,2,3分别指代构筑物中的配电室、电解制氢车间和纯化车间；r
CS.x
、r
SS.x
和r
ot.x
分别为第x构筑物中混凝土结构、钢结构和其他结构占比；R
CS
、R
SS
和R
ot
分别为混凝土结构、钢结构和其他结构的建设及拆除碳排放系数；和分别为风机和电储能设备的建设及拆除碳排放系数。
[0020]进一步地，所述运行阶段的碳排放量C
e3
的计算方法为：
[0021][0022]其中，Q
E
、Q
W
分别为运行阶段电力、生产用水消耗量；为运行阶段中用于电解制氢的风机发电量；R
E
为区域电网平均碳排放系数；R
W
为自来水碳排放系数。
[0023]进一步地，所述运行阶段电力消耗量Q
E
和运行阶段生产用水消耗量Q
W
的计算方法分别为：
[0024]Q
E
＝P
E
h
[0025][0026]其中，P
E
为制氢设备额定功率；h为风电制氢系统的运行时间，C
dw
和C
cw
分别为风电制氢系统的电解及纯化耗水系数。
[0027]进一步地，所述运行阶段电力消耗量Q
E
通过风电制氢系统交流侧电能表获取。
[0028]进一步地，所述运行阶段生产用水消耗量Q
W
通过风电制氢系统工业供水的给水侧水表获取。
[0029]一种风电制氢系统全生命周期的碳排放计算系统，包括数据获取模块和碳排放计算模块；
[0030]所述数据获取模块用于分别获取风电制氢系统中由风机、制氢设备和电储能设备组成的结构主体碳排放数据和由配电室、电解制氢车间和纯化车间组成的构筑物碳排放数据以及风电制氢系统的运行参数；
[0031]所述碳排放计算模块将风电制氢系统的全生命周期划分为生产制造阶段、施工建
设阶段和运行阶段，基于所获取的碳排放数据以及运行参数，计算风电制氢系统全生命周期的碳排放量，以基于所述碳排放量所对应的运行参数实现对所述风电制氢系统中制氢设备和电储能设备的调控。
[0032]相比于现有技术，本专利技术具有如下有益效果：
[0033]本专利技术提供一种风电制氢系统全生命周期的碳排放计算方法以及系统，该计算方法以及计算系统将风电制氢系统的全生命周期划分为生产制造阶段、施工建设阶段和运行阶段，综合考虑风电制氢系统中各结构主体在生产建造过程、风电制氢系统中各构筑物的施工建设过程以及风电制氢系统在运行过程中的碳排放量，因此计算出的全生命周期的碳排放量更加科学、准确，利用计算出的全生命周期的碳排放量可以准确衡量风电制氢系统的脱碳能力。
[0034]本专利技术的碳排放计算方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风电制氢系统全生命周期的碳排放计算方法，其特征在于：包括：分别获取风电制氢系统中由风机、制氢设备和电储能设备组成的结构主体碳排放数据和由配电室、电解制氢车间和纯化车间组成的构筑物碳排放数据以及风电制氢系统的运行参数；将风电制氢系统的全生命周期划分为生产制造阶段、施工建设阶段和运行阶段，基于所获取的碳排放数据以及运行参数，计算风电制氢系统全生命周期的碳排放量，以基于所述碳排放量所对应的运行参数实现对所述风电制氢系统中制氢设备和电储能设备的调控。2.根据权利要求1所述的风电制氢系统全生命周期碳排放计算方法，其特征在于：所述风电制氢系统全生命周期的碳排放量的计算方法为：C
T
＝C
e1
+C
e2
+C
e3
其中，C
e1
为生产制造阶段的碳排放量；C
e2
为施工建设阶段的碳排放量；C
e3
为运行阶段的碳排放量。3.根据权利要求2所述的风电制氢系统全生命周期碳排放计算方法，其特征在于：所述风电制氢系统的运行参数包括风电制氢系统运行阶段电力、生产用水消耗量、风电制氢系统运行阶段用于电解制氢的风机发电量、区域电网平均碳排放系数、自来水碳排放系数、制氢设备额定功率、风电制氢系统的运行时间和电解及纯化耗水系数；风电制氢系统中结构主体碳排放数据包括各结构主体的装机容量、各结构主体所包含材料的种类以及各材料的质量、各材料的生产碳排放系数、结构主体中风机、电储能设备的建设及拆除碳排放系数；风电制氢系统中构筑物碳排放数据包括各构筑物的面积、各构筑物结构占比、各构筑物结构的建设及拆除碳排放系数。4.根据权利要求3所述的风电制氢系统全生命周期碳排放计算方法，其特征在于：所述生产制造阶段的碳排放量C
e1
的计算方法为：其中，P
Wind
为风机的装机容量；P
Ele
为制氢设备的装机容量；P
Bat
为电储能设备的装机容量；r
m.i
为风机中第i种材料的质量，i＝1,2,...,I,I为风机中所包含材料种类数；r
m.j
为制氢设备中第j种材料的质量，j＝1,2,...,J,J为制氢设备中所包含材料种类数；r
m.n
为电储能设备中第n种材料的质量，n＝1,2,...,N,N为电储能设备中所包含材料种类数；R
ce,i
为风机中第i种材料的生产碳排放系数；R
ce,j
为制氢设备中第j种材料的生产碳排放系数；R
ce,n
为电储能设备中第n种材料的生产碳排放系数。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：胡晓燕，李冰洁，袁晓昀，李泽森，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：