[發明專利]一種基于高斯分布擬合及滾動修正的鋼鐵企業全流程碳排放核算方法

在審

• 申請號: 202210240850.3
• 申請日: 2022-03-10
• 公開（公告）號: CN114611934A
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 趙鵬翔;楊佳霖;楊憲;李振;叢琳;李娜
• 申請（專利權）人: 國網綜合能源服務集團有限公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/26
• 代理公司: 深圳市世紀宏博知識產權代理事務所(普通合伙) 44806
• 代理人: 董博

1.一種基于高斯分布擬合及滾動修正的鋼鐵企業全流程碳排放核算方法，其特征在于，包括以下步驟；

步驟1，針對不同生產企業流程中不同的原料配比和產物，建立有針對性的各工序原料和產物數據庫，收集其成分測量數據；

不同物料采集的周期可能不同，部分物料采用PGNAA技術進行實時成分測量，如鐵礦石、球團礦、燒結礦、煤粉等成分可以進行在線成分檢測，有效減少誤差，同時能夠快速大量獲取成分信息；其他物料采取傳統實驗室成分分析方式，周期較長且具有一定的滯后性。

為確保計算的精確性，要明確全生產流程中占據碳排放量較大的物料，盡量縮短采樣周期；而碳排放因子較小、對整體碳排放量影響小的物料，采樣周期可以適當延長，減小測量導致的誤差。

步驟2，根據采集數據構建不同工序各類原材料高斯分布擬合模型并迭代；

基于Matlab平臺，通過對采集數據的高斯分布擬合，獲取均值和方差，其中均值作為碳排放因子計算的物料成分比例，方差用于估計碳排放計算的誤差。

給各類物料成分的數據集設定容量，采集數量未達到上限前均將新數據全部錄入，且每次采集后根據已有數據進行正態分布擬合獲得均值和方差；在采集數量達到上限后，每次采集數據后便進行迭代更新，取締最老的數據，每次錄入后同樣對已有數據進行正態分布擬合，實現原料成分的迭代更新。

步驟3，參考WSA方法的碳排放計算框架，采用碳物質量平衡的方法，針對不同生產過程實際物料成分計算碳排放因子，以獲得更為精確的碳排放量；

計算方法如下：

步驟3.1：計算直接碳排放因子；

直接碳排放包括合碳物質以及合碳能源的碳排放，其碳排放因子由以下公式確定：

其中，EF_i為第i項的碳排放因子，單位為tCO₂/t；(C)_i為第i項的碳含量，單位為％。

步驟3.2：計算間接碳排放因子；

間接碳排放包括動力消耗以及部分輔料的碳排放，如電力和制造氧氣等氣體所造成的碳排放，但其碳排放地點并不在鋼鐵聯合企業中，因此屬于間接碳排放。而由于氣體的制造過程大多通過消耗電力進行生產，因此，可以通過電力碳排放因子對其進行計算。

根據實際用電所在區域，結合上述電力碳排放因子，可獲得其余物料的間接碳排放因子，如下公式所示：

EF_i＝EF_e·Q_ei

式中，EF_i為第i項的碳排放因子，單位為tCO₂/t；EF_e為當地電網碳排放因子，單位，tCO₂/MWh；Q_ei為單位第i件產品消耗電量，單位MWh/t。

步驟3.3：計算抵扣碳排放因子；

在碳素流模型中，進入鋼鐵聯合企業的碳物質，一部分以二氧化碳的形式排放到環境中，另一部分以各工序的產品、副產品的形式離開鋼鐵聯合企業或循環回收利用，如產品燒結礦、球團礦，或是副產品各種煤氣。其具體計算方式與直接碳排放因子的計算類似。

步驟4，將碳排放因子帶入各工序計算碳排放量；

碳排放量計算公式如下：

CE＝∑EF_i^direct×M_i^direct+∑EF_i^e×M_i^e-∑EF_i^p×M_i^p

其中，EF_i^direct以及M_i^direct分別表示直接碳排放因子及其對應的物質量，EF_i^e以及M_i^e分別表示間接碳排放因子及其對應的物質量，EF_i^p以及M_i^p分別表示抵扣碳排放因子及其對應的物質量。