一种基于区块链的碳排放水平计算系统及方法与流程

1.本发明涉及碳排放计算技术领域，特别是涉及一种基于区块链的碳排放水平计算系统及方法。


背景技术：

2.碳排放总量尽快达峰并尽力降低排放峰值，为碳中和创造有利前提条件势在必行。然而现阶段仍然没有完整的对城市碳排放水平进行估计的方法，使我们无法对碳排放有个清晰的认识和计算能力。
[0003][0004]
例如，一种在中国专利文献上公开的“一种分析电力碳排放影响因素和碳排放效率的评价方法”，其公告号cn110942247a，包括以下步骤：s1：数据收集，s2：模型构建，s3：计算各地市历年的电力行业碳排放量，s4：分析各地市人均碳排放影响因素，s5：计算各地市历年的碳排放效率，s6：综合分析电力碳排放影响因素和碳排放效率。该发明公开的的一种分析电力碳排放影响因素和碳排放效率的评价方法，用于分析省级区域内部不同地区电力碳排放效率和影响因素，能够为当地政府采取针对性措施降低电力行业碳排放提供参考；为省级政府选取碳排放严控地区提供参考；可应用于不同省份进行具体分析；为省内各地区电力、经济、环境均衡发展提供参考，促进地区产业可持续发展。然而该发明仍然无法针对市区内其他碳排放量进行计算，并且只能够计算市区当中的碳排放净值，无法得到排除碳吸收的实际碳排放量。


技术实现要素：

[0005]
本发明主要针对上述问题；提供了一种基于区块链的碳排放水平计算系统及方法；通过将城市中不同种类的碳排放类型分类计算，并通过图像识别技术，识别三维地图中的绿地吸碳类型，并且分组计算不同植物族群吸收的碳量，由碳吸收与碳排放的差值得到城市的具体碳排放水平。
[0006]
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种基于区块链的碳排放水平计算方法，所述碳排放量水平计算评价方法包括如下步骤：步骤s1、划分碳排放源；根据碳排放的不同来源，包括碳源碳排放和碳汇碳吸收；所述碳源碳排放包括火力发电碳排放、建筑碳排放、废水碳排放、生活垃圾碳排放和交通碳排放；所述碳汇碳吸收包括林地碳吸收、草地碳吸收和库塘湿地碳吸收；步骤s2、利用碳排放计算模型计算所述碳源碳排放和所述碳汇碳吸收；所述碳排放水平为碳排放和碳吸收的差值。
[0007]
对城市中的不同碳排放类型进行分类，确定城市中的主要碳排放来源，并单独分类计算得到城市中的碳排放量的净值。再确定城市中吸收碳的主力军，通过计算得到城市中碳吸收的总量，计算碳排放和碳吸收的差值得到城市当中的实际对外释放的碳排放量。
[0008]
作为优选，所述火力发电碳排放量采用如下步骤获得：步骤s21、分别获取火力发电厂的日发电量、发电效率和煤炭消耗量；步骤s22、根据化学公式和单位煤炭发电实际发电量计算总预期发电量，根据每千瓦时产生的碳排放和日发电量的乘积获得完全燃烧的碳排放量，同时根据总预期发电量与火力发电厂的日发电量判断未完全反应的煤炭质量；步骤s23、获取剩余煤渣质量，根据：未完全反应煤渣质量=煤炭消耗量-剩余煤渣质量，获取未完全反应煤渣质量；步骤s24、获取煤炭未完全燃烧时发生化学反应，并根据未完全反应煤渣质量与未完全燃烧时的化学反应得到未完全反应产生的碳排放量；步骤s25、所述火力发电碳排放量为完全燃烧碳排放量和未完全反应产生的碳排放量的总和。
[0009]
火力发电中的煤炭发电是碳排放量的主力军，同时居民使用电量时产生的碳排放量几乎可以忽略不计，因此主要计算煤炭发电时排出的二氧化碳量。同时煤炭发电，燃烧不完全时，会产生一氧化碳，而一氧化碳同样属于碳排放，所以计算时需要注意燃烧完全时的二氧化碳释放量和燃烧不完全时的一氧化碳和二氧化碳的排放量。
[0010]
作为优选，所述交通碳排放量的获取方法包括如下步骤：步骤s31、根据车辆油耗、排放分布、交通拥堵情况、道路等级、道路方案和运行车速，设计碳排放计算模块，得到各种等级路段的单位公里碳排放量计算公式；步骤s32、通过visum交通仿真软件建立交通基本模型；步骤s33、根据各路段服务情况进行交通分配，得到交通运行的分配结果；步骤s34、根据交通运行的分配结果和碳排放计算模块，计算获得道路交通碳排放数据。
[0011]
交通排放的二氧化碳量也为城市碳排放中的重要一环，将全部车子的碳排放量分摊到不同的道路上，根据道路的拥堵状况，车流数据等来模拟仿真道路的碳排放量，将“车辆”排放的概念转换为“道路”排放的概念，模拟仿真出每段路程的碳排放量，再乘以具体的交通里程，得到道路交通的碳排放量。
[0012]
作为优选，所述碳排放量计算模型为：二氧化碳排放系数=平均低位发热量
×
单位热值含碳量
×
碳化率
×
氧化系数。
[0013]
根据碳排放量计算模型得到汽车的汽油燃烧时的碳排放量数值。
[0014]
作为优选，所述建筑碳排放量的获取包括如下步骤：步骤s51、根据建筑碳排放的来源划分为不同类别；包括材料生产阶段，施工建造阶段，维护运行阶段，拆解阶段和回收阶段；步骤s52、通过后台获取各施工工地的相关阶段参数值；步骤s53、通过互联网获取各阶段碳排放量计算模型，根据相关参数值计算建筑碳排放量数值数据，总和后即为建筑碳排放量。
[0015]
将建筑碳排放量分为不同的阶段去计算碳排放量，保证了各个阶段都能被合理的计算和包括。
[0016]
作为优选，所述碳吸收的计算方法包括如下步骤：步骤s61、获取区域三维地图，将三维地图导入仿真软件，通过对三维地图的像素
分析，提取其中的草地，森林，库塘和湿地地域地形；步骤s62、根据三维图将不同地形的主要植物种类分类划分为不同的种类群组；并拟合计算出各个种类群组的面积；步骤s63、获取不同种类群组植物对二氧化碳的吸收能力，按照种类群组的碳吸收值等于所有单位面积该种群对二氧化碳的吸收量乘以该种类群组植物的面积之和；步骤s64、将不同种类群组植物释放的二氧化碳之和作为碳吸收量。
[0017]
通过三维地图导入软件，直接识别其中的绿色部分，排除部分绿色涂料的建筑物后即可以得到碳吸收的主要主体植物所在的位置。通过将不同地域的绿色植物分类，通过计算不同地域绿色植物的吸收碳量，通过综合得到总的碳吸收量，总和后得到城市最终的碳吸收量。
[0018]
作为优选，所述仿真软件使用autocad计算三维面积。
[0019]
一种基于区块链的碳排放水平计算系统，边界确定模块，用于根据碳排放的不同来源，确定碳排放的计算边界；包括碳源碳排放和碳汇碳吸收；所述碳源碳排放包括燃烧燃料碳排放、建筑碳排放、废水碳排放、生活垃圾碳排放和交通碳排放；所述碳汇碳吸收包括林地碳吸收、草地碳吸收和库塘湿地碳吸收；碳排放计算模块，用于利用碳排放计算模型计算所述碳源碳排放和所述碳汇碳吸收。
[0020]
通过碳排放水平计算系统得到实际的碳排放量净值。
[0021]
本发明的有益效果是：通过将城市中不同种类的碳排放类型分类计算，并通过图像识别技术，识别三维地图中的绿地吸碳类型，并且分组计算不同植物族群吸收的碳量，由碳吸收与碳排放的差值得到城市的具体碳排放水平。
附图说明
[0022]
图1为本方法的流程图。
具体实施方式
[0023]
应理解，实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本技术所附权利要求书所限定的范围。
[0024]
下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
[0025]
一种基于区块链的碳排放水平计算系统，包括边界确定模块，用于根据碳排放的不同来源，确定碳排放的计算边界；包括碳源碳排放和碳汇碳吸收；所述碳源碳排放包括燃烧燃料碳排放、建筑碳排放、废水碳排放、生活垃圾碳排放和交通碳排放；所述碳汇碳吸收包括林地碳吸收、草地碳吸收和库塘湿地碳吸收；碳排放计算模块，用于利用碳排放计算模型计算所述碳源碳排放和所述碳汇碳吸收。
[0026]
其中使用火力发电的时候需要获取火力发电厂的日发电量、煤炭消耗量还有火力
发电的发电效率；根据化学公式和单位煤炭发电实际发电量计算总预期发电量，根据每千瓦时产生的碳排放和日发电量的乘积获得完全燃烧的碳排放量，同时根据总预期发电量与火力发电厂的日发电量判断未完全反应的煤炭质量；获取剩余煤渣质量，而未完全反应煤渣质量=煤炭消耗量-剩余煤渣质量；获取煤炭未完全燃烧时发生化学反应，此时会产生二氧化碳和一氧化碳，都是火力发电过程中存在的发电类型，并根据未完全反应煤渣质量与未完全燃烧时的化学反应得到未完全反应产生的碳排放量；所述火力发电碳排放量为完全燃烧碳排放量和未完全反应产生的碳排放量的总和。
[0027]
在低碳电力领域中，电力系统碳排放量的测量与计算分析是基础性工作。建立一个科学的碳排放测量、计算与分析的网络化方法是实现碳减排的重要基础。而现有的碳排放量计算方法从宏观数据出发，根据能源消耗量进行统计，具有计算简单、结果准确、方法实用的优点。大部分的碳排放量计算方法仅从有形的排放“出口”处进行测量，而忽视了碳排放从“源头”到“出口”的流动与分布规律。电能是典型的二次能源，其碳排放集中在发电环节，在输电和用电环节基本不产生碳排放。而电能作为一种商品，其效用却全部由消费者获得，当不同地区间存在电能交换时，发电产生的能源消耗与碳排放却不会随着电能转移。在电力行业中，发电环节通常被认为是碳排放的源头，因此本次主要通过对发电环节中的煤电进行了计算，而新兴的水力发电等产生的二氧化碳量非常低，比起大量产生二氧化碳一氧化碳等碳排放的煤电，新能源发电的碳排放量近乎于无，因此便不加计算，简化计算结构。
[0028]
而交通碳排放也是城市碳排放中严重的一环，本发明根据车辆油耗、排放分布、交通拥堵情况、道路等级、道路方案和运行车速，设计碳排放计算模块，得到各种等级路段的单位公里碳排放量计算公式；通过交通仿真软件建立交通基本模型，根据汽油燃烧时碳排放量计算模型公式，二氧化碳排放系数=平均低位发热量
×
单位热值含碳量
×
碳化率
×
氧化系数，模拟车辆的碳排放过程，再用模型和实际的公路状况得到每段路的碳排放分配量，并根据公路的长度得到交通的碳排放量。
[0029]
建筑碳排放的获得需要根据建筑碳排放的来源划分为不同类别；包括材料生产阶段，施工建造阶段，维护运行阶段，拆解阶段和回收阶段；获取各阶段参数；通过互联网获取各阶段碳排放量计算模型，根据相关参数值计算建筑碳排放量数值数据，总和后即为建筑碳排放量。
[0030]
所述碳吸收的计算方法包括如下步骤：获取区域三维地图，通过仿真软件对三维地图的像素分析，提取其中的各种碳吸收地形；根据三维图将不同地形的主要植物种类分类划分为不同的种类群组；通过软件计算各三维图的面积；从网络上下载不同植物对二氧化碳的吸收能力，不同植物面积的植物对二氧化碳的吸收能力乘以各自三维图的面积，将所有的数据总和便是整体的碳吸收量。

技术特征：
1.一种基于区块链的碳排放水平计算方法，其特征在于：所述碳排放量水平计算评价方法包括如下步骤：步骤s1、划分碳排放源；根据碳排放的不同来源，包括碳源碳排放和碳汇碳吸收；所述碳源碳排放包括火力发电碳排放、建筑碳排放、废水碳排放、生活垃圾碳排放和交通碳排放；所述碳汇碳吸收包括林地碳吸收、草地碳吸收和库塘湿地碳吸收；步骤s2、利用碳排放计算模型计算所述碳源碳排放和所述碳汇碳吸收；所述碳排放水平为碳排放和碳吸收的差值。2.根据权利要求1所述的一种基于区块链的碳排放水平计算方法，其特征在于：所述火力发电碳排放量采用如下步骤获得：步骤s21、分别获取火力发电厂的日发电量、发电效率和煤炭消耗量；步骤s22、根据化学公式和单位煤炭发电实际发电量计算总预期发电量，根据每千瓦时产生的碳排放和日发电量的乘积获得完全燃烧的碳排放量，同时根据总预期发电量与火力发电厂的日发电量判断未完全反应的煤炭质量；步骤s23、获取剩余煤渣质量，根据：未完全反应煤渣质量=煤炭消耗量-剩余煤渣质量，获取未完全反应煤渣质量；步骤s24、获取煤炭未完全燃烧时发生化学反应，并根据未完全反应煤渣质量与未完全燃烧时的化学反应得到未完全反应产生的碳排放量；步骤s25、所述火力发电碳排放量为完全燃烧碳排放量和未完全反应产生的碳排放量的总和。3.根据权利要求1所述的一种基于区块链的碳排放水平计算方法，其特征在于：所述交通碳排放量的获取方法包括如下步骤：步骤s31、根据车辆油耗、排放分布、交通拥堵情况、道路等级、道路方案和运行车速，设计碳排放计算模块，得到各种等级路段的单位公里碳排放量计算公式；步骤s32、通过visum交通仿真软件建立交通基本模型；步骤s33、根据各路段服务情况进行交通分配，得到交通运行的分配结果；步骤s34、根据交通运行的分配结果和碳排放计算模块，计算获得道路交通碳排放数据。4.根据权利要求3所述的一种基于区块链的碳排放水平计算方法，其特征在于：所述碳排放量计算模型为：二氧化碳排放系数=平均低位发热量
×
单位热值含碳量
×
碳化率
×
氧化系数。5.根据权利要求1所述的一种基于区块链的碳排放水平计算评价方法，其特征在于：所述建筑碳排放量的获取包括如下步骤：步骤s51、根据建筑碳排放的来源划分为不同类别；包括材料生产阶段，施工建造阶段，维护运行阶段，拆解阶段和回收阶段；步骤s52、通过后台获取各施工工地的相关阶段参数值；步骤s53、通过互联网获取各阶段碳排放量计算模型，根据相关参数值计算建筑碳排放量数值数据，总和后即为建筑碳排放量。6.根据权利要求1所述的一种基于区块链的碳排放水平计算方法，其特征在于：所述碳吸收的计算方法包括如下步骤：
步骤s61、获取区域三维地图，将三维地图导入仿真软件，通过对三维地图的像素分析，提取其中的草地，森林，库塘和湿地地域地形；步骤s62、根据三维图将不同地形的主要植物种类分类划分为不同的种类群组；并拟合计算出各个种类群组的面积；步骤s63、获取不同种类群组植物对二氧化碳的吸收能力，按照种类群组的碳吸收值等于所有单位面积该种群对二氧化碳的吸收量乘以该种类群组植物的面积之和；步骤s64、将不同种类群组植物释放的二氧化碳之和作为碳吸收量。7.根据权利要求6所述的一种基于区块链的碳排放水平计算方法，其特征在于：所述仿真软件使用autocad计算三维面积。8.一种基于区块链的碳排放水平计算系统，其特征在于：边界确定模块，用于根据碳排放的不同来源，确定碳排放的计算边界；包括碳源碳排放和碳汇碳吸收；所述碳源碳排放包括燃烧燃料碳排放、建筑碳排放、废水碳排放、生活垃圾碳排放和交通碳排放；所述碳汇碳吸收包括林地碳吸收、草地碳吸收和库塘湿地碳吸收；碳排放计算模块，用于利用碳排放计算模型计算所述碳源碳排放和所述碳汇碳吸收。

技术总结
本发明公开了一种基于区块链的碳排放水平计算系统及方法；通过将城市中不同种类的碳排放类型分类计算，并通过图像识别技术，识别三维地图中的绿地吸碳类型，并且分组计算不同植物族群吸收的碳量，由碳吸收与碳排放的差值得到城市的具体碳排放水平。得到城市的具体碳排放水平。


技术研发人员：钱伟杰 郁家麟 屠晓栋 周旻 刘维亮 邢旭亮 叶承晋 郑舒 赵景涛 付明 洪涛
受保护的技术使用者：国网浙江省电力有限公司嘉兴供电公司
技术研发日：2021.11.24
技术公布日：2022/5/25