港口行业碳排放配额分配方法与流程

本发明属于碳排放配额计算，具体为港口行业碳排放配额分配方法。

背景技术：

1、碳排放初始配额分配是开展碳排放交易的基础性工作，分配方式有无偿分配和有偿分配两种，欧盟、北美等国际碳排放交易体系实施初期和我国碳排放交易现阶段均采用无偿分配方法，无偿分配方法在实际应用中又包括历史总量法、历史强度法和基准线法三种，不同分配方法在准确、效率、可操作性等方面的表现各有优劣。历史总量法指以控排单位在过去一定年度的碳排放数据为主要依据确定其未来年度碳排放配额的方法。历史强度法是指根据控排单位的产品产量、历史强度值、减排系数等计算配额的方法。两种方法的优点是计算方法相对简单，对基础数据要求低；缺点是准确性差，变相奖励了历史排放量高或历史排放强度高的企业。基准线法指以控排单位的行业碳排放效率基准为主要依据，确定其未来年度碳排放配额的方法。该方法的优点是分配结果相对准确，缺点是计算方法相对复杂，所需基础数据要求高。对我国国家和地方碳市场发布的2021年、2022年碳排放配额分配方案进行研究可以看出，以火电行业为例，其产品单一、生产工艺相似、行业基准值相对容易确定，各碳市场均采用基准线法核定碳排放配额。而对于钢铁、石化等工艺多样、产品复杂的行业，由于基准值确定难度较大目前多采用历史强度法和历史总量法核定配额。港口行业生产系统复杂，不同货物类型和规模的港口企业其生产环节和生产工艺差异较大，确定行业基准线难度较大，因此上海和深圳地方碳市场均采用历史强度法来核定配额。

2、碳排放配额作为一种稀缺性资源，其分配需要兼顾社会整体利益和控排单位自身利益。其中，社会整体利益主要指行业的整体碳减排效率应尽量高，即单位时间内的碳减排量越大，碳排放配额分配方案产生的社会整体利益越高。控排单位自身利益主要指碳排放配额分配应符合共同但有区别的责任原则，分配结果对于各控排企业应当相对准确。因此，碳排放配额分配应以充分利用市场作用优化减排资源的配置和降低企业减排成本，提升碳排放配额分配时计算结果的效率和准确性。

3、现有文献在碳排放配额分配的效率和准确性评价方面的研究对象主要包括评价方法和评价指标等研究发现，73％针对分配准确性评价的研究文献采用了指标法。指标法一般采用单一指标或者多个指标构成的指标集对分配方法的准确性进行评价其中，指标体系的合理性在该方法应用中起到决定性作用。而dea模型在评价碳排放配额分配机制效率时应用最为广泛。在准确和效率评价指标选取方面，相关学者选择的准确性指标包括平等主义、污染者付费、历史累计排放减排、支付能力等内容，效率指标的内涵则集中在碳排放效率和碳排放潜力。

4、综上所述，目前国内碳市场港口行业采用无偿分配方法中的三种不同的方法进行碳配额初始配额分配，造成不同的分配方法得出的分配结果具有不同的差异，影响使用人员对结果的准确判断，使得资源所能发挥的效率降低，进一步造成资源错配产生的浪费；因此，需要一种综合三种不同分配计算方法的指标，对港口行业中所产生的碳配额进行计算，减少资源错配，使碳配额资源所能达到的效率更高。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：提出了用于衡量港口行业碳排放配额分配效率和准确性的准则和量化指标，建立了港口行业碳配额分配效率和准确性综合评价模型，以揭示不同碳配额分配方法在社会整体利益、控排单位自身利益和综合利益三个方面的表现，为我国港口行业碳排放配额分配方法的确定提供一种综合计算的技术方案，使计算结果更加准确。

2、本发明采用的技术方案如下：

3、港口行业碳排放配额分配方法，包括将topsis模型与熵权法相结合，建立基于topsis模型-熵权法的碳配额分配综合评价模型；具体操作步骤如下：

4、步骤一：确定评价对象及其数量；

5、步骤二：确定评价指标及其数量，并将评价指标与评价对象关联构成判断矩阵；

6、步骤三：标准化处理，按照评价指标对判断矩阵进行无量纲化处理，得到判断矩阵；

7、步骤四：计算熵权，根据无量纲化判断矩阵，计算熵权，并形成指标熵权向量和考虑熵权后的指标属性矩阵；

8、步骤五：计算各评价对象的贴近度、正理想解和负理想解，得到各评价对象的贴近度；

9、步骤六：计算评价对象与正理想解的距离和负理想解的距离，得到评价对象与理想解的贴近度；

10、步骤七：计算各配额分配方法的综合评判结果向量，按最靠近最优解、最远离最劣解的原则，确定出最优方案。

11、其中，步骤一所述的评价对象及数量为三种港口行业碳排放配额分配方法，即历史强度法、基于碳强度排序的基准线法以及基于设备能耗限值的混合分配法。

12、其中，步骤一所述的：

13、历史强度法包括根据控排单位的产品产量、历史强度值、减排系数等计算配额的方法；

14、基准线法包括以控排单位的行业碳排放效率基准为主要依据，确定其未来年度碳排放配额的方法；

15、混合分配法包括将港口碳排放配额分配分为装卸生产系统碳排放配额分配和辅助生产系统碳排放配额分配，分别采用基准线法和历史强度法。

16、其中，步骤一所述的评价对象数量m＝3；

17、设置的每个被评价对象的评价指标数量n＝5，评价指标包括行业碳减排效率最优、行业减排成本最低、鼓励先进者、历史排放责任和大企业责任，每个碳配额分配方法的评价指标值构成判断矩阵x＝(xij)m×n(i＝1,2,…,m；j＝1,2,…,n)；

18、其中，鼓励先进者、历史排放责任和大企业责任为效益型指标，越大越优；行业碳减排效率最优和行业减排成本最低为费用型指标，越小越优；

19、对矩阵x进行无量纲化处理，得到矩阵y:

20、y＝(yij)m×n(i＝1,2,…,m；j＝1,2,…,n)

21、对于效益型指标:

22、对于费用型指标:

23、式中：xmax为同一评价指标下不同方案指标值中的最大值；xmin为同一评价指标下不同方案指标值中的最下值；

24、计算熵权；根据无量纲化判断矩阵y，定义指标j的熵为hj，按照公式计算熵权kj，并形成指标熵权向量w和考虑熵权后的指标属性矩阵a:

25、

26、

27、

28、w＝(kj)1×n

29、计算各评价对象的贴近度；正理想解a+和负理想解a-计算各评价对象的贴近度。式中，j1和j2分别为效益型指标集和费用型指标集。

30、

31、评价对象与正理想解的距离di+和负理想解的距离di-计算，可得到评价对象与理想解的贴近度e：ei+＝di-/(di++di-)，0≤ei+≤1：

32、

33、计算各配额分配方法的综合评判结果向量f：f＝w×e；式中：e由各评价的贴近度组成；w由确定的综合权重系数组成。

34、最后可根据向量f，按最靠近最优解、最远离最劣解的原则，计算出最优方案。

35、其中，步骤一所述的混合分配法还包括：

36、装卸生产系统碳配额分配方法，将装卸生产系统分为多个生产环节，每个环节初始配额的计算以相关行业标准给定的主要耗能设备的能耗指标为基础，计算各生产环节的碳排放基准值；

37、辅助生产系统碳配额分配方法，将多个辅助生产系统视为辅助生产系统整体，并视为一个整体采用历史强度法进行配额分配。

38、其中，步骤二所述的评价指标及其数量还包括五种评价指标，具体包括行业碳减排效率最优、行业减排成本最低、鼓励先进者、历史排放责任和大企业责任。

39、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

40、1、本发明中，针对港口行业碳排放配额分配的效率和准确性评价，创新提出了5项分配准则及其量化指标；其中，效率目标下的分配准则包括行业碳减排效率最优和行业碳减排成本最低，准确目标下的分配准则包括鼓励先进者、历史排放责任和大企业责任。量化指标中首次引入了碳理论减排量和碳理论减排强度两个概念，提出了企业碳排放强度、历史累计排放量、吞吐量等与二者之间的pearson相关系数来衡量分配效率和准确性的方法，使碳配额的分配效率与准确性被分解为各个不同的目标，便于准确的进行量化计算以及得出量化结果。

41、2、本发明中，提出基于设备能耗限值的混合分配法、基于碳强度排序的基准线法三种分配方法为评价对象，采用topsis-熵权法建立了港口碳配额分配效率-准确综合评价模型。在效率-准确综合评价目标下，历史排放责任准则是对评价结果影响最大的分配准则，并且评价模型中的权重分配结果更加注重碳排放配额分配的准确性而非效率；在该评价模型下，基于设备能耗限值的混合分配法在效率子目标、准确子目标以及效率-准确综合目标下与最优解的接近度分别为0.566、0.711和0.638，在三种分配方法中均排序第一，且在准确子目标和综合评价目标下明显高于另外两种方法，此时可直接判断将第一种算法作为最优算法。

42、3、本发明中，基于设备能耗限值的混合分配法中涉及设备操作量转化系数和控排系数，行业管理部门可根据该区域港口企业生产实际和自身减排强度需求调整相应的系数。相较于单一的历史强度法和基准线法，混合分配法虽然增加了具体实施过程中的复杂性和难度，但既考虑了控排企业的历史排放基础又可以起到促进企业减排的作用，是比较符合港口行业能耗统计现状同时兼具效率和准确性的碳排放配额分配方法。