用于对工业过程的碳足迹建模的服务器、系统和方法与流程

背景技术：

1、环境法规和气候变化风险正在向精炼行业施压，要求最小化其温室气体（ghg）排放。许多石油和天然气公司加入了运动，通过开发新策略、新商业模式和替代可再生燃料技术来在2050年之前大幅减少它们的净碳足迹。各大公司设定了在2050年之前或更早成为净零公司并帮助世界达到净零的新目标。

2、温室气体排放的问题有两个方面。在使用方面，精炼燃料在汽车和工厂中燃烧，接着在精炼方面，其中需要燃料以将原油精炼成不同的燃料，诸如煤油和汽油。精炼行业中目前存在的问题是，将原油材料精炼成成品所需的能量的量是可变的。可变性部分地由不同原油类型的不同能量需求导致。例如，重质原油比轻质原油需要更多的能量来进行精炼。由于不同的化学成分，来自一个地理区域的原油材料可能比来自另一个区域的原油材料需要更多的能量来进行精炼。进一步使问题复杂的是，特定精炼步骤所需的能量的量因原油材料的类型和来源两者而异。当这些不同子集的原油材料在精炼过程中被混合在一起时，精炼的总碳强度的预测变得更加复杂。

3、虽然最小化工业设施的碳足迹是优先事项，但最小化成本也是优先事项。虽然购买较便宜的原油材料可能似乎是有利的，但精炼较便宜的原油材料的能量成本可能会将最终燃料产品的总成本抬高至高于如果为相同输出量采购较昂贵的原油材料的情况。然而，预测何时以其最低成本采购精炼能量可以缓解成本问题。

4、因此，本领域需要一种能够识别将不同类型的原油材料和原油材料混合物精炼成最终产品所需的碳强度的系统。此外，本领域需要一种系统来确定针对不同原油类型和混合物的最低能量成本。

技术实现思路

1、本公开的一些实施例涉及用于优化将原料（例如，诸如石油之类的原油材料）转化为最终产品所需的能量的量的系统和方法。在一些实施例中，原油材料包括石油。在一些实施例中，最终产品包括燃料（例如，汽油、柴油、航空燃料等）。

2、在一些实施例中，用于控制工业过程的碳足迹的系统包括一个或多个计算机，该一个或多个计算机包括一个或多个处理器和一个或多个非暂态计算机可读介质。在一些实施例中，该一个或多个非暂态计算机可读介质包括存储在其上的程序指令，该程序指令在被执行时使该一个或多个计算机执行一个或多个程序步骤。在一些实施例中，程序步骤包括用于通过一个或多个处理器接收原料数据的指令。在一些实施例中，原料数据包括针对一种或多种原料中的每一种原料的原料位置数据、原料类型数据、原料混合物数据和原料特性数据中的一者或多者。

3、在一些实施例中，程序步骤包括用于通过一个或多个处理器监视一个或多个传感器的指令，该一个或多个传感器被配置为确定燃料源消耗数据，燃料源消耗数据包括工业过程中的一个或多个过程步骤所需的一种或多种燃料源的量。在一些实施例中，程序步骤包括用于通过一个或多个处理器确定工业过程中的一个或多个过程步骤为处理该一种或多种原料中的每一种原料所需的一种或多种燃料源的量的指令。在一些实施例中，程序步骤包括用于通过一个或多个处理器接收燃料源数据的指令，燃料源数据包括针对一种或多种燃料源的燃料排放数据。在一些实施例中，程序步骤包括用于通过一个或多个处理器执行碳强度分析的指令，碳强度分析被配置为基于燃料排放数据输出针对该一个或多个过程步骤中的至少一个过程步骤的碳强度值。在一些实施例中，程序步骤包括用于通过一个或多个处理器生成包括碳强度值的碳强度报告的指令。在一些实施例中，程序步骤包括用于通过一个或多个处理器在一个或多个图形用户界面（gui）上显示碳强度报告的指令。

4、在一些实施例中，燃料排放数据包括一种或多种燃料源的每计量单位排放的co2的量。在一些实施例中，碳强度值包括针对该一种或多种原料中的每一种原料的量由一种或多种燃料源在该一个或多个过程步骤期间排放的co2的量。在一些实施例中，该一种或多种原料包括两种或更多种原料。在一些实施例中，该一种或多种燃料源的每计量单位排放的co2的量包括该一种或多种燃料源的每单位体积排放的co2的量。在一些实施例中，该一种或多种燃料源的每计量单位排放的co2的量包括该一种或多种燃料源的每单位质量排放的co2的量。在一些实施例中，该一种或多种燃料源的每计量单位排放的co2的量包括该一种或多种燃料源的每单位重量排放的co2的量。在一些实施例中，该一种或多种燃料源的每计量单位排放的co2的量包括该一种或多种燃料源的每单位能量排放的co2的量。

5、在一些实施例中，该一种或多种燃料源用于为与该一个或多个过程步骤相关联的一个或多个处理单元供能。在一些实施例中，该一个或多个处理单元被配置为在工业过程中将原料输入的至少一部分处理成材料输出。在一些实施例中，该系统被配置为基于从原料输入到最终产品输出的一个或多个步骤处的消耗的处理能量来计算工业产品（例如，汽油、柴油和/或航空燃料）的碳足迹。

6、在一些实施例中，一个或多个非暂态计算机可读介质还包括存储在其上的程序指令，该程序指令在被执行时使该一个或多个计算机通过一个或多个处理器确定针对两种或更多种原料中的每一种原料的碳强度值。在一些实施例中，程序步骤包括用于通过一个或多个处理器确定该两种或更多种原料中的哪种原料包括最低碳强度值的指令。在一些实施例中，程序步骤包括用于通过一个或多个处理器生成原料采购计划的指令。在一些实施例中，程序步骤包括用于通过一个或多个处理器在该一个或多个gui上显示原料采购计划的指令。

7、在一些实施例中，原料采购计划包括最低碳强度原料，最低碳强度原料包括两种或更多种原料中的具有最低碳强度值的至少一种原料。在一些实施例中，一种或多种燃料源包括两种或更多种燃料源。在一些实施例中，一个或多个非暂态计算机可读介质还包括存储在其上的程序指令，该程序指令在被执行时使该一个或多个计算机通过一个或多个处理器接收燃料源数据，燃料源数据包括针对该两种或更多种燃料源中的每一种燃料源的燃料源位置数据、燃料源类型数据、燃料源混合物数据和燃料源特性数据中的一者或多者。在一些实施例中，程序步骤包括用于通过一个或多个处理器接收一种或多种燃料源成本的指令，该一种或多种燃料源成本包括针对该一种或多种燃料源的历史市场成本、当前市场成本或未来市场成本。在一些实施例中，程序步骤包括用于通过一个或多个处理器确定该两种或更多种燃料源中的哪种燃料源包括最低的每计量单位排放的co2的量的指令。

8、在一些实施例中，程序步骤包括用于通过一个或多个处理器生成燃料源采购计划的指令。在一些实施例中，程序步骤包括用于通过一个或多个处理器在该一个或多个gui上显示燃料源采购计划的指令。在一些实施例中，燃料源采购计划包括最低排放燃料源，最低排放燃料源包括该两种或更多种燃料源中的具有该最低的每计量单位排放的co2的量的至少一种燃料源。

9、在一些实施例中，一种或多种原料包括一种或多种原料混合物。在一些实施例中，一种或多种原料混合物中的每一种原料混合物包括两种或更多种原料。在一些实施例中，一个或多个非暂态计算机可读介质还包括存储在其上的程序指令，该程序指令在被执行时使该一个或多个计算机通过一个或多个处理器接收针对该一种或多种原料混合物的两种或更多种原料中的每一种原料的量组成。在一些实施例中，程序步骤包括用于通过一个或多个处理器从一个或多个传感器接收针对该一种或多种原料混合物中的每一种原料混合物的燃料源消耗数据的指令。在一些实施例中，程序步骤包括用于通过一个或多个处理器将针对该一种或多种原料混合物的量组成和燃料源消耗数据作为历史混合物数据存储在一个或多个非暂态计算机可读介质中的指令。

10、在一些实施例中，一个或多个非暂态计算机可读介质还包括存储在其上的程序指令，该程序指令在被执行时使该一个或多个计算机通过一个或多个处理器执行原料混合物分析。在一些实施例中，原料混合物分析包括至少部分地基于该历史混合物数据的针对该一个或多个过程步骤的混合物碳强度预测。在一些实施例中，混合物碳强度预测是至少部分地基于该燃料排放数据的。在一些实施例中，原料混合物分析包括一个或多个混合物预测，该一个或多个混合物预测包括针对两种或更多种原料的组合的预测的最低混合物碳强度。在一些实施例中，该两种或更多种原料的组合包括该两种或更多种原料中的一定量的每一种原料。

11、在一些实施例中，程序步骤包括用于通过一个或多个处理器执行碳足迹分析以确定产生针对该工业过程的最低碳足迹的原料混合物组合的指令。在一些实施例中，一种或多种燃料源包括一种或多种燃料源混合物，每种燃料源混合物包括两种或更多种燃料源。在一些实施例中，一个或多个非暂态计算机可读介质还包括存储在其上的程序指令，该程序指令在被执行时使该一个或多个计算机通过一个或多个处理器执行燃料源混合物分析。在一些实施例中，燃料源混合物分析包括一种或多种燃料源的每计量单位排放的co2的co2预测。

12、在一些实施例中，一种或多种燃料源混合物包括至少一种绿色燃料源。在一些实施例中，燃料源混合物分析包括绿色预测。绿色预测包括来自一种或多种燃料源混合物的净co2排放的减少。在一些实施例中，该减少是至少部分地基于在绿色燃料源的生产期间从大气中去除的co2的量的。在一些实施例中，绿色燃料源包括至少部分地在不使用化石燃料的情况下生产的用于为该一个或多个过程步骤供能的能量源。在一些实施例中，该至少一种绿色燃料源包括源自风能、太阳能、水力能和生物燃料中的一者或多者的能量源。在一些实施例中，程序步骤包括用于通过一个或多个处理器执行燃料混合物分析的指令。在一些实施例中，燃料混合物分析包括产生最低成本的至少一种化石燃料源和至少一种绿色燃料源的燃料组合。在一些实施例中，最低成本是至少部分基于绿色燃料源的当前成本和/或未来成本的。

13、在一些实施例中，程序步骤包括用于通过一个或多个处理器执行模型模拟的指令，模型模拟包括一个或多个过程步骤模型，每个过程步骤模型表示该一个或多个过程步骤中的相应一个过程步骤。在一些实施例中，程序步骤包括用于通过一个或多个处理器确定针对该一个或多个过程步骤的一个或多个过程设定点的指令。在一些实施例中，该系统被配置为基于所确定的一个或多个设定点向一个或多个控制器发送一个或多个命令。在一些实施例中，该一个或多个控制器被配置为控制该一个或多个过程步骤。

14、在一些实施例中，程序步骤包括用于通过一个或多个处理器执行与一个或多个过程设定点对准的一个或多个过程改变的指令。在一些实施例中，程序步骤包括用于通过一个或多个处理器执行与一个或多个过程设定点对准的产生一种或多种燃料源（例如，燃料源混合物）的输送的一个或多个过程改变的指令。在一些实施例中，程序步骤包括用于通过一个或多个处理器执行与一个或多个过程设定点对准的产生一种或多种原料（例如，原料混合物）的输送的一个或多个过程改变的指令。在一些实施例中，程序步骤包括用于通过一个或多个处理器生成包括碳强度窗口的图形用户界面的指令。在一些实施例中，碳强度窗口包括碳强度分析的可视化。在一些实施例中，程序步骤包括用于通过一个或多个处理器生成包括燃料源采购窗口的图形用户界面的指令。在一些实施例中，燃料源采购窗口包括燃料源采购分析的可视化。在一些实施例中，程序步骤包括用于通过一个或多个处理器生成包括原料采购窗口的图形用户界面的指令。在一些实施例中，其中原料采购窗口包括原料采购分析的可视化。