一种二氧化碳排放追踪管控方法、装置、电子设备及存储介质与流程

本发明涉及冶金钢铁节能减排，具体涉及一种二氧化碳排放追踪管控方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术：

1、2022年7月，工信部等部委联合印发的《工业领域碳达峰实施方案》明确，加强信息技术在能源消费与碳排放领域的开发部署，提升碳排放的数字化管理、网络化协同、智能化管控水平；2024年5月，国家发改委等部门联合印发《钢铁行业节能降碳专项行动计划》，指出加强钢铁生产过程能源消耗和碳排放数据收集、分析和管理，提升企业节能降碳管理能力。

2、钢铁行业是碳排放大户，行业排放总量约占全国的15％，对实现“双碳”目标有着举足轻重的作用。钢铁生产环节多、工艺过程复杂，生产过程中涉及的含碳物料多，溯源追踪困难，且数据因子波动大。碳排放计算过程与活动水平数据及排放因子紧密相关。而通过对企业所有消耗和产生的涉碳物料进行实际检测获取直接含碳因子计算碳排放量的方法耗时耗力，成本大，若不进行实测则部分因子计算时采用国际或者国内缺省因子，与实际值有较大差距，影响碳排放计算结果的准确性。因此，涉碳数据的采集、实际因子数据的获取以及涉碳数据的可溯源性核验非常重要。

技术实现思路

1、本技术提供二氧化碳排放追踪管控方法、装置、电子设备及存储介质，以解决上述技术问题。

2、本技术实施例提供的一种二氧化碳排放追踪管控方法，所述方法包括：获取活动水平数据和含碳因子值，所述活动水平数据为二氧化碳排放过程中不同生产工序的能源介质及含碳物料的输入输出量，所述含碳因子值基于所述活动水平数据和预先设置好的得到碳素优化分析模型计算得到；通过所述活动水平数据和含碳因子值，计算预设时间段内，含碳物料所有生产工序的二氧化碳总排放量；若所述二氧化碳总排放量大于预设二氧化碳阈值，则发出报警提示，并通过迭代计算得到满足生产条件下的最佳含碳能源介质消耗量，同时根据下发配额量计算所需购买的碳排放量及其总价格，以完成二氧化碳排放追踪管控。

3、于本技术的一实施例中，获取活动水平数据和含碳因子值，包括：采集二氧化碳排放过程中不同生产工序含碳物料的活动水平数据，所述生产工序包括焦化、烧结、球团、炼铁以及炼钢、连铸、钢铁延压加工、石灰焙烧、发电工序单元；通过所述碳素优化分析模型，基于所述活动水平数据得到含碳因子值；对所述活动水平数据进行数据频次对齐、缺失值处理和异常值处理，得到活动水平数据库，以及对所述含碳因子值进行数据频次对齐、缺失值处理和异常值处理，得到含碳因子数据库。

4、于本技术的一实施例中，碳素优化分析模型的构建过程包括：通过进入生产工序主体设施的碳元素质量与离开主体设施的碳元素质量之差的绝对值累加之和的最小值为目标，建立目标函数；以含碳因子的合理范围构建约束区间；通过所述目标函数和所述含碳物料平衡约束条件得到含碳因子值，并对所述含碳因子值设置含碳约束条件，以构建碳素优化分析模型。

5、于本技术的一实施例中，通过进入生产工序主体设施的碳元素质量与离开主体设施的碳元素质量之差的绝对值累加之和的最小值为目标，建立目标函数，包括：建立的目标函数为：

6、

7、其中，object为目标值；f(x)为进入生产工序主设施的碳元素质量与离开主体设施的碳元素质量之差的绝对值累加之和；p为包含主体单元设施的工序数量；k＝1为第一道工序；i＝1为第一种含碳物料；adeki为进入生产工序的活动水平数据；aoeki为离开生产工序的活动水平数据；efdki为进入生产工序的含碳因子值；efoki为离开生产工序的含碳因子值；n为工序i物料输入的种类数；t为工序i物料输出的种类数。

8、于本技术的一实施例中，对不同生产工序的活动水平数据设置含碳物料平衡约束，得到含碳物料平衡约束条件，包括：

9、

10、

11、其中，s为所有含碳物料输入输出包含的工序总数；p为特定生产工序的数量；k＝1为第一道工序；i＝1为第一种含碳物料；n为每道生产工序输入含碳物料的种类数量；g为副产煤气；adeki为进入生产工序的活动水平数据；aoeki为离开生产工序的活动水平数据；adgki为副产煤气g被消耗的活动水平数据；aogki为为副产煤气g被生产的活动水平数据。

12、于本技术的一实施例中，对所述含碳因子值设置含碳约束条件，包括：通过以下方式对不同工序含碳物料的含碳因子值进行含碳约束：

13、efldki≤efdki≤efhdki

14、efdki为计算得到的含碳因子值，efldki为最低含碳因子值，efhdki为最高含碳因子值，所述不同工序含碳物料包括铁水、钢水、洗精煤、焦炭、焦油、粗苯、焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气、喷吹煤、铁合金、废钢、石灰石。

15、于本技术的一实施例中，通过所述活动水平数据和所述含碳因子值，计算预设时间段内所有工序的含碳物料的二氧化碳总排放量，包括：

16、

17、

18、esum＝esum×12/tm

19、其中，esum为二氧化碳排放量；esum,i为工序i二氧化碳排放量；tm为以月为单位的预设时间段；esum为预设时间段内的二氧化碳总排放量；adeki为进入生产工序的活动水平数据；aoeki为离开生产工序的活动水平数据；efdki为进入生产工序的含碳因子值；efoki为离开生产工序的含碳因子值；m为有含碳物料进出的工序总数；n为每道生产工序输入含碳物料的种类数量；t为每道生产工序输出含碳物料的种类数量。

20、本技术实施例提供的二氧化碳排放追踪管控装置，所述装置包括：获取模块，用于获取活动水平数据和含碳因子值，所述活动水平数据为二氧化碳排放过程中不同生产工序的能源介质及含碳物料的输入输出量，所述含碳因子值基于所述活动水平数据得到；计算模块，用于通过所述活动水平数据和含碳因子值，计算预设时间段内，含碳物料所有生产工序的二氧化碳总排放量；报警模块，用于若所述二氧化碳总排放量大于预设二氧化碳阈值，则发出报警提示，并通过迭代计算得到满足生产条件下的最佳含碳能源介质消耗量，同时根据下发配额量计算所需购买的碳排放量及其总价格，以完成二氧化碳排放追踪管控。

21、本技术实施例提供一种电子设备，包括处理器、存储器和通信总线；所述通信总线用于将所述处理器和存储器连接；所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机程序，以实现上述二氧化碳排放追踪管控方法。

22、本技术的有益效果：通过获取活动水平数据和含碳因子值，通过活动水平数据和含碳因子值计算含碳物料所有生产工序的二氧化碳总排放量；在二氧化碳总排放量大于预设二氧化碳阈值，则发出报警提示，并通过迭代计算得到满足生产条件下的最佳含碳能源介质消耗量，以完成二氧化碳排放追踪管控，不仅实现了含碳数据的溯源追踪、全厂碳素及其介质的流向追踪以及物料含碳因子值的获取问题，还实现碳素的有效管理和节能减排的目标。能够从数据源头提升钢铁企业涉碳数据的采集效率和数据质量，提升涉碳数据的真实性、可靠性和准确性，通过物料、煤气、元素平衡的理论计算获取实际含碳因子，辅助钢铁行业涉碳因子背景数据库的建设。

23、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。