[发明专利]一种具有时空属性的产品碳足迹建模方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及产品碳足迹的时空属性，尤其涉及一种具有时空属性的产品碳足迹建模方法及系统。

背景技术

碳足迹定义为对某一产品或活动在生命周期内直接及间接引起的温室气体排放量的度量，以二氧化碳质量当量为单位。

碳足迹的研究尺度包括个人、产品、家庭、组织机构、城市和国家等；核算边界包括化石燃料的直接排放(层次1)、外购电力与热力的间接排放(层次2)以及其他间接排放(层次3)；常用的核算方法有生命周期评价(LCA)、投入产出法(EIO)和混合法(EIO-LCA)；数据有活动数据和排放因子，一般来源于统计年鉴、投入产出表或问卷调查。

目前国内外的研究内容主要针对碳足迹的尺度、边界、方法学和数据等属性，没有体现“足迹”的特点。碳足迹强调的是一个动态的排放过程，类似于碳轨迹，具有时间属性和空间属性。

因此，需要一种方法探讨碳足迹的时间属性、空间属性及两者之间的关系。

发明内容

针对以上不足，本发明的目的之一在于提供一种具有时空属性的产品碳足迹建模方法，其通过将碳足迹的时间属性与空间属性耦合到碳足迹空间决策支持系统中，分析其运动轨迹，以获得最小碳足迹的决策方案。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种具有时空属性的产品碳足迹建模方法，其包括以下步骤：

步骤1、绘制产品全生命周期的过程图，得到产品全生命周期中每个阶段产品的碳排放量、排放的时间节点及对应的地理位置信息；

步骤2、将所述每个阶段产品的碳排放量、排放的时间节点及对应的地理位置信息相关联，生成产品的运行规律；

步骤3、对产品的运行规律进行分析，获得不同情景假设条件下每个阶段的碳足迹决策，为每个阶段均生成多个碳足迹决策信息；

步骤4、综合每个阶段生成的多个碳足迹决策信息，评价形成产品全生命周期过程中每个阶段碳足迹决策信息的不同组合效率，获得最小碳足迹的决策方案。

所述步骤1包括：

步骤11、确定产品所述类别；

步骤12、绘制产品全生命周期的初始过程图，所述初始过程图包括所有的材料流、能量流和废物流；

步骤13、确认每个阶段的计算边界，并根据所述计算边界确认每个阶段的时间与地理位置信息，将所述每个阶段的时间和地理位置信息增加到初始过程图中，形成更新后的过程图；

步骤14、根据所述计算边界收集每个阶段的材料用量、活动数据和排放因子，计算产品在每个阶段的碳排放量，结合更新后的过程图获得每个阶段碳排放时对应的时间节点和地理位置信息。

所述步骤2中：所述产品的运行规律为产品的碳足迹三维可视化运行规律，所述三维包括产品全生命周期中碳排放量数据、以及碳排放时对应的时间属性数据和空间属性数据。

所述步骤3包括：

步骤31、提取产品的运行规律中每个阶段的时空属性数据；

步骤32、根据提取产品的运行规律中每个阶段的时空属性数据选择相匹配的产品模型；

步骤33、获得所述产品模型在不同情景假设下的多个碳足迹决策信息，所述不同情景为产品全生命周期中各阶段的路径及工艺。

所述产品的全生命周期包括原材料、制造、分销/零售、消费者使用、处置/再生五个阶段。

本发明的另一目的在于提供一种具有时空属性的产品碳足迹建模系统，其通过将碳足迹的时间属性与空间属性耦合到碳足迹空间决策支持系统中，分析其运动轨迹，以获得最小碳足迹的决策方案。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种具有时空属性的产品碳足迹建模系统，其包括：

时空属性数据生成单元，用于绘制产品全生命周期的过程图，得到产品全生命周期中每个阶段产品的碳排放量、排放的时间节点及对应的地理位置信息；

数据集成与预处理模块，用于将所述每个阶段产品的碳排放量、排放的时间节点及对应的地理位置信息相关联，生成产品的运行规律；所有产品的相关联信息集成于该模块中，形成碳足迹的大数据库；

碳足迹空间决策支持单元，用于对产品的运行规律进行分析，获得不同情景假设条件下每个阶段的碳足迹决策，为每个阶段均生成多个碳足迹决策信息；

低碳发展设计单元，用于综合每个阶段生成的多个碳足迹决策信息，评价形成产品全生命周期过程中每个阶段碳足迹决策信息的不同组合效率，获得最小碳足迹的决策方案。

所述时空属性数据生成单元包括：

类别确定单元，用于确定产品所述类别；