[发明专利]一种基于隐含碳能的机床装备产品碳排放量化方法

说明书

本发明提供了一种基于隐含碳能的机床装备产品碳排放量化方法，包括机床装备产品物料流和能量流分析；机床装备产品碳排放量化模型和基于隐含碳能的碳排放量化方法三部分。通过分析能量流、物料流特性，给出机床装备产品物料流和能量流叠加原理；建立主要生命周期阶段的碳排放边界模型，基于隐含碳能概念给出机床装备产品碳排放量化原理；依据主要生命周期阶段特点，得到基于隐含碳能的具体碳排放计算公式。本发明采用以产品自身为边界的隐含碳能量化方法为低碳设计提供数据支持，更加贴近实际低碳优化改进的目标对象要求，保证了碳排放边界和计算结果的实用性和一致性，为机床装备制造产品的节能减排提供有效依据和理论支持。

技术领域：

本发明属于先进制造与自动化技术领域，具体涉及一种基于隐含碳能的机床装备产品碳排放量化方法。

背景技术：

进入21世纪以来，随着人类经济的迅猛发展发展，能源消耗量逐年增加，随之而来的环境问题愈加突出。具有全球性的环境问题——温室气体造成的温室效应，已经严重制约了人类生存与社会发展。同时，我国制造业呈现出“高投入、高能耗、高污染、低效益”的“三高一低”的特点，已经严重制约我国成为世界制造强国的战略部署。机床装备制造业作为制造业的典型代表，在经济建设中的作用巨大。2015年统计公报显示，装备制造业占生产总值增长的6.8％，占规模以上工业增加值比重的31.8％。可见，机床装备行业必将导致大量CO₂的排放，有效的碳排放量化方法对机床装备产品优化设计中的碳排放评估和控制提供数据支持。因此以机床装备产品生命周期角度出发的主要生命周期碳排放量化的理论和方法正成为亟待突破的研究领域。

当前产品碳排放方法侧重于整个系统的碳排放建模、分析和计算，没有关注以产品自身为研究重点的碳排放分析，造成了后续低碳优化改进以产品为对象与目前的碳排放量化方法边界不统一的情况；碳排放具有多源性、动态性，伴随着物料流、能量流的紧密耦合，难以在整个系统边界内对碳排放进行定量化计算。因此，需要进一步根据机床装备产品的碳排放特点，重新划定碳排放边界，得到碳排放量的定量计算模型和方法。

发明内容：

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于隐含碳能的机床装备产品碳排放量化方法，该方法通过以机床装备产品为碳排放计算的主体对象，在生命周期的主要阶段内，根据能量流和物料流的特点，提供机床装备产品生命周期内主要阶段的碳排放量化模型和计算方法，为解决低碳设计改进问题奠定理论和方法基础。

为了达到上述目的，本发明采取如下的技术方案实现：

一种基于隐含碳能的机床装备产品碳排放量化方法，包括以下步骤：

1)依据机床装备产品能量流、物料流特性，对机床装备产品的生命周期的碳排放源进行分类，对产品各个不同阶段的物料流和能量流的动态特性进行分析，给出机床装备产品制造系统的物料流和能量流叠加原理；

2)根据步骤1)的物料流和能量流叠加原理，给出机床装备产品主要生命周期阶段的碳排放边界模型，并依据碳排放边界模型，给出基于隐含碳能的机床装备产品的碳排放计算方法原理；

3)根据步骤2)的碳排放计算方法原理，分别给出机床装备产品的主要生命周期阶段的隐含碳能量化方法，得到对应阶段基于隐含碳能模型的具体碳排放计算公式。

本发明进一步的改进在于，步骤1)中，机床装备产品的生命周期碳排放源具体包括：

按照能源碳和物料碳的分类，能源碳包括能源非燃烧使用产生的碳排放，具体到机床装备产品当中为电能消耗产生的碳排放；物料碳包括原材料获取过程产生的碳排放及辅助材料因使用产生消耗部分的碳排放，具体到机床装备产品中为刀具损耗和切削液损耗部分产生的碳排放。

本发明进一步的改进在于，步骤1)中，物料流和能量流的动态特性进行分析为：