[发明专利]气电热链多流多节点碳转移评估模型

说明书

本发明涉及气电热链多流多节点碳转移评估技术领域，特别涉及气电热链多流多节点碳转移评估模型,从生产和消费核算视角利用多流多节点模型将中国各个地区不同的燃气电厂作为节点，以各节点流出气流、电力流和热力流作为空间多部门的输出揭示省际调入调出贸易传输隐含碳流向，跟踪气电热链在更精细部门和更小空间尺度上空间多阶段碳转移；本发明从生产和消费核算视角利用多流多节点模型将中国各个地区不同的燃气电厂作为节点，以各节点流出气流、电力流和热力流作为空间多部门的输出揭示省际调入调出贸易传输隐含碳流向，跟踪气电热链在更精细部门和更小空间尺度上空间多阶段碳转移。

技术领域

本发明涉及气电热链多流多节点碳转移评估技术领域，特别涉及气电热链多流多节点碳转移评估模型。

背景技术

我国实施双碳目标的核心一步是要不断降低温室气体排放，其中温室气体除考虑CO₂以外，甲烷也是另一种值得关注的气体，甲烷排放约占中国碳排放总量的30％比例。燃气发电消耗了中国约37％的天然气，预计其今后电力部门的发电需求将推动大多数地区的用气增长并带来较大温室气体排放。因此，考虑气电热链省际碳转移对于确定碳减排措施实现国家碳中和目标具有极大的现实意义。

用于计算碳转移的方法主要有生命周期法和投入产出分析法两种,现有技术表明生命周期法可评价某产业部门从投入生产至产品产出的整个过程对环境的影响因素，因此该法可用来追踪某一特定部门全过程的碳足迹，但无法对宏观上进行碳转移分析；现有技术中多区域投入产出法是研究不同区域间的贸易碳转移网络，理论上该法可在各级部门层面跟踪空间多阶段碳转移，但是一方面基于多区域的投入产出表和能源平衡表，两者提供的数据可能不准确；另一方面表示该法只能显示大部分区域的部门平均水平，缺乏详细部门和较小空间尺度的计算。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气电热链多流多节点碳转移评估模型，从生产和消费核算视角利用多流多节点模型将中国各个地区不同的燃气电厂作为节点，以各节点流出气流、电力流和热力流作为空间多部门的输出揭示省际调入调出贸易传输隐含碳流向，跟踪气电热链在更精细部门和更小空间尺度上空间多阶段碳转移。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

气电热链多流多节点碳转移评估模型,其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、建立空间化气电热链多流多节点碳转移评估模型，如图1所示。

气电热的系统边界涵盖天然气产出、天然气传输、天然气消费(发电、产热)、输电、传热、用电、供热七个流程。本发明天然气特指用来发电、供热的的天然气，即其他用途如炼钢、化工等不在核算边界之内。以天然气为能源的电热厂既作为天然气消费者又作为电力、热力生产者，可被视为天然气传输和电力、热力传输的节点。研究中天然气生产、逸散产生的甲烷排放和天然气消费(电力、热力生产)产生的主要温室气体(CO₂)包括在内，而关于天然气生产的其他排放、直接和间接排放的总量贡献是近乎微小，故排除在外。由于数据有限，本发明只关注国内大部分省份天然气消费碳排放如何在空间上转移。

步骤二、计算模型

第i个省的天然气平衡方程式，

式中：gp_i表示i地区本地天然气自有量；gt_ji表示j区域到i区域的天然气传输； d_i表示i地区本地天然气消费量；

根据天然气平衡关系计算相应隐含碳排放量，本地生产天然气和从其他地方进口的天然气混合，然后用于本地消费或出口到其他地区，因此，一个地区消费核算排放强度是该地区天然气生产核算排放强度和其他地区进口天然气消费核算排放强度的加权平均值，因此天然气碳排放平衡关系式如下：

将(2)式简化，重组为矩阵(3)的形式