一种高分子材料及其制品的碳排放量计算方法及装置

技术领域

本发明涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种高分子材料及其制品的碳排放量计算方法及装置。

背景技术

生命周期评价（Life Cycle Assessment，以下简称LCA）是标准化的环境影响评估方法。LCA能够科学的、全面的，量化的探究各种环境影响问题，包括生态毒性、资源消耗、全球变暖等。

但是目前根据LCA和IS014067产品碳足迹计算的相关标准流程计算高分子材料及其制品碳排放量，成本高、周期长、涉及部门广，导致高分子材料及其制品企业无法快速获取高分子材料及其制品碳排放值，会阻碍高分子材料及其制品生产的绿色低碳发展。

由上述可得，现有技术中高分子材料及其制品的碳排放量计算方法存在计算效率低下的问题。

发明内容

本发明提供一种高分子材料及其制品的碳排放量计算方法及装置，能够有效提高对于高分子材料及其制品的碳排放量的计算效率。

本申请的第一方面提供了一种高分子材料及其制品的碳排放量计算方法，包括：

根据物质流分析方法将高分子材料及其制品的历史碳排放总值进行划分，生成不同的碳排放模块；

根据不同的碳排放模块，计算相应的碳排放贡献度等级后，根据碳排放贡献度等级建立多级计算模型；

将高分子材料及其制品的原料用量数据和能源用量数据输入至多级计算模型中，以使多级计算模型计算得到高分子材料及其制品的碳排放量。

在第一方面的一种可能的实现方式中，计算相应的碳排放贡献度等级，具体为：

分别计算不同的碳排放模块的贡献度；

当贡献度小于第一预设数值时，判定碳排放模块的碳排放贡献度等级为第一等级；

当贡献度大于等于第一预设数值、小于等于第二预设数值时，判定碳排放模块的碳排放贡献度等级为第二等级；

当贡献度大于第二预设数值时，判定碳排放模块的碳排放贡献度等级为第三等级。

在第一方面的一种可能的实现方式中，根据碳排放贡献度等级建立多级计算模型，具体为：

将第一等级对应的碳排放模块的碳排放系数设置为0；

计算第二等级对应的碳排放模块的碳排放平均参考值；

将第三等级对应的碳排放模块细分为多个子模块之后，计算并获取每个子模块对应的碳排放因子值；

根据碳排放平均参考值和碳排放因子值，建立多级计算模型。

在第一方面的一种可能的实现方式中，多级计算模型，具体为：

H=∑C

其中，H为高分子材料及其制品的碳排放量；C

在第一方面的一种可能的实现方式中，不同的碳排放模块包括：供应链模块和工厂模块；

其中，供应链模块进一步包括：原料模块和运输模块；

工厂模块进一步包括：能源模块和直排模块。

在第一方面的一种可能的实现方式中，高分子材料包括：聚烯烃、聚酯和聚酰胺。

本申请的第二方面提供了一种高分子材料及其制品的碳排放量计算装置，包括：划分模块、建立模块和计算模块；

其中，划分模块用于根据物质流分析方法将高分子材料及其制品的历史碳排放总值进行划分，生成不同的碳排放模块；

建立模块用于根据不同的碳排放模块，计算相应的碳排放贡献度等级后，根据碳排放贡献度等级建立多级计算模型；

计算模块用于将高分子材料及其制品的原料用量数据和能源用量数据输入至多级计算模型中，以使多级计算模型计算得到高分子材料及其制品的碳排放量。

在第二方面的一种可能的实现方式中，计算相应的碳排放贡献度等级，具体为：

分别计算不同的碳排放模块的贡献度；

当贡献度小于第一预设数值时，判定碳排放模块的碳排放贡献度等级为第一等级；

当贡献度大于等于第一预设数值、小于等于第二预设数值时，判定碳排放模块的碳排放贡献度等级为第二等级；

当贡献度大于第二预设数值时，判定碳排放模块的碳排放贡献度等级为第三等级。

在第二方面的一种可能的实现方式中，根据碳排放贡献度等级建立多级计算模型，具体为：

将第一等级对应的碳排放模块的碳排放系数设置为0；

计算第二等级对应的碳排放模块的碳排放平均参考值；

将第三等级对应的碳排放模块细分为多个子模块之后，计算并获取每个子模块对应的碳排放因子值；

根据碳排放平均参考值和碳排放因子值，建立多级计算模型。

在第二方面的一种可能的实现方式中，多级计算模型，具体为：

H=∑C

其中，H为高分子材料及其制品的碳排放量；C

相比于现有技术，本发明提供的一种高分子材料及其制品的碳排放量计算方法及装置，包括：根据物质流分析方法将高分子材料及其制品的历史碳排放总值进行划分，生成不同的碳排放模块；根据不同的碳排放模块，计算相应的碳排放贡献度等级后，根据碳排放贡献度等级建立多级计算模型；将高分子材料及其制品的原料用量数据和能源用量数据输入至多级计算模型中，以使多级计算模型计算得到高分子材料及其制品的碳排放量。

其有益效果在于：本发明根据高分子材料及其制品的历史碳排放总值进行划分，生成不同的碳排放模块后，根据不同的碳排放模块的碳排放贡献度等级建立多级计算模型，最后将高分子材料及其制品的原料用量数据和能源用量数据输入至多级计算模型中，以使多级计算模型计算得到高分子材料及其制品的碳排放量。本发明通过建立并使用多级计算模型对高分子材料及其制品的碳排放量进行计算，只需要原料用量数据和能源用量数据便能够快速得到高分子材料及其制品的碳排放量计算结果，相比于现有技术中还需要大量运输、废物的用量值才能计算得到碳排放量的方法，本发明缩短了计算周期，有效提高对于高分子材料及其制品的碳排放量的计算效率。

进一步地，本发明不仅可以快速获取高分子材料及其制品的碳排放值，还可以获取高分子材料及其制品碳排放的贡献度值。同时，本发明可以获得依据贡献度梯度等级划分的碳排放模块，子碳排放模块、孙碳排放模块等碳排放模块数据集合，更有利于从各个环节深入分析高分子材料及其制品的碳排放，便于针对性的进行高分子材料及其制品碳排放多级分析和改进。

最后，本发明实施性强，误差范围小；且应用范围广，不局限于高分子材料及其制品碳排放领域；有利于促进高分子材料及其制品生产的配方、工艺和碳排放设计的平衡统一，有利于促进高分子材料及其制品生产的节能减排。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的一种高分子材料及其制品的碳排放量计算方法的流程示意图；

图2是本发明一实施例提供的一种高分子材料及其制品的碳排放量计算装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1，图1是本发明一实施例提供的一种高分子材料及其制品的碳排放量计算方法的流程示意图，包括S101-S103：

S101：根据物质流分析方法将高分子材料及其制品的历史碳排放总值进行划分，生成不同的碳排放模块。

其中，获取若干的高分子材料及其制品活动数据样本进行标准化的碳排放计算，得到对应的碳计算计算结果并生成历史碳排放总值，接着根据物质流分析方法将历史碳排放总值划分为若干个分值，每一个分值可以归属于不同的碳排放模块。物质流包括输入流和输出流，其中，输入流包括：物料、运输、能源等；输出流包括：三废、产品、副产物等。

在本实施例中，所述不同的碳排放模块包括：供应链模块和工厂模块；

其中，所述供应链模块进一步包括：原料模块和运输模块；

所述工厂模块进一步包括：能源模块和直排模块。

在一具体实施例中，所述不同的碳排放模块包括：供应链模块和工厂模块；

其中，所述供应链模块进一步包括：原料模块和运输模块；

所述工厂模块进一步包括：能源模块和直排模块。

S102：根据不同的碳排放模块，计算相应的碳排放贡献度等级后，根据碳排放贡献度等级建立多级计算模型。

在本实施例中，所述计算相应的碳排放贡献度等级，具体为：

分别计算所述不同的碳排放模块的贡献度；

当所述贡献度小于第一预设数值时，判定所述碳排放模块的碳排放贡献度等级为第一等级；

当所述贡献度大于等于所述第一预设数值、小于等于第二预设数值时，判定所述碳排放模块的碳排放贡献度等级为第二等级；

当所述贡献度大于所述第二预设数值时，判定所述碳排放模块的碳排放贡献度等级为第三等级。

其中，分别计算不同的碳排放模块的贡献度，具体包括：分别计算出供应链模块、工厂模块的总的碳排放值，以及对应的碳排放贡献度，并对其进行排序分析；进一步的细分到子模块即物料模块、运输模块、能源模块、直排模块的总的碳排放值，以及对应的碳排放贡献度。进一步地，碳排放模块的贡献度=碳排放模块的碳排放值/总碳排放值*100%。

接着对以上不同模块的碳排放贡献度进行排序分析，进行不同等级的划分，筛选出不同梯度的贡献度占比碳排放模块，具体为：S级（第一等级），贡献度＜X%（第一预设数值）；M级（第二等级），X%≤贡献度≤Y%（第二预设数值）；L级（第三等级），贡献度＞Y%。

针对每一个S级对应的碳排放模块给定碳排放系数为0，针对M级对应的碳排放模块给定碳排放平均参考值为C

在一具体实施例中，所述根据所述碳排放贡献度等级建立多级计算模型，具体为：

将所述第一等级对应的碳排放模块的碳排放系数设置为0；

计算所述第二等级对应的碳排放模块的碳排放平均参考值；

将所述第三等级对应的碳排放模块细分为多个子模块之后，计算并获取每个所述子模块对应的碳排放因子值；

根据所述碳排放平均参考值和所述碳排放因子值，建立所述多级计算模型。

其中，碳排放因子值为单位碳排放模块对应的碳排放值，单位为千克二氧化碳当量每千克(kgCO2eq/kg)。

在一具体实施例中，所述多级计算模型，具体为：

H=∑C

其中，H为所述高分子材料及其制品的碳排放量；C

以上高分子材料及其制品的碳排放值为各个碳排放模块的碳排放值之和，各碳排放模块的碳排放值为其子模块碳排放值之和，各子模块碳排放值为其孙模块碳排放值之和；高分子材料及其制品碳排放多级快速评价模型可以由模块、子模块或孙模块组成。

S103：将高分子材料及其制品的原料用量数据和能源用量数据输入至多级计算模型中，以使多级计算模型计算得到高分子材料及其制品的碳排放量。

进一步的，本发明还包含一种高分子材料及其制品碳排放多级快速评价系统中，该系统主要包含输入模块，计算模块和数据库模块。

其中数据库模块主要包含不同碳排放模块数据集合，计算模块主要包含高分子材料及其制品碳排放多级快速评价计算公式和公式参数，输入模块主要包含不同模块、子模块、孙模块的名称和用量。

通过输入模块输入不同的模块、子模块和孙模块的名称和用量，结合数据库模块调用相关的数据集合，通过计算模块的计算公式和参数计算得出高分子材料及其制品碳排放多级快速评价的结果。

在一优选实施例中，本发明结合具体数据进一步介绍高分子材料及其制品的碳排放量的计算过程：

步骤一：获取10个典型牌号的高分子材料活动数据样本进行标准化的碳排放计算，获取对应的碳计算计算结果，该样本主要包含聚烯烃、聚酯和聚酰胺等高分子材料；接着根据物质流分析方法将高分子材料碳排放总值划分为若干个分值，每一个分值可以归属于不同的碳排放模块，这些碳排放模块可以是供应链模块、工厂模块等，供应链模块可以继续细分为原料模块、运输模块等子模块；工厂模块可以继续细分为能源模块、直排模块等子模块。

步骤二：对具体数值进行归纳形成不同的碳排放模块并计算对应模块的贡献度，即分别计算出供应链模块、工厂模块的总的碳排放值，以及对应的碳排放贡献度，并对其进行排序分析；进一步的细分到子模块即原料模块、运输模块、能源模块、直排模块的总的碳排放值，以及对应的碳排放贡献度。其中，供应链模块的碳排放贡献度等于原料模块的碳排放贡献度与运输模块的碳排放贡献度之和；工厂模块的碳排放贡献度等于能源模块的碳排放贡献度与直排模块的碳排放贡献度之和。同理，供应链模块、工厂模块的总的碳排放值也分别为其对应的子模块的总碳排放值之和。

步骤三：对以上不同模块的碳排放贡献度进行排序分析，进行不同等级的划分，筛选出不同梯度的贡献度占比碳排放模块，可以为S，贡献度＜1%；M，1%≤贡献度≤5%；L，贡献度＞5%这几个等级模块。其中S等级模块具体包括直排模块，M等级模块具体包含运输模块，L等级模块具体包含原料模块和能源模块；针对直排模块给定碳排放系数为0，针对运输模块给定碳排放平均值为C，针对原料模块和能源模块进一步细分为多个子模块L

步骤四：最终根据对以上碳排放模块和贡献度建立高分子材料碳排放多级快速评价模型（即多级计算模型）。

高分子材料碳排放快速评估值H=∑Ci+∑m

其中，由于供应链模块进一步包括：原料模块和运输模块；所以原料模块和运输模块是供应链模块的子模块；针对原料模块和能源模块进一步细分为多个子模块L

以上高分子材料的碳排放值为各碳排放模块的碳排放值之和，各碳排放模块的碳排放值为其子模块碳排放值之和，各子模块碳排放值为其孙模块碳排放值之和；高分子材料碳排放多级快速评价模型由模块、子模块或孙模块组成。

此外，同时建立一种高分子材料碳排放多级快速评价系统，该系统主要包含输入模块，计算模块和数据库模块。

其中数据库模块主要包含运输、原料和能源模块数据集合，计算模块主要包含C+M

对应的高分子材料技术人员通过输入模块输入不同的模块、子模块和孙模块的名称和用量，结合数据库模块调用相关的数据集合，通过计算模块的计算公式和参数计算得出高分子材料碳排放多级快速评价的结果。

现有技术中，单个高分子材料产品牌号标准化的碳排放计算除了需要收集原料和能源的具体用量值，还需要详细收集运输、废物的用量值，除了企业工厂内部环节，还涉及到供应商的数据调研，因此周期通常为2个月以上甚至更长，导致高分子材料及其制品的碳排放计算效率低下。通过上述高分子材料碳排放多级快速评价方法和系统，高分子材料技术人员只用收集企业工厂内原料和能源的具体用量值，采用快速评价系统可以立即在线评价和获取高分子材料及其制品的碳排放值，最快的周期仅为1天，相比较而言本发明的高分子材料及其制品碳排放多级快速评价方法大大降低了资源投入，缩短了计算周期，此外还可以获取不同模块对高分子材料及其制品碳排放的贡献度，可以针对最大贡献度环节进行重点分析，有利于快速进行高分子材料及其制品碳排放评价和改进。

利用上述多级计算模型计算出10个样本（该10个样本包括：聚烯烃、聚酯和聚酰胺）的快速评价值（通过多级计算模型快速计算得到的碳排放量），并与标准值（根据现有技术计算得到的碳排放量）进行误差对比分析，如表1所示：

表1：快速评价值与标准值的误差对比表

通过表1可得，通过多级计算模型快速计算得到的碳排放量与根据现有技术计算得到的碳排放量之间的误差范围在±（1%~7%），说明高分子材料及其制品碳排放多级快速评价方法能够很好地应用于高分子材料及其制品碳排放量的快速计算，并且误差范围小，有较好的准确性。

为了进一步说明高分子材料及其制品的碳排放量计算装置，请参照图2，图2是本发明一实施例提供的一种高分子材料及其制品的碳排放量计算装置的结构示意图，包括：划分模块201、建立模块202和计算模块203；

其中，所述划分模块201用于根据物质流分析方法将高分子材料及其制品的历史碳排放总值进行划分，生成不同的碳排放模块；

所述建立模块202用于根据所述不同的碳排放模块，计算相应的碳排放贡献度等级后，根据所述碳排放贡献度等级建立多级计算模型；

所述计算模块203用于将高分子材料及其制品的原料用量数据和能源用量数据输入至所述多级计算模型中，以使所述多级计算模型计算得到高分子材料及其制品的碳排放量。

在本实施例中，所述计算相应的碳排放贡献度等级，具体为：

分别计算所述不同的碳排放模块的贡献度；

当所述贡献度小于第一预设数值时，判定所述碳排放模块的碳排放贡献度等级为第一等级；

当所述贡献度大于等于所述第一预设数值、小于等于第二预设数值时，判定所述碳排放模块的碳排放贡献度等级为第二等级；

当所述贡献度大于所述第二预设数值时，判定所述碳排放模块的碳排放贡献度等级为第三等级。

在一具体实施例中，所述根据所述碳排放贡献度等级建立多级计算模型，具体为：

将所述第一等级对应的碳排放模块的碳排放系数设置为0；

计算所述第二等级对应的碳排放模块的碳排放平均参考值；

将所述第三等级对应的碳排放模块细分为多个子模块之后，计算并获取每个所述子模块对应的碳排放因子值；

根据所述碳排放平均参考值和所述碳排放因子值，建立所述多级计算模型。

在一具体实施例中，所述多级计算模型，具体为：

H=∑C

其中，H为所述高分子材料及其制品的碳排放量；C

在本实施例中，所述不同的碳排放模块包括：供应链模块和工厂模块；

其中，所述供应链模块进一步包括：原料模块和运输模块；

所述工厂模块进一步包括：能源模块和直排模块。

在一具体实施例中，所述高分子材料包括：聚烯烃、聚酯和聚酰胺。

本发明通过划分模块根据物质流分析方法将高分子材料及其制品的历史碳排放总值进行划分，生成不同的碳排放模块；通过建立模块根据不同的碳排放模块，计算相应的碳排放贡献度等级后，根据碳排放贡献度等级建立多级计算模型；通过计算模块将高分子材料及其制品的原料用量数据和能源用量数据输入至多级计算模型中，以使多级计算模型计算得到高分子材料及其制品的碳排放量。

本发明根据高分子材料及其制品的历史碳排放总值进行划分，生成不同的碳排放模块后，根据不同的碳排放模块的碳排放贡献度等级建立多级计算模型，最后将高分子材料及其制品的原料用量数据和能源用量数据输入至多级计算模型中，以使多级计算模型计算得到高分子材料及其制品的碳排放量。本发明通过建立并使用多级计算模型对高分子材料及其制品的碳排放量进行计算，只需要原料用量数据和能源用量数据便能够快速得到高分子材料及其制品的碳排放量计算结果，相比于现有技术中还需要大量运输、废物的用量值才能计算得到碳排放量的方法，本发明缩短了计算周期，有效提高对于高分子材料及其制品的碳排放量的计算效率。

进一步地，本发明不仅可以快速获取高分子材料及其制品的碳排放值，还可以获取高分子材料及其制品碳排放的贡献度值。同时，本发明可以获得依据贡献度梯度等级划分的碳排放模块，子碳排放模块、孙碳排放模块等碳排放模块数据集合，更有利于从各个环节深入分析高分子材料及其制品的碳排放，便于针对性的进行高分子材料及其制品碳排放多级分析和改进。

最后，本发明实施性强，误差范围小；且应用范围广，不局限于高分子材料及其制品碳排放领域；有利于促进高分子材料及其制品生产的配方、工艺和碳排放设计的平衡统一，有利于促进高分子材料及其制品生产的节能减排。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。