风光储联合发电系统全生命周期碳排放评估方法及装置

技术领域

本发明涉及电力系统碳足迹技术领域，并且更具体地，涉及一种风光储联合发电系统全生命周期碳排放评估方法及装置。

背景技术

生命周期评价(Life Cycle Assessment，LCA)是一种用于评价产品或服务相关的环境因素及其整个生命周期环境影响的工具。按ISO14040的定义，生命周期评价是对一个产品的某个过程或某个活动生命周期中物质与能量以及潜在环境影响的汇编与评价。目前已被国际标准化组织(ISO)纳入ISO14000环境管理系列标准，成为国际上进行环境管理重要工具。

随着LCA理论的逐渐完善，国内外学者在交通业、畜牧业、化工业、食品业、机械制造业、旅游业、建筑业、能源等各领域均开展了积极的研究。其中围绕建筑、能源等领域展开的研究较多。在建筑工程领域，由于建筑工程项目在开展实施过程中涉及到大量的建材、能源、水等资源的消耗利用，对环境产生的影响是不可忽略的，因此围绕建筑行业开展的LCA研究是当前阶段国外专家学者的一个重要研究方向。另外，能源资源作为促进经济发展的重要资源，在其生命周期内的开采、加工、运输、储存以及消费使用等各个环节均会对环境产生不同程度的影响，尤其是煤炭、石油等化石能源资源的消费使用对环境的影响尤为显著，因此针对能源领域的LCA研究也相对较多，且通常与可持续发展等课题相结合。

生命周期分析方法在国内外各类低碳能源发电和储能技术碳足迹研究中也有着广泛的应用。在传统生命周期分析方法方面，Fajardy等，Xie等和U.Desideri等分别对生物直接燃烧耦合碳捕集与封存技术(CCS)、风力发电机组和光伏发电机组进行了生命周期碳足迹核算。Ismael A.S.(2016)和Thomas(2017)基于LCA理论，针对光伏电站电站施工建设运营的各个阶段开展全生命周期的电站施工建设环境成本量化分析，在构建包括电站施工建设所需的各类工程材料、项目设备、能源消耗等要素在内的数据清单的基础上，研究光伏电站项目的建设对环缓解气候及环境问题产生的影响，主要是对项目碳减排能力的计量分析。Pang等以观音岩水电站为例评估了中国小水电站的生命周期碳排放，并指出了水电生命周期评估中涉及上下游流域长期观测数据的缺乏。Siddiqui等对加拿大安大略省的核能发电全生命周期碳足迹进行了核算，分析比较核能、风能和水力发电对环境的影响。McManus和Arbabzadeh等对电化学储能进行了研究，探究了储能技术生命周期评估的边界和范围对研究结果等影响，并指出了适用于多种储能技术统一碳核算框架的缺乏。谭艳秋对国内外各类储能技术生命周期碳足迹核算研究进行了综述，指出碳足迹核算系统边界应囊括完整的储能循环(储能和能量回收)。王萌对压缩空气储能和抽水储能系统分别进行了碳排放评估对比，通过能量守恒定律计算出完整储能循环下运行维护阶段的碳足迹。Xin等(2018)利用全生命周期的理论对中国电力行业的碳排放强度进行测算分析，研究结果表明受益于低碳电能占比的不断增加，预计到2020年中国电力行业的综合碳排放强度将降低到500-700g/kWh这一区间水平，明显低于2015年的碳排放强度水平。

通过对国内外研究现状的调查分析可以发现，现有关于低碳能源发电的LCA的研究主要着重研究了单个发电环节的碳排放计算分析，如围绕风电场、光伏场站等电源电站施工建设环节开展的全生命周期评价研究，很少涉及输送环节即联网工程项目过程产生的二氧化碳排放。并且由于风光储一体化联合发电系统起步较晚，对于风光储联合发电系统全生命周期碳排放的研究几乎没有。

因此，现有技术缺乏一种能够对风光储联合发电系统进行全生命周期碳排放评价的技术方案。

发明内容

为了解决上述背景技术所述的至少一个问题，本发明提供一种风光储联合发电系统全生命周期碳排放评估方法及装置。

根据本发明的一个方面，提供了一种风光储联合发电系统全生命周期碳排放评估方法，包括：

确定风光储联合发电系统的碳排放系统边界，并根据风光储联合发电系统项目管理中的生命周期理论以及碳排放系统边界，对风光储联合发电系统的全生命周期进行阶段划分，其中划分后的全生命周期包括五个阶段，分别为材料生产阶段、运输阶段、电站施工建设阶段、运行与维护阶段以及废弃回收阶段；

确定风光储联合发电系统在全生命周期产生的碳排放总清单；

基于碳排放总清单，确定风光储联合发电系统在全生命周期产生的碳排放总量。

可选地，所述确定风光储联合发电系统在全生命周期产生的碳排放总清单，包括：

确定风光储联合发电系统在材料生产阶段产生的二氧化碳排放对应的第一碳排放清单；

确定风光储联合发电系统在运输阶段产生的二氧化碳排放对应的第二碳排放清单；

确定风光储联合发电系统在电站施工建设阶段产生的二氧化碳排放对应的第三碳排放清单；

确定风光储联合发电系统在运行与维护阶段产生的二氧化碳排放对应的第四碳排放清单；

确定风光储联合发电系统在废弃回收阶段产生的二氧化碳排放对应的第五碳排放清单；

基于第一碳排放清单、第二碳排放清单、第三碳排放清单、第四碳排放清单、第五碳排放清单，确定风光储联合发电系统在全生命周期产生的碳排放总清单。

可选地，所述确定风光储联合发电系统在材料生产阶段产生的二氧化碳排放对应的第一碳排放清单，包括：

确定风光储联合发电系统中风电机组设备从原料投入到制作成形这一生产阶段产生的二氧化碳排放对应的碳排放清单；

确定风光储联合发电系统中光伏发电系统从原料投入到制作成形这一生产阶段产生的二氧化碳排放对应的碳排放清单；

确定风光储联合发电系统中储能设备从原料投入到制作成形这一生产阶段产生的二氧化碳排放对应的碳排放清单；

确定风光储联合发电系统中并网系统从原料投入到制作成形这一生产阶段产生的二氧化碳排放对应的碳排放清单；

基于风电机组设备、光伏发电系统、储能设备以及并网系统在材料生产阶段产生的碳排放清单得到第一碳排放清单。

可选地，所述确定风光储联合发电系统在运输阶段产生的二氧化碳排放对应的第二碳排放清单，包括：

确定将风光储联合发电系统的物料从生产车间运输至施工场地的运输方式和运输距离；

根据运输方式和运输距离，确定风光储联合发电系统在运输阶段产生的二氧化碳排放对应的第二碳排放清单。

可选地，所述电站施工建设阶段包括电站土建施工子阶段和电站主要系统安装子阶段，电站主要系统包括风电系统、光伏发电系统、储能系统和并网系统，并且所述确定风光储联合发电系统在电站施工建设阶段产生的二氧化碳排放对应的第三碳排放清单，包括：

确定风光储联合发电系统在电站土建施工子阶段产生的二氧化碳排放对应的碳排放清单；

确定风光储联合发电系统在风电系统安装子阶段产生的二氧化碳排放对应的碳排放清单；

确定风光储联合发电系统在光伏发电系统安装子阶段产生的二氧化碳排放对应的碳排放清单；

确定风光储联合发电系统在储能系统安装子阶段产生的二氧化碳排放对应的碳排放清单；

确定风光储联合发电系统在并网系统安装子阶段产生的二氧化碳排放对应的碳排放清单；

基于风光储联合发电系统在电站土建施工子阶段、风电系统安装子阶段、光伏发电系统安装子阶段、储能系统安装子阶段以及并网系统安装子阶段产生的碳排放清单得到第三碳排放清单。

可选地，所述运行与维护阶段包括电站整体运行与维护子阶段和电站储能系统的运行与维护子阶段，并且所述确定风光储联合发电系统在运行与维护阶段产生的二氧化碳排放对应的第四碳排放清单，包括：

确定风光储联合发电系统在电站整体运行与维护子阶段产生的二氧化碳排放对应的碳排放清单；

确定风光储联合发电系统在电站储能系统的运行与维护子阶段产生的二氧化碳排放对应的碳排放清单；

基于风光储联合发电系统在电站整体运行与维护子阶段以及电站储能系统的运行与维护子阶段产生的碳排放清单得到第四碳排放清单。

可选地，所述确定风光储联合发电系统在废弃回收阶段产生的二氧化碳排放对应的第五碳排放清单，包括：

确定风光储联合发电系统在废弃回收阶段使用的处置方式和排放类型；

根据处置方式和排放类型，确定风光储联合发电系统在废弃回收阶段产生的二氧化碳排放对应的第五碳排放清单。

可选地，所述基于碳排放总清单，确定风光储联合发电系统在全生命周期产生的碳排放总量，包括：

基于碳排放总清单，确定风光储联合发电系统在材料生产阶段产生的碳排放量；

基于碳排放总清单，确定风光储联合发电系统在运输阶段产生的碳排放量；

基于碳排放总清单，确定风光储联合发电系统在电站施工建设阶段产生的碳排放量；

基于碳排放总清单，确定风光储联合发电系统在运行与维护阶段产生的碳排放量；

基于碳排放总清单，确定风光储联合发电系统在废弃回收阶段产生的碳排放量；

根据风光储联合发电系统在运输阶段、运输阶段、电站施工建设阶段、运行与维护阶段以及废弃回收阶段各种产生的碳排放量，确定风光储联合发电系统在全生命周期产生的碳排放总量。

可选地，所述基于碳排放总清单，确定风光储联合发电系统在材料生产阶段产生的碳排放量，包括：

基于碳排放总清单，通过以下公式计算风光储联合发电系统在材料生产阶段产生的碳排放量：

式中，E

可选地，所述基于碳排放总清单，确定风光储联合发电系统在运输阶段产生的碳排放量，包括：

基于碳排放总清单，通过以下公式计算风光储联合发电系统在运输阶段产生的碳排放量：

式中，E

可选地，所述基于碳排放总清单，确定风光储联合发电系统在电站施工建设阶段产生的碳排放量，包括：

基于碳排放总清单，通过以下公式计算风光储联合发电系统在电站施工建设阶段产生的碳排放量：

式中，E

可选地，所述基于碳排放总清单，确定风光储联合发电系统在运行与维护阶段产生的碳排放量，包括：

基于碳排放总清单，通过以下公式计算风光储联合发电系统在运行与维护阶段产生的碳排放量：

式中，E

可选地，所述基于碳排放总清单，确定风光储联合发电系统在废弃回收阶段产生的碳排放量，包括：

基于碳排放总清单，通过以下公式计算风光储联合发电系统在废弃回收阶段产生的碳排放量：

E

式中，E

根据本发明的又一个方面，提供了一种风光储联合发电系统全生命周期碳排放评估装置，包括：

全生命周期阶段划分模块，用于确定风光储联合发电系统的碳排放系统边界，并根据风光储联合发电系统项目管理中的生命周期理论以及碳排放系统边界，对风光储联合发电系统的全生命周期进行阶段划分，其中划分后的全生命周期包括五个阶段，分别为材料生产阶段、运输阶段、电站施工建设阶段、运行与维护阶段以及废弃回收阶段；

碳排放总清单确定模块，用于确定风光储联合发电系统在全生命周期产生的碳排放总清单；

碳排放总量确定模块，用于基于碳排放总清单，确定风光储联合发电系统在全生命周期产生的碳排放总量。

可选地，所述碳排放总清单确定模块，具体用于：

确定风光储联合发电系统在材料生产阶段产生的二氧化碳排放对应的第一碳排放清单；

确定风光储联合发电系统在运输阶段产生的二氧化碳排放对应的第二碳排放清单；

确定风光储联合发电系统在电站施工建设阶段产生的二氧化碳排放对应的第三碳排放清单；

确定风光储联合发电系统在运行与维护阶段产生的二氧化碳排放对应的第四碳排放清单；

确定风光储联合发电系统在废弃回收阶段产生的二氧化碳排放对应的第五碳排放清单；

基于第一碳排放清单、第二碳排放清单、第三碳排放清单、第四碳排放清单、第五碳排放清单，确定风光储联合发电系统在全生命周期产生的碳排放总清单。

可选地，所述碳排放总量确定模块，具体用于：

基于碳排放总清单，确定风光储联合发电系统在材料生产阶段产生的碳排放量；

基于碳排放总清单，确定风光储联合发电系统在运输阶段产生的碳排放量；

基于碳排放总清单，确定风光储联合发电系统在电站施工建设阶段产生的碳排放量；

基于碳排放总清单，确定风光储联合发电系统在运行与维护阶段产生的碳排放量；

基于碳排放总清单，确定风光储联合发电系统在废弃回收阶段产生的碳排放量；

根据风光储联合发电系统在运输阶段、运输阶段、电站施工建设阶段、运行与维护阶段以及废弃回收阶段各种产生的碳排放量，确定风光储联合发电系统在全生命周期产生的碳排放总量。

根据本发明的又一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行本发明上述任一方面所述的方法。

根据本发明的又一个方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：处理器；用于存储所述处理器可执行指令的存储器；所述处理器，用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述指令以实现本发明上述任一方面所述的方法。

本发明首先需要确定风光储联合发电系统的碳排放系统边界，并根据风光储联合发电系统项目管理中的生命周期理论，进行全生命周期阶段划分，然后确定每个阶段的碳排放清单，得到风光储联合发电系统在全生命周期产生的碳排放总清单，最后根据碳排放总清单，确定风光储联合发电系统在全生命周期产生的碳排放总量。全生命周期产生的碳排放总量包括材料生产阶段、运输阶段、电站施工建设阶段、运行与维护及废弃回收阶段这五个阶段的碳排放量。从而实现了对风光储联合发电系统碳足迹的明确规定，有利于新能源发电行业碳足迹评价的规则一致性及评价可靠性。本发明能够准确计算风光储联合发电系统全生命周期的二氧化碳总排放量，发掘了各环节节能减排潜力，能够支持上下游供应链绿色管理，助力电力实现可持续发展。

附图说明

通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：

图1是本发明一示例性实施例提供的风光储联合发电系统全生命周期碳排放评估方法的流程示意图；

图2是本发明一示例性实施例提供的风光储联合电站碳排放系统边界的示意图；

图3是本发明一示例性实施例提供的全生命周期阶段划分到材料生产阶段的排放清单确定的示意图；

图4是本发明一示例性实施例提供的全生命周期阶段划分到运输阶段的排放清单确定的示意图；

图5是本发明一示例性实施例提供的全生命周期阶段划分到施工建设阶段的排放清单确定的示意图；

图6是本发明一示例性实施例提供的全生命周期阶段划分到运行维护阶段的排放清单确定的示意图；

图7是本发明一示例性实施例提供的全生命周期阶段划分到废弃回收阶段的排放清单确定的示意图；

图8是本发明一示例性实施例提供的风光储联合发电系统全生命周期碳排放评估装置的结构示意图；

图9是本发明一示例性实施例提供的电子设备的结构。

具体实施方式

下面，将参考附图详细地描述根据本发明的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是本发明的全部实施例，应理解，本发明不受这里描述的示例实施例的限制。

应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

图1示出了本发明所提供的风光储联合发电系统全生命周期碳排放评估方法的流程示意图。如图1所示，风光储联合发电系统全生命周期碳排放评估方法，包括：

步骤S10：确定风光储联合发电系统的碳排放系统边界，并根据风光储联合发电系统项目管理中的生命周期理论以及碳排放系统边界，对风光储联合发电系统的全生命周期进行阶段划分，其中划分后的全生命周期包括五个阶段，分别为材料生产阶段、运输阶段、电站施工建设阶段、运行与维护阶段以及废弃回收阶段；

在本发明实施例中，风光储联合发电系统是集风力发电、光伏发电、储能系统、智能输电于一体的新能源示范电站。基于生命周期方法来研究风光储联合发电系统碳排放模型，首先需要确定风光储联合发电系统碳排放系统边界，并根据风光储联合发电系统项目管理中的生命周期理论，进行全生命周期阶段划分，识别每个阶段的碳排放清单。风光储联合发电系统的全生命周期系统边界是从电站各种原材料的获取与生产直至退役期设备的回收与处置，包含了风光储联合发电系统的5个生命阶段，即材料生产、运输、电站施工建设、运行与维护以及废弃回收阶段，如图2所示。

步骤S20：确定风光储联合发电系统在全生命周期产生的碳排放总清单；

可选地，所述确定风光储联合发电系统在全生命周期产生的碳排放总清单，包括：确定风光储联合发电系统在材料生产阶段产生的二氧化碳排放对应的第一碳排放清单；确定风光储联合发电系统在运输阶段产生的二氧化碳排放对应的第二碳排放清单；确定风光储联合发电系统在电站施工建设阶段产生的二氧化碳排放对应的第三碳排放清单；确定风光储联合发电系统在运行与维护阶段产生的二氧化碳排放对应的第四碳排放清单；确定风光储联合发电系统在废弃回收阶段产生的二氧化碳排放对应的第五碳排放清单；基于第一碳排放清单、第二碳排放清单、第三碳排放清单、第四碳排放清单、第五碳排放清单，确定风光储联合发电系统在全生命周期产生的碳排放总清单。

可选地，所述确定风光储联合发电系统在材料生产阶段产生的二氧化碳排放对应的第一碳排放清单，包括：确定风光储联合发电系统中风电机组设备从原料投入到制作成形这一生产阶段产生的二氧化碳排放对应的碳排放清单；确定风光储联合发电系统中光伏发电系统从原料投入到制作成形这一生产阶段产生的二氧化碳排放对应的碳排放清单；确定风光储联合发电系统中储能设备从原料投入到制作成形这一生产阶段产生的二氧化碳排放对应的碳排放清单；确定风光储联合发电系统中并网系统从原料投入到制作成形这一生产阶段产生的二氧化碳排放对应的碳排放清单；基于风电机组设备、光伏发电系统、储能设备以及并网系统在材料生产阶段产生的碳排放清单得到第一碳排放清单。

在本发明实施例中，基于生命周期方法来研究材料生产阶段碳排放清单，需要解析风光储联合发电系统的关键设备的主体结构/主要结构。因大型设备/系统的组件涉及成百上千种，其主要结构决定其主要原料消耗量，故而通常生命周期碳排放主要考虑电站所需的主要设备材料的生产环节所产生的二氧化碳排放。本发明的研究对象主要包括风力发电机组、光伏板、储能装置及并网系统，因此风光储联合发电系统生产阶段的二氧化碳排放主要考虑的是风电机组设备、光伏发电系统、储能系统及并网系统从原料投入到制作成形这一生产阶段产生的二氧化碳排放，如图3所示。

风电机组设备主要包括：风轮结构、风轮轴、齿轮箱和联轴器、发电机、制动器、调向系统、调速系统、机舱、塔架、液压系统、冷却系统。最终，合并所有相同的物质，形成表1-1所列出的风电机组的碳排放清单。

表1-1风电机组的碳排放清单

每个光伏发电方阵包括预定功率的太阳电池组件、逆变器和升压配电室等组成。若干个光伏发电方阵集电线路的连接共同组成光伏发电系统。本发明提出的光伏发电系统的结构单元主要包括：太阳电池组件、框架、逆变器、升压变压器、集电线路。最终，合并所有相同的物质，形成表1-2所列出的光伏发电系统的碳排放清单。

表1-2光伏发电系统的碳排放清单

储能系统主要结构件包括储能变流器、电化学储能电池、变压器与汇流母线。合并所有相同的物质，碳排放清单如表1-3所示。

表1-3储能系统的碳排放清单

并网系统的结构单元主要包括：变压器、高压开关、电缆、杆塔等。最终，合并所有相同的物质。并网系统的碳排放清单如表1-4所示。

表1-4并网系统的碳排放清单

可选地，所述确定风光储联合发电系统在运输阶段产生的二氧化碳排放对应的第二碳排放清单，包括：确定将风光储联合发电系统的物料从生产车间运输至施工场地的运输方式和运输距离；根据运输方式和运输距离，确定风光储联合发电系统在运输阶段产生的二氧化碳排放对应的第二碳排放清单。

在本发明实施例中，光储电站运输阶段指的是从电站主要设备等物料离开生产车间到施工场地这一过程，其碳排放来源主要来源于运输车辆汽油、柴油等能源的消耗。物料运输环节作为电站施工建设的前期活动，是实现将各项生产建设资料集结于项目所在地的一个重要环节。电站项目一般都远离市区，在运输过程中往往涉及到大量燃料的消耗从而产生运输环节的二氧化碳排放，是风光储联合发电系统工程项目生命周期中一个重要碳排放环节。通过对物料运输阶段碳排放的测算，实现碳排放来源的有效识别和统计，为相关主体在工程项目管理过程中的运输方式选择、物流规划、供应链管理等从碳排放的角度提供新的思考。

在工程项目实践中，如图4所示，常见的运输方式包括公路运输、铁路运输、航空运输等，不同运输方式所需的燃料消耗量不同，产生的碳排放也存在较大差异。除运输方式外，决定物料运输环节碳排放量大小的另一重要因素就是输送距离，运输方式的选择主要影响该环节碳排放因子的强弱，而输送距离的远近将直接决定该环节二氧化碳排放的量级差别，因此确定各运输方式的碳排放因子和运输距离的确定是该环节的两项主要研究工作。运输阶段的碳排放清单如表1-5所示。

表1-5运输阶段的碳排放清单

可选地，所述施工建设阶段包括电站土建施工子阶段和电站主要系统安装子阶段，电站主要系统包括风电系统、光伏发电系统、储能系统和并网系统，并且所述确定风光储联合发电系统在电站施工建设阶段产生的二氧化碳排放对应的第三碳排放清单，包括：确定风光储联合发电系统在电站土建施工子阶段产生的二氧化碳排放对应的碳排放清单；确定风光储联合发电系统在风电系统安装子阶段产生的二氧化碳排放对应的碳排放清单；确定风光储联合发电系统在光伏发电系统安装子阶段产生的二氧化碳排放对应的碳排放清单；确定风光储联合发电系统在储能系统安装子阶段产生的二氧化碳排放对应的碳排放清单；确定风光储联合发电系统在并网系统安装子阶段产生的二氧化碳排放对应的碳排放清单；基于风光储联合发电系统在电站土建施工子阶段、风电系统安装子阶段、光伏发电系统安装子阶段、储能系统安装子阶段以及并网系统安装子阶段产生的碳排放清单得到第三碳排放清单。

在本发明实施例中，如图5所示，风光储联合发电系统施工建设阶段主要包括电站土建施工以及风电系统、光伏发电系统、储能系统和并网系统的安装。对于电力的碳排放，因为施工阶段的建设生产企业绝大部分是外购电力的用户，使用购买来自电网企业的电力，该部分的排放属于间接排放中的外购电力排放。若发生自身产电自用时，这部分的碳排放应作为辅助生产所使用的化石燃料产生的碳排放，归为直接排放源的类别中。电站土建施工的碳排放清单如表1-6所示:

表1-6风光储联合发电系统在电站土建施工阶段的碳排放清单

风电系统安装主要包括塔架安装、机舱安装、发电机安装、风轮安装、变频器安装、主控系统、电缆敷设、电气制线和电气接线等单元过程。施工安装阶段主要碳排放来源于系统安装过程中的建设材料消耗、施工机械运行的能源消耗等，建设材料主要是砂石、混凝土和钢筋。系统安装期间各类设备的运输排放，运输方式为汽运，根据每种材料的质量、运输距离的乘积加和得出运输过程中的碳排放量。

光伏系统安装主要包括支架安装，光伏组件安装，汇流箱安装，逆变器安装，电气二次系统，其他电气设备安装，防雷接地，架空线路及电缆等。施工安装阶段主要碳排放来源于安装耗材产生的碳排放、施工机械运行的能源消耗和各类设备运输排放等。安装过程中主要消耗性材料包括接地扁铁、背板连接线头、排线走桥架的还要三角铁、防锈漆等。

储能系统安装主要包括储能箱运输、吊装、汇流箱安装、PCS安装、电气二次系统、其它电气设备安装、防雷接地等。施工安装阶段主要碳排放来源于安装耗材产生的碳排放、施工机械运行的能源消耗和各类设备运输排放等。储能电池组安装主要消耗性材料包括塑料带(相色带)、电力复合脂、钢锯条各种规格、破布、肥皂水和其他材料。主要系统安装阶段的碳排放清单如表1-7所示：

表1-7风光储联合发电系统主要系统安装阶段的碳排放清单

可选地，所述运行与维护阶段包括电站整体运行与维护子阶段和电站储能系统的运行与维护子阶段，并且所述确定风光储联合发电系统在运行与维护阶段产生的二氧化碳排放对应的第四碳排放清单，包括：确定风光储联合发电系统在电站整体运行与维护子阶段产生的二氧化碳排放对应的碳排放清单；确定风光储联合发电系统在电站储能系统的运行与维护子阶段产生的二氧化碳排放对应的碳排放清单；基于风光储联合发电系统在电站整体运行与维护子阶段以及电站储能系统的运行与维护子阶段产生的碳排放清单得到第四碳排放清单。

在本发明实施例中，如图6所示，风光储联合发电系统运行及运行与维护包括电站整体运行与维护和电站主要系统的运行与维护。电站整体运行阶段的碳排放来源主要包括维持电站机械设备运转及工作人员日常生活所消耗的电能，因部分用电来自电网而包含部分火电电量，此部分碳排放量根据电站下网电量乘以电网的排放因子计算。电站运行与维护的碳排放主要包括检修过程中涉及的运输排放、能源消耗排放及零部件更换产生的排放。

电站主要系统的运行阶段，其中风电系统和光伏发电系统运行阶段属于可再生能源发电，无任何能耗及碳排放；在风机运行启动过程中产生的用电可忽略不计。储能系统运行阶段碳排放主要来源于维持储能系统运行的电量和充放电过程中产生的碳排放。电站主要系统运行与维护的维护采用人工处理，且不消耗其他能源作为动力时，可忽略人工作业的人员碳排放量。主要系统运行及运行与维护的碳排放清单如表1-8所示:

表1-8风光储联合发电系统运行及运行与维护的碳排放清单

可选地，所述确定风光储联合发电系统在废弃回收阶段产生的二氧化碳排放对应的第五碳排放清单，包括：确定风光储联合发电系统在废弃回收阶段使用的处置方式和排放类型；根据处置方式和排放类型，确定风光储联合发电系统在废弃回收阶段产生的二氧化碳排放对应的第五碳排放清单。

在本发明实施例中，风光储联合发电系统废弃回收阶段的温室气体排放主要来源于电站退役后，电站内设备与设施拆除过程中施工机械耗能以及废弃物运输过程中运输耗能产生的排放、退役后部分材料进行填埋或焚烧产生的碳排放量，如图7所示。另外，在电站退役后，电站中涉及到的一系列钢、铁、铝、铜等可回收材料的回收重复利用，在某种程度上减少了该原材料或配件的重复生产制造，从而减少了相应生产环节的二氧化碳排放，故该项数值为负，即对整个电站项目的碳排放产生减少作用。

目前，新能源发电行业整体尚未进入退役周期，风光储联合发电系统更是近几年才刚发展起来，电站的拆除与处置尚未实际发生，因此本阶段的测算是基于现有研究进行模糊假设。即保留电站建设施工阶段所建设的道路设施，拆除后的设备金属材料将会绝大部分进行资源化处置，其他固废如玻璃纤维等高分子材料进行填埋或焚烧处置。废弃回收阶段的碳排放清单如表1-9所示:

表1-9风光储联合发电系统废弃回收阶段的碳排放清单

步骤S30：基于碳排放总清单，确定风光储联合发电系统在全生命周期产生的碳排放总量。

可选地，所述基于碳排放总清单，确定风光储联合发电系统在全生命周期产生的碳排放总量，包括：基于碳排放总清单，确定风光储联合发电系统在材料生产阶段产生的碳排放量；基于碳排放总清单，确定风光储联合发电系统在运输阶段产生的碳排放量；基于碳排放总清单，确定风光储联合发电系统在电站施工建设阶段产生的碳排放量；基于碳排放总清单，确定风光储联合发电系统在运行与维护阶段产生的碳排放量；基于碳排放总清单，确定风光储联合发电系统在废弃回收阶段产生的碳排放量；根据风光储联合发电系统在运输阶段、运输阶段、电站施工建设阶段、运行与维护阶段以及废弃回收阶段各种产生的碳排放量，确定风光储联合发电系统在全生命周期产生的碳排放总量。

在本发明实施例中，根据风光储全生命周期各阶段二氧化碳来源及碳排放排放清单分析，构建风光储联合发电系统全生命周期碳排放模型。全生命周期碳排放包括材料生产阶段、运输阶段、电站施工建设阶段、运行与维护及废弃回收阶段5个阶段的碳排放，具体如下：

E

其中：

E

E

E

E

E

E

可选地，所述基于碳排放总清单，确定风光储联合发电系统在材料生产阶段产生的碳排放量，包括：基于碳排放总清单，通过以下公式计算风光储联合发电系统在材料生产阶段产生的碳排放量：

式中，E

在本发明实施例中，风光储联合电站生产阶段二氧化碳的排放主要包括风电设备、光伏设备、储能系统构件生产过程中产生的二氧化碳。如上文所说，风光储联合发电项目所涉及构件种类繁多，构成复杂，我们当前研究主要研究项目主要材料构成进行分类研究，设备构件生产过程中产生的碳排放量根据材料的消耗量和材料的碳排放系数进行计算。电站退役时部分材料进行回收利用，所以在总的碳排放量中需减去生产回收的材料所产生的碳排放量。设备生产制造阶段碳排放量为：

其中：E

可选地，所述基于碳排放总清单，确定风光储联合发电系统在运输阶段产生的碳排放量，包括：基于碳排放总清单，通过以下公式计算风光储联合发电系统在运输阶段产生的碳排放量：

式中，E

在本发明实施例中，运输阶段产生的二氧化碳排放主要来源于各项电力设备、物料的运输过程中能源资源的消耗产生的排放。则风光储联合发电系统项目运输阶段的二氧化碳排放测算模型可以表示为如下形式：

其中，E

可选地，所述基于碳排放总清单，确定风光储联合发电系统在电站施工建设阶段产生的碳排放量，包括：基于碳排放总清单，通过以下公式计算风光储联合发电系统在电站施工建设阶段产生的碳排放量：

式中，E

在本发明实施例中，建设阶段主要包括风电、光伏、储能及并网系统安装及现场工程施工建设。从该阶段二氧化碳排放来源可以将其划分为建设材料的消耗和施工机械运行的能源消耗两部分。建筑材料主要是砂石、混凝土和钢筋，电站施工建设期会产生各类设备的运输排放，运输方式主要为汽运，根据每种材料的质量、运输距离的乘积加和，进而计算运输过程中的碳排放量。本研究从碳排放来源角度出发进行排放模型的构建：

其中：E

可选地，所述基于碳排放总清单，确定风光储联合发电系统在运行与维护阶段产生的碳排放量，包括：基于碳排放总清单，通过以下公式计算风光储联合发电系统在运行与维护阶段产生的碳排放量：

式中，E

在本发明实施例中，风光储联合发电系统运行与维护二氧化碳排放来源主要包括运营过程中能源的消耗及电站的运维检修过程能源消耗，以及维持储能系统运行及充放电过程中产生的碳排放。为维持电站机械设备的正常运转及工作人员的日常生活，需要消耗一部分电能，在日常的运维活动中，检修过程中还涉及运输排放，储能系统充放电过程中的电能消耗。

其中：E

可选地，所述基于碳排放总清单，确定风光储联合发电系统在废弃回收阶段产生的碳排放量，包括：基于碳排放总清单，通过以下公式计算风光储联合发电系统在废弃回收阶段产生的碳排放量：

E

式中，E

在本发明实施例中，废弃回收阶段的温室气体排放主要来源于电站内设备与设施拆除过程中施工机械耗能以及废弃物运输过程中运输耗能产生的排放，拆除后部分材料进行填埋或焚烧产生的碳排放量，及拆除后部分材料进行回收产生的碳减排。

E

其中：E

综上所述，本发明首先需要确定风光储联合发电系统的碳排放系统边界，并根据风光储联合发电系统项目管理中的生命周期理论，进行全生命周期阶段划分，然后确定每个阶段的碳排放清单，得到风光储联合发电系统在全生命周期产生的碳排放总清单，最后根据碳排放总清单，确定风光储联合发电系统在全生命周期产生的碳排放总量。全生命周期产生的碳排放总量包括材料生产阶段、运输阶段、电站施工建设阶段、运行与维护及废弃回收阶段这五个阶段的碳排放量。从而实现了对风光储联合发电系统碳足迹的明确规定，有利于新能源发电行业碳足迹评价的规则一致性及评价可靠性。本发明能够准确计算风光储联合发电系统全生命周期的二氧化碳总排放量，发掘了各环节节能减排潜力，能够支持上下游供应链绿色管理，助力电力实现可持续发展。

示例性装置

图8是本发明一示例性实施例提供的风光储联合发电系统全生命周期碳排放评估装置的结构示意图。如图8所示，装置800包括：

全生命周期阶段划分模块810，用于确定风光储联合发电系统的碳排放系统边界，并根据风光储联合发电系统项目管理中的生命周期理论以及碳排放系统边界，对风光储联合发电系统的全生命周期进行阶段划分，其中划分后的全生命周期包括五个阶段，分别为材料生产阶段、运输阶段、电站施工建设阶段、运行与维护阶段以及废弃回收阶段；

碳排放总清单确定模块820，用于确定风光储联合发电系统在全生命周期产生的碳排放总清单；

碳排放总量确定模块830，用于基于碳排放总清单，确定风光储联合发电系统在全生命周期产生的碳排放总量。

可选地，所述碳排放总清单确定模块820，具体用于：

确定风光储联合发电系统在材料生产阶段产生的二氧化碳排放对应的第一碳排放清单；

确定风光储联合发电系统在运输阶段产生的二氧化碳排放对应的第二碳排放清单；

确定风光储联合发电系统在电站施工建设阶段产生的二氧化碳排放对应的第三碳排放清单；

确定风光储联合发电系统在运行与维护阶段产生的二氧化碳排放对应的第四碳排放清单；

确定风光储联合发电系统在废弃回收阶段产生的二氧化碳排放对应的第五碳排放清单；

基于第一碳排放清单、第二碳排放清单、第三碳排放清单、第四碳排放清单、第五碳排放清单，确定风光储联合发电系统在全生命周期产生的碳排放总清单。

可选地，所述碳排放总量确定模块830，具体用于：

基于碳排放总清单，确定风光储联合发电系统在材料生产阶段产生的碳排放量；

基于碳排放总清单，确定风光储联合发电系统在运输阶段产生的碳排放量；

基于碳排放总清单，确定风光储联合发电系统在电站施工建设阶段产生的碳排放量；

基于碳排放总清单，确定风光储联合发电系统在运行与维护阶段产生的碳排放量；

基于碳排放总清单，确定风光储联合发电系统在废弃回收阶段产生的碳排放量；

根据风光储联合发电系统在运输阶段、运输阶段、电站施工建设阶段、运行与维护阶段以及废弃回收阶段各种产生的碳排放量，确定风光储联合发电系统在全生命周期产生的碳排放总量。

本发明的实施例的风光储联合发电系统全生命周期碳排放评估装置与本发明的另一个实施例的风光储联合发电系统全生命周期碳排放评估方法相对应，在此不再赘述。

示例性电子设备

图9是本发明一示例性实施例提供的电子设备的结构。如图9所示，电子设备90包括一个或多个处理器91和存储器92。

处理器91可以是中央处理单元(CPU)或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其他形式的处理单元，并且可以控制电子设备中的其他组件以执行期望的功能。

存储器92可以包括一个或多个计算机程序产品，所述计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质，例如易失性存储器和/或非易失性存储器。所述易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(RAM)和/或高速缓冲存储器(cache)等。所述非易失性存储器例如可以包括只读存储器(ROM)、硬盘、闪存等。在所述计算机可读存储介质上可以存储一个或多个计算机程序指令，处理器91可以运行所述程序指令，以实现上文所述的本发明的各个实施例的软件程序的对历史变更记录进行信息挖掘的方法以及/或者其他期望的功能。在一个示例中，电子设备还可以包括：输入装置93和输出装置94，这些组件通过总线系统和/或其他形式的连接机构(未示出)互连。

此外，该输入装置93还可以包括例如键盘、鼠标等等。

该输出装置94可以向外部输出各种信息。该输出装置94可以包括例如显示器、扬声器、打印机、以及通信网络及其所连接的远程输出设备等等。

当然，为了简化，图9中仅示出了该电子设备中与本发明有关的组件中的一些，省略了诸如总线、输入/输出接口等等的组件。除此之外，根据具体应用情况，电子设备还可以包括任何其他适当的组件。

示例性计算机程序产品和计算机可读存储介质

除了上述方法和设备以外，本发明的实施例还可以是计算机程序产品，其包括计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本发明各种实施例的方法中的步骤。

所述计算机程序产品可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明实施例操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言，诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。

此外，本发明的实施例还可以是计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本发明各种实施例的对历史变更记录进行信息挖掘的方法中的步骤。

所述计算机可读存储介质可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、系统或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。

以上结合具体实施例描述了本发明的基本原理，但是，需要指出的是，在本发明中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本发明的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本发明为必须采用上述具体的细节来实现。

本说明书中各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似的部分相互参见即可。对于系统实施例而言，由于其与方法实施例基本对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本发明中涉及的器件、系统、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、系统、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。

可能以许多方式来实现本发明的方法和系统。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的方法和系统。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本发明实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本发明的方法的机器可读指令。因而，本发明还覆盖存储用于执行根据本发明的方法的程序的记录介质。

还需要指出的是，在本发明的系统、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案。提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本发明。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本发明的范围。因此，本发明不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。

为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本发明的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。