一种非金属矿物制品业的碳减排方法、装置及相关设备

技术领域

本发明涉及碳减排技术领域，特别涉及一种非金属矿物制品业的碳减排方法、装置及相关设备。

背景技术

非金属矿物制品业是目前主要的支柱产品，也是典型的高耗能、高排放行业，因此在非金属矿物制品业落实并实施节能减排技术是必经之路。随着节能低碳技术发明的增多以及行业推广率的增大，将节能低碳技术纳入到节能减排策略的范畴，在行业层面对减排策略进行优化，可以将减排策略具体化。目前，碳减排策略中大多数是针对能源消耗层面的研究，而缺少针对非金属矿物制品业的碳减排策略的优化方案。因此，亟需为非金属矿物制品业提供更优的碳减排方案。

发明内容

本申请实施例提供了一种非金属矿物制品业的碳减排方法、装置及相关设备，用于解决目前缺少针对非金属矿物制品业的碳减排策略的优化方案的问题。

本申请实施例第一方面提供了一种非金属矿物制品业的碳减排方法，包括：

获取非金属矿物制品业的各个节能减排技术的参数；

根据所述参数计算各个所述节能低碳技术的单位节能减排成本，并将所述单位节能减排成本进行排序，筛选目标节能低碳技术；

基于所述目标节能低碳技术确定目标参数，并将所述目标参数输入至构建的非金属矿物制品业的目标碳减排模型中；

确定所述目标碳减排模型的约束变量；

基于所述约束变量输出非金属矿物制品业的目标碳减排策略。

更进一步地，所述根据所述参数计算各个所述节能低碳技术的单位节能减排技术的表达式如下：

式中：UC

更进一步地，所述将所述单位节能减排成本进行排序，筛选目标节能低碳技术，包括：

判断每一个所述节能减排技术对应的单位节能减排成本是否在阈值范围内，若是，则标记所述单位节能减排成本的数量累计加1；

当所述单位节能减排成本的数量达到预设数量时，将所述预设数量内所有所述单位节能减排成本进行大小排序，筛选满足条件的目标节能低碳技术；

若否，则将不在阈值范围内的单位节能减排成本对应的节能减排技术剔除。

更进一步地，所述基于所述目标节能低碳技术确定目标参数，包括：

获取所述目标节能低碳技术的参数，使用算法对所述参数进行变量优化后确定目标参数。

更进一步地，所述非金属矿物制品业的目标碳减排模型的表达式如下：

式中：TC为研究期内节能减排总成本；r为贴现率；X

更进一步地，所述确定所述碳减排目标函数的约束变量，所述约束变量包括节能低碳技术总预算、运行成本、二氧化碳减排目标、经济保障、节能减排技术的预期行业推广率和决策变量非负性。

更进一步地，所述节能低碳技术总预算为约束变量的表达式为：

式中：X

所述运行成本为约束变量的表达式为：

式中：OM

所述二氧化碳减排目标为也是变量的表达式为：

式中：X

所述经济保障为约束变量的表达式为：

式中：X

所述节能减排技术的预期行业推广率为约束变量的表达式为：

式中：X

决策变量非负性为约束变量的表达式为：

X

式中：X

更进一步地，所述基于所述约束变量输出非金属矿物制品业的目标碳减排策略，包括：

利用Matlab软件对所述目标碳减排模型进行求解后输出非金属矿物制品业的目标碳减排策略。

本申请实施例第二方面提供了一种非金属矿物制品业的碳减排装置，包括：

参数获取单元，用于获取非金属矿物制品业的各个节能减排技术的参数；

目标节能减排技术筛选单元，用于根据所述参数计算各个所述节能低碳技术的单位节能减排成本，并将所述单位节能减排成本进行排序，筛选目标节能低碳技术；

目标参数输入单元，用于基于所述目标节能低碳技术确定目标参数，并将所述目标参数输入至构建的非金属矿物制品业的碳减排目标函数中；

约束变量确定单元，用于确定所述碳减排目标函数的约束变量；

目标碳减排策略输出单元，用于基于所述约束变量输出非金属矿物制品业的目标碳减排策略。

本申请实施例第三方面提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器并可在处理器上运行的计算机可读指令，处理器执行计算机可读指令时实现如上述的非金属矿物制品业的碳减排方法的步骤。

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：

本申请首先获取非金属矿物制品业的各个节能减排技术的参数，根据参数计算各个节能低碳技术的单位节能减排成本，并将其进行排序筛选出目标节能低碳技术；再基于目标节能低碳技术确定目标参数，并将目标参数输入至构建的模型中，最后根据确定的约束变量输出非金属矿物制品业的目标碳减排策略。本申请基于单位节能减排成本筛选目标节能低碳技术，通过构建的优化模型求解最优的节能减排策略，基于模型优化得到的非金属矿物制品业的最优投资成本，模型比较简单使得计算效率比较快的同时可以以最小的成本实现节能减排目标。

附图说明

图1为本发明提供的一种非金属矿物制品业的碳减排方法的一个实施例流程示意图；

图2为本发明提供的一种非金属矿物制品业的碳减排方法的另一个实施例流程示意图；

图3为本发明提供的一种非金属矿物制品业的碳减排装置的一个实施例结构框图；

图4为本发明提供的一种非金属矿物制品业的碳减排相关设备的结构框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本实施例中基于气候变化的电量预测方法用于提高基于气候变化情况下的电量预测效率和准确率。本实施例中实现方法可在系统中实现，可以在服务器实现，也可以在终端实现，具体不做明确限定。

实施例一

请参阅图1，本发明一种非金属矿物制品业的碳减排方法一个实施例包括以下步骤：

S11.获取非金属矿物制品业的各个节能减排技术的参数；

本实施例中，节能低碳技术及其相关参数的搜集和整理是整个模型的基础。根据历年来发改委发布的《国家重点节能低碳技术推广目录》中的资料来进行获取，其中采集的参数包括节能低碳技术的名称及适用范围、初始投资成本、年度减排能力、年度节能能力、未来行业推广率等，根据这些数据信息对节能低碳技术做进一步的成本效益分析。

S12.根据参数计算各个节能低碳技术的单位节能减排成本，并将单位节能减排成本进行排序，筛选目标节能低碳技术；

本实施例中，计算单位节能减排技术的表达式如下：

式中：UC

具体的，将计算得到的单位碳减排成本进行大小排序，再根据排序结果筛选目标节能低碳技术。

S13.基于目标节能低碳技术确定目标参数，并将目标参数输入至构建的非金属矿物制品业的目标碳减排模型中；

本实施例中，基于目标节能低碳技术确定目标参数具体可以包括获取目标节能低碳技术的参数，使用算法对参数进行变量优化后确定目标参数，其中参数与上述步骤S11中一致，包括节能低碳技术的名称及适用范围、初始投资成本、年度减排能力、年度节能能力、未来行业推广率等。但此处需要利用算法选取目标函数包含的参数，例如节能低碳技术的名称及适用范围这些需要计算剔除，另外筛选出目标参数后还要利用算法对参数进行进一步优化，比如进行数据转换，数据预处理等，将数据处理为目标函数可兼容格式和容量。这样对数据处理可以进一步保证模型的准确性。

S14.确定目标碳减排模型的约束变量；

碳减排目标函数的约束变量包括节能低碳技术总预算、运行成本、二氧化碳减排目标、经济保障、节能减排技术的预期行业推广率和决策变量非负性。

由于在进行节能减排时，也要保障非金属矿物制品业健康稳定的发展，故对节能低碳技术的投入成本有上限约束；节能低碳技术总预算为约束变量的表达式为：

式中：X

由于有些节能低碳技术的运营成本一项重大的支出，高运营成本会对投资者现金流的流动性和稳定性产生不利影响。因此，设定投资组合总运营成本的上限，表达式为：

式中：OM

为了实现“双碳”目标，非金属矿物制品业每年的二氧化碳排放量是严格限制的。根据碳中和的排放路径和北京实际碳排放预测值，以及非金属矿物制品业历史年份的碳排放占比，可以得到北京非金属矿物制品业每年应减排的二氧化碳量。每年非金属矿物制品业二氧化碳减排量不得小于非金属矿物制品业必须减排的量，表达式为：

式中：X

非金属矿物制品业对于经济的增长做出了重要的贡献，由于行业之间的相互依存关系，某一行业的产出减少会影响其他相关行业的产出，从而影响整个经济体系。因此为了保障整个社会经济体系的稳定增长，非金属矿物制品业在完成每一年减排目标的同时，需要将因减排而减少的经济控制在一定范围内，表达式为：

式中：X

节能低碳技术由于其实施条件的不同，不同节能低碳技术的实际可行性有所限制。投资小且二氧化碳减排率高的技术，往往具有更苛刻的建设条件或者操作要求，不一定非金属矿物制品业的所有企业都能够满足。因此需要限制节能低碳技术的实施采用量，表达式为：

式中：X

非金属矿物制品业对节能低碳技术的投资金额是自然数，是非负的，表达式为：

X

式中：X

综上，基于确定约束变量的基础上确定目标函数，这样可以有效提高输出的最优碳减排策略的准确率。

S15.基于约束变量输出非金属矿物制品业的目标碳减排策略。

本实施例中，利用Matlab软件对碳减排模型进行求解后输出非金属矿物制品业的目标碳减排策略。即确定非金属矿物制品业对各个节能低碳技术的投资金额X

非金属矿物制品业的目标碳减排模型的表达式如下：

式中：TC为研究期内节能减排总成本；r为贴现率；X

基于约束变量的目标函数训练学习之后，最后输出线性规划的非金属矿物制品业的最优碳减排策略，从而实现非金属矿物制品业在实现“双碳”目标下最优节能减排策略的选择。

实施例二

请参阅图2，本发明中根据参数计算各个节能低碳技术的单位节能减排成本，并将单位节能减排成本进行排序，筛选目标节能低碳技术还包括以下步骤：

S121.根据参数计算各个节能低碳技术的单位节能减排成本；

S122.判断每一个节能减排技术对应的单位节能减排成本是否在阈值范围内；

S123.当单位节能减排成本在阈值范围内时，则标记单位节能减排成本的数量累计加1；

S124.当单位节能减排成本的数量达到预设数量时，将预设数量内所有单位节能减排成本进行大小排序，筛选满足条件的目标节能低碳技术；

S125.当单位节能减排成本不在阈值范围内时，则将不在阈值范围内的单位节能减排成本对应的节能减排技术剔除。

本实施例中，有些地区采用的节能减排技术计算得到的单位节能减排成本并不满足相关规定要求，大大超过了预期的范围，即此处设定的阈值范围。那么在筛选目标节能减排技术之前需要进行判断筛选，当不满足预期规定范围时，则需要将不满足要求的节能减排技术剔除，如果满足要求，则标记数量加1，此处用户可以设置一共筛选的技术的数量，一般情况下根据地区实施的技术占比进行设置。当标记的数量达到设定的数值时，就不再筛选，然后将筛选的所有节能减排技术按照成本大小进行排序，选出单位减排成本较小的20至30个节能低碳技术，再利用这些节能低碳技术对应的参数作为实际参数输入至目标模型中，这样使得模型训练学习出的碳减排策略为最优策略，使得结果更为精准。

实施例三

请参阅图3，本发明一种非金属矿物制品业的碳减排装置的一个实施例包括以下步骤：

参数获取单元101，用于获取非金属矿物制品业的各个节能减排技术的参数；

目标节能减排技术筛选单元102，用于根据参数计算各个节能低碳技术的单位节能减排成本，并将单位节能减排成本进行排序，筛选目标节能低碳技术；

目标参数输入单元103，用于基于目标节能低碳技术确定目标参数，并将目标参数输入至构建的非金属矿物制品业的碳减排目标函数中；

约束变量确定单元104，用于确定碳减排目标函数的约束变量；

目标碳减排策略输出单元105，用于基于约束变量输出非金属矿物制品业的目标碳减排策略。

关于碳减排装置的具体限定可以参见上文中对于碳减排方法的限定，在此不再赘述。上述碳减排装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

实施例四

请参阅图4，本发明提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机可读指令，处理器执行计算机可读指令时实现如上述非金属矿物制品业的碳减排方法的步骤。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元可结合为一个单元，一个单元可拆分为多个单元，或一些特征可以忽略等。另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM,Read-0nlyMemory)、随机存取存储器(RAM,RandomAccessMemory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

可以理解的是，以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。