农光互补系统全生命周期的碳足迹核算方法及装置与流程

本技术属于碳中和与可再生能源领域，具体涉及一种农光互补系统全生命周期的碳足迹核算方法及装置。

背景技术：

1、农光互补系统兼具清洁能源生产与农业种植的双重功能，能够在同一块土地上同时实现光伏发电和作物生产，是缓解可再生能源开发与耕地保护之间用地矛盾的重要途径。随着“双碳”目标的深入推进，农光互补系统在全生命周期内的碳足迹表现日益受到关注，准确评估农光互补系统的碳排放与碳汇效应，对于优化农光互补系统设计、指导碳交易和制定产业政策具有重要意义。因此，如何全面、准确地评估整个农光互补系统的碳足迹显得尤为重要。

技术实现思路

1、本技术实施例的目的是提供一种农光互补系统全生命周期的碳足迹核算方法及装置，能够解决如何全面、准确地评估整个农光互补系统的碳足迹的问题。

2、为了解决上述技术问题，本技术是这样实现的：

3、第一方面，本技术实施例提供了一种农光互补系统全生命周期的碳足迹核算方法，所述农光互补系统包括光伏子系统和农业子系统，该方法包括：

4、获取所述农光互补系统的系统性能参数；

5、根据所述农光互补系统的系统性能参数确定所述农光互补系统的全生命周期；

6、获取所述光伏子系统全生命周期的碳排放量、所述农业子系统全生命周期的碳排放量、所述农业子系统全生命周期的碳汇量以及所述光伏子系统发电替代所述农业子系统生产用电产生的碳减排量；

7、根据所述光伏子系统全生命周期的碳排放量、所述农业子系统全生命周期的碳排放量、所述农业子系统全生命周期的碳汇量以及所述光伏子系统发电替代所述农业子系统生产用电产生的碳减排量，确定所述农光互补系统的全生命周期的总碳足迹。

8、可选地，所述获取所述光伏子系统全生命周期的碳排放量包括：

9、获取所述光伏子系统全生命周期的活动水平数据以及所述活动水平数据对应的碳排放因子；其中，所述光伏子系统全生命周期的活动水平数据包括原材料获取与生产、运输、建设施工、运营维护以及废弃回收中的至少一个阶段的量化数据；

10、根据所述光伏子系统全生命周期的活动水平数据以及所述活动水平数据对应的碳排放因子，确定所述光伏子系统全生命周期的碳排放量。

11、可选地，所述获取所述农业子系统全生命周期的碳排放量包括：

12、获取所述农业子系统全生命周期的活动水平数据、所述活动水平数据对应的碳排放因子；其中，所述农业子系统全生命周期的活动水平数据包括农资生产与运输、农业生产活动以及农产品加工与运输中的至少一个阶段的量化数据；

13、根据所述农业子系统全生命周期的活动水平数据和所述活动水平数据对应的碳排放因子，确定所述农业子系统全生命周期的碳排放量。

14、可选地，所述获取所述农业子系统全生命周期的碳汇量包括：

15、获取所述农业子系统全生命周期的碳汇核算数据以及所述碳汇核算数据对应的碳汇因子；其中，所述碳汇核算数据包括农作物地上部分的生物量数据、农作物地下部分的生物量数据以及土壤有机碳含量的采样检测数据中的至少一种；

16、根据所述农业子系统全生命周期的碳汇核算数据和所述碳汇核算数据对应的碳汇因子，确定所述农业子系统全生命周期的碳汇量。

17、可选地，所述获取所述光伏子系统发电替代所述农业子系统生产用电产生的碳减排量包括：

18、获取所述农业子系统的农业生产用电量和电网的平均碳排放因子；

19、根据所述农业子系统的农业生产用电量和所述电网的平均碳排放因子，确定所述光伏子系统发电替代所述农业子系统生产用电产生的碳减排量。

20、可选地，所述方法还包括：

21、获取若干组光伏子系统的决策变量参数和农业子系统的决策变量参数；

22、在预设的优化目标和预设的约束条件下，从所述若干组光伏子系统的决策变量参数和农业子系统的决策变量参数中确定满足所述优化目标和所述约束条件的一组光伏子系统的决策变量参数和农业子系统的决策变量参数，并将满足所述优化目标和所述约束条件的一组光伏子系统的决策变量参数和农业子系统的决策变量参数作为所述农光互补系统的优化参数；

23、根据所述农光互补系统的优化参数对所述农光互补系统进行优化，得到优化后的农光互补系统。

24、可选地，所述光伏子系统包括光伏板，所述农业子系统包括农作物；

25、所述光伏子系统的决策变量参数包括所述光伏板的间距、所述光伏板的倾斜角、所述光伏板的安装高度以及所述光伏板的类型中的至少一种；

26、所述农业子系统的决策变量参数包括所述农作物的种植结构、所述农作物的灌溉方式、所述农作物的施肥方案以及所述农作物的耕作制度中的至少一种。

27、可选地，所述优化目标包括所述农光互补系统全生命周期的总碳足迹最小、光伏发电量最大以及总经济效益最大中的至少一种；

28、所述约束条件包括所述光伏板的间距大于等于预设的间距、所述农作物的产量大于等于预设的产量、土壤侵蚀模数小于等于预设的土壤侵蚀模数、初始投资小于等于预设的预算、地下水开采量小于等于预设的地下水开采量以及生物多样性指数大于等于预设的生物多样性指数中的至少一种。

29、第二方面，本技术实施例提供了一种农光互补系统全生命周期的碳足迹核算装置，所述农光互补系统包括光伏子系统和农业子系统，所述农光互补系统全生命周期的碳足迹核算装置包括：

30、第一数据获取模块，用于获取所述农光互补系统的系统性能参数；

31、全生命周期确定模块，用于根据所述农光互补系统的系统性能参数确定所述农光互补系统的全生命周期；

32、第二数据数据获取模块，用于获取所述光伏子系统全生命周期的碳排放量、所述农业子系统全生命周期的碳排放量、所述农业子系统全生命周期的碳汇量以及所述光伏子系统发电替代所述农业子系统生产用电产生的碳减排量；

33、碳足迹核算模块，用于根据所述光伏子系统全生命周期的碳排放量、所述农业子系统全生命周期的碳排放量、所述农业子系统全生命周期的碳汇量以及所述光伏子系统发电替代所述农业子系统生产用电产生的碳减排量，确定所述农光互补系统的全生命周期的总碳足迹。

34、可选地，所述第二数据数据获取模块包括：

35、光伏子系统相关数据获取子模块，用于获取所述光伏子系统全生命周期的活动水平数据以及所述活动水平数据对应的碳排放因子；其中，所述光伏子系统全生命周期的活动水平数据包括原材料获取与生产、运输、建设施工、运营维护以及废弃回收中的至少一个阶段的量化数据；

36、光伏子系统碳排放量计算子模块，用于根据所述光伏子系统全生命周期的活动水平数据以及所述活动水平数据对应的碳排放因子，确定所述光伏子系统全生命周期的碳排放量。

37、可选地，所述第二数据数据获取模块包括：

38、第一农业子系统相关数据获取子模块，用于获取所述农业子系统全生命周期的活动水平数据、所述活动水平数据对应的碳排放因子；其中，所述农业子系统全生命周期的活动水平数据包括农资生产与运输、农业生产活动以及农产品加工与运输中的至少一个阶段的量化数据；

39、农业子系统碳排放量计算子模块，用于根据所述农业子系统全生命周期的活动水平数据和所述活动水平数据对应的碳排放因子，确定所述农业子系统全生命周期的碳排放量。

40、可选地，所述第二数据数据获取模块包括：

41、第二农业子系统相关数据获取子模块，用于获取所述农业子系统全生命周期的碳汇核算数据以及所述碳汇核算数据对应的碳汇因子；其中，所述碳汇核算数据包括农作物地上部分的生物量数据、农作物地下部分的生物量数据以及土壤有机碳含量的采样检测数据中的至少一种；

42、农业子系统碳汇量计算子模块，用于根据所述农业子系统全生命周期的碳汇核算数据和所述碳汇核算数据对应的碳汇因子，确定所述农业子系统全生命周期的碳汇量。

43、可选地，所述第二数据数据获取模块包括：

44、农业生产用电量获取子模块，用于获取所述农业子系统的农业生产用电量和电网的平均碳排放因子；

45、碳减排量计算子模块，用于根据所述农业子系统的农业生产用电量和所述电网的平均碳排放因子，确定所述光伏子系统发电替代所述农业子系统生产用电产生的碳减排量。

46、可选地，所述装置还包括：

47、决策变量参数获取模块，用于获取若干组光伏子系统的决策变量参数和农业子系统的决策变量参数；

48、多目标优化模块，用于在预设的优化目标和预设的约束条件下，从所述若干组光伏子系统的决策变量参数和农业子系统的决策变量参数中确定满足所述优化目标和所述约束条件的一组光伏子系统的决策变量参数和农业子系统的决策变量参数，并将满足所述优化目标和所述约束条件的一组光伏子系统的决策变量参数和农业子系统的决策变量参数作为所述农光互补系统的优化参数；

49、农光互补系统优化模块，用于根据所述农光互补系统的优化参数对所述农光互补系统进行优化，得到优化后的农光互补系统。

50、可选地，所述光伏子系统包括光伏板，所述农业子系统包括农作物；

51、所述光伏子系统的决策变量参数包括所述光伏板的间距、所述光伏板的倾斜角、所述光伏板的安装高度以及所述光伏板的类型中的至少一种；

52、所述农业子系统的决策变量参数包括所述农作物的种植结构、所述农作物的灌溉方式、所述农作物的施肥方案以及所述农作物的耕作制度中的至少一种。

53、可选地，所述优化目标包括所述农光互补系统全生命周期的总碳足迹最小、光伏发电量最大以及总经济效益最大中的至少一种；

54、所述约束条件包括所述光伏板的间距大于等于预设的间距、所述农作物的产量大于等于预设的产量、土壤侵蚀模数小于等于预设的土壤侵蚀模数、初始投资小于等于预设的预算、地下水开采量小于等于预设的地下水开采量以及生物多样性指数大于等于预设的生物多样性指数中的至少一种。

55、第三方面，本技术实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如第一方面所述的方法的步骤。

56、第四方面，本技术实施例提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如第一方面所述的方法的步骤。

57、第五方面，本技术实施例提供了一种芯片，所述芯片包括处理器和通信接口，所述通信接口和所述处理器耦合，所述处理器用于运行程序或指令，实现如第一方面所述的方法。

58、在本技术实施例中，获取农光互补系统的系统性能参数，根据农光互补系统的系统性能参数确定农光互补系统的全生命周期，获取光伏子系统全生命周期的碳排放量、农业子系统全生命周期的碳排放量、农业子系统全生命周期的碳汇量以及光伏子系统发电替代农业子系统生产用电产生的碳减排量，根据光伏子系统全生命周期的碳排放量、农业子系统全生命周期的碳排放量、农业子系统全生命周期的碳汇量以及光伏子系统发电替代农业子系统生产用电产生的碳减排量，确定农光互补系统的全生命周期的总碳足迹。本技术通过获取光伏子系统全生命周期的碳排放量、农业子系统全生命周期的碳排放量、农业子系统全生命周期的碳汇量以及光伏子系统发电替代农业子系统生产用电产生的碳减排量这四个维度的数据，并基于这四个维度的数据确定农光互补系统的全生命周期的总碳足迹，能够将光伏子系统和农业子系统纳入统一的碳足迹核算框架，能够全面地评估整个农光互补系统的碳足迹水平。另外，本技术通过将光伏子系统发电替代农业子系统生产用电产生的碳减排量作为确定农光互补系统的全生命周期的总碳足迹的依据之一，能够真实反映光伏子系统与农业子系统之间的协同减碳效应，使评估结果更接近农光互补系统的实际碳足迹水平。