天然气节能减排效益预测方法、装置、电子设备及介质与流程

本发明涉及碳排放以及能源需求预测，尤其涉及一种天然气节能减排效益预测方法、装置、电子设备及介质。

背景技术：

1、随着全球对环境保护和可持续发展的重视，节能减排成为大家关注的重点。天然气作为一种相对清洁的化石燃料，在燃烧过程中产生的二氧化碳、氮氧化物和其他大气污染物比煤炭和石油等传统能源要少得多，被广泛认为是向可再生能源过渡时期的理想替代能源。然而，不同行业对于天然气的应用效果存在差异，其具体的节能效益和减排效果需要通过科学的方法进行评估。

2、例如，公布号为cn1111177638a的专利文献公开了一种“基于大数据的天然气分布式系统二氧化碳减排评估方法”，步骤如下：1、采集运行采集天然气分布式系统中各个设备的运行数据，并传输到数据中心服务器；2、通过识别所评价的天然气分布式系统的特征信息，匹配评价模型计算参数中系统所在地区特征量；3、构建二氧化碳减排评估模型，进行二氧化碳减排评估计算；4、按照地区及系统类型分类，发布可视化的评价结果。该发明通过对若干个天然气分布式系统海量数据的处理以及分析，掌握同种类型系统在不同时间以及空间下的二氧化碳排放规律，更有利于对天然气分布式系统因地制宜的优化设计提供参考，从而发挥本产业领域内海量数据的价值。

3、例如，公布号为cn112149980a的专利文献公开了一种“区域级综合能源系统能效分析方法及系统”，方法包括以下步骤：s1，计算综合能源系统不同能源的能质系数；s2，计算综合能源系统能效评估指标体系的评估指标；s3，计算所述评估指标的权重和组合权重；s4，对所述评估指标进行排序。该发明利用能质系数计算、评估指标计算、指标权重计算，数据易于获得，且更接近实际情况，增强了综合能源系统能效评估的实用性；通过利用不同能源形式特点，实现了多能优势互补与协同优化，提升了能源系统在生产、输配、利用和循环等环节的综合效益，有效推动能源清洁化发展、支持能源高效利用及节能减排建设。

4、例如，公布号为cn113742875a的专利文献公开了“一种基于城镇燃气的碳排放计算方法及系统”，所述计算方法包括：城镇燃气包括天然气、液化石油气和人工煤气；获取制备单位质量气体的碳排放因子；对用户燃气种类进行气体溯源，获取用户使用城镇燃气种类和各类气体所占的比例；对所述用户使用城镇燃气种类和所述各类气体所占的比例分类整理；根据所述用户使用城镇燃气种类计算各部分气体在开采和使用过程中产生的碳排放。以量化城镇燃气的碳排放量，实现清洁低碳的目标。

5、现有技术中关于能源消耗和排放量计算的方法往往局限于特定领域或缺乏综合考虑多种因素的能力。在实际应用中，缺少一套系统性的工具来全面评估天然气在不同行业中的节能减排效益，包括但不限于节能量、节能率、温室气体排放量以及大气污染物排放量等关键指标。

技术实现思路

1、本发明目的在于提供一种天然气节能减排效益预测方法、装置、电子设备及介质，旨在提供一种科学、系统的手段来评估天然气在不同行业应用中的节能减排效果。该方法建立了天然气节能效益的计算方法，并针对城镇燃气、工业燃料、化工、发电和交通五大领域内的多个细分行业建立了具体的节能效果模型。本发明还利用温室气体及大气污染物排放量的计算模型，进行了天然气相对于其他能源形式在减排温室气体及大气污染物方面的计算。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

2、本发明提供了一种天然气节能减排效益预测方法，所述方法包括以下步骤：

3、建立天然气的节能效果计算模型；

4、建立温室气体及大气污染物的排放量计算模型；所述温室气体及大气污染物来源于天然气和其他能源；

5、建立天然气相对其他能源的温室气体及大气污染物的减排量计算模型；

6、识别计算需求，建立调研表格，并获取输入数据；

7、基于所述输入数据，利用所述节能效果计算模型、排放量计算模型和减排量计算模型，对天然气节能减排效益进行预测；其中，所述预测的内容包括：节能量、替代燃料消耗量、节能率、温室气体及大气污染物的排放量、温室气体及大气污染物的减排量。

8、进一步的，所述天然气的节能效果计算模型的表达式如下：

9、e节能＝con2*k2-con1*k1

10、式中，e节能表示节能量，con2表示替代燃料消耗量，k2表示替代燃料的折标煤系数，con1表示天然气消耗量，k1表示天然气折标煤系数；其中，

11、所述替代燃料消耗量con2计算方式如下：

12、

13、式中，ncv1表示天然气平均低位发热量，ncv2表示替代燃料平均低位发热量，η1表示天然气在所测算系统中的燃尽率，η2表示替代燃料在测算系统中的燃尽率，r1表示天然气在测算系统中的热效率；r2表示替代燃料在测算系统中的热效率。

14、进一步的，所述、温室气体及大气污染物的排放量计算模型包括对so2以及nox气体的核算。

15、进一步的，所述的对so2气体的核算包括：煤类燃料燃烧so2排放量、液体燃料燃烧so2排放量、气体燃料燃烧so2排放量，具体计算如下：

16、煤类燃料燃烧so2排放量根据媒类燃料的含硫率以及转化率计算：

17、

18、式中，表示煤类燃料燃烧so2排放量，scool表示媒类燃料的含硫率，gcool表示媒类燃料的消耗量，k表示媒类燃料的硫转化率；

19、液体燃料燃烧so2排放量根据媒类燃料的含硫率以及转化率计算：

20、

21、式中，表示液体燃料燃烧so2排放量，soil表示液体燃料的含硫率，goil表示液体燃料的消耗量；

22、气体燃料燃烧so2排放量根据媒类燃料的含硫率以及转化率计算：

23、

24、式中，表示气体燃料燃烧so2排放量，vgas表示气体体积，表示单位气体体积燃料含硫量。

25、进一步的，所述的对nox气体的核算如下：

26、

27、式中，表示nox排放量，coni表示第i中燃料的消耗量，表示燃料nox的排放系数。

28、进一步的，所述天然气相对其他能源的温室气体及大气污染物的减排量计算模型的表达式如下：

29、ghg＝adi,j,k*efi,j,k

30、式中，ghg表示温室气体排放量，adi,j,k表示核算和报告年度内第i种化石燃料、第j个部门、第k种技术的化石燃料活动水平数据，efi,j,k表示第i种化石燃料、第j个部门、第k种技术的化石燃料排放系数。

31、进一步的，所述调研表格根据测算对象不同，建立了城镇燃气-家庭炊事及热水用户调研表、城镇燃气-集中式及分户式用户调研表、公共服务-炊事及热水用户调研表、工业燃料用户调研表、发电燃料用户调研表、交通领域用户调研表、化工领域用户调研表和快速测算用户调研表。

32、本发明还提供了一种天然气节能减排效益预测装置，所述装置包括：

33、第一建立模块，用于建立天然气的节能效果计算模型；

34、第二建立模块，用于建立温室气体及大气污染物的排放量计算模型；所述温室气体及大气污染物来源于天然气和其他能源；

35、第三建立模块，用于建立天然气相对其他能源的温室气体及大气污染物的减排量计算模型；

36、建立及获取模块，用于识别计算需求，建立调研表格，并获取输入数据；

37、预测模块，用于基于所述输入数据，利用所述节能效果计算模型、排放量计算模型和减排量计算模型，对天然气节能减排效益进行预测；其中，所述预测的内容包括：节能量、替代燃料消耗量、节能率、温室气体及大气污染物的排放量、温室气体及大气污染物的减排量。

38、本发明也提供了一种电子设备，包括：

39、一个或多个处理器；

40、存储装置，用于存储一个或多个程序；

41、当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现上述任一所述的天然气节能减排效益预测方法。

42、本发明也提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行上述任一所述的天然气节能减排效益预测方法。

43、本发明的技术效果和优点：

44、该系统本发明能够针对城镇燃气、工业燃料、化工、发电和交通五大领域内的多个细分行业，建立详细的节能效果模型和排放计算模型，实现对天然气利用效益的准确量化。同时，它还能够根据各行业的实际情况调整参数输入，确保评估结果的准确性和可靠性。这不仅有助于提升天然气作为清洁能源的利用效率，而且为政策制定者提供了重要的决策依据，推动了社会经济的绿色转型。

45、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的结构来实现和获得。