碳中和实现路径分析方法、装置、终端设备及存储介质与流程

1.本发明涉及能耗分析技术领域，尤其涉及一种碳中和实现路径分析方法、装置、终端设备及存储介质。


背景技术：

2.在经济发展过程中，低碳建设是不可忽视的重要一环，在急需实现可持续发展的当下也变得愈发迫切。我国也将深入“双碳”战略，即“碳中和”和“碳达峰”。
3.为了早日实现“双碳”目标，合理、准确分析影响碳排放的影响因素至关重要。现有的研究成果，往往是针对“双碳重要性”方面的，而针对碳排放影响因素的分析十分匮乏，仅有的少量研究也都停留在某个行业内的碳排放影响因素的分析，例如在电力行业中分析火电设备使用率、标准煤耗率等对碳排放的影响。然而，这些因素均是人为使用结果的客观因素，相当于从“直接原因”的角度分析碳排放影响因素，而缺乏对影响碳排放的内在驱动力的考量，也即没有深入分析影响碳排放的“根本原因”，进而导致在规划碳中和实现路径时，制定的节能减排策略往往不合理，无法有效辅助实现“双碳”目标的实现。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种碳中和实现路径分析方法、装置、终端设备及存储介质，以解决现有技术中对碳中和实现路径分析时选取指标单一，局限性强，进而导致制定的节能减排策略不合理的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供一种碳中和实现路径分析方法，包括：
6.构建能源效率和技术生产力的解析模型；
7.根据所述解析模型，分析不同驱动因子对碳排放的影响，生成分析结果。
8.进一步，作为优选地，所述能源效率和技术生产力的解析模型为：
[0009][0010]
式中，tfpch表示全要素生产率的变化，mpi表示生产力函数；x和y表示影响生产力效率的因子；i表示物质或者资本输入或输出的方向；表示，mpi
t
和mpi
t 1
，在t和t 1处，基于不同投入和产出数据下的生产力的变化；techch表示技术进步导致的生产力效率改善； effch表示整体效率改善；
[0011]
其中，effch满足：
[0012]
effch＝pech
×
sech；
[0013]
式中，pech表示传统资源效率，sech表示规模效益导致的效率改善。
[0014]
进一步，作为优选地，所述根据所述解析模型，分析不同驱动因子对碳排放的影响，包括：
[0015]
构建技术进步导致对生产力效率改善的解析模型：
[0016][0017]
式中，i表示物质或者资本输入或输出的方向；c表示技术投入和技术水平；和表示在t时间节点，在技术应用水平c的情况下，t和 t 1的周期内基于基准技术c情况下的投入产出关系和效率变化；表示在t 1时间节点，在技术应用水平c的情况下， t和t 1的周期内基于基准技术c情况下的投入产出关系。
[0018]
进一步，作为优选地，所述根据所述解析模型，分析不同驱动因子对碳排放的影响，还包括：
[0019]
构建整体效率改善对生产力效率改善的解析模型：
[0020][0021][0022]
式中，pech是绝对效率改善，sech是规模效率改善；v表示技术、资源、资本投入下的回报；分别表示在t和t 1时间节点，基于基准技术c情况下的系统投入产出关系；分别表示资源i投入或者产出，以及在回报水平c的情况下的系统投入产出关系。
[0023]
本发明还提供一种碳中和实现路径分析装置，包括：
[0024]
构建单元，用于构建能源效率和技术生产力的解析模型；
[0025]
分析单元，用于根据所述解析模型，分析不同驱动因子对碳排放的影响，生成分析结果。
[0026]
进一步，作为优选地，所述构建单元构建的能源效率和技术生产力的解析模型为：
[0027][0028]
式中，tfpch表示全要素生产率的变化，mpi表示生产力函数；x和y表示影响生产力效率的因子；i表示物质或者资本输入或输出的方向；表示，mpi
t
和mpi
t 1
，在t和t 1处，基于不同投入和产出数据下的生产力的变化；techch表示技术进步导致的生产力效率改善； effch表示整体效率改善；
[0029]
其中，effch满足：
[0030]
effch＝pech
×
sech；
[0031]
式中，pech表示传统资源效率，sech表示规模效益导致的效率改善。
[0032]
进一步，作为优选地，所述分析单元，还用于：
[0033]
构建技术进步导致对生产力效率改善的解析模型：
[0034][0035]
式中，i表示物质或者资本输入或输出的方向；c表示技术投入和技术水平；
和表示在t时间节点，在技术应用水平c的情况下，t和 t 1的周期内基于基准技术c情况下的投入产出关系和效率变化；表示在t 1时间节点，在技术应用水平c的情况下， t和t 1的周期内基于基准技术c情况下的投入产出关系。
[0036]
进一步，作为优选地，所述分析单元，还用于：
[0037]
构建整体效率改善对生产力效率改善的解析模型：
[0038][0039][0040]
式中，pech是绝对效率改善，sech是规模效率改善；v表示技术、资源、资本投入下的回报；分别表示在t和t 1时间节点，基于基准技术c情况下的系统投入产出关系；分别表示资源i投入或者产出，以及在回报水平c的情况下的系统投入产出关系。
[0041]
本发明还提供一种终端设备，包括：
[0042]
一个或多个处理器；
[0043]
存储器，与所述处理器耦接，用于存储一个或多个程序；
[0044]
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如上任一项所述的碳中和实现路径分析方法。
[0045]
本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任一项所述的碳中和实现路径分析方法。
[0046]
相对于现有技术，本发明的有益效果在于：
[0047]
本发明公开了一种碳中和实现路径分析方法、装置、终端设备及存储介质，该方法包括：构建能源效率和技术生产力的解析模型；根据所述解析模型，分析不同驱动因子对碳排放的影响，生成分析结果。本发明提供的碳中和实现路径分析方法，从影响碳排放的内在驱动因子出发，进而分析影响碳排放的根本原因，克服了现有技术中分析碳排放影响因素的单一性、局限性强的问题，进而能有效提高制定节能减排策略的合理性和准确性。
附图说明
[0048]
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0049]
图1是本发明某一实施例提供的碳中和实现路径分析方法的流程示意图；
[0050]
图2是本发明某一实施例提供的碳达峰实现路径的原理图；
[0051]
图3是本发明某一实施例提供的碳中和实现路径分析装置的结构示意图；
[0052]
图4是本发明某一实施例提供的终端设备的结构示意图。
具体实施方式
[0053]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例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。
[0054]
应当理解，文中所使用的步骤编号仅是为了方便描述，不对作为对步骤执行先后顺序的限定。
[0055]
应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
[0056]
术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
[0057]
术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
[0058]
请参阅图1，本发明某一实施例提供一种碳中和实现路径分析方法。如图1 所示，该碳中和实现路径分析方法包括步骤s10至步骤s20。各步骤具体如下：
[0059]
s10、构建能源效率和技术生产力的解析模型；
[0060]
s20、根据所述解析模型，分析不同驱动因子对碳排放的影响，生成分析结果。
[0061]
需要说明的是，在执行步骤s10之前，首先需要构建系统解析能源消耗和碳排放的经济系统物质流框架，分析能源消耗、碳排放与经济产出、技术进步和人口之间的因果关联和驱动模式；基本公式如下：
[0062]
碳排放＝a*ef
ꢀꢀ
(1)
[0063]
式中，a表示活动量，用来表征经济活动(例如部门或者企业增加值，区域或者国家gdp，部门总能耗等)；ef表示消耗或者排放因子，用来表征技术效率(例如单位增加值电耗、碳排放因子等)。
[0064]
在公式(1)的基础上，可以得到降低碳排放的基本模式包括：
[0065]
1)降低a：例如产业结构调整，降低高能耗部门活动、能源结构调整，降低化石能源比例；
[0066]
2)降低ef：例如技术升级、能源结构调整，降低化石能源比例；同时降低 b和ef。
[0067]
进一步地，根据公式(1)，可以得到节能减碳潜力分析公式：
[0068]
节能减碳潜力＝δa*δef
ꢀꢀ
(2)
[0069]
请参阅图2，图2提供了碳达峰实现路径的原理图。在公式(2)的基础上结合环境库兹聂茨曲线，在能源消耗和碳排放的经济系统物质流框架基础上，为了进一步识别影响实现图2碳达峰路径的各种因素，以及在不同路径发展阶段，不同因子对路径实现效率的不同影响程度，本实施例构建能源效率和技术生产力解析模型，系统解析在碳中和路径下，不同要素投入、产出及其对区域或者企业技术生产力的影响。解析公式如下：
[0070][0071]
式中，tfpch表示全要素生产率的变化，mpi表示生产力函数；x和y表示影响生产力效率的因子；i表示物质或者资本输入或输出的方向，即投入或者产出；
表示，mpi
t
和mpi
t 1
，即在t和t 1处，基于不同投入和产出数据下的生产力的变化；techch表示技术进步导致的生产力效率改善； effch表示整体效率改善。
[0072]
由于技术进步、产业结构、国家政策导向都会影响全要素生产率。因此，系统解析全要素生产率以及背后的驱动因子，可以有力指导区域或者企业在何种路径下更为有效的实现“双碳”指标，即在总体指标约束下的不同实现路径的整体优劣。其中，整体效率改善effch又可以解析为规模效益导致的效率改善以及传统的资源效率，具体计算公式如下：
[0073]
effch＝pech
×
sech
ꢀꢀ
(4)
[0074]
式中，pech表示传统资源效率，sech表示规模效益导致的效率改善。
[0075]
在某一实施例中，在执行步骤s20时，主要针对tfpch、pech、sech这三个驱动因子对碳排放的影响，具体为：
[0076]
i)构建技术进步导致对生产力效率改善的解析模型：
[0077][0078]
式中，i表示物质或者资本输入或输出的方向，即投入或者产出；c表示在规模报酬不变的情况下的技术应用，即技术投入和技术水平；和表示在t时间节点，在技术应用水平c的情况下，t和t 1的周期内基于基准技术c情况下，输入和输出的距离函数，即投入产出关系和效率变化；投入产出关系可以进一步计算不同时间节点下投入产出效率；表示在t 1时间节点，在技术应用水平c的情况下， t和t 1的周期内基于基准技术c情况下，输入和输出的距离函数，即投入产出关系。
[0079]
需要说明的是，此处为了分析碳中和战略，投入为资源投入、能源投入、居民消费等，产出指标分为期望性产出(对环境友好)，例如gdp；以及非期望性产出(造成环境污染或者气候变化的污染物)，此处我们用碳排放。碳排放根据 ipcc方法由公式(1)根据各种能源消费和排放因子计算所得。
[0080]
ii)构建整体效率改善对生产力效率改善的解析模型：
[0081][0082][0083]
式中，i表示物质或者资本输入或输出的方向，即投入或者产出；c表示在规模报酬不变的情况下的技术应用，即技术投入和技术水平；和表示在t时间节点，在技术应用水平c的情况下，t和t 1的周期内基于基准技术c情况下，输入和输出的距离函数，即投入产出关系和效率变化；投入产出关系可以进一步计算不同时间节点下投入产出效率；表示在t 1时间节点，在技术应用水平c的情况下， t和t 1的周期内基于基准技术c情况下，输入和输出的距离函数，即投入产出关系。
[0084]
此处，投入为资源投入、能源投入、居民消费等，产出指标分为期望性产出 (对环境友好)，此处采用gdp；以及非期望性产出此处我们采用用碳排放。碳排放根据ipcc方法由公式(1)根据各种能源消费和排放因子计算所得。实际操作中也可以根据具体需求采用人均资源投入、人均化石能源投入、人均dgp、人均碳排放等作为投入和产出(包括期望性和非期望性)。
[0085]
综上所述，本发明实施例提供的碳中和实现路径分析方法，从影响碳排放的内在驱动进行分析，克服了现有的分析碳排放影响因素的单一性、局限性强的缺陷，能够有效提高制定节能减排策略的合理性和准确性。
[0086]
在某一可选地实施方式中，基于步骤s10和s20提供的解析模型，可进行相应的数据清单编制，包括对投入性指标和产出性指标进行编制。具体地，投入性指标又包括：资源性投入，包括化石能源投入(煤炭、石油、天然气、其他等)；金属性资源投入(黑色金属、有色金属以及更详细分类等)、非金属性资源投入 (非金属矿物等)、生物质类投入(农产品、林业、渔业、畜牧业等)；人力资源投入，如人口或者劳动力；经济性投入，如居民消费。产出性指标包括：期望性产出，如gdp，由国家统计局年鉴获取；非期望性产出，如co2排放，根据ipcc 方法由公式根据各种能源消费和排放因子计算所得；能源消费数据由《能源统计年鉴》获取。其他非期望性产出，如大气污染物、水污染物、健康损失等，其数据可以根据《中国环境统计年鉴》获取或者计算获取。
[0087]
请参阅图3，本发明某一实施例还提供一种碳中和实现路径分析装置，包括：
[0088]
构建单元01，用于构建能源效率和技术生产力的解析模型；
[0089]
分析单元02，用于根据所述解析模型，分析不同驱动因子对碳排放的影响，生成分析结果。
[0090]
在某一实施例中，构建单元01构建的能源效率和技术生产力的解析模型为：
[0091][0092]
式中，tfpch表示全要素生产率的变化，mpi表示生产力函数；x和y表示影响生产力效率的因子；i表示物质或者资本输入或输出的方向，即投入或者产出；表示，mpi
t
和mpi
t 1
，即在t和t 1处，基于不同投入和产出数据下的生产力的变化；techch表示技术进步导致的生产力效率改善；effch表示整体效率改善，且满足：
[0093]
effch＝pech
×
sech
ꢀꢀ
(9)
[0094]
式中，pech表示传统资源效率，sech表示规模效益导致的效率改善。
[0095]
在某一实施例中，分析单元02，还用于：
[0096]
构建技术进步导致对生产力效率改善的解析模型：
[0097][0098]
式中，i表示物质或者资本输入或输出的方向，即投入或者产出；c表示在规模报酬不变的情况下的技术应用，即技术投入和技术水平；和表示在t时间节点，在技术应用水平c的情况下，t和t 1的周期内基于基准技术c情况下，输入和输出的距离函数，即投入产出关系和效率变化；投入产出关系可以进一步计算不同时间节
点下投入产出效率；表示在t 1时间节点，在技术应用水平c的情况下， t和t 1的周期内基于基准技术c情况下，输入和输出的距离函数，即投入产出关系。
[0099]
在某一实施例中，分析单元02，还用于：
[0100]
构建整体效率改善对生产力效率改善的解析模型：
[0101][0102][0103]
式中，pech是绝对效率改善，sech是规模效率改善；v表示技术、资源、资本等投入下的回报；分别表示，t和t 1时间节点，基于基准技术c情况下，输入和输出的距离函数，即系统投入产出关系；分别表示资源i投入或者产出，以及在回报水平c 的情况下，输入和输出的距离函数，即系统投入产出关系。
[0104]
可以理解的是，本发明实施例提供的碳中和实现路径分析装置用于执行如上述任意一项实施例提供的碳中和实现路径分析方法。本实施例从影响碳排放的内在驱动进行分析，克服了现有的分析碳排放影响因素的单一性、局限性强的缺陷，能够有效提高制定节能减排策略的合理性和准确性。
[0105]
请参阅图4，本发明某一实施例提供一种终端设备，包括：
[0106]
一个或多个处理器；
[0107]
存储器，与所述处理器耦接，用于存储一个或多个程序；
[0108]
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如上所述的碳中和实现路径分析方法。
[0109]
处理器用于控制该终端设备的整体操作，以完成上述的碳中和实现路径分析方法的全部或部分步骤。存储器用于存储各种类型的数据以支持在该终端设备的操作，这些数据例如可以包括用于在该终端设备上操作的任何应用程序或方法的指令，以及应用程序相关的数据。该存储器可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器(static random accessmemory，简称sram)，电可擦除可编程只读存储器(electrically erasableprogrammable read-only memory，简称eeprom)，可擦除可编程只读存储器 (erasable programmable read-only memory，简称eprom)，可编程只读存储器 (programmable read-only memory，简称prom)，只读存储器(read-only memory，简称rom)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
[0110]
在一示例性实施例中，终端设备可以被一个或多个应用专用集成电路 (application specific 1ntegrated circuit，简称as1c)、数字信号处理器(digitalsignal processor，简称dsp)、数字信号处理设备(digital signal processing device, 简称dspd)、可编程逻辑器件(programmable logic device，简称pld)、现场可编程门阵列(field programmable gate array，简称fpga)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元
件实现，用于执行如上述任一项实施例所述的碳中和实现路径分析方法，并达到如上述方法一致的技术效果。
[0111]
在另一示例性实施例中，还提供一种包括计算机程序的计算机可读存储介质，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项实施例所述的碳中和实现路径分析方法的步骤。例如，该计算机可读存储介质可以为上述包括计算机程序的存储器，上述计算机程序可由终端设备的处理器执行以完成如上述任一项实施例所述的碳中和实现路径分析方法，并达到如上述方法一致的技术效果。
[0112]
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。