一种输变电工程设备的全生命周期碳排放效率评估方法与流程

1.本发明涉及输变电工程领域，具体涉及一种输变电工程设备的全生命周期碳排放效率评估方法。


背景技术：

2.气候变化已成为世界各国关注的焦点，为应对气候变化，目前所有碳排放重点关注生产侧和消费侧，忽视中间运输侧。电力设备在电网低碳运行中扮演重要角色，目前缺乏综合考虑电力设备经济成本、能源投入、劳动力投入和电力设备碳排放量和电力运行线路损耗的输变电工程设备的全生命周期全要素碳排放效率评估方法及系统，这方面的理论探索与实践应用对助力国家未来清洁能源与智能电网建设具有重要意义。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种输变电工程设备的全生命周期碳排放效率评估方法，旨在解决上述问题。
4.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
5.一种输变电工程设备的全生命周期碳排放效率评估方法，包括以下步骤：
6.步骤s1:获取输变电工程设备全生命周期数据，并计算不同设备不同阶段的投入要素；
7.步骤s2:计算设备不同阶段的碳排放量；
8.步骤s3:构建输变电工程设备全生命周期全要素碳排放效率模型；
9.步骤s4:基于全生命周期全要素碳排放效率模型，测算设备的全生命周期全要素碳排放效率并得到评估结果。
10.本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
11.本发明综合考虑固定资本投入、劳动力投入、能源投入、碳排放量和输电设备线损，实现全生命周期碳排放效率评估，有效提高碳排放预测可靠性和效率。
附图说明
12.图1是本发明方法流程图。
具体实施方式
13.下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
14.请参照图1，本发明提供一种输变电工程设备的全生命周期碳排放效率评估方法，该方法将输电量乘以运输距离作为模型的期望产出，将二氧化碳和线损作为模型的两种非期望产出，即模型中二氧化碳作为非期望产出1，线损作为非期望产出2。包括以下步骤：
15.步骤s1:获取输变电工程设备全生命周期数据，并计算不同设备不同阶段的投入要素；
16.步骤s2:计算设备不同阶段的碳排放量；
17.步骤s3:构建输变电工程设备全生命周期全要素碳排放效率模型；
18.步骤s4:基于全生命周期全要素碳排放效率模型，测算设备的全生命周期全要素碳排放效率并得到评估结果。
19.在本实施例中，所述输变电工程设备全生命周期分为生产阶段、运输阶段、施工及设备安装、运行维护、废弃回收5个阶段。并将5个阶段按时间先后顺序将不同阶段由1至5进行编号，并用t表示。
20.获取输变电设备全生命周期设备输电量y
tot
与输电距离de、劳动力投入l
t
、固定资本投入k
t
、能源投入e
t
、材料投入m
t
，具体收集到的t阶段消耗的第i种能源原始数据用fc
i,t
表示，具体收集到的t阶段第k种材料用mc
k,t
表示；l
t
、e
t
、m
t
是进一步核算二氧化碳的基础，而y
tot
和de是计算期望产出以及进一步估算线路损耗的基础。
21.其中，运输阶段收集的能源原始数据是设备运输过程的运输距离、运输重量和运输工具类型，该阶段具体某种能源投入量则通过使用运输阶段碳排放量与能源碳排放因子换算得到，具体计算公式如下：
[0022][0023]
上式中fc
i2
是设备运输阶段第i种能源的消耗量，λ是运输的空载系数，默认取值1.67；tc
u,j
是单台设备运输阶段使用的第j种运输工具运输的第u种材料的重量；d
u,j
是运输阶段使用的第j种运输工具运输第u种材料的运输距离；是第j种运输工具的运输碳排放因子；ef
ie
是i种能源的碳排放因子；ofi是i种能源的氧化率；n为运输工具种类数；h是需要运输的材料种类总数；
[0024]
其中，施工及设备安装阶段、运行维护阶段、拆除阶段所收集到的能源原始数据包括机械台班使用量和非机械台班能源数据；
[0025]
机械台班使用量对应的化石能源总消耗量和电能消耗量通过下面两个式子计算：
[0026][0027][0028]
式中，t为3、4、5阶段，为t阶段所使用的种机械台班所消耗的i种化石能源总量，为t阶段j种机械台班使用量，为单位j种机械台班对i种能源的消耗定额系数，为机械台班电能消耗量，为单位j种机械台班对电力的消耗定额系数，n为机械台班种类总数；
[0029]
接着，根据该设备的权重信息，将上述收集处理得到的y
tot
、l
t
、k
t
、e
t
、m
t
分摊到单台设备上，从而获得单台该设备在该阶段的要素投入或产出数据。
[0030]
原始数据并不对应单台设备，还需要收集原始数据对应的分摊权重信息以确定单台设备的对应数据，不同设备不同阶段的不同投入要素或产出的分摊权重由收集到的具体权重信息确定，可参考以下权重确定方法：在生产阶段，根据该批次设备总量，将收集到的原始数据分摊到单台设备上；在运输阶段，根据该设备的运输重量将原始数据分摊到该设
备上；在施工及设备安装阶段，根据工程造价预算书中的人工劳动量、机械台班量和耗材等数据确定该设备的分摊权重；在运行维护阶段，通过能耗以及运行时间将设备运行原始数据分摊到每台设备上，通过维护维修部分占比或重置成本占比将设备维护维修的原始数据分摊到每台设备上；废弃回收阶段根据该设备废弃物产生量、拆除作业定额工程量或废弃物回收重量进行确定分摊权重。
[0031]
在本实施例中，单台设备t阶段分摊的某种要素投入或产出量按下式计算：
[0032][0033][0034][0035][0036]
其中，l
t
、k
t
、mc
kt
是单台设备t阶段分摊的劳动投入、资本投入、第k材料投入量，y
tot
是单台设备分摊的全生命周期输电总量，为单台设备t阶段劳动、资本、第k种材料投入量的分摊权重，是单台设备全生命周期输电总量的分摊权重。单台设备分摊后的数据统一用小写字母表示，如某厂家生产多个设备投入得第k种材料在分摊前用mc
k,1
表示，分摊值则用mc
k,1
表示，以此类推。
[0037]
单台设备t阶段分摊的能源投入按下式计算：
[0038][0039]
式中fc
i,t
为单台设备t阶段分摊的第i种能源投入量，pc
t
是单台设备t阶段分摊的电能消耗量，为单台设备t阶段第i种能源投入量的分摊权重，是单台设备t阶段电能消耗量的分摊权重，pc
t
为t阶电能消耗量原始数据，为单台设备t阶段机械台班产生的第i种能源投入量的分摊权重，为单台设备t阶段机械台班产生的电能消耗量的分摊权重，为单台设备t阶段非机械台班产生的第i种能源投入的分摊权重，为单台设备t阶段非机械台班产生的电能消耗量的分摊权重，为t阶非机械台班产生的第i种能源原始数据，为t阶非机械台班产生的电能消耗量原始数据，其他参数含义与前述一致。
[0040]
通过以上方法收集原始数据与处理结果如下：
[0041]
(1)收集到的生命周期输电量信息与处理结果：
[0042]
表1生命周期输送电量
[0043]
[0044][0045]
(2)收集到的固定资本投入(k
t
)原始数据与处理结果
[0046]
运行维护阶段进一步分为运行阶段和维护维修阶段，废弃回收阶段分为拆除过程、运输过程、回收过程。
[0047]
表2固定资本投入原始数据(万元)
[0048][0049]
表中负的资本总投入表示处理废弃设备所获得的经济收入。本实施例中固定资本投入原始数据对应的权重信息如下：生产阶段按同批次设备总数确定原始数据分摊权重；运输阶段按该设备运输重量占比；施工及设备安装阶段按某主要台班使用量占比确定权重；运行维护(运行阶段以能耗占比确定权重，维护维修阶段以维护维修成本占比确定权重，本实施例中虽然直接获得了该设备维护维修成本，但其他原始数据需要以维修成本为权重进行分摊，因此这里也计算了分摊权重；废弃回收阶段的拆除过程按拆除该设备工程量占比进行分摊，废弃物运输过程以及废弃物回收过程阶段按重量占比确定分摊权重。
[0050]
表3生产阶段原始数据分摊权重
[0051][0052]
表3运输阶段原始数据分摊权重
[0053][0054]
表4施工及设备安装阶段原始数据分摊权重
[0055][0056]
表5运行维护阶段原始数据分摊权重
[0057][0058]
表6废弃回收阶段原始数据分摊权重
[0059][0060][0061]
根据上述权重信息对固定资本投如原始数据进行分摊可获得分阶段单个设备固定资本投入量：
[0062]
表7单设备分阶段固定资本投入
[0063][0064]
(3)收集的劳动力投入原始数据(l
t
)与处理结果：
[0065]
表8劳动力投入原始数据(工日)
[0066][0067][0068]
人工原始数据中施工与设备安装阶段是定额数据，不需要分摊，其他阶段分摊权重信息与固定资本投入一致，单个设备人工分摊结果如下：
[0069]
表9单设备分阶段劳动力投入
[0070][0071]
(4)收集到的能源投入(e
t
)与处理结果：运输阶段能源投入：本实施例中所涉及的设备类型5个厂家只涉及到两种运输工具，其中厂家5没有获取运输距离，采用《中国统计年鉴》公布的2020年全国货运平均运距176km作为运距，运输阶段能耗原始数据是单个设备
的，不需要分摊。
[0072]
表10运输阶段能耗数据：
[0073][0074]
施工及设备安装、维护维修、废弃回收阶段机械台班数据：施工及设备安装与拆除阶段不同厂商的设备的单位定额工程量定额相同，维护维修阶段不同厂商的维护维修工程量有所区别，机械台班能源定额系数依据来源于《电力建设工程施工机械台班费用定额(2018版)》，收集到的这三个阶段的机械台班使用量如下：
[0075]
表11机械台班使用量与定额能耗系数表
[0076]
[0077]
[0078][0079]
其他能源原始数据：包括生产阶段能源投入和施工及设备安装、维护维修、废弃回收阶段非机械台班能源原始数据：
[0080]
表12其他能源原始数据
[0081]
[0082][0083]
本实施例中其他能源结构分摊权重与固定资本投入一致(其中运行维护阶段与运行过程分摊权重一致，废弃回收阶段与回收过程分摊权重一致)，将机械台班能耗与其他能源能耗合并后可获得分阶段能源投入结构(除运输阶段)：
[0084]
表13单设备分阶段能源投入(除运输阶段)
[0085]
[0086][0087][0088]
根据各阶段单台设备不同能源投入分摊值可计算出各阶段单台设备能源投入总量，用e
t
表示，
[0089]
单位采用吨标准煤(tce)，单个设备各阶段能源投入总量按下式计算：
[0090][0091]
其中，e
t
是单台设备t阶段能源投入总量，csci是i种能源的折标准煤系数，csc
p
为电的折标准煤系数，n为能源种类数，其他参数含义与前述一致。
[0092]
通过计算单设备不同阶段能源投入量如下：
[0093]
表14单设备分阶段能源投入量
[0094][0095]
(5)材料结构(m
t
)数据：
[0096]
废弃回收阶段无材料投入，原始数据中施工与建筑安装阶段为单个设备定额数据，不需要分摊，其他阶段原始数据分摊权重与固定资产投入一致(其中，运行阶段分摊权重与固定资产投入的维护维修阶段分摊权重一致)：
[0097]
表15材料投入原始数据与处理结果
[0098]
[0099]
[0100]
[0101]
[0102][0103]
本实施例中涉及到的材料单位为体积单位时，采用下表密度转换成重量：
[0104]
表16材料密度表
[0105][0106]
在本实施例中，步骤s2具体为：
[0107]
根据s1步骤中单台设备分摊的劳动力投入、能源投入、材料投入等数据，对输变电设备不同阶段碳排放量进行计算，计算方法如下：
[0108]
单台设备第t阶段(除运输阶段)碳排放按下式计算：
[0109][0110]
ad
i,t
＝fc
i,t
×
csci×
ncv
ce
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(11)
[0111]
式中，ce
t
是单台设备第t阶段的碳排放总量；ad
i,t
是单台设备第t阶段第i种能源的活动水平(tj)；n是能源种类数；pc
t
是单台设备第t阶段的电力消耗量；ef
p
是电力碳排放因子；l
t
是单台设备第t阶段的人工投入量(工日)；efw是人工碳排放因子(tco2e/(工日))；是第k种材料的碳排放因子；l是材料种类总数；ncv
ce
为标准煤的平均低位发热值；其他参数含义与前述一致。
[0112]
式中：
[0113]
h是需要运输的材料(设备)总数；
[0114]
n为运输工具种类数；
[0115]
l是投入的材料种类总数，其他参数与前述含义一致。
[0116]
废弃回收阶段除了产生碳排放外，回收材料能够减少对新材料的使用，所节约的碳排放按下式计算：
[0117][0118]
ce
t
'是单台设备废弃回收阶段回收材料减少的碳排放总量；
[0119]rs,k
是从单台设备投入的第k种材料回收获得第s种材料的回收系数；
[0120]
是建筑回收的第s种材料的碳排放因子；
[0121]
mck为单台设备前4个阶段第k种材料投入总量；
[0122]
l是材料种类总数。
[0123][0124]
为了方便后续模型构建，单台设备不同阶段碳排放分为碳排放发生量与净碳排放量两个口径进行核算，公式如下：
[0125][0126]
式中，c
t
是t阶段碳排放发生量，c
t
是t阶段净碳排放量，其他参数与前述含义一致。
[0127]
所述不同化石能源碳排放因子来自《建筑碳排放计算标准》gb/t51366-2019和《2006年ipcc国家温室气体清单指南》；所述不同能源折标准煤系数来自《中国能源统计年鉴2021》、《综合能耗计算通则gbt2589-2020》，标准煤平均低位发热值取《综合能耗计算通则gbt2589-2020》的参考值29307.6kj/kgce。所述碳氧化率来自《建筑碳排放计算标准》gb/t51366-2019、《省级温室气体清单编制指南(试行)》，具体如表18所示。
[0128]
表17化石能源投入二氧化碳核算标准表
[0129][0130]
电力消耗碳排放量计算时，采用全国电网平均碳排放因子，该因子取自生态环境部《企业温室气体排放核算方法与报告指南发电设施(2021年修订版)》。所述运输、人工、材料碳排放因子来自《建筑碳排放计算标准》gb/t51366-2019、中国产品全生命周期温室气体排放系数库、《工业气体产品碳排放指标》db31/t 1140-2019等相关标准及根据ipcc碳排放因子数据库(efdb)和现有文献研究确定。具体碳排放因子如表19所示。
[0131]
表18其他投入碳排放因子表
[0132][0133]
回收阶段材料碳排放具体根据废弃物产生量并结合回收率进行计算，废弃物产生量根据建筑与设备物化阶段(指生产、运输和施工与设备安装以及维护维修阶段)材料投入量确定，废弃物回收率通过现有研究文献确定，具体计算依据如下：
[0134]
表19废弃回收阶段材料碳排放计算依据
[0135][0136]
根据上述方法计算的分阶段碳排放结果如下：
[0137]
表20单设备分阶段碳排放量
[0138][0139]
上表废弃回收阶段材料碳排放为负值，表示回收废弃材料所节约的碳排放在本实施例中，步骤s3具体为：
[0140]
采用碳排放占比作为各阶段的权重，设备全生命周期中不同阶段的权重为：
[0141][0142]
其中，为单台电气设备第t阶段在全生命周期内的效率测算权重；
[0143]
依据上述步骤所计算的全生命周期不同阶段评估权重系数如下：
[0144]
表21全生命周期模型评估权重
[0145][0146]
构建输变电工程设备全生命周期全要素碳排放效率模型，具体为：
[0147][0148]
其中，下标o表示模型中正在估算其效率的电力设备单元，被评估的设备被称为电力设备单元，本研究将不同厂商的设备作为一个电力设备单元；
[0149]
是被评估的电力设备单元的全要素效率；
[0150]
m是投入要素个数(劳动、固定资本投入和能源投入)，s1是期望产出的个数，s2是非期望产出1(二氧化碳)的个数，s3是非期望产出2(线损)的个数。
[0151]
用s表示投入与产出的松弛量，其中是投入要素i的松弛量或潜在减少量，是期望产出r的松弛量或潜在增加量，是非期望产出1中j产出的松弛量或潜在减少量，是非期望产出2中l的松弛量或潜在减少量；
[0152]
x
io
是要素投入i的实际投入量，y
ro
是期望产出r的实际产出值，c
jo
是非期望产出1中j的实际产出值，b
lo
是非期望产出2中l的实际产出值；
[0153]
在约束条件中：x0是实际投入，在本项目x0由l0(全生命周期加权劳动投入)、k0(全生命周期加权固定资本投入)和e0(全生命周期加权能源投入)构成；
[0154]
y0是实际期望产出，在本项目中y0指设备全生命周期输电总量与输送电运距乘积的加权值；
[0155]
c0是实际非期望产出1的产出，在本项目中指设备全生命周期加权碳排放量；
[0156]
b0是实际非期望产出2的产出，在本项目中指设备全生命周期加权输电量的线损，按输电总量6％确定；
[0157]
λ是不同设备在生产前沿计算时的权重系数矩阵，由模型内生确定；
[0158]
x是投入要素的生产前沿，y是期望产出的生产前沿，c是非期望产出1的生产前沿，b是非期望产出2的生产前沿，均由模型内生确定；
[0159]
是投入要素的松弛量或潜在减少量，是期望产出的松弛值或潜在增加量，是非期望产出1的松弛值向量或潜在减少量向量，是非期望产出2的松弛值向量或潜在减少量。
[0160]
其中：
[0161]
y0＝y
tot
×de
ꢀꢀꢀꢀ
(21)
[0162]
b0＝0.06
×ytot
ꢀꢀꢀꢀ
(23)
[0163]
上述各式参数含义与前述一致。
[0164]
模型具体投入产出变量的加权结果如下：
[0165]
表22全生命周期加权投入产出表
[0166][0167]
基于上述模型结果，各设备的全要素碳排放效率计算公式为：
[0168][0169]
其中，tfce是全要素碳排放效率(totalfactor carbon-emission efficiency)，其他参数含义与前述一致。除此之外模型本身还能测算出全要素效率tfe(total factor efficiency)，能够与全要素碳排放效率进行对比分析。
[0170]
在本实施例中，步骤s4具体为：基于全生命周期全要素碳排放效率模型对不同厂商生产的设备进行全要素碳排放效率进行测算，测算的设备全要素碳排放效率tfce越接近1的厂商设备全生命周期全要素碳排放效率越高，测算的设备全要素碳排放效率越接近0的厂商设备全生命周期全要素碳排放效率越低。
[0171]
通过计算机软件stata16.0使用所构建的e-lca-sbm模型对不同设备全生命周期全要素碳排放效率进行计算，结果如下：
[0172]
表23全生命周期全要素碳排放效率
[0173][0174]
根据全要素碳排放效率结果，结合全生命周期加权投入产出表可以看出，虽然厂
家2的固定资本投入最高，但全要素碳排放效率与全要素效率也是最好的，厂家4的固定资本投入最少，但全要素碳排放效率与全要素效率表现也更差。表中的松弛量表示相比于最优的厂家2，其他厂家某变量能够改进的空间，从松弛量上也可以看出，厂商4的能源投入和碳排放效率方面的表现与最优厂商2的差距最大，且厂商4的全要素碳排放效率比全要素效率更低，说明其在综合效率最低的同时碳排放效率单台方面效率表现更差，不符合输变电工程低碳发展的要求，电网公司应优先选择将其淘汰更新成厂商2的设备。
[0175]
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

技术特征：
1.一种输变电工程设备的全生命周期碳排放效率评估方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤s1:获取输变电工程设备全生命周期数据，并计算不同设备不同阶段的投入要素；步骤s2:计算设备不同阶段的碳排放量；步骤s3:构建输变电工程设备全生命周期全要素碳排放效率模型；步骤s4:基于全生命周期全要素碳排放效率模型，测算设备的全生命周期全要素碳排放效率并得到评估结果。2.根据权利要求1所述的一种输变电工程设备的全生命周期碳排放效率评估方法，其特征在于，所述输变电工程设备全生命周期分为生产阶段、运输阶段、施工及设备安装、运行维护、废弃回收5个阶段。3.根据权利要求2所述的一种输变电工程设备的全生命周期碳排放效率评估方法，其特征在于，将5个阶段按时间先后顺序将不同阶段由1至5进行编号，并用t表示；获取输变电设备全生命周期设备输电量y
tot
与输电距离d
e
、劳动力投入l
t
、固定资本投入k
t
、能源投入e
t
、材料投入m
t
，具体收集到的t阶段消耗的第i种能源原始数据用fc
i,t
表示，具体收集到的t阶段第k种材料用mc
k,t
表示；l
t
、e
t
、m
t
是进一步核算二氧化碳的基础，而y
tot
和d
e
是计算期望产出以及进一步估算线路损耗的基础；其中，运输阶段收集的能源原始数据是设备运输过程的运输距离、运输重量和运输工具类型，该阶段具体某种能源投入量则通过使用运输阶段碳排放量与能源碳排放因子换算得到，具体计算公式如下：上式中fc
i2
是设备运输阶段第i种能源的消耗量，λ是运输的空载系数，默认取值1.67；tc
u,j
是单台设备运输阶段使用的第j种运输工具运输的第u种材料的重量；d
u,j
是运输阶段使用的第j种运输工具运输第u种材料的运输距离；是第j种运输工具的运输碳排放因子；是i种能源的碳排放因子；of
i
是i种能源的氧化率；n为运输工具种类数；h是需要运输的材料种类总数；其中，施工及设备安装阶段、运行维护阶段、拆除阶段所收集到的能源原始数据包括机械台班使用量和非机械台班能源数据；机械台班使用量对应的化石能源总消耗量和电能消耗量通过下面两个式子计算：机械台班使用量对应的化石能源总消耗量和电能消耗量通过下面两个式子计算：式中，t为3、4、5阶段，为t阶段所使用的种机械台班所消耗的i种化石能源总量，为t阶段j种机械台班使用量，为单位j种机械台班对i种能源的消耗定额系数，为机械台班电能消耗量，为单位j种机械台班对电力的消耗定额系数，n为机械台班种类总数；
接着，根据该设备的权重信息，将上述收集处理得到的y
tot
、l
t
、k
t
、e
t
、m
t
分摊到单台设备上，从而获得单台该设备在该阶段的要素投入或产出数据。4.根据权利要求3所述的一种输变电工程设备的全生命周期碳排放效率评估方法，其特征在于，单台设备t阶段分摊的某种要素投入或产出量按下式计算：特征在于，单台设备t阶段分摊的某种要素投入或产出量按下式计算：特征在于，单台设备t阶段分摊的某种要素投入或产出量按下式计算：特征在于，单台设备t阶段分摊的某种要素投入或产出量按下式计算：其中，l
t
、k
t
、mc
kt
是单台设备t阶段分摊的劳动投入、资本投入、第k材料投入量，y
tot
是单台设备分摊的全生命周期输电总量，为单台设备t阶段劳动、资本、第k种材料投入量的分摊权重，是单台设备全生命周期输电总量的分摊权重；单台设备分摊后的数据统一用小写字母表示，如某厂家生产多个设备投入得第k种材料在分摊前用mc
k,1
表示，分摊值则用mc
k,1
表示；单台设备t阶段分摊的能源投入按下式计算：式中fc
i,t
为单台设备t阶段分摊的第i种能源投入量，pc
t
是单台设备t阶段分摊的电能消耗量，为单台设备t阶段第i种能源投入量的分摊权重，是单台设备t阶段电能消耗量的分摊权重，pc
t
为t阶电能消耗量原始数据，为单台设备t阶段机械台班产生的第i种能源投入量的分摊权重，为单台设备t阶段机械台班产生的电能消耗量的分摊权重，为单台设备t阶段非机械台班产生的第i种能源投入的分摊权重，为单台设备t阶段非机械台班产生的电能消耗量的分摊权重，为t阶非机械台班产生的第i种能源原始数据，pc
to
为t阶非机械台班产生的电能消耗量原始数据；根据各阶段单台设备不同能源投入分摊值可计算出各阶段单台设备能源投入总量，用e
t
表示，单位采用吨标准煤(tce)，单个设备各阶段能源投入总量按下式计算：其中，e
t
是单台设备t阶段能源投入总量，csc
i
是i种能源的折标准煤系数，csc
p
为电的折标准煤系数，n为能源种类数，其他参数含义与前述一致。5.根据权利要求1所述的一种输变电工程设备的全生命周期碳排放效率评估方法，其特征在于，所述步骤s2具体为：根据s1步骤中单台设备分摊的劳动力投入、能源投入、材料投入等数据，
对输变电设备不同阶段碳排放量进行计算，计算方法如下：单台设备第t阶段碳排放按下式计算：ad
i,t
＝fc
i,t
×
csc
i
×
ncv
ce (11)式中，ce
t
是单台设备第t阶段的碳排放总量；ad
i,t
是单台设备第t阶段第i种能源的活动水平(tj)；n是能源种类数；pc
t
是单台设备第t阶段的电力消耗量；ef
p
是电力碳排放因子；l
t
是单台设备第t阶段的人工投入量；ef
w
是人工碳排放因子)；是第k种材料的碳排放因子；l是材料种类总数；ncv
ce
为标准煤的平均低位发热值；其他参数含义与前述一致；设备运输阶段t＝2碳排放按下式计算：式中：h是需要运输的材料总数；n为运输工具种类数；l是投入的材料种类总数，其他参数与前述含义一致；废弃回收阶段除了产生碳排放外，回收材料能够减少对新材料的使用，所节约的碳排放按下式计算：ce
t
'是单台设备废弃回收阶段回收材料减少的碳排放总量；r
s,k
是从单台设备投入的第
k
种材料回收获得第s种材料的回收系数；是建筑回收的第s种材料的碳排放因子；mc
k
为单台设备前4个阶段第k种材料投入总量；l是材料种类总数；单台设备不同阶段碳排放分为碳排放发生量与净碳排放量两个口径进行核算，公式如下：式中，c
t
是t阶段碳排放发生量，c
t
是t阶段净碳排放量。6.根据权利要求1所述的一种输变电工程设备的全生命周期碳排放效率评估方法，其特征在于，所述步骤s3具体为：采用碳排放占比作为各阶段的权重，设备全生命周期中不同阶段的权重为：
其中，为单台电气设备第t阶段在全生命周期内的效率测算权重；构建输变电工程设备全生命周期全要素碳排放效率模型，具体为：其中：其中：其中：y0＝y
tot
×
d
e (21)b0＝0.06
×
y
tot (23)下标o表示模型中正在估算其效率的电力设备单元；是被评估的电力设备单元的全要素效率；m是投入要素个数，s1是期望产出的个数，s2是非期望产出二氧化碳的个数，s3是非期望产出线损的个数；用s表示投入与产出的松弛量，其中是投入要素i的松弛量或潜在减少量，是期望产出r的松弛量或潜在增加量，是非期望产出1中j产出的松弛量或潜在减少量，是非期望产出2中l的松弛量或潜在减少量；x
io
是要素投入i的实际投入量，y
ro
是期望产出r的实际产出值，c
jo
是非期望产出1中j的实际产出值，b
lo
是非期望产出线损中l的实际产出值；在约束条件中：x0是实际投入，在本项目x0由全生命周期加权劳动投入l0、全生命周期加权固定资本投入k0和全生命周期加权能源投入e0构成；y0是实际期望产出，在本项目中y0指设备全生命周期输电总量与输送电运距乘积的加权值；c0是实际非期望产出二氧化碳的产出，在本项目中指设备全生命周期加权碳排放量；b0是实际非期望产出线损的产出；λ是不同设备在生产前沿计算时的权重系数矩阵，由模型内生确定；x是投入要素的生产前沿，y是期望产出的生产前沿，c是非期望产出二氧化碳的生
产前沿，b是非期望产出线损的生产前沿，均由模型内生确定；是投入要素的松弛量或潜在减少量，是期望产出的松弛值或潜在增加量，是非期望产出二氧化碳的松弛值向量或潜在减少量向量，是非期望产出线损的松弛值向量或潜在减少量；基于上述计算，各电气设备的全要素碳排放效率tfce的计算公式为：7.根据权利要求1所述的一种输变电工程设备的全生命周期碳排放效率评估方法，其特征在于，所述步骤s4具体为：基于全生命周期全要素碳排放效率模型对不同厂商生产的设备进行全要素碳排放效率进行测算，测算的设备全要素碳排放效率tfce越接近1的厂商设备全生命周期全要素碳排放效率越高，测算的设备全要素碳排放效率越接近0的厂商设备全生命周期全要素碳排放效率越低。

技术总结
本发明涉及一种输变电工程设备的全生命周期碳排放效率评估方法，包括以下步骤：步骤S1:获取输变电工程设备全生命周期数据，并计算不同设备不同阶段的投入要素；步骤S2:计算设备不同阶段的碳排放量；步骤S3:构建输变电工程设备全生命周期全要素碳排放效率模型;步骤S4:基于全生命周期全要素碳排放效率模型，测算设备的全生命周期全要素碳排放效率并得到评估结果。本发明综合考虑固定资本投入、劳动力投入、能源投入、碳排放量和输电设备线损，实现全生命周期碳排放效率评估。实现全生命周期碳排放效率评估。实现全生命周期碳排放效率评估。


技术研发人员：陈晓敏 陈熙隆 王春丽 郭威 高献 林晓宁 颜琰 陈卓琳 王亮 张娜
受保护的技术使用者：国网福建省电力有限公司
技术研发日：2023.05.18
技术公布日：2023/10/7