申请/专利权人：南京大学

申请日：2023-09-06

公开（公告）日：2024-04-26

公开（公告）号：CN117114951B

主分类号：G06Q50/26

分类号：G06Q50/26;G06Q50/02;G06Q50/06;G16C20/30;G16C20/10

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.26#授权;2023.12.12#实质审查的生效;2023.11.24#公开

摘要：本发明涉及一种基于混合生命周期的省级粮食系统碳排放核算方法，主要步骤包括：建立基于混合生命周期的省级粮食系统碳排放的核算框架、确定和收集省级粮食系统碳排放核算所需数据、核算省级尺度粮食生产生命周期过程的碳排放、在空间上将不同生命周期过程的碳排放进行叠加形成省级粮食系统生命周期总排放。本方法通过自下而上生命周期的粮食系统碳排放核算方法，能够更加清楚和准确地了解并追溯地区粮食系统的关键排放源，以及排放源涉及的地理区位、粮食类型及其生命周期过程等要素信息。本发明将粮食的生命周期从生产拓展到废弃物的处置，包括粮食的全生命周期生产、加工、运输、零售、消费和废弃处理，更加全面地体现地区的粮食系统排放。

主权项：1.一种基于混合生命周期的省级粮食系统碳排放核算方法，包括以下步骤：第一步、建立基于混合生命周期的省级粮食系统碳排放的核算框架，核算框架包括：研究目标、功能单位和系统边界；其中，研究目标是指：分析区域粮食系统生命周期各阶段过程产生的温室气体排放，并确定对区域粮食系统温室气体排放影响最大的关键过程；功能单位是指：单位质量食物在各个粮食系统生命周期过程产生的温室气体排放当量，单位为CO2ekg-1，所述温室气体包括：二氧化碳、甲烷、氧化亚氮，这三类温室气体折算成二氧化碳当量，CO2：1，CH4：28，N2O：265；系统边界是指：包括区域内的粮食生产、加工、储存、运输、消费及废弃物处置的生命周期各个环节，所述粮食包括：水稻、小麦、玉米、大豆和薯类；第二步、确定和收集省级粮食系统碳排放核算所需数据，包括排放系数和活动数据；其中，排放系数包括：区域内不同粮食在生产、加工、运输、零售、消费和废弃处理过程中的排放系数；活动数据包括：区域内不同粮食的生产量、消费量、加工量、运输量、零售量、废弃物处理量，以及粮食浪费比例，厨余垃圾处理比例以及各类经济部门基础数据；第三步、核算省级尺度粮食生产生命周期过程的碳排放，所述粮食生产生命周期过程包括生产阶段、加工阶段、运输阶段、零售阶段、消费阶段、废弃物处置阶段：A、生产阶段的碳排放通过以下公式计算获得：EProductioni，j＝CFIn，i，j+CFFer，i，j+CFRes，i，j+CFCH4，j*AProductioni，jEProductioni，j为粮食i在j地区生产阶段的碳排放，是粮食i在j地区农业生产投入、肥料施用过程、秸秆处理过程以及水稻田的甲烷排放的总和；CFIn，i，j为粮食i在j地区农业生产投入的排放因子，CFFer，i，j为粮食i在j地区肥料使用过程的排放因子，CFRes，i，j为粮食i在j地区秸秆处理过程的排放因子，CFCH4，j为稻田在j地区甲烷CH4排放因子，AProductioni，j为粮食i在j地区生产过程的活动数据即产量；粮食i在j地区农业生产投入的排放因子CFIn，i，j根据下式计算获得： 式中，k为农业投入的排放源，包括种子、氮、磷、钾肥、农药、农用地膜、灌溉消耗的电力和农机消耗的柴油，INk为排放源k的投入活动数据，fk为农业投入k的排放因子，其中农机消耗的柴油的投入活动数据CFMach，i，j，通过以下公式计算获得：CFMach，i，j＝UADies，i，j*fDies式中，CFMach，i，j为j地区粮食i在播种、耕作和收获阶段农业机械直接使用柴油所产生的碳足迹，UADies，i，j为j地区粮食i在播种、耕作和收获阶段农业机械的柴油用量，该柴油用量取能源成本与柴油价格之比，fDies为柴油燃烧和生产的CO2排放系数；粮食i在j地区肥料使用过程的排放因子CFFer，i，j通过以下公式计算获得：CFFer，i，j＝UAN，i，j*RN*fN_D+fN_L+fN_VfN_D＝EFN，j*265fN_L＝EFL*0.2*265fN_V＝EFV*0.1*265其中，CFFer，i，j为粮食i在j地区因施用氮肥直接和间接产生的N2O所引起的碳足迹，UAN，i，j为粮食i在j地区单位作物产量氮肥施用量，RN为氮肥的含氮量，fN_D、fN_L、和fN_V分别为氮肥施用过程中的直接排放、氮淋失和氨挥发的排放系数，EFN，j为j地区N2O的直接排放系数，EFL为氮淋溶和径流引起的N2O的间接排放系数，EFV为挥发引起的N2O的间接排放系数；粮食i在j地区秸秆处理过程的排放因子CFRes，i，j通过以下公式计算获得：CFRes，i，j＝UARes，i，j*fRes其中，CFRes，i，j为j区粮食i秸秆燃烧的碳足迹，UARes，i，j为j地区i粮食对应作物的秸秆焚烧量，该秸秆焚烧量是不同类型粮食生产量与对应草谷比和焚烧比三者的乘积，fRes为秸秆燃烧的排放因子；秸秆燃烧将产生N2O和CH4，转化为二氧化碳当量通过以下公式计算获得： CFCH4，j为j区水稻甲烷排放的碳足迹；fCH4，j为中国省级温室气体排放清单中利用CH4MOD模型计算的排放系数；SowningareaCH4，j为j区水稻播种面积，yieldj为j区水稻产量；B、加工阶段的碳排放通过以下公式计算获得：EProcessingi，j＝CFProc_Pi，j*AProcessiingi，jCFProc_Pi，j＝fProc_P，i*fe，jEProcessingi，j为粮食i在j地区加工阶段的碳排放，CFProc_Pi，j为粮食i在j地区加工的碳足迹，fProc_P，i为加工食品i所消耗的电能，fe，j为j地区电力排放因子，AProcessiingi，j为粮食i在j地区加工过程的粮食加工量；C、运输阶段的碳排放通过以下公式计算获得：ETransportationi，j＝ETransjConi，jETransj＝ffuel*Distj式中，ETransportationi，j为粮食i在j地区运输阶段的碳排放，由于跨省粮食运输主要是由于区域粮食短缺造成的，因此粮食i在j地区运输阶段的碳排放ETransportationi，j由j地区粮食运输总排放量ETransj和粮食i在j地区的稀缺指数Coni，j分配而得，j地区粮食运输排放ETransj由运输单位距离单位质量食物所消耗的燃料所排放的温室气体排放ffuel乘以j地区粮食周转量Distj；D、零售阶段的碳排放通过以下公式计算获得：Eretailing，i，j＝CFretailingi，j*Aretailingi，j式中，Eretailing，i，j是粮食i在j地区零售阶段的碳排放，CFretailingi，j是粮食i在j地区零售的排放因子，Aretailingi，j是粮食i在j地区的粮食零售量；E、消费阶段的碳排放通过以下公式计算获得：EConsumption，i，j＝CFcookingi，j*Aconsumptioni，j式中，EConsumption，i，j是粮食i在j地区消费阶段的碳排放，CFcookingi，j是粮食i在j地区消费烹饪的排放因子，Aconsumptioni，j是粮食i在j地区的粮食消费量；F、废弃物处置阶段碳排放通过以下公式计算获得：EWastedisposali，j＝CFdisposali，j*Adisposali，j式中，EWastedisposali，j是粮食i在j地区废弃物处置阶段的碳排放，CFdisposali，j是粮食i在j地区废弃物处置的排放因子，Adisposali，j是粮食i在j地区粮食废弃物处置量；第四步、在空间上将不同生命周期过程的碳排放进行叠加，形成省级粮食系统生命周期总排放。

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百度查询： 南京大学 一种基于混合生命周期的省级粮食系统碳排放核算方法

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