碳計(jì)量功能融入智能礦山系統(tǒng)是智能礦山建設(shè)與“雙碳”目標(biāo)并行推進(jìn)背景下，煤炭企業(yè)應(yīng)對“雙碳”目標(biāo)壓力的重要未來發(fā)展方向。針對煤炭生產(chǎn)企業(yè)開發(fā)的Deep-TPF智能碳計(jì)量功能系統(tǒng)的概念體系設(shè)計(jì)，探討融入智能礦山系統(tǒng)所面臨的挑戰(zhàn)。Deep-TPF煤炭企業(yè)碳計(jì)量系統(tǒng)通過內(nèi)化MRV碳計(jì)量體系(監(jiān)測、報(bào)告和核查機(jī)制)，以深度融合生產(chǎn)工藝流程、本地化排放因子的碳核算方法為核心，設(shè)計(jì)包括碳計(jì)量核算、碳數(shù)據(jù)分析、決策支持系統(tǒng)與可視化報(bào)告工具的智能碳計(jì)量功能系統(tǒng)，助力智能礦山建設(shè)有效應(yīng)對“雙碳”目標(biāo)下的技術(shù)、數(shù)據(jù)、制度、應(yīng)用場景四維挑戰(zhàn)。

文章來源：《智能礦山》2026年第1期“科創(chuàng)探討”欄目

第一作者：趙迪斐，博士，主要從事非常規(guī)能源勘探技術(shù)、學(xué)科交叉創(chuàng)新應(yīng)用技術(shù)的相關(guān)研究工作。E-mail：difei.zhao@cumt.edu.cn

作者單位：中國礦業(yè)大學(xué)；江蘇省能源研究會；北京大學(xué)

引用格式：趙迪斐，曠玥，劉丹丹，等. Deep-TPF煤炭企業(yè)碳計(jì)量系統(tǒng)概念體系構(gòu)想與設(shè)計(jì)探討[J]. 智能礦山，2026，7（1）：91-97.

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我國化石能源天然具有“富煤、貧油、少氣”的資源稟賦特征，決定了煤炭資源在未來一定時(shí)期內(nèi)將持續(xù)承擔(dān)能源安全“壓艙石”的角色。隨著應(yīng)對氣候變化與能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型全球共識的達(dá)成，我國面臨起點(diǎn)強(qiáng)度高、實(shí)現(xiàn)時(shí)間短的“雙碳”目標(biāo)戰(zhàn)略壓力，在“雙碳”目標(biāo)引領(lǐng)的能源轉(zhuǎn)型浪潮中，我國煤炭企業(yè)既面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，也迎來轉(zhuǎn)型升級的重要機(jī)遇。在智能礦山建設(shè)與“雙碳”目標(biāo)并行推進(jìn)的背景下，我國能源結(jié)構(gòu)將實(shí)現(xiàn)根本性調(diào)整，對煤炭領(lǐng)域能源企業(yè)形成了顯著的轉(zhuǎn)型壓力，煤炭行業(yè)碳計(jì)量領(lǐng)域迎來發(fā)展機(jī)遇，也面臨一系列現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)。在此背景下，在智能礦山框架中集成碳計(jì)量功能系統(tǒng)，擴(kuò)展、豐富智能礦山系統(tǒng)功能邊界，有助于煤炭企業(yè)高效應(yīng)對“雙碳”轉(zhuǎn)型壓力。

目前，對煤炭行業(yè)的專有碳計(jì)量研究還相對較少，碳計(jì)量功能系統(tǒng)融入智能礦山研究仍處于起步階段，相關(guān)成果鮮有文獻(xiàn)報(bào)道。筆者基于煤炭生產(chǎn)企業(yè)碳計(jì)量現(xiàn)實(shí)需求，通過內(nèi)化MRV碳計(jì)量體系（監(jiān)測、報(bào)告和核查機(jī)制），以深度融合生產(chǎn)工藝流程、內(nèi)化因子核算方法的Deep-TPF深度碳核算技術(shù)為核心，設(shè)計(jì)智能碳計(jì)量功能系統(tǒng)概念體系，以自研碳計(jì)量綜合數(shù)據(jù)平臺與碳康碼數(shù)字產(chǎn)品等作為碳管理輔助工具，并討論其融入智能礦山系統(tǒng)的現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)，為煤炭能源資源開發(fā)企事業(yè)單位提供更精確的碳排放量評估、碳排放檢測評價(jià)數(shù)據(jù)支撐，為科學(xué)碳減排、降低碳排放、優(yōu)化產(chǎn)能效率保駕護(hù)航，助力煤炭生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)對“雙碳”戰(zhàn)略背景下的碳計(jì)量新要求。

IPCC碳計(jì)量層級與MRV體系

IPCC成立于1988年，由世界氣象組織和聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署聯(lián)合建立，為決策者定期提供應(yīng)對氣候變化的可選方案，其評估為聯(lián)合國氣候大會-聯(lián)合國氣候變化框架公約（UNFCCC）談判構(gòu)建了基礎(chǔ)。IPCC 通過其指南為UNFCCC 提供了國家溫室氣體清單方法支持，協(xié)助全球各國編制完整的國家溫室氣體排放清單，既能幫助信息和資源豐富的國家制定特定詳細(xì)的碳計(jì)量方法，也保持了各碳計(jì)量方法之間的兼容性、可比較性和一致性。

IPCC提出的Tier 1~3層級方法是提供的碳計(jì)量基本底層方法，IPCC碳計(jì)量層級示意如圖1所示。IPCC將碳計(jì)量方法分為3級，越高層級的方法，越依賴于本地化的參數(shù)和特定行業(yè)的具體工藝、流程以及數(shù)據(jù)，Tier 1層級包容性、兼容性更好，但對行業(yè)適用性則偏弱；IPCC特別強(qiáng)調(diào)應(yīng)當(dāng)發(fā)展本地化、高層級的新方法。

圖1 IPCC碳計(jì)量層級示意

IPCC為全球提供了碳市場對接和數(shù)據(jù)對比的底層方法，與底層方法相比，美國的EPA方法體系可在一定程度上達(dá)到Tier 2~3級的層級水平，我國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)主要處于Tier 1~2層級。對碳的核算和計(jì)量，是所有碳達(dá)峰與碳中和相關(guān)工作的基礎(chǔ)，而本地化的參數(shù)需要基于對我國煤炭企業(yè)的深度理解，只有將我國煤炭行業(yè)工藝流程融入計(jì)算方法，才能形成科學(xué)、準(zhǔn)確的碳計(jì)量參數(shù)因子，進(jìn)而形成適用于我國煤炭行業(yè)的高層級碳計(jì)量方法。IPCC碳計(jì)量各層級的核心特征及層級間的本質(zhì)區(qū)別見表1，Tier 3層級更高，是因?yàn)槠鋽?shù)據(jù)更加豐富和具體，更在于排放機(jī)理的可解釋、過程的可追溯以及結(jié)果的可驗(yàn)證。

表1 IPCC碳計(jì)量層級間的本質(zhì)區(qū)別

除核算依據(jù)與底層方法外，碳計(jì)量要發(fā)揮實(shí)際作用，還需要擁有核算保障能力。國際通用的MRV體系可以構(gòu)成碳計(jì)量成效的保障，但把MRV體系內(nèi)化于方法中，將決定碳計(jì)量核算成果的準(zhǔn)確性和應(yīng)用價(jià)值。只有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、控制質(zhì)量的碳計(jì)量結(jié)果，才能在碳排放與未來的碳交易體系中幫助煤炭企業(yè)實(shí)現(xiàn)碳交易、降低碳成本。

MRV指碳排放量化以及相關(guān)過程中數(shù)據(jù)質(zhì)量保障的機(jī)制，過程主要包括監(jiān)測（Monitoring）、報(bào)告（Reporting）、核查（Verification），其中，監(jiān)測需要基于實(shí)測或高分辨率模型，報(bào)告指代可審計(jì)、可復(fù)現(xiàn)，核查則表示對于碳計(jì)量結(jié)果，需要實(shí)現(xiàn)第三方可核查，三者構(gòu)成了碳計(jì)量體系的結(jié)構(gòu)性組成部分。該體系是碳交易機(jī)制的重要基礎(chǔ)，其高質(zhì)量的碳數(shù)據(jù)也可以為企業(yè)應(yīng)對雙碳目標(biāo)轉(zhuǎn)型以及低碳決策提供科學(xué)依據(jù)。

歐盟、北美、日本等在相關(guān)領(lǐng)域起步較早，MRV系統(tǒng)相對完整，我國也積極參考國際經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合我國國情構(gòu)建相關(guān)體系。我國自啟動試點(diǎn)以來，已相繼設(shè)立了一系列碳排放權(quán)交易試點(diǎn)地區(qū)，為構(gòu)建全國統(tǒng)一碳市場的MRV體系提供了豐富經(jīng)驗(yàn)，正在加快建設(shè)全鏈條、數(shù)字化、智能化的全國碳市場管理平臺。

理解IPCC 碳計(jì)量層級以及MRV體系在Tier3碳計(jì)量層級構(gòu)建中的角色，對煤炭行業(yè)構(gòu)建Tier3碳計(jì)量具有直接指導(dǎo)意義，IPCC碳計(jì)量層級與MRV 體系為煤炭行業(yè)構(gòu)建Tier3 級碳計(jì)量提供了方法論框架，其核心在于推動碳排放核算由宏觀統(tǒng)計(jì)向過程機(jī)理建模轉(zhuǎn)變，在構(gòu)建中實(shí)現(xiàn)從“宏觀排放核算”轉(zhuǎn)向“生產(chǎn)過程碳建?！?由排放因子估算向設(shè)施級實(shí)測與動態(tài)模擬轉(zhuǎn)變，為煤炭行業(yè)構(gòu)建基于智能礦山的高精度、可核查碳計(jì)量體系奠定基礎(chǔ)，結(jié)合IPCC方法學(xué)與MRV體系的煤炭企業(yè)碳計(jì)量功能路徑如圖2所示。

圖2 結(jié)合IPCC方法學(xué)與MRV體系的煤炭企業(yè)碳計(jì)量功能路徑

因此，通過行業(yè)調(diào)研，參考IPCC底層方法與MRV體系可知，針對煤炭企業(yè)的碳計(jì)量參數(shù)還存在本地化空間，方法構(gòu)建常缺乏對煤炭行業(yè)工藝流程的深度理解，導(dǎo)致相關(guān)工藝流程未能充分融入碳計(jì)量方法體系，參數(shù)因子的科學(xué)性、準(zhǔn)確性因此存疑，同時(shí)，計(jì)量方法層級相對較低、適應(yīng)性不足，缺乏以IPCC為底層的高層級方法，制約了煤炭行業(yè)企業(yè)參與、融入未來的碳交易體系。

Deep-TPF碳計(jì)量功能系統(tǒng)概念體系設(shè)計(jì)

智能碳計(jì)量功能系統(tǒng)以Deep-TPF煤炭企業(yè)碳計(jì)量核算技術(shù)方法為基礎(chǔ)，形成碳計(jì)量核算、碳云數(shù)據(jù)管理與碳康碼數(shù)據(jù)產(chǎn)品，煤炭企業(yè)碳計(jì)量功能系統(tǒng)組成如圖3所示，其中Deep指深度行業(yè)化，深度研判生產(chǎn)工藝流程，明確核算邊界，TP為代工藝流程內(nèi)化，F(xiàn)為指代本地優(yōu)化的排放因子參數(shù)。

圖3 煤炭企業(yè)碳計(jì)量功能系統(tǒng)組成

Deep-TPF煤炭企業(yè)碳計(jì)量核算技術(shù)方法構(gòu)建與特點(diǎn)如圖4所示，研判煤炭生產(chǎn)企業(yè)業(yè)務(wù)流程，追蹤主要相關(guān)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，摸清碳排放相關(guān)工藝流程，通過工藝追蹤、理論模擬計(jì)算、碳監(jiān)測等環(huán)節(jié)，收集和研判碳排放數(shù)據(jù)。拆解煤炭企業(yè)從開采到成品外運(yùn)的完整工序，明確各環(huán)節(jié)的能源消耗、物料流動及直接/間接排放源，對各工藝環(huán)節(jié)建立“排放源-數(shù)據(jù)點(diǎn)-模型”映射，明確每類排放源對應(yīng)的數(shù)據(jù)系統(tǒng)（SCADA/EMS/瓦斯監(jiān)測/計(jì)量表等）、核算公式、因子來源與更新機(jī)制。以井工煤礦為例，核心工藝流程及對應(yīng)排放源包括以下4個(gè)方面。

圖4 Deep-TPF煤炭企業(yè)碳計(jì)量核算技術(shù)方法構(gòu)建與特點(diǎn)

（1）開采環(huán)節(jié)：包括掘進(jìn)、采煤、通風(fēng)、排水、提升，排放源為設(shè)備（采煤機(jī)、風(fēng)機(jī)等）耗電、耗柴油產(chǎn)生的直接/間接排放，以及井下瓦斯泄漏的直接排放。

（2）洗選加工環(huán)節(jié)：包括篩分、重介分選、浮選、脫水，排放源為洗選設(shè)備耗電、燃煤熱風(fēng)爐供熱排放，以及煤泥水蒸發(fā)、藥劑使用的輔助排放。

（3）儲運(yùn)環(huán)節(jié)：包括礦區(qū)內(nèi)轉(zhuǎn)載、鐵路 / 公路外運(yùn)，排放源為運(yùn)輸車輛柴油消耗、煤炭揚(yáng)塵逸散的排放。

（4）輔助環(huán)節(jié)等。研判煤炭生產(chǎn)企業(yè)業(yè)務(wù)流程，實(shí)現(xiàn)排放因子參數(shù)的本地優(yōu)化，有助于避免排放因子“一刀切”。

針對煤炭生產(chǎn)企業(yè)業(yè)務(wù)流程，在優(yōu)化排放因子的基礎(chǔ)上，構(gòu)建分工藝環(huán)節(jié)的排放因子體系。通過工藝流程研判追蹤，明確碳核算邊界，給出排放源清單，進(jìn)而收集活動數(shù)據(jù)、獲取并校準(zhǔn)各環(huán)節(jié)排放因子。在此過程中進(jìn)一步明確缺失數(shù)據(jù)類型，針對缺失數(shù)據(jù)結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)一線實(shí)際，布設(shè)高精度傳感器或給出其他數(shù)據(jù)補(bǔ)全處理方案。在工藝流程融入過程中，對于可以直接監(jiān)測碳排放相關(guān)數(shù)據(jù)的過程，通過設(shè)置高精度傳感器直接收集數(shù)據(jù)，對于只能準(zhǔn)實(shí)時(shí)或者事后的數(shù)據(jù)，需要專門設(shè)計(jì)“準(zhǔn)實(shí)時(shí)碳賬本”，構(gòu)建月度核算對齊與核查機(jī)制。

排放因子分為直接排放因子（如單位原煤瓦斯排放系數(shù)）和間接排放因子（如單位電耗對應(yīng)的碳排放系數(shù)），結(jié)合各工藝環(huán)節(jié)的技術(shù)參數(shù)、原料特性測算排放因子。

（1）直接排放因子

分環(huán)節(jié)測算直接排放因子，如瓦斯排放因子，針對開采環(huán)節(jié)，通過井下瓦斯抽采監(jiān)測數(shù)據(jù)，計(jì)算噸煤瓦斯逸散排放因子=（瓦斯總產(chǎn)生量－抽采利用量）÷ 原煤產(chǎn)量，需區(qū)分不同煤層（高瓦斯/低瓦斯）、開采工藝（綜采/炮采）分別測算；針對洗選熱風(fēng)爐、運(yùn)輸車輛，測算單位燃料燃燒排放因子，如柴油燃燒排放因子=（燃料含碳量×氧化率）/燃料熱值，需結(jié)合設(shè)備型號、燃燒效率修正；針對儲運(yùn)環(huán)節(jié)，測算噸煤轉(zhuǎn)運(yùn)揚(yáng)塵排放因子，考慮轉(zhuǎn)運(yùn)高度、風(fēng)速、噴淋降塵措施等，通過現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)校準(zhǔn)。

（2）間接排放因子

間接排放因子同樣分環(huán)節(jié)確定，例如各工藝環(huán)節(jié)耗電對應(yīng)的排放因子，需區(qū)分區(qū)域電網(wǎng)排放因子（公開數(shù)據(jù)）和企業(yè)自備電廠排放因子（自備電廠需單獨(dú)核算發(fā)電煤耗及排放），采煤環(huán)節(jié)耗電排放因子=區(qū)域電網(wǎng)排放因子×采煤設(shè)備耗電效率修正系數(shù)（因井下設(shè)備存在輸電損耗）等。

在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)形成煤炭生產(chǎn)企業(yè)工藝流程融入排放因子的碳計(jì)量方法，核心是按工藝環(huán)節(jié)拆分排放源、針對性測算分環(huán)節(jié)排放因子、疊加全流程數(shù)據(jù)核算總排放量，確保碳計(jì)量精準(zhǔn)匹配煤炭生產(chǎn)的實(shí)際工序。建立基于工藝流程的碳計(jì)量核算模型，以各環(huán)節(jié)產(chǎn)量/消耗量為活動水平數(shù)據(jù)，乘以對應(yīng)分環(huán)節(jié)排放因子，累加得到企業(yè)總碳排放量，并結(jié)合 MRV 體系實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)溯源與動態(tài)修正，基于排放因子法構(gòu)建MRV參數(shù)體系內(nèi)化的Tier 3級碳核算方法。

在MRV 體系監(jiān)測層，在不同工藝環(huán)節(jié)布設(shè)傳感器，實(shí)時(shí)采集活動水平數(shù)據(jù)（如采煤量、耗電量、瓦斯抽采量等），確保數(shù)據(jù)與工序聯(lián)動；在報(bào)告層按工藝環(huán)節(jié)拆分碳排放報(bào)告，明確各環(huán)節(jié)排放因子的測算依據(jù)、修正系數(shù)，提升報(bào)告透明度；在核查層，檢查分環(huán)節(jié)排放因子的合理性，重點(diǎn)驗(yàn)證高排放環(huán)節(jié)（如瓦斯、洗選供熱）的監(jiān)測數(shù)據(jù)與因子匹配度；并在此基礎(chǔ)上，實(shí)時(shí)根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)工藝變化同步更新對應(yīng)環(huán)節(jié)的排放因子，確保計(jì)量方法適配工藝變化，實(shí)現(xiàn)動態(tài)修正。

在IPCC 碳計(jì)量層級與 MRV 體系的指導(dǎo)下，煤炭行業(yè)構(gòu)建 Tier3 碳計(jì)量，需要煤炭行業(yè)將碳排放拆解到過程層級，不再以“噸煤×排放因子”的形式進(jìn)行計(jì)算，而是核算每一個(gè)工藝節(jié)點(diǎn)的真實(shí)碳行為，基于礦井級、工作面級數(shù)據(jù)/實(shí)時(shí)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)/與生產(chǎn)參數(shù)耦合的數(shù)據(jù)，來推動煤炭企業(yè)建立設(shè)施級碳計(jì)量能力，進(jìn)而直接為智能礦山集成碳計(jì)量系統(tǒng)提供技術(shù)路線依據(jù)，也為煤炭行業(yè)參與碳市場強(qiáng)化制度層面的可接受性。

Deep-TPF碳計(jì)量核算方法基于煤炭生產(chǎn)過程工藝流程研判，將排放因子與實(shí)測相結(jié)合，基于本地化因子構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化核算流程，實(shí)現(xiàn)在計(jì)量精度、準(zhǔn)確度和兼容性的全面提升，形成數(shù)據(jù)核算優(yōu)勢。融入了工藝流程與本地化排放因子的碳計(jì)量核算方法，更加貼近IPCC碳計(jì)量層級中的Tier 3層級，對煤炭行業(yè)的適應(yīng)性顯著增強(qiáng)。

在技術(shù)試點(diǎn)中，基于Deep-TPF煤炭企業(yè)碳計(jì)量核算技術(shù)方法形成的碳計(jì)量綜合數(shù)據(jù)平臺案例界面如圖5所示。在Tier 3級碳核算方法的基礎(chǔ)上，通過業(yè)務(wù)流程研判，融合工藝流程融入、排放因子優(yōu)化、MRV參數(shù)體系內(nèi)化、碳監(jiān)測與碳數(shù)據(jù)處理，最終形成碳計(jì)量核算、碳云數(shù)據(jù)管理功能。Deep-TPF煤炭企業(yè)碳計(jì)量核算技術(shù)方法集成了數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)，相比于現(xiàn)有應(yīng)用方法，Deep-TPF基于煤炭生產(chǎn)過程全環(huán)節(jié)研判、排放因子與實(shí)測相結(jié)合、基于本地化因子構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化核算流程，實(shí)現(xiàn)在計(jì)量精度、準(zhǔn)確度和兼容性的全面提升，形成數(shù)據(jù)計(jì)算優(yōu)勢。

圖5 碳計(jì)量綜合數(shù)據(jù)平臺案例界面

碳康碼數(shù)據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)

基于Deep-TPF煤炭企業(yè)碳計(jì)量核算技術(shù)方法與碳云數(shù)據(jù)管理平臺，通過監(jiān)測智能化與計(jì)算用能單位的二氧化碳排放量，將煤炭企業(yè)碳核算數(shù)據(jù)與政府提供的重點(diǎn)用能用戶能耗強(qiáng)度預(yù)警線和閾值進(jìn)行智能對比，為企業(yè)提供“碳碼”系列數(shù)據(jù)產(chǎn)品來有效監(jiān)測用戶企業(yè)碳排放量，賦予企業(yè)或生產(chǎn)過程“碳健康”的判斷。碳康碼數(shù)據(jù)產(chǎn)品輸出碳排放綠色、黃色和紅色二維碼，還可以通過智能檢索，提供企業(yè)碳排放中數(shù)值異常環(huán)節(jié)，幫助企業(yè)管理層與技術(shù)人員研判高碳排工藝環(huán)節(jié)，為煤炭企業(yè)管理層提供能效分析和數(shù)據(jù)增值服務(wù)。

碳康碼數(shù)據(jù)產(chǎn)品是在碳計(jì)量核算、碳云數(shù)據(jù)管理功能之外的延伸拓展，形成了為煤炭企業(yè)及行業(yè)管理人員提供碳管理、碳決策功能，并進(jìn)一步服務(wù)于煤炭企業(yè)工藝流程的優(yōu)化升級，為研判改進(jìn)高碳排工藝流程提供科學(xué)依據(jù)，降低煤炭企業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)型升級的成本投入與壓力。通過碳計(jì)量核算、碳云數(shù)據(jù)管理與碳康碼數(shù)據(jù)產(chǎn)品，形成完整的煤炭企業(yè)Deep-TPF智能碳計(jì)量功能系統(tǒng)，用于確定煤炭企業(yè)溫室氣體排放核算邊界、進(jìn)行碳排放核算及匯總、服務(wù)傳統(tǒng)能源企業(yè)碳管理、碳轉(zhuǎn)型等，還可以為企業(yè)應(yīng)對“雙碳”技術(shù)優(yōu)化提供科學(xué)依據(jù)。

智能碳計(jì)量及融入智能礦山的挑戰(zhàn)與意義

4.1 智能碳計(jì)量功能系統(tǒng)的作用及實(shí)踐意義

煤炭企業(yè)Deep-TPF智能碳計(jì)量功能系統(tǒng)是基于煤炭企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際的智能碳計(jì)量功能探索，其數(shù)字化、智能化的特點(diǎn)，為其作為功能模塊融入智能礦山系統(tǒng)提供了基礎(chǔ)，將賦予智能礦山系統(tǒng)在綠色化、低碳化功能角度的新能力。

通過數(shù)據(jù)采集與Deep-TPF智能碳計(jì)量方法，形成數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)，基于碳計(jì)量綜合數(shù)據(jù)云平臺形成數(shù)據(jù)分析平臺，并通過碳康碼數(shù)據(jù)產(chǎn)品形成決策支持系統(tǒng)與可視化和報(bào)告工具，發(fā)布和共享碳排放信息，幫助管理人員制定碳排放管理策略，煤炭企業(yè)Deep-TPF智能碳計(jì)量功能系統(tǒng)如圖6所示。

圖6 煤炭企業(yè)Deep-TPF智能碳計(jì)量功能系統(tǒng)

Deep-TPF智能碳計(jì)量功能系統(tǒng)中的煤炭企業(yè)碳排放計(jì)算模型及方法，結(jié)合行業(yè)工藝流程，為企業(yè)提供系列數(shù)據(jù)產(chǎn)品，從而有效監(jiān)測企業(yè)生產(chǎn)主要工業(yè)環(huán)節(jié)的碳排放情況，服務(wù)碳管理、碳決策、碳交易，幫助煤炭企業(yè)實(shí)現(xiàn)碳排放算得出、管得了。

在未來的智能礦山建設(shè)中，碳計(jì)量的重要性將隨著我國對減排和環(huán)境保護(hù)要求的增強(qiáng)而愈加突出。而在智能礦山系統(tǒng)中集成碳計(jì)量功能體系，是確保礦山運(yùn)營符合國家和國際環(huán)境法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的重要手段，可以幫助礦山管理者實(shí)時(shí)監(jiān)控和報(bào)告碳排放，確保遵循相關(guān)法律和行業(yè)要求。

碳計(jì)量功能系統(tǒng)集成到智能礦山系統(tǒng)中，將數(shù)據(jù)與智能調(diào)度聯(lián)動，有助于煤炭企業(yè)實(shí)時(shí)獲取各環(huán)節(jié)的能耗與碳排放數(shù)據(jù)，為制定減排策略、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)提供可量化依據(jù)，識別出高碳排放的操作環(huán)節(jié)，進(jìn)而有效指導(dǎo)不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)的節(jié)能降耗策略、指導(dǎo)設(shè)置優(yōu)化高碳排環(huán)節(jié)能源使用效率的科學(xué)措施。

精細(xì)化的監(jiān)測與數(shù)據(jù)分析管理，有助于煤炭企業(yè)對接雙碳考核與綠色指標(biāo)要求，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)與綠色生產(chǎn)的統(tǒng)一，向政府和市場證明合規(guī)性，減少監(jiān)管風(fēng)險(xiǎn)，長期積累的碳數(shù)據(jù)也將進(jìn)一步支持技術(shù)改造與智能化升級的成本收益分析，指導(dǎo)科學(xué)高效推進(jìn)綠色智慧礦山建設(shè)。將數(shù)據(jù)平臺與第三方碳交易、碳資產(chǎn)管理工具對接后，碳計(jì)量數(shù)據(jù)還可以進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為交易依據(jù)與資產(chǎn)價(jià)值，增強(qiáng)企業(yè)經(jīng)濟(jì)收益空間。

4.2 智能碳計(jì)量功能系統(tǒng)融入智能礦山的挑戰(zhàn)

智能碳計(jì)量功能系統(tǒng)融入智能礦山的研究仍處于起步階段。目前，我國煤炭行業(yè)碳計(jì)量及其融入智能礦山的發(fā)展還面臨諸多挑戰(zhàn)。煤炭企業(yè)礦山生產(chǎn)環(huán)節(jié)復(fù)雜，碳排放源復(fù)雜、計(jì)量難度大，碳排放來自煤炭開采與運(yùn)輸過程中的能源消耗、井下設(shè)備用電、柴油機(jī)械、瓦斯（甲烷）排放與利用等復(fù)雜環(huán)節(jié)，多源異構(gòu)排放并存，難以用單一模型或傳感器體系精準(zhǔn)覆蓋。甲烷等非二氧化碳排放計(jì)量也存在難點(diǎn)，煤礦甲烷（CH?）是高溫室效應(yīng)氣體，但其濃度變化快，排放具有突發(fā)性和不穩(wěn)定性，現(xiàn)有在線監(jiān)測設(shè)備在連續(xù)性、準(zhǔn)確性和長期穩(wěn)定性方面仍有不足。計(jì)量設(shè)備也存在可靠性等問題，比如在極端工況（高濕、高粉塵）下的穩(wěn)定性等方面，仍需進(jìn)一步提升。

（1）數(shù)據(jù)層面

煤炭行業(yè)碳計(jì)量的發(fā)展正在經(jīng)歷從“數(shù)據(jù)獲取”到“數(shù)據(jù)可信”的轉(zhuǎn)變，碳核算系統(tǒng)要求數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、口徑一致，而智能礦山涉及生產(chǎn)系統(tǒng)、能耗管理系統(tǒng)、環(huán)保監(jiān)測系統(tǒng)等多系統(tǒng)數(shù)據(jù)來源，不同系統(tǒng)間數(shù)據(jù)口徑、時(shí)間粒度、統(tǒng)計(jì)方法不一致，可能影響碳核算結(jié)果的可比性。碳核算還對數(shù)據(jù)質(zhì)量與溯源有較高要求，要求數(shù)據(jù)可追溯、可核查，但生產(chǎn)實(shí)踐中往往存在難以追溯核查的問題，影響碳數(shù)據(jù)在碳交易、績效考核中的可信度。在數(shù)據(jù)融合與實(shí)時(shí)計(jì)算方面，現(xiàn)有碳計(jì)量系統(tǒng)往往能力不足，智能礦山強(qiáng)調(diào)實(shí)時(shí)感知，但碳計(jì)量往往仍是沿用定期核算統(tǒng)計(jì)的方式，“實(shí)時(shí)智能”與”滯后核算”之間存在空間，這為智能碳計(jì)量功能系統(tǒng)融入智能礦山提出了新要求。

（2）在制度與頂層設(shè)計(jì)方面

我國煤炭行業(yè)的碳計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)體系尚不完善，國家層面的碳計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)更多集中在電力、鋼鐵、化工等行業(yè)，針對煤礦生產(chǎn)全過程、智能礦山場景的專門標(biāo)準(zhǔn)仍較少。在智能化條件下對碳排放核查機(jī)制與責(zé)任界定還未厘清，碳數(shù)據(jù)責(zé)任主體與法律邊界仍需明確。此外，對碳數(shù)據(jù)的應(yīng)用存在不足，碳計(jì)量與碳交易銜接較弱，煤炭企業(yè)多數(shù)尚未全面納入全國碳市場，導(dǎo)致企業(yè)開展高精度碳計(jì)量的經(jīng)濟(jì)激勵(lì)不足，智能礦山碳數(shù)據(jù)未得到充分應(yīng)用。在智能碳計(jì)量功能系統(tǒng)融入智能礦山的實(shí)踐中，碳計(jì)量尚未深度嵌入生產(chǎn)決策，智能礦山的碳計(jì)量功能系統(tǒng)的目標(biāo)遠(yuǎn)超“場景展示”，而是更加傾向于作為碳管理的實(shí)踐工具。

因此，功能需要真正影響生產(chǎn)調(diào)度、設(shè)備選型和工藝優(yōu)化，而不是僅停留在展示層。智能碳計(jì)量功能系統(tǒng)融入智能礦山的開發(fā)研究，需要礦山與科研人員協(xié)力，對復(fù)合型人才要求較高，需要系統(tǒng)團(tuán)隊(duì)具備礦山工程、數(shù)據(jù)分析、碳核算以及自動化與傳感技術(shù)能力，當(dāng)前的礦山人才結(jié)構(gòu)仍然難以匹配。

在智能礦山建設(shè)與“雙碳”目標(biāo)并行的背景下，智能碳計(jì)量功能系統(tǒng)融入智能礦山將迎來研究與實(shí)踐的重要機(jī)遇期，通過學(xué)科交叉、科學(xué)設(shè)計(jì)，有效應(yīng)對上述技術(shù)、數(shù)據(jù)、制度、應(yīng)用場景的四維挑戰(zhàn)，將助力煤炭行業(yè)借助智能化發(fā)展機(jī)遇，高效應(yīng)對“雙碳”目標(biāo)壓力。

總 結(jié)

（1）基于煤炭生產(chǎn)過程工藝流程研判，提出了通過融合工藝流程融入、排放因子優(yōu)化、MRV參數(shù)體系內(nèi)化、碳監(jiān)測與碳數(shù)據(jù)處理構(gòu)建形成的Tier 3級Deep-TPF煤炭企業(yè)碳計(jì)量核算技術(shù)方法?；贒eep-TPF方法，進(jìn)一步形成碳計(jì)量核算、碳云數(shù)據(jù)管理與功能與碳康碼數(shù)據(jù)產(chǎn)品，構(gòu)成包含數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)與可視化和報(bào)告工具的智能碳計(jì)量功能系統(tǒng)。

（2）Deep-TPF煤炭企業(yè)碳計(jì)量功能系統(tǒng)基于煤炭生產(chǎn)過程全環(huán)節(jié)研判構(gòu)建，將排放因子與實(shí)測相結(jié)合，并基于本地化因子構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化核算流程，從而實(shí)現(xiàn)計(jì)量精度、準(zhǔn)確度和兼容性的提升，形成數(shù)據(jù)核算優(yōu)勢以及融入智能礦山系統(tǒng)的基礎(chǔ)。

（3）智能碳計(jì)量功能系統(tǒng)融入智能礦山仍處于起步階段。未來，智能碳計(jì)量功能系統(tǒng)還需要進(jìn)一步破解技術(shù)、數(shù)據(jù)、制度、應(yīng)用場景四個(gè)維度的難題，才能真正適應(yīng)煤炭生產(chǎn)的特殊性，并形成與智能礦山的集成，助力煤炭企業(yè)借助智能礦山建設(shè)有效應(yīng)對“雙碳”目標(biāo)壓力。

編輯丨李莎

審核丨趙瑞

煤炭科學(xué)研究總院期刊出版公司擁有科技期刊21種。其中，SCI收錄1種，Ei收錄5種、CSCD收錄6種、Scopus收錄8種、中文核心期刊9種、中國科技核心期刊11種、中國科技期刊卓越行動計(jì)劃入選期刊4種，是煤炭行業(yè)最重要的科技窗口與學(xué)術(shù)交流陣地，也是行業(yè)最大最權(quán)威的期刊集群。

期刊簡介

《智能礦山》（月刊，CN 10-1709/TN，ISSN 2096-9139）是由中國煤炭科工集團(tuán)有限公司主管、煤炭科學(xué)研究總院有限公司主辦的聚焦礦山智能化領(lǐng)域產(chǎn)學(xué)研用新進(jìn)展的綜合性技術(shù)刊物。

主編：王國法院士

刊載欄目：企業(yè)/團(tuán)隊(duì)/人物專訪政策解讀視角·觀點(diǎn)智能示范礦井對話革新·改造學(xué)術(shù)園地、專題報(bào)道等。

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期刊成果：創(chuàng)刊5年來，策劃出版了“中國煤科煤礦智能化成果”“陜煤集團(tuán)智能化建設(shè)成果”“聚焦煤炭工業(yè)‘十四五’高質(zhì)量發(fā)展”等特刊/專題30多期。主辦“煤礦智能化重大進(jìn)展發(fā)布會”“煤炭清潔高效利用先進(jìn)成果發(fā)布會”“《智能礦山》理事、特約編輯年會暨智能化建設(shè)論壇”“智能礦山零距離”“礦山智能化建設(shè)運(yùn)維與技術(shù)創(chuàng)新高新研修班”等活動20余次。組建了理事會、特約編輯團(tuán)隊(duì)、卓越人物等千余人產(chǎn)學(xué)研用高端協(xié)同辦刊團(tuán)隊(duì)，打造了“刊-網(wǎng)-號-群-庫”全覆蓋的1+N全媒體傳播平臺，全方位發(fā)布礦山智能化領(lǐng)域新技術(shù)、新產(chǎn)品、新經(jīng)驗(yàn)。

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