Изобретение относится к экологическим системам мониторинга и контроля и может быть использовано для сбора информации и оперативного управления выбросами парниковых газов.
Существует проблема снижения уровня выбросов так называемых парниковых газов, преимущественно углекислого газа и метана, сопровождающих производственную деятельность человека, в частности использование каменного угля и нефти как топлива для получения энергии. Скапливаясь в верхних слоях атмосферы, газы способствуют неблагоприятному изменению термодинамических параметров атмосферы, приводящему, по ряду оценок, к глобальному потеплению климата. В рамках Рамочной Конвенции по изменению климата ООН (Рио-де-Жанейро, 1992) предлагается стабилизировать эмиссию парниковых газов на уровне 1990 года. В рамках Киотского протокола (Киото, 1997 г.) возможно введение системы установления предельных уровней (лимитов) на выбросы парниковых газов или квотирования с возможной торговлей этими квотами (часть условного количества - ЧУК, единица условного количества - ЕУК по тексту проектов решений конференции сторон Киотского протокола).
По оценкам, приведенным в патенте US 6115672, Caveny, 05.09.2000, концентрация углекислого газа в атмосфере за последние два столетия повысилась более чем на 25%, и обусловлено это на 99% сжиганием упомянутых ископаемых топлив и лишь только на 1% другими технологическими процессами, например производством цемента и извести. То же относится и к метану, более опасному с точки зрения создания парникового эффекта: сжигание ископаемых топлив приносит в атмосферу около 27% метана, остальное является продуктом хозяйственной деятельности (свалки, скот и пр.). В соответствии с рекомендациями Рамочной Конвенции по изменению климата в патенте US 6115672 предлагаются методы и приборы для контролируемого осуществления удаления углекислого газа из воздуха посредством естественного процесса, например фотосинтеза крахмала из сахаров с накоплением крахмала для использования в будущем. Изобретение направлено на объективизацию средств контроля количества поглощенного чистого углерода и, соответственно, определения размеров квот, которые могут быть проданы. Однако в патенте US 6115672 описываются лишь отдельные локальные элементы технологического процесса и лабораторной техники.
В другом изобретении US 6187465 B1, Galloway, 13.02.2001, рассматриваются технические аспекты преобразования углеродного топлива в энергию без выделения парниковых газов посредством электрохимической технологии. В изобретении WO 94/00380, Parker et al., 06.01.1994, описаны способ и система для синтеза химических веществ с поглощением углекислого газа для противодействия возникновению парникового эффекта. Изобретение не касается возможности управления процессами эмиссии парниковых газов для ряда предприятий - субъектов хозяйственной деятельности в глобальных масштабах.
Вместе с тем представляется актуальной разработка принципов построения информационной системы учета источников антропогенных выбросов и стоков парниковых газов, результатов реализованных климатических проектов, распределения лимитов на эмиссию (квоты) парниковых газов, образующихся в процессе производственной деятельности, для предприятий. При этом результаты климатических проектов или часть квоты отдельных предприятий в рамках общей квоты, выданной, например, региону или предприятию, выступают как товар, реализуемый предприятиями как в рамках того же региона, так и между предприятиями других регионов.
Известны различные информационные системы для реализации мероприятий по охране среды обитания. Описана информационная система для контроля загрязнений атмосферы города, которая включает автоматизированные посты контроля воздушного бассейна города, при этом используют определенную структуру размещения постов (RU 2102782 С1, ГРЦ им. акад. В.П. Макеева, G 01 W 1/00, 20.01.1998; RU 2161321 С2, ГРЦ им. акад. В. П. Макеева, G 01 W 1/00, 27.12.2000). Известна также экологическая система сбора информации о состоянии региона, предназначенная для мониторинга воздушной и водной среды независимо от предприятий - источников загрязнения, без влияния на экосистему и без помех на другие технические средства. Группы датчиков связаны с аппаратурой телефонной сети, связанной с центральным диспетчерским пунктом, содержащим средства приема-передачи, обработки и отображения информации о контролируемой экологической обстановке (RU 2079891, Баронкин и др., G 08 C 19/00, 20.05.1997).
Однако упомянутые системы не предусматривают наличия средств для определения уровней выбросов парниковых газов отдельными предприятиями и не включают механизма рационального управления и контроля за этим процессом.
Наиболее близкой по технической сущности и совокупности признаков к патентуемому изобретению является автоматизированная контрольно-информационная система, содержащая пункты контроля выбросов предприятий с системой сбора информации от датчиков экологического контроля состояния окружающей среды, объединенные линиями связи для передачи данных в локальные и центральный пункты (RU 2145120 С1, Баронкин и др., G 08 C 19/00, G 07 C 11/00, 27.01.2000). Предусмотрено использование средств космической экологической разведки, авиационный и автомобильный комплексы оперативного действия с соответствующими группами датчиков, которые через соответствующие средства связи подключены к центральному пункту.
Однако и упомянутая система не предназначена для оперативного отслеживания выбросов парниковых газов предприятиями и регионами и процессов переуступки результатов климатических проектов (купли-продажи) и квот (лимитов) на указанные выбросы.
Задачей изобретения является создание контрольно-информационной системы оперативного учета выбросов парниковых газов в целях внедрения механизмов и инструментов, стимулирующих сокращение упомянутых выбросов, выполняющей, в частности, следующие функции:
- измерение и определение выбросов;
- учет объема выбросов на предприятии (субъекте хозяйственной деятельности);
- организация централизованного сбора и хранения данных о выбросах и стоках парниковых газов субъектами хозяйственной деятельности;
- осуществление сертификации, регистрации и централизованного учета программ и проектов, снижающих выбросы и увеличивающих стоки ПГ;
- учет результатов реализованных мероприятий и проектов по сокращению выбросов, подтверждаемых системой учета и контроля;
- сертификация результатов мероприятий и проектов по сокращению выбросов на предприятии;
- реализация обмена, распределения и перераспределения результатов снижения выбросов и увеличения стоков ПГ;
- учет переуступки снижения выбросов другому предприятию;
- бухгалтерский учет средств, полученных в результате переуступки снижения выбросов;
- ведение регистра результатов проектов, снижающих выбросы и увеличивающих стоки парниковых газов, в целях выполнения статьи 12 РКИК п.2 и реализации мероприятий по подготовке к выполнению обязательств Российской Федерации согласно статьям 5 и 7 Киотского протокола.
Технический результат - повышение оперативности контроля в использовании и перераспределении результатов мероприятий по сокращению уровней антропогенных выбросов как в рамках отдельных регионов, так и в масштабе более крупных территориальных образований в глобальном масштабе.
Технический результат обеспечивается тем, что автоматизированная контрольно-информационная система содержит пункты контроля выбросов предприятий с системой сбора информации от датчиков экологического контроля состояния окружающей среды, объединенные линиями связи для передачи данных в локальные и центральный пункты. В систему дополнительно введены региональные (корпоративные) банки данных, центральный банк данных, блок анализа роста/сокращения выбросов парниковых газов, система управления взаиморасчетами.
Локальные и центральный пункты выполнены в виде региональных и главного вычислительных центров, при этом главный вычислительный центр соединен выделенными линиями связи с центральным банком данных и блоком анализа роста/сокращения выбросов парниковых газов, к которому подключены средства ввода данных от системы сбора информации датчиков экологического контроля состояния окружающей среды, а посредством корпоративной и/или всеобщей сети передачи данных - с региональными вычислительными центрами, каждый из которых соединен выделенной линией связи с соответствующим региональным/корпоративным банком данных.
Для взаимосвязи центрального банка данных, региональных/корпоративных банков данных, системы управления взаиморасчетами и с пунктами контроля выбросов предприятий использована корпоративная и/или всеобщая сеть передачи данных.
Пункты контроля выбросов предприятий дополнительно содержат средства расчета выбросов парниковых газов, исходя из модели конкретного производства с учетом потребления топлива, тепловой и электрической энергии.
Система может характеризоваться тем, что пункт контроля выбросов предприятия с системой сбора информации от датчиков экологического контроля состояния окружающей среды содержит блок определения энергоэффективности выпускаемой продукции, блок учета потребления топлива, блок учета потребления тепловой энергии и блок учета потребления электрической энергии, блок расчета выбросов парниковых газов, модель конкретного производства, расчетно-бухгалтерский центр, блок сравнения и анализа, средства для объективного контроля выбросов, блок формирования отчета, блок преобразования отчета в web-страницу, блок оперативной информации и блок формирования предложений по климатическим проектам и реализации их результатов. При этом блоки учета потребления топлива, тепловой и электрической энергии соединены с блоком расчета выбросов, с которым связана модель конкретного производства, подключенная также к блоку сравнения и анализа. Выходы блока расчета выбросов связаны с расчетно-бухгалтерским центром и с блоком сравнения и анализа, к которому подсоединены средства для объективного контроля выбросов на данном предприятии.
Выходы блока сравнения и анализа соединены с блоком формирования отчета, связанного с корпоративной и/или всеобщей сетью передачи данных через блок преобразования отчета в web-страницу, а также с блоком оперативной информации и расчетно-бухгалтерским блоком, к соответствующему входу которого подключен выход блока оперативной информации, подсоединенный также к информационному входу блока формирования отчета, причем расчетно-бухгалтерский блок связан с корпоративной и/или всеобщей сетью передачи данных. Блок формирования предложений по климатическим проектам и реализации их результатов подключен своим выходом к сети передачи данных, а блок определения энергоэффективности выпускаемой продукции связан своими входами с блоком расчета выбросов и расчетно-бухгалтерским центром, а выходом - с сетью передачи данных.
Система может характеризоваться также тем, что региональный/корпоративный банк данных содержит блок сбора и первичной обработки данных, блок кадастра, блок приема и хранения данных о выделенных региону лимитах, блок формирования обобщенных данных по региону и контроля их соответствия выделенным лимитам, блок распределения лимитов на выбросы между предприятиями региона, блок хранения данных о выделенных каждому предприятию лимитах, блок текущей информации о выбросах по каждому предприятию, блок формирования предупреждения об ожидаемом превышении лимита или предписания при превышении лимита, блок контроля исполнения предписания, блок формирования сообщения о наличии свободного лимита для продажи, блок прогнозирования, базу данных об участниках проектов, снижающих выбросы и увеличивающих стоки парниковых газов, блок определения и оценки результатов проекта, региональный/корпоративный регистр результатов проектов, снижающих выбросы и увеличивающих стоки парниковых газов, и региональный/корпоративный блок регистрации переуступки климатического результата проекта.
Выход блока сбора и первичной обработки данных подключен к соответствующим входам блока кадастра, блока прогнозирования и блока текущей информации о выбросах по каждому предприятию, выход блока приема и хранения данных о выделенных региону лимитах через блок распределения лимитов на выбросы между предприятиями региона связан с входом блока хранения данных о выделенных каждому предприятию лимитах, а также соединен с первым входом блока формирования обобщенных данных по региону и контроля их соответствия выделенным лимитам. Выход блока кадастра подключен ко второму входу блока формирования обобщенных данных по региону и контроля их соответствия выделенным лимитам, третьему входу блока формирования предупреждения об ожидаемом превышении лимита или предписания при превышении лимита и второму входу блока определения и оценки результатов проекта, третий вход которого связан с выходом блока текущей информации о выбросах по каждому предприятию. Выход блока хранения данных о выделенных каждому предприятию лимитах подсоединен ко вторым входам блока текущей информации о выбросах по каждому предприятию и блока прогнозирования, выходы которых соединены с соответствующими входами блока формирования предупреждения об ожидаемом превышении лимита или предписания при превышении лимита, вход-выход которого связан с выходом-входом блока контроля исполнения предписания. Второй выход блока текущей информации о выбросах по каждому предприятию подключен к входу блока формирования сообщения о наличии свободного лимита для продажи.
Выходы базы данных об участниках проектов, снижающих выбросы и увеличивающих стоки парниковых газов, соединены с соответствующими входами блока сбора и первичной обработки данных, регионального/корпоративного блока регистрации переуступки климатического результата и блока определения и оценки результатов проекта.
Выход блока определения и оценки результатов проекта связан со входом регионального/корпоративного регистра, подсоединенного своим выходом ко входу регионального/корпоративного блока регистрации переуступки климатического результата и к третьему входу блока формирования обобщенных данных по региону и контроля их соответствия выделенным лимитам, четвертый вход которого связан с выходом регионального/корпоративного блока регистрации переуступки климатического результата.
Блок сбора и первичной обработки данных, блок приема и хранения данных о выделенных каждому предприятию лимитах, блок формирования предупреждения об ожидаемом превышении лимита или предписания при превышении лимита, блок контроля исполнения предписания, блок формирования сообщения о наличии свободного лимита для продажи, блок хранения данных о выделенных каждому предприятию лимитах и база данных об участниках проектов, снижающих выбросы и увеличивающих стоки парниковых газов, снабжены средством для подключения к сети передачи данных, посредством которого каждый из этих блоков соединен с сетью, а блок формирования обобщенных данных по региону и контроля их соответствия выделенным лимитам и блок приема и хранения данных о выделенных региону лимитах содержат средства для подключения к выделенной линии связи.
Система может, кроме того, характеризоваться тем, что блок центрального банка данных содержит кадастр антропогенных выбросов и стоков парниковых газов, регистр результатов климатических проектов, снижающих антропогенные выбросы или увеличивающих стоки парниковых газов, используемый для сохранения данных о результатах указанных проектов и о предприятиях, участвующих в соответствующем проекте, блок выделения данных по участникам проектов, блок обработки данных и определения базовых уровней и лимитов, базу данных базовых уровней и лимитов, блок анализа результатов каждого из проектов и его сертификации, базу данных сертифицированных результатов проектов, центральную базу данных переуступки и блок коррекции лимитов. Входящие в состав блока центрального банка данных базы данных, кадастр, регистр и блок выделения данных по участникам проектов подключены к локальной сети передачи данных, управляемой главным вычислительным центром.
Выходы кадастра и блока выделения данных по участникам проектов подключены к соответствующим входам блока обработки данных и определения базовых уровней и лимитов, второй выход которого соединен с соответствующим входом регистра результатов климатических проектов, связанного своим выходом через блок анализа результатов и сертификации проектов со входом базы данных сертифицированных проектов. Второй выход базы подсоединен к одному из входов блока коррекции лимитов, другой вход которого подключен к выходу базы данных переуступки, а третий вход - к соответствующему выходу блока выделения данных по участникам проектов, выход блока коррекции лимитов соединен с корректирующим входом базы данных базовых уровней и лимитов.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 представлена структурная схема патентуемой автоматизированной контрольно-информационной системы;
на фиг.2 - структурная схема информационной системы предприятия;
на фиг.3 - структурная схема регионального/корпоративного банка данных;
на фиг. 4 - структурная схема блока центрального банка данных с главным вычислительным центром.
В основе функционирования патентуемой автоматизированной системы лежат следующие принципы построения.
Для осуществления глобальной системы контроля за антропогенными выбросами необходимо на начальном этапе определить уровень выбросов для территориального образования, например страны. При определении уровня выбросов учитываются:
- базовое значение уровня выбросов, т.е. уровень, определенный в целом для территориального образования по фактическим выбросам за календарный год;
- предельное значение уровня выбросов - лимит, допускаемый данному территориальному образованию, устанавливаемый в директивном порядке законодательным актом;
- текущее значение уровня выбросов, определяемое инструментальными методами или расчетом по топливно-энергетическому балансу.
Базовое значение уровня выбросов определяется единожды, при начале функционирования системы путем инвентаризации всех источников выбросов за предыдущий период. Для этого осуществляется:
- учет и контроль выбросов по источникам выбросов на предприятиях;
- аккумуляция данных по упомянутым выбросам предприятий на уровне региона;
- то же для всех регионов, входящих в территориальное образование.
Далее определяют текущее значение уровня выбросов аналогично базовому уровню. Разность значений удельных уровней базового и текущего года и является объектом управления в системе. Значение удельного уровня определяется как частное от деления объема выбросов на количество произведенной продукции. Например, при производстве электроэнергии объем выбросов в эквиваленте СО2 приводится к эквиваленту электроэнергии, выраженной в кВт•ч. При производстве металла объем израсходованных топливно-энергетических ресурсов, выраженный в эквиваленте СО2, приводится к количеству производимого металла.
При отрицательной величине указанной разности, то есть при росте объемов производства или при использовании энергозатратных технологий, предприятию выписывается предписание об уплате штрафов. Для учета всех источников выбросов парниковых газов ведется единый банк данных - кадастр.
Патентуемая система предусматривает отдельный учет результатов мероприятий, сокращающих выбросы парниковых газов. Вводится единый банк данных о результатах мероприятий по сокращению выбросов парниковых газов - регистр. В этот же регистр вносятся данные обо всех операциях переуступки результатов указанных мероприятий между предприятиями как внутри одного и того же региона, так и регионами между собой.
Аналогично кадастру, результаты мероприятий в регистре учитываются:
- по источникам выбросов на предприятиях;
- по предприятиям, представленным на уровне региона;
- то же для всех регионов, входящих в территориальное образование.
Результаты мероприятий по сокращению уровня выбросов не могут выражаться величиной, превышающей ежегодную разность величин уровней базового и текущего года, и являются объектом управления в системе. Иными словами, результат мероприятия по сокращению выбросов должен подтверждаться системой учета выбросов, отраженной в кадастре.
Вместо базового уровня предприятию и регионам или более крупным территориальным образованиям директивным порядком могут устанавливаться предельные объемы выбросов (лимиты или "квоты") или удельные объемы выбросов. В этом случае разность установленного предельного объема выбросов и фактического объема выбросов текущего года и является объектом управления в системе. Учет лимитов выбросов, устанавливаемых предприятиям, регионам и другим территориальным образованиям, осуществляется в отдельной базе данных. Каждому предприятию открывается отдельный счет, на который заносится устанавливаемый ему лимит выбросов. Система управления взаиморасчетами позволяет осуществлять операции по переуступке результатов мероприятий по сокращению уровня выбросов между предприятиями, территориальными образованиями как на региональном уровне, так и в глобальном масштабе.
Патентуемая контрольно-информационная система позволяет осуществить формирование квот на выбросы парниковых газов для отдельных территориальных образований, контроль их соблюдения, оперативное перераспределение упомянутых квот как между предприятиями внутри регионов, так и между регионами, а также торговлю квотами.
В описании данного изобретения под термином "выбросы парниковых газов" понимаются все выбросы и стоки газосодержащих компонентов, образующиеся в процессе производства, которые могут обуславливать появление парникового эффекта в атмосфере.
Автоматизированная контрольно-информационная система (см. фиг.1) включает пункты 10 контроля выбросов предприятия по числу субъектов хозяйственной деятельности (на фигуре для примера показано два таких пункта), региональный (корпоративный) банк 20 данных, региональный вычислительный центр 30. На фигуре показаны по одному блоку 20 и 30, однако их число соответствует числу территориальных образований, принимающих участие в программе снижения выбросов парниковых газов.
Система включает также центральный банк 40 данных, главный вычислительный центр 50, блок 60 анализа роста/сокращения выбросов парниковых газов, систему 70 сбора информации с датчиками 72 экологического состояния окружающей среды, систему 80 управления взаиморасчетами. Все указанные элементы контрольно-информационной системы соединены друг с другом по корпоративной и/или всеобщей сети 90 передачи данных для обмена информацией, имеют средства 32 для подключения к глобальной сети Интернет, а также выделенные линии 92 связи.
Пункт 10 контроля выбросов предприятия (см. фиг.2) содержит блок 102 учета потребления топлива, блок 104 учета потребления тепловой энергии и блок 106 учета потребления электрической энергии, то есть тех энергоносителей, которые участвуют в процессе производства на данном предприятии и потенциально могут являться источниками выбросов. Блоки 102, 104, 106 соединены с блоком 108 расчета выбросов парниковых газов, к которому подключена модель 110 конкретного производства. Эта модель учитывает выбросы тепличных газов от химико-технологических процессов. Блок 108 соединен с расчетно-бухгалтерским центром 112 и с блоком 114 сравнения и анализа.
Блок 114 сравнения и анализа может содержать средства 116 для объективного контроля выбросов на данном предприятии, например, в виде одного или нескольких датчиков концентрации парниковых газов. Блок 114 соединен с блоком 118 формирования отчета, который связан с блоком 120 преобразования отчета в web-страницу, а также с блоком 122 оперативной информации, также связанным с блоком 112. Выход расчетно-бухгалтерского центра 112 является выходом блока 10. Блок 10 также включает в свой состав блок 124 формирования предложений по климатическим проектам и реализации их результатов, подключенный своим выходом к сети 90 передачи данных, и блок 126 определения энергоэффективности выпускаемой продукции, связанный своими входами с блоком 108 расчета выбросов парниковых газов и расчетно-бухгалтерским центром 112, а выходом с сетью 90 передачи данных.
Региональный/корпоративный банк 20 данных (см. фиг.3) осуществляет систематизацию и накопление сведений о выбросах, управление системой лимитов на парниковые газы в рамках региона (области, края, города) или другого территориального образования, а также постоянный мониторинг и учет объемов антропогенных выбросов и стоков парниковых газов предприятиями и организациями региона, в том числе и субъектами хозяйственной деятельности, реализующими проекты, снижающие выбросы или увеличивающие стоки парниковых газов, влияющих на изменение климата.
В составе блока 20 имеется блок 202 сбора и первичной обработки данных, полученных по сети 90 от пунктов 10, соединенный с блоком 204 кадастра, в котором осуществляется систематизация и накопление сведений о выбросах.
Блок 20 также содержит блок 206 приема и хранения данных о выделенных региону лимитах, блок 208 формирования обобщенных данных по региону и контроля их соответствия выделенным лимитам, блок 210 распределения лимитов на выбросы между предприятиями региона, блок 212 хранения данных о выделенных каждому предприятию лимитах, блок 214 текущей информации о выбросах по каждому предприятию, блок 216 формирования предупреждения об ожидаемом превышении лимита или предписания при превышении лимита, блок 218 контроля исполнения предписания, блок 220 формирования сообщения о наличии свободного лимита для продажи, блок 222 прогнозирования, базу 224 данных об участниках проектов, снижающих выбросы и увеличивающих стоки парниковых газов, блок 226 определения и оценки результатов проекта, региональный/корпоративный регистр 228 и региональный/корпоративный блок 230 регистрации переуступки климатического результата.
Выход блока 202 сбора и первичной обработки данных подключен к соответствующим входам блока 204 кадастра, блока 222 прогнозирования и блока 214 текущей информации о выбросах по каждому предприятию. Выход блока 206 приема и хранения данных о выделенных региону лимитах через блок 210 распределения лимитов на выбросы между предприятиями региона связан с входом блока 212 хранения данных о выделенных каждому предприятию лимитах, а также соединен с первым входом блока 208 формирования обобщенных данных по региону и контроля их соответствия выделенным лимитам, выход блока 204 кадастра подключен ко второму входу блока 208 формирования обобщенных данных по региону и контроля их соответствия выделенным лимитам, третьему входу блока 216 формирования предупреждения об ожидаемом превышении лимита или предписания при превышении лимита и второму входу блока 226 определения и оценки результатов проекта, третий вход которого связан с выходом блока 214 текущей информации о выбросах по каждому предприятию, выход блока 212 хранения данных о выделенных каждому предприятию лимитах подсоединен ко вторым входам блока 214 текущей информации о выбросах по каждому предприятию и блока 222 прогнозирования, выходы которых соединены с соответствующими входами блока 216 формирования предупреждения об ожидаемом превышении лимита или предписания при превышении лимита, вход-выход которого связан с выходом-входом блока 218 контроля исполнения предписания, второй выход блока 214 текущей информации о выбросах по каждому предприятию подключен к входу блока 220 формирования сообщения о наличии свободного лимита для продажи.
Выходы базы 224 данных об участниках проектов, снижающих выбросы и увеличивающих стоки парниковых газов, соединены с соответствующими входами блока 202 сбора и первичной обработки данных, регионального/корпоративного блока 230 регистрации переуступки климатического результата и блока 226 определения и оценки результатов проекта, выход которого связан со входом регионального/корпоративного регистра 228, подсоединенного своим выходом ко входу регионального/корпоративного блока 230 регистрации переуступки климатического результата и к третьему входу блока 208 формирования обобщенных данных по региону и контроля их соответствия выделенным лимитам, четвертый вход которого связан с выходом регионального/корпоративного блока 230 регистрации переуступки климатического результата.
Блок 202 сбора и первичной обработки данных, блок 206 приема и хранения данных о выделенных каждому предприятию лимитах, блок 216 формирования предупреждения об ожидаемом превышении лимита или предписания при превышении лимита, блок 218 контроля исполнения предписания, блок 220 формирования сообщения о наличии свободного лимита для продажи, блок 212 хранения данных о выделенных каждому предприятию лимитах и база 224 данных об участниках проектов, снижающих выбросы и увеличивающих стоки парниковых газов, снабжены средством для подключения к сети передачи данных, посредством которого каждый из этих блоков соединен с сетью, а блок 208 формирования обобщенных данных по региону и контроля их соответствия выделенным лимитам и блок 206 приема и хранения данных о выделенных региону лимитах содержат средства для подключения к выделенной линии связи.
В случае превышения выделенного конкретному предприятию лимита, блок 214 по первому выходу инициирует запуск блока 216 формирования предупреждения об ожидаемом превышении лимита или предписания при превышении лимита. Предупреждение (или предписание) оперативно передается предприятию по сети для принятия соответствующих мер. Впоследствии эти распоряжения оформляются в виде документа по установленной форме, в частности - предписания на оплату штрафа. Блок 216 подключен к соответствующему выходу блока 218 контроля исполнения предписания, связанного через сеть 90 с системой 80 управления взаиморасчетами, а выходом - с блоком 204 кадастра.
В случае недоиспользования лимита, выделенного конкретному предприятию, блок 214 по второму выходу инициирует запуск блока 220 формирования сообщения о наличии свободного лимита для продажи, которое доступно всем пользователям сети. В случае оформления сделки по продаже невостребованного остатка лимита в блок 220 из банка 80 по сети 90 передается информация, инициирующая сброс этого сообщения. Одновременно по данным блока 220 через блоки 206-210 корректируется информация в блоке 212 блока 20 того региона, в котором находится предприятие-покупатель.
Для проведения статистической обработки, с целью получения данных о динамике изменения выбросов каждого предприятия для определения их экстраполируемых значений, введен блок 222 прогнозирования, подсоединенный входами к блокам 202 и 212, а выходом к соответствующему входу блока 216.
В состав регионального/корпоративного банка 20 данных включены также база 224 данных об участниках проектов, снижающих выбросы и увеличивающих стоки парниковых газов, и блок 226 определения и оценки результатов проекта, соединенный с региональным кадастром 204 и базой данных 224, которая связана также с сетью 90 передачи данных, с блоком 202 сбора и обработки данных и с блоком 222 прогнозирования.
Субъекты хозяйственной деятельности, проявляющие инициативу и желающие участвовать в реализации проекта, снижающего выбросы и увеличивающего стоки парниковых газов, обращаются к региональному/корпоративному банку 20 данных, используя для этого блок 124 формирования предложений по климатическим проектам и реализации их результатов.
Информация с этого блока через сеть 90 передачи данных поступает в базу 224 данных, в которой фиксируются данные этого предприятия и его отчет на момент обращения как базовый уровень выбросов в целях реализации проекта, снижающего выбросы, в том числе и данные в целях реализации проекта совместно с инвестором для последующего распределения результата проекта между участниками.
Обработка текущих данных, поступающих с выхода блока 214 текущей информации о выбросах по каждому предприятию, совместно с данными, сохраняемыми блоком 204 кадастра, выбираемых в соответствии с информацией, хранящейся в базе 224 данных об участниках проектов, снижающих выбросы и увеличивающих стоки парниковых газов, осуществляется блоком 226 определения и оценки результатов проекта, а результаты этой обработки поступают в региональный/корпоративный регистр 228.
Регистр 228 обеспечивает сохранение результатов проекта, которому присваивается регистрационный номер, а также передачу данных о зарегистрированных проектах в региональный/корпоративный блок 230 регистрации переуступки климатического результата и через блок 208 формирования обобщенных данных по региону и контроля их соответствия выделенным лимитам и выделенную линию 92 связи в главный вычислительный центр 50 для пополнения и/или корректировки информации, хранящейся в центральном банке 40 данных.
Региональный вычислительный центр 30 представляет собой главный сервер региона, снабженный достаточно мощными магистральными коммутаторами сети.
Главный вычислительный центр 50 выполняет в основном функции достаточно мощного сервера, обеспечивающего взаимодействие и обмен данными центрального банка 40 данных с региональными/корпоративными банками 20 данных.
Центральный банк 40 данных содержит кадастр 402 антропогенных выбросов и стоков парниковых газов, регистр 404 результатов климатических проектов, снижающих антропогенные выбросы или увеличивающих стоки парниковых газов, в котором сохраняются данные о результатах указанных проектов и о предприятиях, участвующих в соответствующем проекте, блок 405 выделения данных по участникам проектов, блок 406 обработки данных и определения базовых уровней и лимитов, базу 408 данных базовых уровней и лимитов, блок 410 анализа результатов каждого из проектов и его сертификации, базу 412 данных сертифицированных проектов, базу 414 данных переуступки и блок 416 коррекции лимитов.
Главный вычислительный центр 50 обеспечивает подключение входящих в состав центрального банка 40 данных баз 408, 412 и 414 данных, кадастра 402, регистра 404 и блока 405 выделения данных по участникам проектов к сети 90 передачи данных и к выделенной линии 92 связи.
Выходы кадастра 402 и блока 405 подключены к соответствующим входам блока 406, второй выход которого соединен с соответствующим входом регистра 404, связанного своим выходом через блок 410 со входом базы 412 данных, второй выход которой подсоединен к одному из входов блока 416, другой вход которого подключен к выходу базы 414 данных переуступки, а третий вход - к соответствующему выходу блока 405, выход блока 416 соединен с корректирующим входом базы 408 данных.
Блок 60 анализа роста/сокращения выбросов представляет собой, по существу, автономную систему экологического мониторинга, см., например, патент RU 2028007 С1, Экоприбор, G 01 W 1/00, 27.01.1995, подключаемую к главному вычислительному центру 50 как "клиент-сервер".
Сеть 90 может иметь иерархическую структуру, использовать как региональные и локальные вычислительные сети, так и глобальную сеть Интернет, а также иметь в составе выделенные линии 92 связи.
Система функционирует следующим образом.
Исходя из имеющейся в центральном банке 40 данных информации об общих лимитах (квотах) на выбросы парниковых газов, сохраняемых в базе 408 данных базовых уровней и лимитов, главным вычислительным центром 50 определяются величины лимитов, выделенных каждому из регионов. При этом получаемые данные корректируются на основе информации, поступающей из блока 60 анализа роста/сокращения выбросов парниковых газов. Значения квот для каждого из регионов по сети 90 передаются в региональный вычислительный центр 30, который преобразует и размещает эти данные в региональном/корпоративном банке 20 данных, посылая их в блок 206 приема и хранения данных о выделенных региону лимитах.
С выхода блока 206 поступившие данные для последующего контроля передаются на один из входов блока 208 формирования обобщенных данных по региону и контроля их соответствия выделенным лимитам и вход блока 210 распределения лимитов на выбросы между предприятиями. Блок 210 на основе априорных данных о производственной деятельности предприятий региона определяет, какая часть из отпущенного региону лимита выделяется каждому конкретному предприятию. Указанная информация доступна в сети 90 передачи данных для каждого из n предприятий в соответствии с общепринятыми протоколами доступа. Эта же информация поступает на входы блока 214 текущей информации о выбросах по каждому предприятию и блока 222 прогнозирования.
Данные, поступающие от предприятий, проходят первичную обработку (в частности, дополняются служебной информацией об источнике данных, времени поступления и т. п.), накапливаются в течение заданного промежутка времени и пакетами данных передаются в блок 204 кадастра, блок 222 прогнозирования, блок 214 текущей информации. Блок 204 кадастра систематизирует всю поступающую информацию от предприятий региона.
Блок 214 текущей информации на основе данных, полученных из блока 212 хранения выделенных лимитов и данных, поступающих из блока 202, определяет текущую разность (на данный момент времени) между отпущенными предприятию лимитами и реальным значением величины выбросов предприятия с начала отчетного периода. Данная информация поступает как на блок 216 формирования предупреждения об ожидаемом превышении лимита или предписания при превышении лимита, так и на блок 220 формирования сообщения о наличии свободного лимита для продажи, причем на блок 220 информация поступает только в случае положительного значения вышеуказанной разности. Отрицательное значение этой разности инициирует выполнение блоком 216 возложенной на него функции формирования предписания.
Блок 222 прогнозирования определяет на основе поступающей информации динамику изменения выбросов парниковых газов и определяет ожидаемую величину выбросов парниковых газов через определенный промежуток времени, сравнивает ее с поступающей на его второй вход величиной отпущенных лимитов. В случае превышения ожидаемой величиной отпущенных лимитов блок 222 формирует на своих выходах сигнал, инициирующий формирование блоком 216 предупреждения об ожидаемом превышении лимита. Данное предупреждение по сети передается предприятию. Обработку данных по разным предприятиям рационально производить в режиме разделения времени с заданной периодичностью.
Блок 118 формирования отчета с заданной периодичностью формирует отчет о выбросах парниковых газов, который через блок 120 преобразования отчета в web-страницу поступает в сеть 90 для передачи в центральный банк 40 данных.
В случае получения сигнала с блока 114 сравнения и анализа о событии, требующем немедленного информирования регионального/корпоративного банка 20 данных, необходимая информация описанным выше образом передается в сеть 90. При этом данная информация может быть снабжена признаком наивысшего приоритета.
В случае недоиспользования лимита, выделенного конкретному предприятию, блок 214 текущей информации по второму выходу инициирует запуск блока 220 формирования сообщения о наличии свободного лимита для продажи, которое становится доступно всем пользователям сети. В случае оформления сделки по продаже упомянутого недоиспользованного остатка лимита в блок 220 из системы 80 управления взаиморасчетами (финансово-кредитного учреждения, банка) по сети 90 передается информация, инициирующая сброс этого сообщения. Одновременно по данным блока 220 формирования сообщения через блоки 206-210 корректируется информация в блоке 212 хранения выделенных каждому предприятию лимитов блока 20 того региона, в котором находится предприятие-покупатель.
В случае превышения выделенного конкретному предприятию лимита блок 214 по первому выходу инициирует запуск блока 216 формирования предупреждения об ожидаемом превышении лимита, передаваемого предприятию по сети 90, или предписания в случае превышения лимита для принятия соответствующих мер. Эта информация оперативно передается предприятию по сети и впоследствии оформляется в виде документа по установленной форме, в частности - предписания на оплату штрафа. Информация о предписании хранится в блоке 216 и может быть сброшена только по сигналу из блока 218 контроля исполнения предписания на основе данных, поступивших по сети из расчетно-бухгалтерского центра 112 предприятия-штрафника через систему 80 управления взаиморасчетами.
Центральный банк 40 данных, обслуживаемый главным вычислительным центром 50, осуществляющим через сеть 90 и выделенные линии 92 связи обмен информацией с региональными вычислительными центрами 30, используется для централизованного сбора данных о выбросах и стоках парниковых газов предприятиями. Используются данные о выбросах и стоках парниковых газов, поступающих от каждого из региональных (корпоративных) банков 20 данных, который ведет накопление и упорядочивание этих данных и сохранение их в кадастре 402 антропогенных выбросов и стоков парниковых газов в атмосферу, а также этих же данных по территориальным образованиям, и, в случае необходимости, по предприятиям-субъектам хозяйственной деятельности.
В процессе вторичной обработки хранящейся в кадастре 402 блока 40 информации блоком 406 обработки данных и определения базовых уровней и лимитов определяются сохраняемые в базе 408 данных базовые уровни и лимиты выбросов парниковых газов в атмосферу для каждого из территориальных образований.
Эти данные главным вычислительным центром 50 по выделенной линии 92 связи или по сети 90 передаются через региональные вычислительные центры 30 в блоки 206 приема и хранения данных о лимитах, выделенных региону, соответствующих региональных (корпоративных) банков 20 данных.
Через главный вычислительный центр 50 в центральный банк 40 данных поступают также данные о закреплении за каким-либо конкретным предприятием признака участника климатических проектов, направленных на снижение антропогенных выбросов или увеличивающих стоки парниковых газов.
При наличии такого признака инициируется функционирование блока 405 выделения данных по участникам проектов, изменяющего процедуры обработки данных блоком 406. В результате изменения процедур обработки данных отсортировываются результаты обработки по предприятиям - участникам проектов и соответствующим территориальным образованиям. Эта информация поступает в регистр 404 результатов климатических проектов, осуществляющий централизованный сбор и накопление данных по результатам климатических проектов, снижающих антропогенные выбросы или увеличивающих стоки парниковых газов предприятиями - субъектами хозяйственной деятельности.
По мере накопления информации в блоке 404 сохраняемые в нем данные обрабатываются блоком 410 анализа результатов и сертификации проектов.
При положительном исходе анализа результатов проекту присваивается регистрационный номер, информация о нем заносится в базу 412 данных сертифицированных проектов, о чем главным вычислительным центром 50 направляется сообщение участникам проекта. При этом главный вычислительный центр 50 делает информацию о сертифицированных проектах доступной всем пользователям, подключенным к сети 90.
Данные о фактических выбросах и стоках парниковых газов по реализованному и сертифицированному проекту поступают также в блок 416 коррекции лимитов. Блок 416 в соответствии с полученными данными определяет количественное сокращение выбросов или увеличение стоков парниковых газов по реализованному проекту и на основе информации, поступающей из блока 405 выделения данных по участникам проектов, обеспечивает соответствующее изменение информации, сохраняемой в базе 408 данных базовых уровней и лимитов.
При заключении сделок по переуступке установленных для отдельных субъектов хозяйственной деятельности или территориальных образований лимитов на выбросы парниковых газов информация о совершенных сделках передается системой 80 управления взаиморасчетами через главный вычислительный центр 50 в базу 414 данных переуступки и используется в дальнейшем для соответствующего изменения блоком 416 коррекции лимитов информации на выходе базы 408 данных базовых уровней и лимитов.
Информационная система для учета и перераспределения может быть реализована с использованием различных технических средств, предусмотренных для систем мониторинга окружающей среды и контроля экологической обстановки. В частности, система 70 сбора информации может быть основана на принципах сбора, обработки и пакетной передачи результатов измерения параметров физической среды по патенту RU 2080653 С1, Самхарадзе, G 06 F 17/40, 27.05.1997. Это устройство содержит управляющий вычислительный комплекс с адресно-информационной и командной магистралью, n аналоговых измерительных датчиков, столько же аналого-цифровых преобразователей и блоков обработки цифровых данных, а также ряд функциональных элементов для запоминания, коммутации, формирования параметров передаваемой информации, а также узлы передачи данных и канал ввода-вывода.
Контроль за выбросами парниковых газов и соответственно выявление нарушений квот в регионах, с привязкой к цифровой карте региона, может быть решен с использованием как контактных датчиков физических величин, так и лидарных средств контроля, обладающих дистанционностью и селективностью к газовому составу (RU 2028007 С1, Экоприбор, G 01 W 1/00, 27.01.1995). Может быть использована система спутникового экологического мониторинга посредством многоканальных радиометров, которая позволяет контролировать состояние атмосферы над промышленными объектами, проводить оценку мощных техногенных выбросов (см. , например, В.П. Мясников и др. Информационные технологии и информационные ресурсы космического экологического мониторинга. / Вестник РФФИ, 2, с. 30-37, июнь 2000 г.).
В архитектуре патентуемой автоматизированной системы могут быть использованы системно-технологические решения, принятые полностью или частично многими производителями программных продуктов и компьютерного оборудования. К ним относятся: Стандарт взаимодействия открытых систем OSI, разработанный Международной организацией по стандартизации ISO, современные сетевые архитектуры, технология межсетевого взаимодействия, системы управления базами данных, архитектура Intranet, программное обеспечение управления функционированием приложений в различных программно-технических средах (см., например, Клещев Н.Т., Романов А.А. Практическое руководство по организации и проектированию информационных систем. - М.: Изд-во OOO "Научтехлитиздат", 2001, Глава 6 "Архитектура информационных систем", с. 150-159).
Промышленная применимость. Программно-аппаратный комплекс может быть реализован с использованием современных средств вычислительной техники в виде совокупности автоматизированных рабочих мест, оборудованных персональными компьютерами, соединенными с сетью. Система бухгалтерского учета может быть организована с использованием имеющихся в продаже аналогичных систем и агрегатирована в патентуемый комплекс. Базы данных могут быть выполнены на профессиональных серверах, например, фирмы "SUN".
ПОЗИЦИИ НА ФИГУРАХ
10 - пункт контроля выбросов предприятия
20 - региональный/корпоративный банк данных
30 - региональный вычислительный центр
32 - средства для подключения к глобальной сети Интернет
40 - центральный банк данных
50 - главный вычислительный центр
60 - блок анализа роста/сокращения выбросов парниковых газов
70 - система сбора информации
72 - датчики экологического контроля состояния окружающей среды
80 - система управления взаиморасчетами
90 - корпоративная и/или всеобщая сеть передачи данных
92 - выделенная линия связи
102 - блок учета потребления топлива
104 - блок учета потребления тепловой энергии
106 - блок учета потребления электрической энергии
108 - блок расчета выбросов парниковых газов
110 - модель конкретного производства
112 - расчетно-бухгалтерский центр
114 - блок сравнения и анализа
116 - средства для объективного контроля выбросов
118 - блок формирования отчета
120 - блок преобразования отчета в web-страницу
122 - блок оперативной информации
124 - блок формирования предложений по климатическим проектам и реализации их результатов
126 - блок определения энергоэффективности выпускаемой продукции
202 - блок сбора и первичной обработки данных
204 - блок кадастра
206 - блок приема и хранения данных о выделенных региону лимитах
208 - блок формирования обобщенных данных по региону и контроля их соответствия выделенным лимитам
210 - блок распределения лимитов на выбросы между предприятиями региона
212 - блок хранения выделенных каждому предприятию лимитов
214 - блок текущей информации о выбросах по каждому предприятию
216 - блок формирования предупреждения об ожидаемом превышении лимита или предписания при превышении лимита
218 - блок контроля исполнения предписания
220 - блок формирования сообщения о наличии свободного лимита для продажи
222 - блок прогнозирования
224 - база данных об участниках проектов, снижающих выбросы и увеличивающих стоки парниковых газов
226 - блок определения и оценки результатов проекта
228 - региональный/корпоративный регистр
230 - региональный/корпоративный блок регистрации переуступки климатического результата
402 - кадастр антропогенных выбросов и стоков парниковых газов
404 - регистр результатов климатических проектов, снижающих антропогенные выбросы или увеличивающих стоки парниковых газов, в котором сохраняются данные о результатах указанных проектов и о предприятиях, участвующих в соответствующем проекте
405 - блок выделения данных по участникам проектов
406 - блок обработки данных и определения базовых уровней и лимитов
408 - база данных базовых уровней и лимитов
410 - блок анализа результатов каждого из проектов и его сертификации
412 - база данных сертифицированных проектов
414 - центральная база данных переуступки
416 - блок коррекции лимитовл
Изобретение относится к экологическим системам мониторинга и контроля и может быть использовано для сбора информации и оперативного управления выбросами парниковых газов. Его использование позволяет получить технический результат в виде создания контрольно-информационной системы оперативного учета выбросов парниковых газов в целях внедрения механизмов и инструментов, стимулирующих сокращение выбросов. Система включает пункты 10 контроля выбросов предприятия по числу субъектов хозяйственной деятельности, региональный/корпоративный банк 20 данных, региональный вычислительный центр 30, центральный банк 40 данных, главный вычислительный центр 50, блок 60 анализа роста/сокращения выбросов парниковых газов, систему 70 сбора информации с датчиками 72 экологического состояния окружающей среды, систему 80 управления взаиморасчетами, сеть 90 передачи данных, выделенные линии 92 связи. 3 з. п.ф-лы, 4 ил.
| ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ СИСТЕМА СБОРА ИНФОРМАЦИИ О СОСТОЯНИИ РЕГИОНА | 1996 |
|
RU2145120C1 |
| ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ СИСТЕМА СБОРА ИНФОРМАЦИИ О СОСТОЯНИИ РЕГИОНА | 1992 |
|
RU2079891C1 |
| СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ СЕТИ НАБЛЮДЕНИЙ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ ГОРОДА | 1994 |
|
RU2102782C1 |
| СПОСОБ КОНТРОЛЯ ЗА ВЫБРОСАМИ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ИСТОЧНИКАМИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ | 1998 |
|
RU2161321C2 |
| СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ ИСТОЧНИКА ВЫБРОСА | 1991 |
|
RU2028007C1 |
| US 6187465 В1, 13.02.2001 | |||
| Экономайзер | 0 |
|
SU94A1 |
