摘要：公路工程建設(shè)期的原材料生產(chǎn)加工、原材料運(yùn)輸及施工活動(dòng)等是其二氧化碳排放的主要來(lái)源。本文對(duì)公路工程建設(shè)期碳減排的主要路徑進(jìn)行解析，從減少資源占用、降低能源消耗、減少材料使用以及強(qiáng)化管理措施四方面，提出具體減排措施，可為公路工程建設(shè)期實(shí)施碳減排提供科學(xué)指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：交通碳排放；技術(shù)路徑；公路工程建設(shè)期；公路節(jié)能降碳

中圖分類號(hào)：U415"""""""""""""""""""""""""""""""" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A"""""""""""""""""""""""""""""""""""" 文章編號(hào)：1673-6478（2023）02-0106-04

Analysis of Carbon Reduction Paths during the Construction Period of Highway Projects under the Background of the Carbon Peaking and Carbon Neutrality Goals

SHI Zhanbin YU Qi GONG Weiwei LIU Jie MAO Ning CHENG Yinan LI Qili

（1. Zhunger Banner High Grade Highway Investment Company Limited， Erdos Inner Mongolia 017000， China;2. Transport Planning and Research Institute Ministry of Transport， Beijing 100028， China;3. Laboratory of Transport Pollution Control and Monitoring Technology， Beijing 100028， China）

Abstract： The production， processing， transportation of raw materials， and construction activities during the highway engineering construction period are the main sources of carbon dioxide emissions. This paper analyzes the main pathways for carbon reduction during the highway engineering construction period and proposes specific emission reduction measures from the aspects of reducing resource consumption， lowering energy consumption， minimizing material usage， and strengthening management measures， which can provide scientific guidance for implementing carbon reduction during the highway engineering construction period.

Key words： transport carbon emissions; technical pathways; highway construction period; energy and carbon reduction in highway engineering

0 引言

把“碳達(dá)峰碳中和”工作納入生態(tài)文明整體布局，是黨中央經(jīng)過深思熟慮作出的重大戰(zhàn)略部署。交通運(yùn)輸作為三大能源消耗及碳排放源之一，是助力實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的五大關(guān)鍵領(lǐng)域之一[1]，而交通基礎(chǔ)設(shè)施綠色低碳化建設(shè)對(duì)于交通運(yùn)輸領(lǐng)域減污降碳、協(xié)同增效具有重要意義。

近年來(lái)我國(guó)開展了多項(xiàng)綠色低碳公路領(lǐng)域的研究，邢向達(dá)[2]研究了低碳理念下綠色公路的建設(shè)方向以及關(guān)鍵技術(shù)；程書祥[3]等以大灣區(qū)部分城市為研究對(duì)象，分析了廣東省公路建設(shè)階段低碳政策發(fā)展環(huán)境；尹延昭[4]利用Delphi法，建立了包含10個(gè)因素層指標(biāo)的三級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，研究了節(jié)能降碳技術(shù)在公路建設(shè)工程中的適宜性評(píng)價(jià)方法；蘇麗娜[5]基于工程建設(shè)碳排放量評(píng)價(jià)的基本概念和理論框架，從原材料物化、運(yùn)輸和施工等階段進(jìn)行橋梁改擴(kuò)建能耗?原材料碳排放效益研究，并對(duì)其節(jié)能減排進(jìn)行量化分析計(jì)算?，F(xiàn)有研究多為對(duì)綠色低碳技術(shù)開展適用性分析以及減排效益評(píng)估，本文根據(jù)全生命周期理論，基于內(nèi)源性碳排放和外源性碳排放的不同邊界，聚焦公路工程建設(shè)期，從減少資源占用、降低能源消耗、減少材料使用以及強(qiáng)化管理措施四方面，提出具體碳減排舉措，可為公路工程建設(shè)期實(shí)施碳減排提供科學(xué)指?導(dǎo)。

1 公路工程碳排放環(huán)節(jié)解析

公路工程建設(shè)期的碳排放源主要包括資源占用、能源消耗和材料使用三大方面。公路工程建設(shè)期碳排放具體可分為內(nèi)源性碳排放和外源性碳排放，前者指公路工程直接產(chǎn)生的碳排放，后者指公路工程所消耗的各類材料（如鋼材、水泥、瀝青等）在使用前已經(jīng)在外部工業(yè)系統(tǒng)中產(chǎn)生的碳排放。

2 公路工程建設(shè)期碳減排路徑

公路工程建設(shè)期碳減排路徑也可根據(jù)碳排放源分為內(nèi)源性碳減排措施以及外源性碳減排措施。內(nèi)源性碳減排措施主要是通過采取相關(guān)舉措直接減少公路工程建設(shè)期各類能源消耗以及二氧化碳排放，外源性碳減排措施主要是通過采取相關(guān)舉措節(jié)約公路工程建設(shè)期的材料使用以及資源消耗，從而間接減少碳排放。本文基于內(nèi)源性及外源性碳排放邊界，基于資源節(jié)約、能源節(jié)約、材料節(jié)約以及強(qiáng)化管理四個(gè)方面提出具體碳減排舉措。

2.1 資源節(jié)約措施

水資源節(jié)約、土地資源節(jié)約等資源節(jié)約措施可有效減少公路工程施工階段的資源消耗，是降低公路工程建設(shè)期間接二氧化碳排放的主要途徑之一。

（１）表土資源回收利用

新建公路在工程建設(shè)初期，需要清除地面附著的原生植被并對(duì)表土層進(jìn)行集中剝離。表層腐殖土中含有大量的植物種子、根系和腐殖質(zhì)，是十分珍貴的資源。通過表土資源回收利用，對(duì)沿線可利用表層土進(jìn)行剝離后集中堆放，以便于施工后期為中央分隔帶、互通立交區(qū)、沿線附屬區(qū)以及邊坡綠化等提供綠化土源。表土資源回收利用可減少表土作為棄方的處置運(yùn)輸距離以及綠化土源的運(yùn)輸距離，進(jìn)而減少運(yùn)輸集卡的能源消耗，降低間接二氧化碳排放。

（２）土石方平衡利用

在有條件的區(qū)域，公路施工中通過綜合全線填挖方情況，盡可能做到挖填平衡，充分利用開挖土石方，有效減少工程總體土石方材料消耗，同時(shí)降低材料運(yùn)輸過程中的能源消耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降碳。在落實(shí)土石方平衡方案過程中，采取就近利用、高向低運(yùn)、避免跨溝調(diào)運(yùn)等措施，進(jìn)一步減少由土石方運(yùn)輸所帶來(lái)的能源能耗。

（３）臨建場(chǎng)地永臨結(jié)合建設(shè)

在公路施工過程中，經(jīng)常需要征用土地建設(shè)拌和站、駐地、鋼筋加工廠、構(gòu)件預(yù)制場(chǎng)等臨建場(chǎng)地，通過臨建場(chǎng)地結(jié)合項(xiàng)目紅線建設(shè)、臨建場(chǎng)地結(jié)合地方已有設(shè)施建設(shè)、臨建場(chǎng)站集中建設(shè)等措施，可有效節(jié)約土地資源，降低建設(shè)材料消耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降碳。

（４）實(shí)景建模技術(shù)科學(xué)規(guī)劃土地資源

基于無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)對(duì)施工場(chǎng)地進(jìn)行航拍，構(gòu)建實(shí)景模型，然后在實(shí)景模型中對(duì)場(chǎng)地、便道、臨建等設(shè)施進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，通過對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)地形地貌的精準(zhǔn)分析，實(shí)現(xiàn)合理選址、填挖平衡，減少土地占用，科學(xué)節(jié)約土地資源。

（５）大體積混凝土冷卻水循環(huán)技術(shù)

大體積混凝土水冷、養(yǎng)護(hù)均需要大量用水，施工中將冷卻水進(jìn)行循環(huán)利用，可實(shí)現(xiàn)水資源高效利用。冷卻水經(jīng)內(nèi)置冷卻管循環(huán)帶走混凝土水化熱后，流出溫水，將其收集至儲(chǔ)水箱，與新抽低溫水進(jìn)行混合調(diào)溫，再用作冷卻水及養(yǎng)護(hù)水繼續(xù)使用，極大地提高水資源的利用率。

2.2 能源節(jié)約措施

通過拌和站油改氣、溫拌瀝青等技術(shù)降低傳統(tǒng)化石能源消耗，是降低直接二氧化碳排放的主要措施，而采用LED綠色照明、分布式光伏建設(shè)等措施可有效節(jié)省電能，是降低間接二氧化碳排放的主要措施。隨著各類新能源產(chǎn)品逐步成熟，公路工程施工階段可利用的新能源形式也更加豐富。

（１）拌和站油改氣建設(shè)

在公路工程建設(shè)過程中，瀝青拌和站主要使用燃料油、煤炭等作為燃料。由于這些燃料產(chǎn)生的污染物對(duì)環(huán)境造成影響較大，以清潔能源替代傳統(tǒng)燃料，一方面可以減少污染物排放，另一方面也是降低二氧化碳排放的重要手段。此過程中需要增設(shè)天然氣的供應(yīng)設(shè)備，天然氣供應(yīng)設(shè)備主要包括儲(chǔ)氣裝置、卸車增壓撬、氣化調(diào)壓一體撬以及計(jì)量系統(tǒng)等，同時(shí)還可以增加燃?xì)庑孤﹫?bào)警聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)、儲(chǔ)氣設(shè)備噴淋系統(tǒng)設(shè)施以提高天然氣使用的安全性。

（２）新能源設(shè)備應(yīng)用

在施工過程中，部分施工機(jī)械及運(yùn)載車輛可采用新能源設(shè)備代替?zhèn)鹘y(tǒng)化石能源設(shè)備，減少施工階段化石能源消耗，降低直接二氧化碳排放。

（３）溫拌瀝青技術(shù)

公路工程建設(shè)中路面工程是碳排放產(chǎn)生的重要來(lái)源，大部分路面采用瀝青及其混合料鋪設(shè)，目前常用的熱拌瀝青混合料是在公路施工過程中，將瀝青和混合料加熱至150℃以上進(jìn)行拌和制成，此過程不僅需要消耗大量化石能源進(jìn)行加熱，同時(shí)熱拌瀝青混合料也會(huì)產(chǎn)生氮氧化物和其他有害物質(zhì)，對(duì)自然環(huán)境產(chǎn)生較大影響。溫拌瀝青技術(shù)與傳統(tǒng)熱拌技術(shù)相比，保證路用性能的同時(shí)可以顯著降低拌合溫度以及鋪設(shè)溫度，進(jìn)而可以有效減少化石燃料消耗造成的二氧化碳和有毒氣體排放，是目前非常適應(yīng)節(jié)能減排發(fā)展需求的瀝青拌和技術(shù)[6]。

（４）LED綠色照明

LED燈具比傳統(tǒng)照明燈具具有更高的光效，更低的耗電量，更長(zhǎng)的使用壽命，使用LED綠色照明可以有效減少電能消耗，減少二氧化碳間接排放。此外，LED燈具的發(fā)光色彩更加自然，可以更好地實(shí)現(xiàn)照明，提高工程施工安全性。

（５）分布式光伏建設(shè)

光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)從而將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N技術(shù)。隨著光伏發(fā)電技術(shù)的進(jìn)步以及國(guó)家相關(guān)新能源政策的扶持，對(duì)于部分臨時(shí)供電設(shè)施建設(shè)困難或成本過高區(qū)域，可利用部分空地布置分布式光伏設(shè)施為施工駐地等區(qū)域提供電能，進(jìn)而減少施工階段的化石能源消耗，降低直接二氧化碳排放。分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽(yáng)能光伏組件、光伏支架、并網(wǎng)逆變器及交流配電柜等組成，分布式光伏發(fā)電被認(rèn)為是未來(lái)光伏發(fā)展的主要方向，具有廣闊的發(fā)展前景，具備安全可靠、經(jīng)濟(jì)環(huán)保、靈活智能及運(yùn)維成本低等優(yōu)點(diǎn)。

（６）建筑采用超低能耗建筑技術(shù)

超低能耗建筑是以適應(yīng)當(dāng)?shù)氐臍夂蛱卣鳛榍疤釛l件，采用被動(dòng)式建筑物的設(shè)計(jì)方式最大程度減小建筑物對(duì)供暖、空調(diào)、照明等建筑耗能環(huán)節(jié)的需求，同時(shí)采用主動(dòng)技術(shù)措施最大程度提高建筑物內(nèi)能源設(shè)備的節(jié)能效率，充分利用可再生能源的建筑。超低能耗建筑在不犧牲建筑物使用舒適性的前提下，以最小的能耗實(shí)現(xiàn)建筑物的正常功能使用。

在公路工程建設(shè)階段建筑可采用超低能耗建筑技術(shù)，通過外墻增加保溫層厚度、外窗和外門采用三玻兩中空、建筑內(nèi)部設(shè)置氣密層、建筑內(nèi)設(shè)備采用節(jié)能環(huán)保設(shè)備等措施，以盡可能小的能耗保證建筑物的正常使用。

2.3 材料節(jié)約措施

公路工程施工期碳排放中，由于材料使用而產(chǎn)生的間接排放是施工期碳排放的重要組成部分。減少各類材料的使用和消耗，是降低公路工程施工期間接二氧化碳排放的重要手段。

（１）模板重復(fù)利用

施工單位常有前項(xiàng)工程施工后剩余模板，在公路工程施工時(shí)可考慮對(duì)這些剩余模板進(jìn)行重復(fù)利用，實(shí)現(xiàn)材料節(jié)約，降低二氧化碳排放。

（２）工業(yè)固廢材料公路綜合應(yīng)用

公路工程建設(shè)消耗大量的砂石等傳統(tǒng)建筑材料，是開展大宗工業(yè)固廢綜合利用的最有潛力的領(lǐng)域之一[7]。其中，鋼渣等固廢材料可作為路基層和面層材料使用，粉煤灰用于混凝土細(xì)骨料以及水泥摻合料使用。通過應(yīng)用工業(yè)固廢材料，有效減少砂石等傳統(tǒng)建筑材料的使用，降低工程建設(shè)期外源性碳排放。

（３）預(yù)制拼裝技術(shù)

預(yù)制拼裝技術(shù)具有結(jié)構(gòu)質(zhì)量可靠、機(jī)械化程度高、施工效率高等特點(diǎn)。相較于現(xiàn)場(chǎng)澆筑混凝土，預(yù)制拼裝技術(shù)不僅可以減少現(xiàn)澆混凝土所帶來(lái)的粉塵和煙氣等環(huán)境污染問題，同時(shí)預(yù)制構(gòu)件精度高、質(zhì)量可控、可減少混凝土收縮變形等特點(diǎn)，對(duì)提高工程質(zhì)量、提高材料利用效率以及節(jié)省人工等方面都有較大優(yōu)勢(shì)，有利于降低建設(shè)期二氧化碳排放。

2.4 強(qiáng)化管理措施

通過強(qiáng)化施工管理措施，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化建設(shè)對(duì)于公路工程節(jié)能降碳具有重要意義。公路工程建設(shè)過程中，施工管理人員借助專業(yè)化設(shè)備和科學(xué)管理手段，有效規(guī)范施工工藝技術(shù)操作，提升施工人員的專業(yè)技術(shù)水平，大大提升施工效率的同時(shí)，可顯著減少施工過程中的能源浪費(fèi)。

（１）場(chǎng)站標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)

對(duì)于鋼筋加工廠等場(chǎng)站，采用標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，提前進(jìn)行規(guī)劃，科學(xué)合理布置場(chǎng)內(nèi)區(qū)域，可有效提高生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量，減少由于質(zhì)量不合格而造成的返工，間接實(shí)現(xiàn)材料和能源的節(jié)約，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)公路工程施工過程的節(jié)能降碳。

（２）智慧管理建設(shè)

智慧工地和信息化管理建設(shè)，積極借助衛(wèi)星數(shù)據(jù)、無(wú)人機(jī)空中拍攝、地理信息、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)手段，推動(dòng)智慧化、信息化手段賦能公路工程綠色低碳建設(shè)，為項(xiàng)目管理提供可視化的決策分析服務(wù)，實(shí)現(xiàn)工程質(zhì)量、材料使用全面監(jiān)管的同時(shí)提升工程施工效率，對(duì)于降低公路工程碳排放具有重要意義。

3 結(jié)論

公路工程建設(shè)期是公路工程節(jié)能降碳的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，資源節(jié)約措施、能源節(jié)約措施、材料節(jié)約措施以及強(qiáng)化管理措施是實(shí)現(xiàn)公路工程建設(shè)期碳減排的有效途徑，公路工程通過采取上述措施可減少直接和間接二氧化碳排放。

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