“雙碳”背景下公路工程建設(shè)期碳減排路徑淺析

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)。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用于加熱，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，在保證路用性能的同時(shí)可以顯著降低拌和溫度以及鋪設(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)。（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。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