黔南州普通國省干線公路養(yǎng)護(hù)的碳中和途徑探究

白明舉，魏 濤，王秀芹，蔡宇軒

（1.貴州省都勻公路管理局，貴州 都勻 558000；2.招商局生態(tài)環(huán)?？萍加邢薰荆貞c 400067）

根據(jù)《聯(lián)合國氣候變化框架公約》和《京都議定書》，低碳經(jīng)濟是指以低能耗、低污染、低排放為基礎(chǔ)的經(jīng)濟模式，其實質(zhì)在于通過能源技術(shù)和減排技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和制度創(chuàng)新，減少溫室氣體（其中主要是二氧化碳）排放對全球氣候的影響，以實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展與自然環(huán)境的和諧統(tǒng)一。2020年，中國政府向世界做出重要宣示，中國將提高國家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。其目的是統(tǒng)籌污染治理與生態(tài)保護(hù)，有效應(yīng)對氣候變化，實現(xiàn)減污降碳、協(xié)同增效，促進(jìn)經(jīng)濟社會發(fā)展、產(chǎn)業(yè)全面綠色轉(zhuǎn)型。2021年，國務(wù)院印發(fā)《關(guān)于加快建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟體系的指導(dǎo)意見》，要求到2025年，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源結(jié)構(gòu)、運輸結(jié)構(gòu)明顯優(yōu)化，綠色產(chǎn)業(yè)比重顯著提升，基礎(chǔ)設(shè)施綠色化水平不斷提高，清潔生產(chǎn)水平持續(xù)提高，生產(chǎn)生活方式綠色轉(zhuǎn)型成效顯著，能源資源配置更加合理、利用效率大幅提高，主要污染物排放總量持續(xù)減少，碳排放強度明顯降低，生態(tài)環(huán)境持續(xù)改善。

目前，我國進(jìn)入發(fā)展新階段，著力構(gòu)建發(fā)展新格局，經(jīng)濟由高速增長轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展，從根本上支撐碳達(dá)峰和碳中和目標(biāo)的實現(xiàn)。據(jù)統(tǒng)計，交通運輸是我國碳排放的主要來源之一，公路運輸所占比例達(dá)86%。公路運輸業(yè)面臨的能源和環(huán)境挑戰(zhàn)日益嚴(yán)峻，綠色低碳循環(huán)發(fā)展是實現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和的根本路徑。2013年，交通運輸部印發(fā)《加快推進(jìn)綠色循環(huán)低碳交通運輸發(fā)展指導(dǎo)意見》，明確提出“樹立全壽命周期成本理念，將節(jié)約能源資源要求貫徹到交通基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃、設(shè)計、施工、運營、養(yǎng)護(hù)和管理全過程”。2022年初，交通運輸部發(fā)布《公路“十四五”發(fā)展規(guī)劃》，提出“貫徹落實綠色發(fā)展理念，推動公路交通與生態(tài)保護(hù)協(xié)同發(fā)展，繼續(xù)深化綠色公路建設(shè)，促進(jìn)資源能源節(jié)約集約利用，加強公路交通運輸領(lǐng)域節(jié)能減排和污染防治，全面提升公路行業(yè)綠色發(fā)展水平”。

1 普通國省干線公路養(yǎng)護(hù)碳排放分析

截至2021年，貴州省黔南州普通國省干線公路養(yǎng)護(hù)里程約為1 300 km。公路養(yǎng)護(hù)工程主要涉及預(yù)防養(yǎng)護(hù)、修復(fù)養(yǎng)護(hù)、專項養(yǎng)護(hù)和應(yīng)急養(yǎng)護(hù)，由于瀝青、水泥、砂石、鋼材等建材需求及施工、機械設(shè)備及運輸車輛的能源消耗，其間會產(chǎn)生直接碳排放。同時，生態(tài)環(huán)境破壞及擾動、污染物排放及治理也會間接影響碳排放。

1.1 公路養(yǎng)護(hù)碳排放

公路預(yù)防養(yǎng)護(hù)與修復(fù)養(yǎng)護(hù)中，路面養(yǎng)護(hù)所采用的瀝青混合料主要由集料、瀝青、礦粉等拌合而成。路面養(yǎng)護(hù)主要涉及瀝青混合料工序，其分為瀝青混合料生產(chǎn)和瀝青混合料施工。其中，瀝青混合料生產(chǎn)包括集料采集、集料干燥、瀝青加熱、混合料拌合等環(huán)節(jié)；瀝青混合料施工包括瀝青混合料的運輸、攤鋪、碾壓等環(huán)節(jié)，會因燃燒礦物油、消耗電能以及瀝青拌和、運輸、攤鋪和碾壓而直接或間接排放CO、CH、NO等溫室氣體。研究表明，集料干燥和瀝青加熱為瀝青路面建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是路面養(yǎng)護(hù)碳排放的主要來源。此外，公路廢舊瀝青路面拆除產(chǎn)生的固廢處置及瀝青路面熱再生也會產(chǎn)生大量碳排放。公路修復(fù)養(yǎng)護(hù)的加固改造和拆除重建等工程需要使用大量的水泥、砂石、鋼材等建材，混合料拌合、攤鋪、碾壓過程中，施工機械設(shè)備需要消耗化石能源，會產(chǎn)生大量CO。

開山采石會破壞森林等天然植被，減少碳吸收，同時會產(chǎn)生大量碳排放。熱拌瀝青混合料拌合過程中，每噸瀝青混合料會排放18 kg CO。廢舊路面材料堆存不僅會占用大量土地，還會產(chǎn)生大量CO。與傳統(tǒng)工藝相比，廢舊瀝青再生技術(shù)能有效減少能源消耗，降低CO及有害氣體的排放，其中，相比廠拌熱再生技術(shù)，現(xiàn)場熱再生技術(shù)可以更加有效減少能源消耗和CO排放。

在公路養(yǎng)護(hù)過程中，路基路面施工機械設(shè)備作業(yè)時發(fā)生泄漏，可能會產(chǎn)生石油類污染物。此外，公路養(yǎng)護(hù)需要使用大量的養(yǎng)護(hù)工程材料，如改性瀝青添加劑、普通融雪劑、防腐防銹油漆，其中含有多種潛在污染物，處理不當(dāng)則有可能對地表水、地下水、大氣環(huán)境造成污染，影響路域林地及農(nóng)田植被生長。公路運營過程中，一旦化學(xué)危險品運輸時發(fā)生泄漏，將造成水環(huán)境污染風(fēng)險。養(yǎng)護(hù)設(shè)施及服務(wù)區(qū)產(chǎn)生的生產(chǎn)生活污水未經(jīng)處理而直接排放，會造成水環(huán)境污染。

1.2 植被破壞影響碳吸收

公路養(yǎng)護(hù)過程中，為了提高公路路基邊坡的穩(wěn)定性，要采取工程措施修補和加固公路受損部位，這可能破壞自然植被，改變植被生長所需的土壤環(huán)境條件，甚至導(dǎo)致水土流失。一旦自然植被原生環(huán)境被破壞，就很難依靠自身修復(fù)能力恢復(fù)到原生狀態(tài)，導(dǎo)致植物對CO的吸收能力下降。碳匯是指通過植樹造林、植被恢復(fù)等措施，吸收大氣中的二氧化碳，從而減少溫室氣體在大氣中濃度的過程、活動或機制。從樹種來看，闊葉林碳匯量較多，針葉林碳匯量較少。

1.3 公路全生命周期碳排放

基于生命周期評估（LCA）理論，計算公路全生命周期的碳排放，研究表明，節(jié)能潛力及養(yǎng)護(hù)能耗對公路養(yǎng)護(hù)階段的碳排放影響較大。因此，公路養(yǎng)護(hù)階段要按照規(guī)范要求加強定期監(jiān)測，做好預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，完善修復(fù)養(yǎng)護(hù)，減少公路大修次數(shù)，增加環(huán)保設(shè)施、景觀綠化工程等專項養(yǎng)護(hù)，從而減少碳排放，增加碳匯。

2 公路養(yǎng)護(hù)的碳中和途徑

在普通國省干線公路的低碳養(yǎng)護(hù)中，黔南州堅持新發(fā)展理念，以“四新”技術(shù)賦能生態(tài)保護(hù)，匠心養(yǎng)護(hù)打造綠色公路，達(dá)成“暢安舒美”公路養(yǎng)護(hù)目標(biāo)，推進(jìn)公路養(yǎng)護(hù)行業(yè)綠色轉(zhuǎn)型升級。

2.1 加強技術(shù)攻關(guān)，推動科技創(chuàng)新

當(dāng)前，要研究及推廣公路低碳養(yǎng)護(hù)新技術(shù)、新材料、新工藝和新設(shè)備，實現(xiàn)低碳養(yǎng)護(hù)創(chuàng)新驅(qū)動。一是推廣瀝青路面就地?zé)嵩偕⑴菽瓰r青冷再生、乳化瀝青冷再生、薄層罩面、霧封層、稀漿封層、溫拌瀝青、纖維碎石封層、超薄瀝青磨耗層、柔性基層、石灰土路基和碎石化白改黑等養(yǎng)護(hù)技術(shù)；二是應(yīng)用改性瀝青、碳纖維布、橡膠瀝青、環(huán)保型融雪劑和水性油漆等新材料；三是采用振動成型法、復(fù)合注漿和微表處理等新工藝；四是運用瀝青就地冷再生機、橡膠同步碎石封層機、自行式路面開槽灌縫機、自動路面清掃機、新能源建材運輸車輛和新能源拌合樓等新設(shè)備。未來，要研發(fā)能耗智能監(jiān)測和節(jié)能控制技術(shù)及裝備，構(gòu)建智慧公路養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)，有效提高養(yǎng)護(hù)設(shè)備能源使用效率，結(jié)合在線環(huán)境監(jiān)控、交通流量采集、低能見度交通誘導(dǎo)、路面結(jié)冰監(jiān)測預(yù)警、車輛感知預(yù)警以及行人安全輔助等技術(shù)，實現(xiàn)公路養(yǎng)護(hù)信息化，進(jìn)一步提升公路養(yǎng)護(hù)資源利用效率，減少碳排放。

黔南州公路建養(yǎng)企業(yè)與科研機構(gòu)開展“產(chǎn)學(xué)研”合作，共同研制高強度瀝青冷補料并實現(xiàn)投產(chǎn)。該補料不同于傳統(tǒng)瀝青冷補料，生產(chǎn)時無煙塵，添加劑不含有毒物質(zhì)，材料不溶于水，不污染空氣、地表水和地下水等環(huán)境，也降低了碳排放量。當(dāng)前，要全面推廣高強度瀝青冷補料、AC-10 薄層罩面、新型灌縫機和高分子聚合密封膠灌縫材料等，做好低碳養(yǎng)護(hù)，有效地消除路面早期病害，提高行車質(zhì)量，降低路面噪聲，優(yōu)化路面排水功能，減少碳排放。

2.2 推廣清潔能源，替代化石能源

要建立替代原燃材料供應(yīng)支撐體系，推動公路養(yǎng)護(hù)業(yè)能源消費結(jié)構(gòu)逐步轉(zhuǎn)向使用生物質(zhì)能、氫能、太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮艿惹鍧嵓翱稍偕茉矗岣呔G色電能使用比例，鼓勵公路養(yǎng)護(hù)企業(yè)利用自有設(shè)施、場地實施太陽能利用、余熱余壓利用、分布式發(fā)電等，努力提升公路養(yǎng)護(hù)企業(yè)能源自給能力，減少對化石能源及外部電力的依賴。要優(yōu)化交通運輸結(jié)構(gòu)，構(gòu)建綠色低碳原材料運輸體系，在服務(wù)區(qū)、停車區(qū)、游客中心等區(qū)域建設(shè)加氫站、換電站、充電站等清潔能源設(shè)施。

2.3 合理壓減終端排放

在公路養(yǎng)護(hù)施工中，混凝土拌合、攤鋪和運輸過程通過多污染物協(xié)同治理技術(shù)與低溫余熱循環(huán)回收利用技術(shù)等實現(xiàn)顆粒物、二氧化硫、氮氧化物減排。同時，采用固體廢棄物資源化利用技術(shù)處理廢舊瀝青路面、廢舊公路護(hù)欄等，改造升級污水處理設(shè)施、機械尾氣凈化設(shè)備等環(huán)保設(shè)備，推動公路服務(wù)設(shè)施使用低碳節(jié)能建筑及綠色建材，從而實現(xiàn)與相關(guān)產(chǎn)業(yè)協(xié)同碳減排的目的。舊路面銑刨工藝控制是修復(fù)養(yǎng)護(hù)的重要內(nèi)容，可以將除塵工藝“改吹為吸”，研制專用設(shè)備，推行無塵化施工。在專項養(yǎng)護(hù)病害處理中，要建立路面病害動態(tài)管理制度，提高病害處理的精準(zhǔn)度，減少廢舊混凝土挖補量。養(yǎng)護(hù)施工路段交通組織管理采取半幅通行方式，保障車輛通行速度和效率，減少碳排放。在公路防汛、抗凝保暢等應(yīng)急養(yǎng)護(hù)工作中，要實時掌握天氣信息，在極端天氣下24 h不間斷關(guān)注天氣預(yù)報，以及時應(yīng)對有可能發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害，在易發(fā)生事故的隱患路段安裝安全提示設(shè)備，做到措施先行，打造平安出行的路域環(huán)境。要使用自動機械設(shè)備，實現(xiàn)養(yǎng)護(hù)機械化、智能化，制定高效合理的養(yǎng)護(hù)施工方案，在養(yǎng)護(hù)作業(yè)過程中控制施工質(zhì)量、提高施工效率、減少碳排放。

2.4 加強生態(tài)修復(fù)及環(huán)境治理

生態(tài)修復(fù)有助于增加碳匯，控制溫室氣體排放，提高適應(yīng)氣候變化的能力，保護(hù)生物多樣性。公路專項養(yǎng)護(hù)工程可采用柔性防護(hù)網(wǎng)進(jìn)行主動性路塹邊坡防護(hù)，大力開展植樹造林、景觀綠化，增加碳匯林建植面積。可采用灌木護(hù)坡綠化技術(shù)，將水泥、土壤、腐殖質(zhì)、保水劑、粘合劑、復(fù)合肥等與灌木植物種子均勻混合，然后將其噴射到工程坡面，形成一層厚8 ～10 cm的人工綠化基質(zhì)，該技術(shù)特別適用于劣質(zhì)土邊坡、巖石邊坡及混凝土邊坡的復(fù)綠工程。路基邊坡雜草修剪可采用半機械化除草方式，禁止使用化學(xué)除草劑。要使用環(huán)境友好的水性油漆防腐防銹，應(yīng)用環(huán)保型非氯融雪劑等新材料，減輕對周邊環(huán)境空氣和水環(huán)境的影響，防止污染土壤和造成生態(tài)損害。同時，要加強公路服務(wù)設(shè)施水污染治理、施工廢氣污染治理及固體廢物處置，在公路改建和大中修等修復(fù)養(yǎng)護(hù)工程中加強廢舊瀝青路面材料、水泥混凝土板、防撞柱的回收及循環(huán)利用，減污降碳。

2.5 構(gòu)建公路綠色低碳養(yǎng)護(hù)管理機制

當(dāng)前，要以綠色低碳理念為指導(dǎo)，完善綠色發(fā)展技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，提高項目準(zhǔn)入門檻，構(gòu)建公路養(yǎng)護(hù)行業(yè)綠色發(fā)展政策標(biāo)準(zhǔn)體系。要構(gòu)建現(xiàn)代化公路養(yǎng)護(hù)管理組織機構(gòu)，制定現(xiàn)代化公路養(yǎng)護(hù)管理制度，促進(jìn)低碳養(yǎng)護(hù)理念的落實、低碳養(yǎng)護(hù)技術(shù)的推廣與應(yīng)用，加強低碳養(yǎng)護(hù)技術(shù)交底及培訓(xùn)，規(guī)范綠色低碳養(yǎng)護(hù)管理考評制度，定期開展公路綠色低碳養(yǎng)護(hù)工作考核。

3 結(jié)語

在公路養(yǎng)護(hù)中，要積極使用清潔能源，提高能源利用效率，推廣低碳型養(yǎng)護(hù)技術(shù)，加大綠色低碳養(yǎng)護(hù)科技研發(fā)投入，創(chuàng)新公路綠色養(yǎng)護(hù)管理機制，促進(jìn)公路養(yǎng)護(hù)行業(yè)可持續(xù)發(fā)展，爭取早日實現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)。