2025-02-14 3530 0
作者：包含1，王耿1，晏長根1，蘭恒星2，謝永利1
單位：
1.長安大學(xué) 公路學(xué)院，陜西西安 710064
2.中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所 資源與環(huán)境信息系統(tǒng)國家重點實驗室，北京 100101
創(chuàng)新點 （1）系統(tǒng)梳理了公路建設(shè)碳排放量核算方法，指出了不同方法的特點、差異和適用性，為建立更加精確、適用性廣的碳排放量核算方法提供了依據(jù)。 （2）總結(jié)分析了公路巖土排放端減碳措施，從內(nèi)源性和外源性角度，闡述了綠色土力技術(shù)、固體廢棄物資源化利用技術(shù)以及土方工程精細化管理等減碳方法。 （3）從邊坡植被固碳和固碳新材料應(yīng)用兩個方面總結(jié)了公路巖土的固碳端補償措施，指出了補償措施以及固碳效果評估方法的結(jié)合，有助于實現(xiàn)路域生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的目標。 （4）分析了公路交通碳減排方向未來的研究趨勢，鼓勵通過跨學(xué)科融合，改善數(shù)據(jù)的準確性和可靠性，開發(fā)新的減排技術(shù)，研發(fā)更加多元化的補償技術(shù)。 研究背景 近年來，碳排放與極端氣候問題，已成為全球關(guān)注重大議題。2015年簽署的《巴黎協(xié)定》呼吁在21世紀大幅減少人為二氧化碳排放，在全球范圍內(nèi)設(shè)定明確的脫碳目標。150多個國家響應(yīng)號召，并相繼宣布各自的減排承諾。我國也提出了“雙碳”戰(zhàn)略，即在2030年前實現(xiàn)碳達峰、2060年前實現(xiàn)碳中和。據(jù)《人民日報》報道，交通運輸領(lǐng)域排放約占我國碳排放總量的10%。學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，公路建設(shè)與養(yǎng)護的二氧化碳排放，約占交通運輸碳排放總量的5%-25%，其中巖土工程的占比不容忽視。因此，進一步了解我國公路建設(shè)的碳排放現(xiàn)狀，加強巖土工程減碳，是實現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略，應(yīng)對氣候變化的一項重要任務(wù)。 當前，公路建設(shè)低碳研究主要集中在碳排放量核算、巖土工程減碳措施和碳補償技術(shù)三個方面。碳排放量核算方法多樣，涉及生命周期評價（LCA）理論、排放因子法、質(zhì)量平衡法等，其中排放因子法因其操作簡便，廣泛應(yīng)用于實際工程中。公路巖土減碳措施包括從排放端和固碳端兩方面進行減排與補償。排放端減碳技術(shù)主要通過綠色土力技術(shù)、固廢資源化利用技術(shù)以及綠色工程管理來減少碳排放，而固碳端補償則通過邊坡綠化、生態(tài)修復(fù)等措施增強碳匯，改善邊坡生態(tài)功能。 圍繞公路建設(shè)低碳理論與技術(shù)已有大量的研究工作。本文從公路建設(shè)碳排放量核算、公路巖土減碳措施、碳補償技術(shù)以及效果評價等方面，對以往研究成果進行系統(tǒng)梳理，提煉研究亮點和未來發(fā)展趨勢，為公路交通領(lǐng)域碳中和政策的制定提供參考，推動公路交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。 摘要 交通運輸領(lǐng)域是全球碳排放的主要來源之一，我國作為交通大國，交通碳減排工作面臨巨大挑戰(zhàn)。近年來，學(xué)者們在碳排放核算與減排舉措等方面開展了廣泛研究。本文聚焦于公路建設(shè)階段，從碳排放核算、排放端減碳及固碳端補償三個方面對前人研究進行綜述。結(jié)果表明：碳排放量核算方法絕大部分使用LCA生命周期理論模型，貫穿整個公路建設(shè)階段，其中基礎(chǔ)數(shù)據(jù)核算集中在排放因子法，以及與人工智能相結(jié)合的軟件、平臺等工具；排放端減碳主要圍繞綠色土力技術(shù)、固體廢棄物資源化利用技術(shù)及綠色高效工程管理三個方面，從根源上完成減碳的目標；碳補償研究包括固碳端補償措施與固碳效果評價，碳補償措施集中在利用邊坡植被的光合作用固碳與采用新材料增加碳匯兩方面，固碳效果采用主客觀結(jié)合分析法進行評價。通過分析發(fā)現(xiàn)，目前研究仍存在亟需解決的問題，如排放因子缺乏統(tǒng)一標準，使得核算誤差較大；減排措施的具體減排比例欠缺綜合評估方法，且與人工智能結(jié)合不緊密；碳補償措施不夠豐富，固碳效果評估方法主觀性較強。未來研究應(yīng)集中探討核算方法的準確性；提出更為有效的碳減排措施，增強減排效果評估研究；采取更加多元的碳補償措施，建立具有普遍適用性的補償效果評估方法。本綜述論文可為交通巖土領(lǐng)域碳減排研究提供更為全面的借鑒，助力“雙碳”戰(zhàn)略目標實現(xiàn)。 部分圖片： 圖1 公路建設(shè)碳排放組成示意 圖2 常用碳排放核算方法的優(yōu)劣分析 圖3 公路建設(shè)碳排放量核算理論與方法 圖4 綠色土力技術(shù) 圖5 固體廢棄物資源化利用 圖6 土方工程能耗管理模式 圖7 公路巖土排放端減碳措施 圖8 邊坡植被固碳作用示意 圖9 邊坡固碳新材料應(yīng)用 圖10 公路巖土固碳端碳補償研究 圖11 研究文獻總體分布圖 圖12 碳減排公路領(lǐng)域論文占比與巖土方向發(fā)文現(xiàn)狀 圖13 公路巖土低碳領(lǐng)域熱點關(guān)鍵詞共現(xiàn)分布 圖14 公路巖土工程低碳發(fā)展學(xué)科交叉需求與展望 作者簡介 包 含，長安大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師，入選國家高層次青年人才、陜西省高校青年杰出人才。主要圍繞巖土體災(zāi)變機制與防治、巖體力學(xué)、生態(tài)巖土工程等方面開展理論研究與應(yīng)用實踐。主持國家級項目4項、省部級項目3項，發(fā)表學(xué)術(shù)論文70余篇，獲批專利與軟件著作權(quán)30余項，獲科技獎勵6項。兼任國際工程地質(zhì)與環(huán)境協(xié)會巖體工程地質(zhì)力學(xué)委員會秘書長、中國巖石力學(xué)與工程學(xué)會工程地質(zhì)力學(xué)分會副秘書長、交通巖土工程學(xué)術(shù)委員會委員、《中國公路學(xué)報》《交通運輸工程學(xué)報（英文版）》青年編委等學(xué)術(shù)職務(wù)。 研究方向 巖土體災(zāi)變機制與防治、巖體力學(xué)、生態(tài)巖土工程 主要成果 圍繞交通建設(shè)與運維，重點開展了交通易損結(jié)構(gòu)地質(zhì)災(zāi)毀防控、邊坡生態(tài)防護等方面的研究工作。深入研究了艱險山區(qū)交通廊道邊坡災(zāi)害風(fēng)險的非接觸識別方法，與團隊共同提出面向地質(zhì)災(zāi)變-交通災(zāi)毀多過程的一體化分析理論與防控技術(shù)。同時，系統(tǒng)梳理了公路巖土工程低碳領(lǐng)域相關(guān)工作，圍繞固碳端著重開展了邊坡生態(tài)防護技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用研究，推動了公路綠色建養(yǎng)，支撐了交通廊道生態(tài)地質(zhì)安全。
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