道路低碳技術節能減排效益測算方法研究

□文/王德志 李曉莉

道路低碳技術節能減排效益測算方法研究

□文/王德志 李曉莉

通過分析道路建養領域的發展特點，明確了道路低碳技術節能減排的內涵，通過分析節能減排效益的測算范圍、測算過程、測算環節、能耗參數等問題，理清了測算流程，構建了測算模型，從而建立起一套科學合理、切實可行的道路低碳技術節能減排效益的測算方法。

道路工程；節能減排；效益測算方法；低碳技術

目前，國內外有關道路建養領域節能減排效益測算方法的研究還很少，更缺乏相應的測算標準。如何建立起科學合理的節能減排效益的測算方法，使節能減排效益測算不再停留在觀念層面上，變成具體的、可量化的數據，是節能減排技術推廣工作面臨的一個難題。為此，本文結合道路建養領域的發展特點，明確道路低碳技術節能減排的內涵，通過分析節能減排效益的測算范圍、測算過程、測算環節、能耗參數等問題，理清測算流程，構建測算模型，從而建立起一套科學合理、切實可行的道路低碳技術節能減排效益的測算方法，為節能減排技術的推廣應用提供技術支持。

1　道路低碳技術節能減排的內涵

道路低碳技術的節能減排內涵是指在不降低道路綜合路用性能和養管水平的前提下，通過采用新技術、新材料、新工藝、新設備、新能源等手段降低道路建設與養管過程中的能源消耗與污染物排放。在全球世界能源和氣候危機的大背景下，交通運輸領域節能減排的內涵主要指能源的節約以及由于能源節約可以折合成的CO2的減排量。

2　道路低碳技術節能減排效益測算方法研究

2.1確定待測算技術方案的對比方案

節能減排是一個相對概念，是指在現有科技水平和經濟發展水平下，新發明創造、改造和發現的技術、材料、工藝、設備、能源等的使用，與常規常用技術相比，所表現出來的節約能源和降低污染物排放的優勢。因此，要想測算某個方案的節能減排效益，首先需要確定其對比方案，有了對比方案，節能減排效益才能有所體現，也才能進行量化。道路低碳技術的對比方案一般選擇在道路工程實踐中常用來替代的傳統技術方案，見表1。

表1　常用的路面技術對比方案

2.2確定參與測算的能耗過程

產品的形成過程伴隨著能源的消耗和污染物的排放。任何一個產品的形成都可以歸結為若干個過程。例如瀝青路面的形成過程可以歸結為生產、運輸和施工過程。生產過程又包括原材料的生產過程、混合料的生產過程，運輸過程包括原材料的運輸過程和混合料的運輸過程，施工過程則包括混合料的攤鋪、碾壓和養生過程。這些過程都會伴隨能源的消耗和污染物的排放，與技術的節能減排效果密切相關。

2.3確定參與測算的能耗環節

產品的形成可以分解為若干個過程，而每個過程又可以分解為若干個環節。這里的測算環節是指具有能源消耗或污染物排放特征的環節，是直接被測算的對象。由于技術特點的不同，兩種技術方案所涉及的具體的能耗環節可能并不完全一致，而技術是否節能減排考慮的是技術的總體能耗和排放情況。因此，相比較對比方案，待測算技術方案可能存在著“確定的節能減排環節”，如若待測算技術方案不存在該環節，而對比方案存在該環節，那么該環節無疑是待測算技術方案的節能減排環節；若待測算技術方案存在該環節，而對比方案不存在該環節，那么該環節無疑是待測算技術方案“額外耗能增排的環節”；若兩種方案均含有某些能耗環節，那么待測算方案是否具有節能減排效益需要通過實際計算確定，這些環節稱為“可能的節能減排環節”。

路面的形成過程可能包含個若干個環節，為保證測算的合理性和便捷性，本文提出在確定技術節能減排效益測算的具體環節時，應堅持如下的基本原則。

1）不偏不倚。測算技術的節能減排效益時，不能為了突出技術的節能減排效益而增加或減少具體的測算環節，忽略因測算技術自身而帶來的相對于對比技術的額外耗能環節，使技術的節能減排效益擴大化。例如泡沫瀝青冷再生技術與瀝青穩定碎石技術相比，泡沫瀝青冷再生混合料中額外摻加了水泥，水泥是高耗能產業，因此，水泥的生產和運輸能耗也應計算在內。

2）抓大放小。鋪筑路面從原材料的生產、運輸至混合料的生產、運輸和施工，包含了諸多細節，某些細節能耗極不顯著，對項目節能減排量的貢獻極其細微，可不拘泥于細節，將此環節略去。如與傳統熱拌瀝青混合料相比，泡沫瀝青冷再生混合料攤鋪前，無須對攤鋪機熨平板進行預熱，此環節極其細微，可不做考慮。

3）方便快捷、不做無謂計算。若通過簡單分析發現兩種技術方案某些能耗環節的能耗幾近完全一致，則可忽略此環節的計算，以降低工作量。如溫拌瀝青混合料與熱拌瀝青混合料相比時，二者的瀝青用量及礦料用量一致，則可以不計算瀝青和礦料的生產和運輸能耗等。

2.4確定測算過程中的能耗參數

能耗參數的獲取是計算技術節能減排效益的前提，其準確、合理與否，直接影響技術節能減排效益測算的客觀性、合理性。道路技術的應用過程涉及多個能耗環節，因此能耗參數也可進行相應的分類。對于生產過程而言，能耗參數是指單位原材料或混合料生產過程中消耗的能源折算為標準煤的能源消耗量，如單位瀝青、水泥、礦料等的能源消耗量；對于運輸過程而言，能耗參數是指一定載重的情況下，單位距離（100 km）的運輸能耗折算為標準煤的能源消耗量；對于施工過程而言，能耗參數是指鋪筑或碾壓單位面積（1 m2）的路面所消耗的能源折算為標準煤的能源消耗量。

可以獲得能耗參數的方法有多種，如通過實地調研、資料查閱、專家咨詢等方法可以獲得瀝青、水泥等的生產能耗參數；通過現場測試、理論計算等可以獲得瀝青混合料的生產能耗等。經分析，道路建設和養管技術應用于實體工程中涉及的能耗參數及能耗參數的可獲取方法見圖1。在參數獲取的過程中應以保證參數的準確性、參數獲取的便捷性為基本原則，靈活運用多種參數獲取方法。

圖1　低碳道路建設與養管技術能耗參數類型及其獲取方法

3　道路低碳技術節能減排效益標準化測算流程

通過上述幾個步驟的分析，可以形成標準化的節能減排效益的測算流程，見圖2。

圖2　道路低碳技術節能減排效益標準化的測算流程

本文提出的標準化的測算流程就是首先確定待測算技術方案的對比方案，而后分別確定待測算技術方案在生產過程、運輸過程和施工過程中“確定的節能減排環節”、“可能的節能減排環節”和“額外耗能增排的環節”，通過獲得的能耗參數計算每種環節的節能減排量，當節能減排量為正值，表示待測算技術方案在該環節節能減排，反之，表示待測算技術方案在該環節額外耗能增排。最后每種環節在3個過程節能減排量的代數和即為待測算技術方案的節能減排量。

4　道路低碳技術節能減排效益通用測算模型

根據上述分析可以確定道路低碳技術節能減排效益測算的通用模型。

式中：E為待測算技術方案節能量；E1為對比方案總的能耗量；E2為待測算方案總的能耗量為對比方案原材料生產過程環節i的能耗參數為對比方案混合料生產過程環節i的能耗參數為對比方案運輸過程環節i的能耗參數為對比方案施工環節i的能耗參數為對比方案原材料生產過程環節i的工程量或作業量為對比方案混合料生產過程環節i的工程量或作業量為對比方案運輸過程環節i的工程量或作業量為對比方案施工環節的工程量或作業量為測算方案對應能耗過程測算環節的能耗參數為測算方案對應能耗過程測算環節的工程量或作業量。

式中：C為待測算技術方案的減排量；p為對應能源的二氧化碳排放系數。

5　結論

1）通過分析道路低碳技術節能減排效益的測算過程指出，參與測算的能耗過程存在于生產過程、運輸過程和施工過程之中，每個能耗過程可以分為若干能耗環節。能耗環節按其是否節能減排又可以分為“確定的節能減排環節”、“可能的節能減排環節”和“額外耗能增排的環節”3種類型。

2）明確指出在確定參與測算的具體能耗環節時，應堅持“不偏不倚”、“抓大放小”以及“方便快捷、不做無謂計算”的原則。

3）形成了標準的道路低碳技術節能減排效益的測算流程和測算模型，建立了包括確定待測算技術方案的對比方案、確定參與測算的過程、確定參與測算的能耗環節、確定測算中的能耗參數，計算節能減排量等5大步驟的道路低碳技術節能減排效益測算方法。

[1]Chui-Te Chiu，Tseng-Hsing Hsu，Wan-Fa Yang.Life cycle assessment on using recycled materials for rehabilitating asphalt pavements[J].Resources，Conservation and Recycling，2008，52（3）：545-556.

[2]潘美萍.基于LCA的高速公路能耗與碳排放計算方法研究及應用[D].廣州：華南理工大學，2011.

[3]張德英.我國工業部門碳源排碳量估算方法研究[D].北京：北京林業大學，2005.

[4]王雪娜.我國能源類碳源排碳量估算辦法研究[D].北京：北京林業大學，2006.

[5]徐國泉，劉則淵，姜照華.中國碳排放的因素分解模型及實證分析：1995—2004[J].中國人口·資源與環境，2006，16（6）:158-161.

[6]吳軍偉.道路工程碳排放量計算與分析模型的發展與應用[J].城市道橋與防洪，2011，（7）:248-250.

[7]秦曉春，沈毅，邵社剛，等.低碳理念下綠色公路建設關鍵技術與應用的探討[J].公路交通科技：應用技術版，2010，（10）：308-310.

□DOI編碼：10.3969/j.issn.1008-3197.2016.05.020

□李曉莉/天津市交通科學研究院。

□U411

□C

□1008-3197（2016）05-58-03

□2016-09-07

□王德志/男，1971年出生，高級工程師，秦皇島市公路工程建設管理處，從事公路工程建設管理工作。