2025-02-14 2165 0
作者:包含1,王耿1,晏长根1,兰恒星2,谢永利1
单位:
1.长安大学 公路学院,陕西西安 710064
2.中国科学院地理科学与资源研究所 资源与环境信息系统国家重点实验室,北京 100101
创新点 (1)系统梳理了公路建设碳排放量核算方法,指出了不同方法的特点、差异和适用性,为建立更加精确、适用性广的碳排放量核算方法提供了依据。 (2)总结分析了公路岩土排放端减碳措施,从内源性和外源性角度,阐述了绿色土力技术、固体废弃物资源化利用技术以及土方工程精细化管理等减碳方法。 (3)从边坡植被固碳和固碳新材料应用两个方面总结了公路岩土的固碳端补偿措施,指出了补偿措施以及固碳效果评估方法的结合,有助于实现路域生态可持续发展的目标。 (4)分析了公路交通碳减排方向未来的研究趋势,鼓励通过跨学科融合,改善数据的准确性和可靠性,开发新的减排技术,研发更加多元化的补偿技术。 研究背景 近年来,碳排放与极端气候问题,已成为全球关注重大议题。2015年签署的《巴黎协定》呼吁在21世纪大幅减少人为二氧化碳排放,在全球范围内设定明确的脱碳目标。150多个国家响应号召,并相继宣布各自的减排承诺。我国也提出了“双碳”战略,即在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。据《人民日报》报道,交通运输领域排放约占我国碳排放总量的10%。学者研究发现,公路建设与养护的二氧化碳排放,约占交通运输碳排放总量的5%-25%,其中岩土工程的占比不容忽视。因此,进一步了解我国公路建设的碳排放现状,加强岩土工程减碳,是实现“双碳”战略,应对气候变化的一项重要任务。 当前,公路建设低碳研究主要集中在碳排放量核算、岩土工程减碳措施和碳补偿技术三个方面。碳排放量核算方法多样,涉及生命周期评价(LCA)理论、排放因子法、质量平衡法等,其中排放因子法因其操作简便,广泛应用于实际工程中。公路岩土减碳措施包括从排放端和固碳端两方面进行减排与补偿。排放端减碳技术主要通过绿色土力技术、固废资源化利用技术以及绿色工程管理来减少碳排放,而固碳端补偿则通过边坡绿化、生态修复等措施增强碳汇,改善边坡生态功能。 围绕公路建设低碳理论与技术已有大量的研究工作。本文从公路建设碳排放量核算、公路岩土减碳措施、碳补偿技术以及效果评价等方面,对以往研究成果进行系统梳理,提炼研究亮点和未来发展趋势,为公路交通领域碳中和政策的制定提供参考,推动公路交通基础设施建设的可持续发展。 摘要 交通运输领域是全球碳排放的主要来源之一,我国作为交通大国,交通碳减排工作面临巨大挑战。近年来,学者们在碳排放核算与减排举措等方面开展了广泛研究。本文聚焦于公路建设阶段,从碳排放核算、排放端减碳及固碳端补偿三个方面对前人研究进行综述。结果表明:碳排放量核算方法绝大部分使用LCA生命周期理论模型,贯穿整个公路建设阶段,其中基础数据核算集中在排放因子法,以及与人工智能相结合的软件、平台等工具;排放端减碳主要围绕绿色土力技术、固体废弃物资源化利用技术及绿色高效工程管理三个方面,从根源上完成减碳的目标;碳补偿研究包括固碳端补偿措施与固碳效果评价,碳补偿措施集中在利用边坡植被的光合作用固碳与采用新材料增加碳汇两方面,固碳效果采用主客观结合分析法进行评价。通过分析发现,目前研究仍存在亟需解决的问题,如排放因子缺乏统一标准,使得核算误差较大;减排措施的具体减排比例欠缺综合评估方法,且与人工智能结合不紧密;碳补偿措施不够丰富,固碳效果评估方法主观性较强。未来研究应集中探讨核算方法的准确性;提出更为有效的碳减排措施,增强减排效果评估研究;采取更加多元的碳补偿措施,建立具有普遍适用性的补偿效果评估方法。本综述论文可为交通岩土领域碳减排研究提供更为全面的借鉴,助力“双碳”战略目标实现。 部分图片: 图1 公路建设碳排放组成示意 图2 常用碳排放核算方法的优劣分析 图3 公路建设碳排放量核算理论与方法 图4 绿色土力技术 图5 固体废弃物资源化利用 图6 土方工程能耗管理模式 图7 公路岩土排放端减碳措施 图8 边坡植被固碳作用示意 图9 边坡固碳新材料应用 图10 公路岩土固碳端碳补偿研究 图11 研究文献总体分布图 图12 碳减排公路领域论文占比与岩土方向发文现状 图13 公路岩土低碳领域热点关键词共现分布 图14 公路岩土工程低碳发展学科交叉需求与展望 作者简介 包 含,长安大学教授,博士生导师,入选国家高层次青年人才、陕西省高校青年杰出人才。主要围绕岩土体灾变机制与防治、岩体力学、生态岩土工程等方面开展理论研究与应用实践。主持国家级项目4项、省部级项目3项,发表学术论文70余篇,获批专利与软件著作权30余项,获科技奖励6项。兼任国际工程地质与环境协会岩体工程地质力学委员会秘书长、中国岩石力学与工程学会工程地质力学分会副秘书长、交通岩土工程学术委员会委员、《中国公路学报》《交通运输工程学报(英文版)》青年编委等学术职务。 研究方向 岩土体灾变机制与防治、岩体力学、生态岩土工程 主要成果 围绕交通建设与运维,重点开展了交通易损结构地质灾毁防控、边坡生态防护等方面的研究工作。深入研究了艰险山区交通廊道边坡灾害风险的非接触识别方法,与团队共同提出面向地质灾变-交通灾毁多过程的一体化分析理论与防控技术。同时,系统梳理了公路岩土工程低碳领域相关工作,围绕固碳端着重开展了边坡生态防护技术的开发与应用研究,推动了公路绿色建养,支撑了交通廊道生态地质安全。
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