楊旭東 戴合理
(1.招商局公路網絡科技控股股份有限公司,北京 100022;2.英達熱再生有限公司,江蘇 南京 210038)
隨著國家對綠色發展和環境保護的重視,以及“碳達峰、碳中和”任務的迫切性,交通領域的減排工作已成為完成任務的重要一環。《國務院關于加快建立健全綠色低碳循環發展經濟體系的指導意見》明確提出加快基礎設施綠色升級的建議。針對公路運行和維護,《意見》要求要提升綠色發展水平,將生態環保理念貫穿運營和維護全過程,積極打造綠色公路,加大工程中廢棄資源綜合利用力度,推動廢舊路面、瀝青等材料,以及建筑垃圾的資源化利用。
作為節能減碳的重要一環,交通領域碳排放量占全國終端碳排放的15%,過去9年年均增速5%以上,預計到2025還要增加50%。公路養護工程中的“低碳、降碳”養護技術及推廣應用對交通領域的降碳工作具有重要的影響,根據行業技術發展現狀及筆者多年從事公路運營和養護工作的經驗,公路降碳養護可以從“降碳”“中和”“減鏈”三個環節開展相關研究和應用。
公路養護降碳工作,就是要在養護方式和養護技術可行的前提下,實現養護過程質量可靠、污染較低、排放較少、經濟合適,實現最優的社會效益、環境效益和經濟效益。要做到這一點,可以從檢測、設計、工藝、設備、材料等各個產業鏈環節著手,圍繞降碳開展具體工作。
當前,養護行業已研發出多項綠色低碳環保的公路養護工藝技術,比如冷再生技術、熱再生技術、薄層罩面技術、溫拌技術等,并在實踐中達到預期效果。但在養護決策時,受傳統觀念影響和思維慣性,傳統的銑刨重鋪、高溫熱拌瀝青混凝土等常規工藝仍然占有相當大的比例,公路養護行業要實現“碳中和”,需要改變觀念與時俱進,從以下幾個方面論證,加大生態環保和材料循環利用技術的應用比例。
一是堅持材料循環利用理念。筑路材料和混合料中,約95%是砂石材料,這些材料性質相對穩定,只有少部分骨料在物理形態上存在變化,可以通過一定的技術手段實現再利用。
二是低碳工藝選擇。在對路面病害成因充分檢測和分析的基礎上,采用多種維修方案。在技術上可行的前提下,對每種方案進行碳排放強度測算,從中選擇碳排放強度較低的技術工藝。
三是裝備的技改與創新。現代施工中,裝備是工程質量的重要保障。選擇合適的工藝后,更要對設備性能提出明確要求,針對能源消耗大、碳排放量大的設備進行技改,降低碳排放。
四是探索新材料的應用。一方面,考慮材料本身具有降碳的作用;另一方面,考慮材料能提升產品質量,增加成品壽命,減少道路在壽命周期內的養護次數,降低生命周期內養護工程的碳排放總量。
五是施工能源的選擇。液化氣、天然氣作為清潔能源,熱值高、碳排放少,相對柴油成本更低,在可行的條件下,應優先選擇清潔能源。
低碳養護新技術的應用是降碳的有效途徑,整個養護行業應該重視養護“四新技術”運用,加強后期跟蹤觀測和經驗總結,通過PDCA循環不斷深化新技術的應用,達到工藝綠色、過程綠色、結果綠色的道路養護目標。
道路正常使用壽命為20年~30年,在此時間跨度內,運行維護規劃和方案選擇對實現“碳達峰、碳中和”的作用同樣不容小覷。
首先,在節能降耗方面,利用清潔能源,減少“石化”“煤化”等能源的利用。同時公路作為帶狀基礎設施,沿線有大量可利用立體空間,可以利用太陽能資源、風能資源、地熱資源等。
其次,結合養護規劃分析公路帶狀空間,充分利用邊坡、路堤、互通等非路面土地空間,采用工程生物手段有步驟地開展景觀綠化提升工程,提升公路設施長效“吸碳”水平,達到公路美觀、降碳,與自然環境相融合的目的。關于植物種類的選擇,有必要改變以往單純“美觀”“高貴”“經濟”等觀念,需要融入“實用”理念,選擇碳四類植物、綠葉植物、表面積大等光合作用效率較強的植物,提升吸收二氧化碳的水平。
“碳達峰、碳中和”目標的實現,不僅關系到整個國家,更關系到全球的命運,所以,要實現養護的降碳不能局限于工作本身,更應把視野拉長,關注到生產鏈上的各個環節,減少其他環節的能源消耗,或者縮短生產環節,提升養護降碳工作。
上文提到材料的再生利用,就是通過減少施工中對新筑路材料的消耗從而減少原材料的開采、加工、運輸等環節,體現循環經濟中“減量化”和“再利用”的原則,達到降低生產過程碳排放的目的。這是通過再生手段減少生產鏈上產品的消耗實現降碳的實際應用,需要注意的是,不同的再生利用手段,其碳排放結果差異大,比如常見的廠拌熱再生和就地熱再生,雖然都實現了減少原材料消耗的目標,但生產過程差異較大。廠拌熱再生需要對原路面進行銑刨、RAP料運輸回廠、RAP料篩分、拌和加工、攤鋪碾壓等工序;就地熱再生通過專用設備,在施工現場通過對路面加熱、翻松、拌和、攤鋪碾壓等工序完成施工作業。直觀比較工藝過程,就地熱再生較廠拌熱再生減少了路面銑刨、RAP料運輸回廠、RAP料篩分等環節,而這些環節需要消耗大量的柴油,產生大量的碳排放。據測算,采用就地熱再生技術,每平方米需要消耗2.88kg標準煤,排放二氧化碳4.74kg;而采用廠拌熱再生技術,每平方米需要消耗6.4kg標準煤,排放二氧化碳12.4kg。可以看出,不同工藝的原路面材料再生利用,對能源消耗和碳排放的影響差異較大。這要求在工藝選擇時,要根據路面狀況,在技術可行的情況下考慮全過程生產鏈的因素,確定合適的維修工藝。
養護行業應充分認識降碳工作的迫切性,樹立綠色養護、節約資源的意識,堅持科技引領、創新養護、低碳養護的理念,探索高質量、高效率、低消耗、低排放的養護新技術、新途徑,選用低碳環保的養護技術。同時也要認識到我國幅員遼闊,公路養護綠色環保技術手段種類較多,要根據實際情況和現實條件因地制宜地選擇合適的方法,真正實現“碳達峰”和“碳中和”養護目標,打造公路養護的新亮點、新名片。