低碳城市發展視角下市政工程項目的碳排放管理探討

摘要：面對全球氣候變化的嚴峻挑戰，低碳城市建設已成為各國城市發展的共識。市政工程項目作為城市基礎設施建設的重要組成部分，其施工與運維過程中的碳排放管理是實現低碳城市目標的關鍵環節。從低碳城市發展的視角出發，探討市政工程項目全生命周期中的碳排放特點、面臨的挑戰和管理策略，旨在為市政工程減排提供理論指導與實踐路徑。

關鍵詞：低碳城市；市政工程；碳排放；生命周期管理；減排策略

當前，全球氣候變化日益凸顯，環境可持續性議題備受重視，而城市作為經濟增長和社會活動的中心，其發展模式正面臨著前所未有的挑戰與變革。隨著《巴黎協定》的簽署與各國承諾實現碳中和，推動城市低碳發展成為國際社會的普遍共識。通過減少溫室氣體排放、提升能源效率、優化能源結構和強化生態系統服務功能等手段，可促進城市低碳發展實現經濟發展與環境保護的雙贏。因此，在低碳城市發展背景下，市政工程作為城市基礎設施建設的核心組成部分，對其在施工與運營過程中的碳排放進行管理顯得尤為重要。

市政工程包括道路橋梁、給排水系統、公共交通設施等，其雖然是城市功能實現的基石，但也是城市碳排放的主要來源之一。市政工程項目從規劃、設計、施工到運維涉及材料生產與運輸、施工機械作業、能源消耗、廢棄物處理等多個環節，因而其全生命周期中會排放大量二氧化碳。在低碳城市發展視角下，探索并實施有效的碳排放管理策略，促進市政工程項目低碳建設，對整個城市的綠色發展具有重要意義。

受技術瓶頸、資金投入、政策支持不足和公眾意識局限等影響，市政工程碳排放管理面臨諸多挑戰。如何在保障城市快速發展與滿足民眾生活需求的同時，有效控制并減少市政工程的碳排放量，是擺在城市管理者、工程師、政策制定者及社會各界面前的重大課題[1]。

本文旨在從低碳城市發展的宏觀視角出發，深入分析市政工程項目碳排放的現狀、特征和影響因素，并基于低碳城市框架，探討市政工程項目碳排放管理的關鍵問題與應對策略。同時，通過對國內外先進經驗和案例的研究，提出一套綜合性、前瞻性的管理方案，為市政工程項目的低碳化管理提供理論指導與實踐路徑。其望通過政策、技術、市場機制、公眾參與等多方面的協同作用，為構建綠色、低碳、韌性的未來城市提供科學依據與實施藍圖。

1 低碳城市發展概述

1.1 低碳城市的概念與發展原則

低碳城市是指以低碳經濟為發展模式及方向、以低生活為理念和行為特征、以低碳社會為建設標本和藍圖的城市。在城市規劃、建設、管理過程中，通過優化產業結構、能源結構、交通結構和生活方式，減少溫室氣體排放，提高能源利用效率，增強碳匯能力，實現低碳經濟、低碳社會、低碳環境的深度融合，以及實現經濟社會發展與生態環境保護相協調的城市可持續發展目標。

低碳城市發展主要遵循5 項原則，即①可持續性原則，確保城市發展長期性與環境承載能力相匹配；②高效性原則，提高能源和資源的使用效率，減少浪費；③公平性原則，保障所有群體都能公平享受低碳發展帶來的利益；④參與性原則，鼓勵政府、企業、公眾等多元主體共同參與低碳城市建設；⑤創新驅動原則，依靠科技進步與創新，推動低碳技術和管理模式的發展與應用[2]。

1.2 國內外低碳城市發展現狀與趨勢

1.2.1 國際方面現狀

目前，國際組織已提出一系列倡議和標準來推動全球低碳城市建設，如《聯合國氣候變化框架公約》和《世界能源展望》等；全球范圍內有許多國家已將低碳發展納入戰略規劃，如新加坡推廣綠色建筑和智能交通系統；城市間合作組織，如C40 城市氣候領導聯盟，已促進了低碳技術與政策的共享。

1.2.2 國內方面現狀

我國作為世界上最大的碳排放國之一，已將低碳城市建設納入國家發展戰略，提出碳達峰碳中和目標，并在多個城市開展低碳試點。如，廣東省深圳市作為國家首批低碳試點城市，通過發展綠色交通、推廣綠色建筑、實施碳交易等措施，碳排放強度顯著降低；北京、上海等城市也在積極構建綠色、低碳、循環的現代產業體系。

1.2.3 未來發展趨勢

未來，低碳城市發展需更加注重數字化、智能化技術的應用，如建設智慧城市平臺對能源、交通等領域實行精細化管理。同時，創新與普及綠色金融，為低碳項目提供更多資金支持；深化國際合作，共享低碳技術和經驗，共同應對全球氣候變化[3]。

1.3 低碳城市發展對市政工程項目的新要求

在低碳城市發展框架下，市政工程項目不僅要滿足基本的功能需求，還需在設計、建造、運維全過程中體現低碳理念。

1.3.1 選用綠色建材 循環利用廢棄物

優先選用低碳、可回收、本地化的建筑材料，減少運輸碳排放，促進施工廢棄物的資源化利用。

1.3.2 使用節能減排的施工技術

推廣使用能源消耗低的施工設備，優化施工流程，減少現場作業的碳排放。如，采用預制構件減少現場攪拌混凝土作業的碳排放。

1.3.3 實現智能高效的運維管理

運用物聯網、大數據等信息技術，實現對市政設施的智能監控與維護，提高其運行效率，減少能源消耗。

1.3.4 加強生態基礎設施建設

加強城市綠地系統、雨水花園、綠色屋頂等生態基礎設施建設，增強城市碳匯能力，提升城市韌性。

1.3.5 搭建綠色交通體系

發展公共交通，建設自行車道和步行友好的城市空間，減少私家車依賴，降低交通碳排放。

1.3.6 實施社區級低碳解決方案

在社區層面推動分布式能源、垃圾分類與資源回收，提高居民低碳生活意識和參與度。

2 市政工程項目碳排放特征與影響因素

市政工程作為城市基礎設施建設的重要組成部分，其碳排放問題直接關系到城市可持續發展和低碳目標的實現。因此，了解市政工程項目的碳排放特征及其全生命周期中各階段碳排放情況與影響因素，對制定有效的減排策略至關重要。

2.1 市政工程項目全生命周期碳排放分析

市政工程項目全生命周期通常包括規劃與設計、施工、運維3 個主要階段，每個階段都有其特定的碳排放特征。

2.1.1 規劃與設計階段

規劃與設計階段的碳排放影響因素主要為能源消耗（如計算機輔助設計、辦公設備使用等的電力消耗）和材料選擇。實施低碳設計策略，如采用生命周期評價（LCA）來評估不同設計方案的環境影響、選擇低碳材料和優化設計以減少材料用量等，可減少市政工程項目全生命周期的碳排放。

2.1.2 施工階段

施工階段是市政工程項目碳排放最為集中的時期，其碳排放主要源于重型機械的燃油消耗、建筑材料的生產和運輸、施工廢棄物的處理。另外，由于這一階段通常會使用較大比例的水泥、鋼筋、瀝青等高碳排放材料，因而施工機械的效率、施工廢棄物的回收利用率也會直接影響項目的碳排放。

2.1.3 運維階段

運維階段的碳排放主要與能源消耗有關，如照明、通風、排水系統等日常運維的能源消耗，以及道路維護、垃圾處理等操作的能源消耗，都會產生碳排放。因此，通過優化設施運維、采用節能設備、實施智能管理等，可有效降低這一階段的碳排放[4]。

2.2 市政工程項目碳排放主要來源與量化分析

市政工程項目碳排放主要源自化石燃料燃燒，以及施工材料和能源（電力、熱力等）使用等。依據國際標準《商品和服務在生命周期內的溫室氣體排放評價規范》（PAS 2050：2008）或ISO 14064， 采用碳排放系數法，結合工程量清單與預算定額， 對各階段的碳排放量進行量化分析。如，施工階段的燃油碳排放可按“機器工作小時數× 單位時間油耗× 相應碳排放因子”來估算；材料碳排放則需考慮原材料提取、加工、運輸到現場安裝的全過程。

2.3 影響市政工程項目碳排放的關鍵因素

2.3.1 技術與管理水平

先進的施工技術與高效的項目管理能夠顯著降低能源消耗和材料浪費。

2.3.2 能源與材料選擇

低碳、可再生材料的使用與清潔能源的應用，對減少碳排放至關重要。

2.3.3 政策與標準

政府的低碳政策、碳定價機制，以及嚴格的環保標準是推動碳減排的關鍵驅動力。

2.3.4 公眾意識與參與

提高公眾低碳生活意識，鼓勵其低碳出行，有助于減少市政設施的使用壓力。

2.3.5 氣候條件與地理位置

不同地區的氣候特征與地理條件會影響能源需求和施工難度，進而影響碳排放。

2.3.6 經濟因素

資金投入、成本效益分析和經濟激勵措施，對低碳方案選擇有直接影響。

3 市政工程項目碳排放管理面臨的挑戰

目前，在推動市政工程項目低碳化的過程中，諸多挑戰橫亙于前，既涉及技術和經濟層面，又包括政策與市場機制的構建。

3.1 技術與標準缺失

盡管低碳技術不斷進步，但在市政工程領域，針對特定類型工程項目的低碳材料、節能設備與減排技術仍存在研發滯后、應用不廣泛的問題。同時，統一的低碳標準與評價體系尚未完全建立，缺乏明確的技術規范和性能指標，使得市政工程項目設計、實施缺乏科學指導，難以準確評估和比較不同方案的碳排放表現。

3.2 數據獲取與量化困難

市政工程項目碳排放管理需要準確的數據支持，但實際操作中，從材料生產、運輸到施工和運維的全生命周期碳排放數據往往難以獲取，且數據質量參差不齊，因此在量化分析時，由于缺乏標準化的計算方法與數據庫，以及施工過程的復雜性和不確定性，使得市政工程項目全生命周期的碳排放量難以精確計算。

3.3 經濟成本與效益平衡

低碳技術及材料的初期投資成本通常高于傳統設計，對資金有限的市政工程項目構成了挑戰。雖然從長期來看，低碳方案能夠通過節能減排帶來經濟效益，但短期內的高額投入和較長的回報周期，使得經濟成本與環境效益的平衡成為決策者的一大考量。如何在確保項目經濟可行性的前提下，合理規劃和實施低碳策略，是市政工程項目實施碳排放管理亟待解決的問題。

3.4 政策法規與市場機制不完善

政策法規的支持是推動市政工程項目碳排放管理的關鍵。當前，部分地區的相關政策尚不健全，缺乏對市政工程項目低碳化的直接激勵措施，如稅收優惠、補貼政策等。同時，碳交易市場的不完善限制了碳排放權的有效分配和利用，市場機制對低碳行為的激勵效應未能充分發揮。因此，需加強政策的執行力度和監管的有效性，以確保市政工程項目低碳化目標的實現。

3.5 小結

面對上述挑戰，政府、企業和科研機構等應共同努力，通過加大研發投入、建立健全標準體系、改進數據采集與管理方法、優化經濟激勵政策、完善法律法規框架等，來促進碳交易市場的健康發展，從而為市政工程項目的低碳化發展創造有利條件[5]。

4 市政工程項目碳排放管理策略

4.1 規劃與設計中融入低碳理念

4.1.1 應用低碳材料與技術

在市政工程項目規劃中，優先選擇低碳的建筑材料，如使用工業副產品制成的混凝土替代品、選用回收塑料和玻璃纖維等再生材料。同時，集成應用節能減排技術，如利用建筑信息模型（BIM）技術優化設計，減少材料浪費；應用太陽能光伏板、地熱能等可再生能源技術，減少對化石能源的使用。

4.1.2 采用綠色設計與節能方案

采用被動式設計，充分利用自然光、自然風等，減少能源需求。同時，設計綠色屋頂、垂直綠化墻等，增強建筑物隔熱性能和生物多樣性。另外，在設計中還應融入LED 照明、低功耗電梯等高效節能設備，以及智能溫控系統，以確保能源的高效利用[6]。

4.2 加強施工階段的碳排放管理

4.2.1 施工組織與流程優化

通過精細的施工排程與物流管理，減少設備空閑時間和物料往返運輸，提升作業效率。同時，推廣預制構件與模塊化建設方式，縮短現場施工周期，減少現場能源消耗和廢棄物產生。

4.2.2 廢棄物減量與資源循環利用

實施嚴格的廢棄物分類收集，確保可回收材料的回收率。同時，鼓勵使用回收材料作為新建設的原料，如將舊路基材料用于新路基的填充料[7]。

4.3 推進運維階段的低碳管理

4.3.1 智慧能源管理與智能監控

建設智慧能源管理系統，利用物聯網技術實時監測能耗，實現能源使用的動態優化。同時，實施遠程智能監控，通過智能傳感器與數據分析，對設施運行狀態進行預測性維護，減少非計劃停機和能耗浪費。

4.3.2 綠色維護與低碳改造

采用綠色維護策略，使用環保清潔劑和低揮發性有機化合物（VOCS）材料進行市政工程項目施工維護，減少對環境的影響。同時，實施低碳改造方案，在設施改造升級時，優先考慮能效提升和低碳技術應用；增加建筑圍護結構的保溫性能。

4.4 建立碳排放監測與評估體系

4.4.1 構建碳排放數據庫

開發統一的碳排放數據記錄與分析平臺，整合市政工程項目全生命周期的碳排放數據。同時，確保數據的準確性和可追溯性，為制定減排策略提供科學依據。

4.4.2 定期審計與公開機制

引入獨立第三方機構定期進行碳排放審計，確保數據的客觀公正。同時，定期發布碳排放報告，公開市政工程項目碳足跡信息，接受社會監督，提升公眾參與度和項目信譽[8]。

5 市政工程項目低碳實踐

5.1 國內案例（深圳市光明新區綠色建筑與生態城項目）

5.1.1 背景介紹

深圳市光明新區是我國首個綠色建筑示范區，涵蓋住宅、商業、辦公、學校等多種業態，致力于打造低碳生態城市典范。該綠色建筑與生態城項目在規劃、設計、施工、運維階段均融入了低碳理念，廣泛應用綠色建筑技術，展示了市政工程項目低碳化的可行性。

5.1.2 具體措施

所有建筑均按國家綠色建筑三星標準設計，采用高性能保溫隔熱材料，安裝太陽能熱水系統和光伏發電板；建設雨水收集系統，用于綠化澆灌和景觀用水，減少了對城市供水系統的依賴；優化公共交通布局，設置自行車道和步行友好街道，鼓勵低碳出行；保留原有地形地貌，實施生態修復，大量種植本土植物，建立多層次綠地系統。

5.1.3 實施效果

相較于深圳市傳統城區，光明新區的年碳排放量降低約30%，水資源消耗減少40%，有效提升了居民的生活質量，增強了社區的生態韌性，成為了國內外綠色城市建設的學習樣本。

5.1.4 經驗教訓

政策與市場的雙重推動，使深圳市光明新區綠色建筑與生態城項目實現了低碳化。需要注意的是，雖然初期政府的財政補貼和政策傾斜對項目落地至關重要，但社會公眾的參與和認知對項目低碳化也有關鍵性的影響，因此應注重提高居民的環保意識，使其成為低碳生活方式的倡導者與實踐者。

5.2 國外案例（丹麥哥本哈根超級自行車道網絡）

5.2.1 背景介紹

丹麥的哥本哈根作為世界著名的自行車友好城市，其超級自行車道網絡（Cykelsuperstier）項目進一步提升了自行車出行的安全性與便捷性，使得很多市民放棄汽車，選擇自行車騎行出行，交通碳排放顯著減少。

5.2.2 具體措施

建設寬達4～5 m 的專用自行車道，配備良好照明、安全隔離帶，設置休息區和天氣預報顯示屏；利用智能信號燈系統優化自行車流，減少等待時間，提高騎行效率；自行車道與公共交通站點無縫對接，方便市民換乘，形成完整的低碳出行網絡。

5.2.3 實施效果

超級自行車道網絡的建成顯著提升了自行車出行比例，極大地減少了汽車出行造成的碳排放量。該項目促進了城市空氣質量的改善，提高了市民健康水平，增強了城市的活力與吸引力。

5.2.4 經驗教訓

由于高品質基礎設施是提升非機動車出行率的前提，因而哥本哈根超級自行車道網絡在設計時還應充分考慮用戶需求和安全性。另外，政府的長期規劃與持續投資對于構建可持續的交通體系至關重要，因此該項目還需平衡好短期成本與長期效益。

6 結論

綜上所述，市政工程項目碳排放管理的核心要素及策略，雖是圍繞著規劃與設計的優化、施工階段的精細管理、運維階段的智能化控制、碳排放監測評估體系的建立等貫徹落實的，但離不開政策引導、技術創新、市場激勵和公眾參與4 大關鍵支柱的支持。其中，政策引導是低碳市政工程發展的基石，通過制定明確的低碳目標、標準與激勵政策，能為市政工程項目實施提供方向和動力；技術創新是實現減排目標的關鍵，涵蓋了低碳材料的研發、高效施工技術的應用、智能化管理系統的集成等關鍵方面；市場激勵機制，如碳交易、綠色金融工具的運用，能有效調動企業積極性，降低低碳轉型成本；公眾參與，不僅能提高項目的社會接受度，還能改變消費習慣、促進低碳生活方式的普及。

參考文獻

[1] 顧明.基于低碳經濟的市政工程施工淺析[J].福建質量管理，2015（11）：44.

[2] 付允，汪云林，李丁.低碳城市的發展路徑研究[J].科學對社會的影響，2008（2）：5-10.

[3] 劉志林，戴亦欣，董長貴，等.低碳城市理念與國際經驗[J].城市發展研究，2009，16（6）：1-7，12.

[4] 李明新.低碳經濟下市政工程設計與施工要點[J].建筑結構，2022，52（12）：157.

[5] 歐陽志遠，史作廷，石敏俊，等.“碳達峰碳中和”：挑戰與對策[J].河北經貿大學學報，2021，42（5）：1-11.

[6] 張偉.做好城市市政建設工程長遠規劃[J].企業導報，2010（10）：267.

[7] 鐘富裕.談低碳時代建筑給排水工程施工中的節能減排措施[J].住宅與房地產，2018（15）：247.

[8] 嚴振亞，李健.基于區塊鏈技術的碳排放交易及監控機制研究[J].企業經濟，2020，39（6）：31-37.

作者簡介

喬攀舉（1990—），男，漢族，河南上蔡人，工程師，碩士，主要從事工程管理方面的工作。

魏書劍（1985—），男，漢族，福建古田人，高級工程師，學士，主要從事工程管理方面的工作。

加工編輯：王玥

收稿日期：2024-07-01