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公路建設(shè)領(lǐng)域如何實現(xiàn)碳達峰、碳中和?建議推廣標準化鋼結(jié)構(gòu)橋梁
2022-09-06 來源:中國公路 

  二氧化碳排放量伴隨著工業(yè)革命的發(fā)展而增多,給人類的生存和長足發(fā)展帶來了一系列問題,如二氧化碳增多導(dǎo)致全球氣溫逐年攀升,加劇全球溫室效應(yīng),引起冰川融化、海平面上升、海洋氣候變化無常、海島淹沒,還會引發(fā)地震、泥石流、火山噴發(fā)等自然災(zāi)害和極端天氣。

  碳達峰、碳中和表現(xiàn)為二氧化碳排放(廣義的碳排放包括所有溫室氣體)水平由快到慢不斷攀升、在年增長率為零的拐點處波動后持續(xù)下降,直到人為排放源和吸收相抵實現(xiàn)碳中和。我國將提高國家自主貢獻力度,采取更加有力的政策和措施,力爭于2030年前達到二氧化碳排放峰值,努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。

  2020年全球二氧化碳排放情況分析顯示,中國、美國、印度、俄羅斯、日本、伊朗、德國、韓國、沙特阿拉伯和印度尼西亞10個國家二氧化碳排放量總和占全球二氧化碳總排放量的68.85%,其中2020年我國二氧化碳排放量占全球二氧化碳總排放量的30.93%,占比最大。我國溫室氣體排放主要來自能源、工業(yè)、交通、建筑、農(nóng)業(yè)和土地利用五大部門,其中能源和工業(yè)部門占比最大,合計貢獻了超過80%的碳排放。而我國正值高速發(fā)展向高質(zhì)量發(fā)展的轉(zhuǎn)型期,以高能耗的鋼鐵、煤炭、化工等產(chǎn)業(yè)為主,高能耗高污染的能源結(jié)構(gòu)極大地影響了我國雙碳目標的實現(xiàn),經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型升級任重而道遠。

  據(jù)挪威研究表明,公路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與養(yǎng)護生命周期的二氧化碳排放達到公路交通運輸碳排放總量的10%至20%??梢娊煌ɑA(chǔ)設(shè)施建設(shè)和交通運輸領(lǐng)域雙碳任務(wù)艱巨,機遇空前,可大有作為。

  雙碳目標路徑不是簡單的、一個目標下的降碳路徑和方案,還需要囊括國家政策、科技攻關(guān)等,帶動交通各要素技術(shù)迭代升級,重點從節(jié)約能源和改變能源結(jié)構(gòu)等方面采取有效措施,著力完善各領(lǐng)域碳排放基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計,建立交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)生命周期碳排放管理體系、核算與評價指標體系,其中生命周期碳排放核算評價是節(jié)能減排管理的核心,要從源頭和過程分析碳排放來源,分析各分項工程、分部工程、單位工程的碳排放量,確定重點控制環(huán)節(jié)和技術(shù)措施。

  公路建設(shè)領(lǐng)域要積極依托科技創(chuàng)新,精準攻關(guān)、解決影響雙碳目標的關(guān)鍵技術(shù),在新能源、新裝備、新技術(shù)、新工藝等方面系統(tǒng)性研究二氧化碳,既要減少排放,也要適量捕捉。

  建設(shè)低排放、低能耗服務(wù)區(qū)

  針對能源匱乏地區(qū)的服務(wù)區(qū)建設(shè),建設(shè)單位應(yīng)采用被動式超低能耗建筑,降低能源供給與消耗,有條件的地方應(yīng)建造地源熱泵、空氣能、太陽能、風(fēng)能,減少煤電專線供應(yīng)。同時,通過服務(wù)區(qū)微生態(tài)環(huán)境設(shè)計,種植固碳能力強的植被,可以實現(xiàn)就地固碳。相關(guān)單位可重點在服務(wù)區(qū)開展碳中和研究,構(gòu)建新型儲能和微電網(wǎng)系統(tǒng),實現(xiàn)能源自主供應(yīng)。

  采用綠色施工技術(shù)

  施工單位應(yīng)變革傳統(tǒng)粗放式高能耗施工方式,在應(yīng)用材料方面,采用溫拌瀝青、泡沫瀝青等低能耗材料,以及自密實免振搗混凝土、超高性能混凝土等先進材料,減少施工設(shè)備使用數(shù)量,降低現(xiàn)場作業(yè)能耗,降低瀝青混凝土混合料加熱、攤鋪溫度,減少生產(chǎn)、施工能耗的二氧化碳排放。

  在應(yīng)用創(chuàng)新技術(shù)方面,施工單位應(yīng)采用混凝土3D打印等先進技術(shù),實現(xiàn)圖紙智能化設(shè)計、原位無廢化打印和個性化施工;依托數(shù)字孿生技術(shù)構(gòu)建排放驅(qū)動因素追蹤、減排動態(tài)模擬推演、能耗告警檢測分析等監(jiān)測系統(tǒng),以數(shù)字化指導(dǎo)施工。

  推廣標準化鋼結(jié)構(gòu)橋梁

  大力推進鋼結(jié)構(gòu)這種可循環(huán)利用的材料,可以有效降低橋梁工程在全壽命周期的二氧化碳排放,要深入推進鋼混組合梁和鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計標準化、制造智能化、施工裝備化、安裝輕量化、防護長效化。

  在量大面廣的中小跨徑橋梁中加大推廣鋼板梁、鋼箱梁、波形鋼腹板組合梁,在大跨徑和特大跨徑橋梁中推行鋼桁架、鋼桁腹、斜拉橋、鋼拱橋和懸索橋等橋型。主梁推行鋼梁、鋼混組合梁或混凝土節(jié)段拼裝梁,其中推動設(shè)計標準化,是實現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)制造智能化的關(guān)鍵,也是降低鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)和施工能耗的關(guān)鍵。行業(yè)主管部門應(yīng)高度重視設(shè)計標準化,并在政策引導(dǎo)下有序推行,避免盲目追求創(chuàng)新,造成常規(guī)橋梁因人而異、因地而異,給生產(chǎn)加工和現(xiàn)場施工造成極大浪費。

  大力推行高強度鋼、高性能鋼、特種鋼等,如耐候鋼、不銹鋼、鋼木結(jié)構(gòu)等材料,降低鋼結(jié)構(gòu)用量及建設(shè)和后期運營維護費用,還應(yīng)革新傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)防腐技術(shù),采用先進納米材料,提高鋼結(jié)構(gòu)防腐防火等綜合性能,延長服役壽命。

  此外,在橋梁建設(shè)中采用裝配式橋梁技術(shù),著力推動橋梁標準化設(shè)計、工業(yè)化建造、裝配化施工、商品化銷售和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,降低橋梁工程在生產(chǎn)、施工和安裝過程中的人工、燃油消耗,提高混凝土質(zhì)量和壽命。

  推廣長壽命瀝青路面

  實現(xiàn)雙碳目標,要開展長壽命瀝青路面材料和施工關(guān)鍵技術(shù)研究,大力推廣應(yīng)用設(shè)計年限超過40年的長壽命瀝青混凝土路面,深入開展強基薄面理論研究和路面層間協(xié)同變形機理研究,有效降低路面結(jié)構(gòu)層厚度,減少路面車轍、擁抱、開裂、水損害等病害,延長道路使用壽命,實現(xiàn)節(jié)地節(jié)材節(jié)能。交通運輸部公路科學(xué)研究院、長安大學(xué)、河北交通投資集團、招商局重慶交通科研設(shè)計院有限公司、邢臺路橋建設(shè)集團有限公司等研究機構(gòu)和相關(guān)企業(yè)在推進長壽命瀝青路面產(chǎn)業(yè)化方面做出了重要的努力。

  開展建筑垃圾資源化處理和綜合利用

  在公路建設(shè)方面,相關(guān)單位繼續(xù)研究舊瀝青路面就地?zé)嵩偕蛷S拌再生、水泥混凝土路面碎石化再用、水泥穩(wěn)定碎石的二次利用等技術(shù)。在橋梁建設(shè)方面,研究舊橋拆除后的混凝土構(gòu)件定向再用技術(shù),如護欄混凝土拆除后可應(yīng)用在非承重部位的河道防護、邊坡防護等地方。在隧道建設(shè)方面,開展隧道洞渣資源化利用研究,如符合要求的生產(chǎn)石料和機制砂。在廢舊礦山再利用方面,針對鐵尾礦、煤矸石等廢棄尾礦、拆除后的建筑垃圾開展二次處理,制備混凝土骨料,可用于透水磚、非機動車道等受荷載要求低的基礎(chǔ)設(shè)施中。

  同時,相關(guān)單位還應(yīng)推廣節(jié)能照明先進技術(shù),應(yīng)用智慧節(jié)能控制系統(tǒng),引進先進的節(jié)能燈具,隧道內(nèi)采用自發(fā)光或蓄光材料等降低照明能耗。推廣生態(tài)邊坡防護技術(shù),充分利用邊坡線長面廣等特點,采用生態(tài)混凝土邊坡防護、三維植被防護網(wǎng)等結(jié)構(gòu),逐步取代圬工混凝土硬質(zhì)防護,探索邊坡采用“植被防護+分布式光伏發(fā)電”相結(jié)合的方式,以綠色邊坡實現(xiàn)固碳目的,同時,增加綠化設(shè)施,減少地表暴露。

  公路建設(shè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)碳達峰、碳中和愿景,是一項長期、艱巨、系統(tǒng)且龐大的工程,需要多部門、多行業(yè)、多學(xué)科深度融合,綜合運用新一代信息技術(shù)、智能建造、綠色節(jié)能技術(shù),推動能源更新、技術(shù)革命、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型,也需要搭建導(dǎo)向鮮明、要素集聚、學(xué)科協(xié)同、鏈條完善的集成化平臺,共同推動公路建設(shè)雙碳目標實現(xiàn)。公路建設(shè)行業(yè)要緊密抓住此次機遇,通過管理創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新等做好相關(guān)儲備和產(chǎn)業(yè)布局,積極投入到交通基礎(chǔ)設(shè)施碳達峰、碳中和工作中,為建設(shè)交通強國貢獻力量。



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