基于全生命周期的交通基础设施低碳施工及数字化监测系统.pdf
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1、研究探讨DO1:10.3963/j.issn.1006-8864.2024.01.011O0OLL基于全生命周期的交通基础设施LOOLOLO低碳施工及数字化监测系统LLOOLOLO000011101110011001010100DOOOLLLO0011001010100101100贾鹏任宗祥00I,22关键词:交通基础设施;碳排放核算;全生命周期评价(LCA);数字化转型;低碳排放双碳政策背景下,我国交通领域碳排放约占碳排放总量的1 0%,而公路运输占全国交通运输碳排放总量8 5%以上,成为交通减排的绝对主体。其中,交通基础设施建设对材料、能源消耗投入是交通运输行业绿色低碳发展的重点领域。交通
2、运输部发布的绿色交通标准体系(2 0 2 2 年)指出,以“十四五”新开工高速公路和普通国省干线公路为重点,鼓励施工材料、工艺和技术创新等,降低公路全生命周期成本。中共中央国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见和2 0 3 0 年前碳达峰行动方案提出,要建立统一规范的碳排放统计核算体系。然而,现有文件对交通基础设施施工决策未形成统一的碳排放评价方法,缺少基础数据积累,无法有效支撑工程建设生命周期方案决策。基于此,笔者提出一种基于全生命周期评价(LCA)的交通基础设施低碳施工碳排放计算思路和方法,并构建数字化的监测平台体系,以实现对交通基础设施的全生命周期的碳排放实时监测
3、。一、交通基础设施的生命周期评价技术框架ISO14040系列标准将全生命周期评价分为4 个阶段:目标与范围确定、生命周期清单分析(LCI)、生命周期影响评价(LCIA)和生命周期解释,如图1所示。生命周期评价框架目的与规范确定清单分析影响评价图1 交通基础设施生命周期评价的技术框架1.目标与范围确定目标与范围确定阶段可以确定评价的目的和意义。交通基础设施在其整个生命周期中的碳排放情况包括材料生产、建造施工、使用与维护以及拆卸等4个阶段,其目标是量化各个阶段的碳排放情况,包括涉及的材料、设备、能源消耗和施工工艺等多方面的具体数据,并对施工各个阶段进行动态化监测。2.生命周期清单分析(LCI)生命
4、周期清单分析(LCI)阶段主要涵盖对交2024年第1 期总第3 8 3 期支通企业管理1 3 1直接应用产品开发和改进战略规划解释公共政策制定营销其他研究探讨通基础设施的整个生命周期内的能源消耗状态,以及对环境产生物质的定量分析。此过程的核心任务为建立交通设施的输入和输出列表。基于过程构建清单,输入,为各种能源的消耗;过程,为交通基础设施全生命周期过程;输出,为碳排放量。3.生命周期影响评价(LCIA)在生命周期影响评价(LCIA)阶段,清单表是最重要的部分,包括分类、特征化和评估3 个步骤。评价结果主要用于对交通基础设施施工过程中材料选择的优化及对减少碳排放提出相关的建议。4.生命周期解释生
5、命周期解释的主要目的是根据前几个阶段的结果,评价交通基础设施在整个生命周期中的能源消耗、资源消耗情况,以及寻找不同环节在减少碳排放方面的可能途径。二、基于全生命周期理论的交通基础设施施工过程碳排放测算方法1.生命周期的划分将交通基础设施的生命周期分为4 个阶段,如图2所示。各阶段的能源、资源消耗不同,各阶段的划分及相关信息如下。交通设施建材、建筑部品生产交通建材、混凝土、交通建筑部品生产钢材、木材、玻璃、水泥等设备:暖通空调设备、管道等生产能耗能源生产;电、热力、天然气、煤气等图2 交通基础设施碳排放的生命周期(1)交通基础设施建材生产。此阶段需要获取、加工和生产一系列原材料和成品材料,如32
6、丨交通企业管理2 0 2 4 年第1 期总第3 8 3 期水泥、混凝土、玻璃、砂石和钢筋。此阶段的碳排放主要来自建材工厂消耗的电力以及化石能源等。(2)交通基础设施建造施工。此阶段包括建筑运输、施工准备、路基施工、结构设计和设备安装工程等一系列工序,直至道路基础设施正式投入使用。施工过程中,碳排放主要来源于2 个部分:施工照明及办公耗电等可直接获取数据;施工过程中的摊铺、碾压等工序的耗能,需要通过计算转化为能源消耗量。(3)交通基础设施使用和维护。此阶段是交通基础设施的主要功能阶段,涉及采暖、空调、照明等设备的能源消耗,以及交通基础设施改建、维修等过程中产生的碳排放,但不包括由交通工具内部电器
7、设备使用引起的能源消耗和碳排放,如车内照明等。(4)交通基础设施拆卸。此阶段的碳排放包括在交通基础设施生命周期结束时进行的车辆和机械消耗的电力和燃油以及运输废弃建材至垃圾场时产生的碳排放。2.基础数据收集将应用建材生产、建造施工2 个阶段的计量单位资源、能源消耗折算成建筑施工运行维护运输材料和使用设备安装施工能耗拆除处置交通设施交通基础建筑部品设施建筑拆除、材料部品使用、回收利用、更新、维护废弃处理运行能耗能源使用类型。另外,还需要提供交通基础设施所在地到垃圾处理厂的距离的信息。对应的碳排放,可以得到交通基础设施施工过程中的碳排放清单。需要收集交通基础设施相关数据如下。(1)交通基础设施基础信
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