公路工程基础设施建设碳排放测算方法研究综述.pdfVIP

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生命周期理论

国内外最常见的碳排放测算模型建立及测算边界确定主要依据生命周期评

价（Lifecycleassessment，LCA）。LCA理论思想起源于20世纪60年代，美国

中西研究所针对可口可乐公司饮料容器从“出生到死亡”，也称从“摇篮到坟墓”对

于环境、资源所造成的影响研究[9]，后逐步被环境研究采用。该理念提出后，

一直处于探索阶段，直到20世纪90年代，国际环境毒理学和化学学会（SETAC）

首次在国际研讨会上提出并召开多次研讨会后，LCA评价方法基本框架才初步形

成；之后，国际标准化组织（ISO）起草了一系列相关标准，正式将生命周期评

价纳入环境管理体系，使其成为产品环境影响评估的核心方法，有效指导各国开

展LCA环境效益评价工作。

LCA评价方法主要是通过统计、计算某产品从原材料生产、产品制造，再到

后期使用、废弃，整个生命周期内各阶段或全过程中的投入与产出，评估该产品

对相关环境所产生的直接或间接影响。其主要有4个步骤：目的与范围的确定、

生命周期清单分析、生命周期影响评价和结果解释，各环节互相联系，不断重复，

最终产生评价结果。公路工程基础设施建设所产生的能耗及碳排放量化的研究，

换言之为公路基础设施建设对环境所产生的影响评估，故可用LCA理论进行研

究。

依据生命周期理论，分别将沥青路面、橡胶沥青路面建设过程分为原材料

生产、原材料运输、施工建设三个阶段，建立了相关阶段的能耗及碳排放量化模

型，对其环境影响进行了量化研究。将沥青路面就地热再生技术分为原路面铣刨

与运输、原材料生产运输、混合料生产、混合料施工四个阶段，并进行碳排放计

算研究。将沥青路面建设分为原材料生产、原材料运输、路面施工三个阶段，研

究了不同沥青路面结构类型对建设期碳排放的影响。基于LCA理论将项目清单

分为材料生产、材料运输以及路面施工三个单元，并将根据路面参数、工艺参数

等计算得到的碳排放结果汇总到项目清单中，以此搭建路面建设生命周期环境影

响评估模型工具。基于此，作者将道路基础设施建设生命周期分为原材料生产、

施工、材料运输三个阶段，如图1所示。

图1道路基础设施生命周期主要过程

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基于生命周期理论的测算模型搭建方法

根据生命周期理论的道路基础设施建设的计算模型适用条件、边界范围等不同，

可将计算模型搭建方法分为：①“自下而上”基于过程的生命周期分析方法

（Process-BasedLCA，P-LCA）；②“自上而下”基于经济投入产出的生命周期分析

方法（Economicinput-outputLCA，EIO-LCA）；③将P-LCA与EIO-LCA综合

使用的生命周期评价方法，也称混合生命周期评价方法（HybridLCA，H-LCA）。

2.1P-LCA

P-LCA是最常用的LCA方法[18]，其分析了产品生命周期中设计的所有过程

的输入和输出，可获得较为准确的LCA结果，但由于产品生命周期中通常存在

大量的、耗费精力的单个过程，导致其成为一种需要大量成本及工作量的测算方

法，只适用于测算范围比较小的单元，例如单个产品、部门等进行碳排放测算分

析。采用“自下而上”的基于过程的生命周期方法，评估了乳化沥青厂拌冷再生技

术从原材料到施工阶段的节能减排效益，分析得出，乳化沥青厂拌冷再生技术相

较于常规沥青混合料可减少10.71%的碳排放量。基于LCA评估方法研究了橡胶

再生沥青路面的碳排放，其将路面建设过程分为原路面铣刨和运输、原材料生产、

混合料生产、混合料运输、摊铺和碾压5个过程进行测算。高放[21]将沥青路

面建设期划分为材料物化、运输、施工三个阶段，基于LCA方法进行沥青路面

建设各阶段清单分析，对比六种不同路面结构的环境影响效益，并提出沥青路面

建设的节能减排对策。

2.2EIO-LCA

投入产出法是由美国经济学家提出的，但由于其计算能力及数据可用性有限，

后被用于与生命周期法相结合，形成了EIO-LCA，该方法被广泛用于整个产品供

应链的直接投入交易和环境影响效益量化研究，但其评价制度比较宏观，较适用

于整个产品行业、某一特定区域、国家等进行环境效益测算研究。曾晓莹等[24]

采用自上而下的投入产出法，分析了中国