本發(fā)明屬于道路工程材料與環(huán)境保護(hù)
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是一種過程簡單、可操作性強(qiáng)瀝青路面溫室氣體排放量測定方法。
背景技術(shù)：
：由于瀝青路面具有行駛舒適、視覺效果好、噪音低、養(yǎng)護(hù)維修方便等優(yōu)點(diǎn)，在我國公路中占了極大比重，其中高速公路的路面結(jié)構(gòu)幾乎全部是瀝青路面。瀝青路面建設(shè)包括原材料生產(chǎn)、瀝青混合料生產(chǎn)、瀝青混合料運(yùn)輸和瀝青路面施工四個階段，是瀝青路面生命周期中材料消耗最為集中的幾個階段。而且，由于瀝青混合料獨(dú)特的粘彈性性質(zhì)，為了保證瀝青混合料的施工和易性，目前國內(nèi)外普遍采用熱拌法進(jìn)行瀝青混合料的生產(chǎn)和施工，導(dǎo)致瀝青路面建設(shè)階段的溫室氣體排放問題尤為突出。由于瀝青混合料溫室氣體排放源繁雜混亂，造成溫室氣體排放的盤查困難，很難得到準(zhǔn)確的溫室氣體排放量。目前，我國還沒有形成簡單且可操作的溫拌瀝青混合料溫室氣體排放量測算方法。因此，現(xiàn)有技術(shù)存在的問題是：由于瀝青路面混合料溫室氣體排放源繁雜混亂，導(dǎo)致溫室氣體排放量統(tǒng)計(jì)復(fù)雜、不便操作。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種瀝青混合料溫室氣體排放量測定方法，過程簡單、可操作性強(qiáng)。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種瀝青路面溫室氣體排放量測定方法，包括如下步驟：(10)項(xiàng)目邊界確定：根據(jù)溫室氣體種類以及其排放源，確定項(xiàng)目邊界；(20)原材料生產(chǎn)階段溫室氣體排放量確定：根據(jù)瀝青生產(chǎn)階段產(chǎn)生的溫室氣體和集料生產(chǎn)階段產(chǎn)生的溫室氣體，計(jì)算原材料生產(chǎn)階段溫室氣體排放量；(30)瀝青混合料生產(chǎn)階段溫室氣體排放量確定：根據(jù)燃料消耗溫室氣體排放量、電力消耗溫室氣體排放量和瀝青逸散溫室氣體排放量，計(jì)算混合料生產(chǎn)階段溫室氣體排放量；(40)瀝青混合料運(yùn)輸階段溫室氣體排放量確定：根據(jù)運(yùn)輸中單位瀝青混合料車輛燃料消耗產(chǎn)生的排放量和單位瀝青混合料所逸散產(chǎn)生的排放量，計(jì)算混合料運(yùn)輸階段溫室氣體排放量；(50)瀝青混合料施工階段溫室氣體排放量確定：根據(jù)路面施工中單位混合料設(shè)備燃料消耗產(chǎn)生溫室氣體排放量和單位瀝青混合料瀝青逸散產(chǎn)生溫室氣體排放量，計(jì)算混合料施工階段溫室氣體排放量；(60)瀝青路面建設(shè)階段溫室氣體排放量計(jì)算：根據(jù)原材料生產(chǎn)階段、瀝青混合料生產(chǎn)階段、瀝青混合料運(yùn)輸階段和瀝青路面施工溫室氣體排放量，計(jì)算瀝青路面建設(shè)階段溫室氣體排放量。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)為：過程簡單、可操作性強(qiáng)：通過步驟項(xiàng)目邊界確定可以有效地設(shè)定組織邊界，包括溫室氣體排放階段、溫室氣體排放源以及溫室氣體排放類型；通過步驟20、30、40、50中分階段分種類詳細(xì)量化處理的計(jì)算公式，尤其采用了各階段各種溫室氣體的排放因子，并且實(shí)測了不同溫度下溫室氣體的逸散排放因子，可以克服瀝青路面溫室氣體排放源繁雜混亂而造成的溫室氣體排放量統(tǒng)計(jì)太復(fù)雜、不好操作的問題，從而，其可以大幅度地簡化瀝青路面建設(shè)過程中溫室氣體排放量化計(jì)算方法。下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。附圖說明圖1為本發(fā)明瀝青混合料溫室氣體排放量測定方法的流程圖。具體實(shí)施方式如圖1所示，本發(fā)明瀝青路面溫室氣體排放量測定方法，包括如下步驟：(10)項(xiàng)目邊界確定：根據(jù)溫室氣體種類以及其排放源，確定項(xiàng)目邊界；項(xiàng)目邊界內(nèi)包括的溫室氣體種類以及其排放源，如表1所示。(20)原材料生產(chǎn)階段溫室氣體排放量確定：根據(jù)瀝青生產(chǎn)階段產(chǎn)生的溫室氣體和集料生產(chǎn)階段產(chǎn)生的溫室氣體，計(jì)算原材料生產(chǎn)階段溫室氣體排放量；表1項(xiàng)目邊界內(nèi)所包含或排除的排放源瀝青混合料在原材料生產(chǎn)階段的溫室氣體排放來源主要包括在瀝青生產(chǎn)過程中使用的燃料燃燒排放與集料生產(chǎn)過程中電力消耗排放。所述(20)原材料生產(chǎn)階段溫室氣體排放量確定步驟具體為，根據(jù)下式計(jì)算原材料生產(chǎn)階段溫室氣體排放量：ERM_P＝EAsph_P+EAggr_P，其中，EAsph_P＝MAsphalt×EFCO2，Asphalt，EAggr_P＝MAggr×EFEC，Aggr×EFCO2,Elec，式中：ERM_P為原材料生產(chǎn)階段溫室氣體排放量，g/t；EAsph_P為瀝青生產(chǎn)階段溫室氣體排放量，g/t；MAsphalt為瀝青生產(chǎn)階段單位瀝青混合料的瀝青用量，t/t；EFCO2，Asphalt為瀝青生產(chǎn)階段單位瀝青產(chǎn)生溫室氣體排放，g/t；EAggr_P為集料生產(chǎn)階段溫室氣體排放量，g/t；MAsggre為集料生產(chǎn)階段單位瀝青混合料所需集料量，t/t；EFEC，Aggr為集料生產(chǎn)階段單位集料所需電量消耗因子，KWH/t；EFCO2,Elec為單位集料電網(wǎng)電量的CO2排放因子(gCO2/KWH)。針對目前國內(nèi)改性瀝青使用普遍的現(xiàn)狀，有必要在瀝青生產(chǎn)階段對石油瀝青和改性瀝青溫室氣體排放分別進(jìn)行量化計(jì)算，及采用不同的排放因子EFCO2，Asphalt。根據(jù)文獻(xiàn)和現(xiàn)場調(diào)查，集料自身生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的環(huán)境排放主要為顆粒性物質(zhì)。為此，集料生產(chǎn)過程溫室氣體排放主要為機(jī)械電力消耗過程中產(chǎn)生的溫室氣體排放量。(30)瀝青混合料生產(chǎn)階段溫室氣體排放量確定：根據(jù)燃料消耗溫室氣體排放量、電力消耗溫室氣體排放量和瀝青逸散溫室氣體排放量，計(jì)算混合料生產(chǎn)階段溫室氣體排放量；瀝青混合料在生產(chǎn)階段的溫室氣體排放來源主要包括在生產(chǎn)過程中使用的燃料燃燒排放、生產(chǎn)過程中消耗的電力產(chǎn)生的排放、生產(chǎn)拌和過程中瀝青逸散排放。所述(30)瀝青混合料生產(chǎn)階段溫室氣體排放量確定步驟具體為，根據(jù)下式計(jì)算混合料生產(chǎn)階段的溫室氣體排放量：EM＝EFC_M+EElec_M+EEmit_M，其中，EFC_M＝ΣiFCM,i·NCVi·EFCO2,i，EEmit_M＝ASM·EFCO2,Asph(TM)，式中，EM為瀝青混合料生產(chǎn)階段溫室氣體總排放量，g/t；EFC_M為瀝青混合料生產(chǎn)階段燃料消耗溫室氣體排放量；FCM,i為瀝青混合料生產(chǎn)單位瀝青混合料生產(chǎn)i類型燃料消耗量，kg/t；NCVi為單位i類型燃料的熱量值，MJ/kg；EFCO2,i為單位i類型燃料的CO2排放因子，kgCO2/MJ；EElec_M為瀝青混合料生產(chǎn)階段電力消耗溫室氣體排放量；ECM,Elec為瀝青混合料生產(chǎn)單位瀝青混合料消耗的電網(wǎng)電量，MWH/t；為單位電網(wǎng)電量的CO2排放因子，kgCO2/MWH；EEmit_M為瀝青混合料生產(chǎn)階段瀝青逸散溫室氣體排放量；ASM為瀝青混合料生產(chǎn)階段單位混合料瀝青用量，t/t；EFCO2,Asph(TM)為混合料生產(chǎn)階段單位瀝青CO2逸散排放因子，kgCO2/t。不同溫度下1t瀝青混合料生產(chǎn)階段逸散溫室氣體排放因子，如表2所示。表2不同溫度下1t瀝青混合料生產(chǎn)階段逸散溫室氣體排放因子溫度(℃)CO2(g/t)CH4(10-3g/t)N2O(10-3g/t)CO2當(dāng)量(10-3g/t)1802.262531.6252.6253866.8751601.82526.751.6252997.51501.64724.6561.4692718.591201.112518.37511881.875注：CH4、N2O對CO2的當(dāng)量分別為25和310。(40)瀝青混合料運(yùn)輸階段溫室氣體排放量確定：根據(jù)運(yùn)輸中單位瀝青混合料車輛燃料消耗產(chǎn)生的排放量和單位瀝青混合料所逸散產(chǎn)生的排放量，計(jì)算混合料運(yùn)輸階段溫室氣體排放量；根據(jù)調(diào)查，瀝青混合料運(yùn)輸過程中的溫室氣體排放主要源于車輛運(yùn)行燃料燃燒及瀝青混合料逸散所產(chǎn)生的各種溫室氣體。所述(40)混合料運(yùn)輸階段溫室氣體排放量確定步驟具體為，根據(jù)下式計(jì)算混合料運(yùn)輸階段的溫室氣體排放量：ET＝EFC_T+EEmit_T其中，EFC_T＝ΣiFCT,i·NCVi·EFCO2,i，EEmit_T＝AST·EFCO2,Alph(TT)，式中，ET為運(yùn)輸階段單位瀝青混合料溫室氣體排放量，g/t；EFC_T為運(yùn)輸中單位瀝青混合料車輛燃料消耗產(chǎn)生的排放量，g/t；FCT,i為運(yùn)輸階段單位瀝青混合料車輛燃燒i類型燃料消耗量，kg/t；NCVi為單位i類型燃料的熱量值，MJ/kg；EFCO2,i為單位i類型燃料的CO2排放因子，gCO2/MJ；EEmit_T為運(yùn)輸中單位瀝青混合料所逸散產(chǎn)生的排放量，g/t；AST為瀝青混合料運(yùn)輸階段單位混合料瀝青用量，t/t；EFCO2,Alph(TT)為混合料運(yùn)輸階段單位瀝青CO2逸散排放因子，kgCO2/t。根據(jù)調(diào)查結(jié)果，瀝青混合料運(yùn)輸過程能耗主要為液體燃料消耗，影響瀝青混合料運(yùn)輸過程能耗的主要因素為運(yùn)輸距離、運(yùn)輸車輛數(shù)量以及運(yùn)輸車輛類型等。瀝青混合料運(yùn)輸過程中通常需要將加熱到一定的溫度的瀝青混合料運(yùn)輸一段距離，此時，瀝青膠結(jié)料受熱揮發(fā)，會生成溫室氣體，并在混合料裝載、運(yùn)輸及臨時貯存的過程中以逸散的形式直接排放到大氣中，造成相關(guān)溫室氣體排放。(50)瀝青混合料施工階段溫室氣體排放量確定：根據(jù)路面施工中單位混合料設(shè)備燃料消耗產(chǎn)生溫室氣體排放量和單位瀝青混合料瀝青逸散產(chǎn)生溫室氣體排放量，計(jì)算混合料施工階段溫室氣體排放量；所述(50)混合料施工階段溫室氣體排放量確定步驟具體為，根據(jù)下式計(jì)算混合料施工階段的溫室氣體排放量：EC＝EFC_C+EEmit_C，其中，EFC_C＝ΣiFCC,i·NCVi·EFCO2,i，EEmit_C＝ASC·EFCO2,Alph(TC)，式中，EC為瀝青路面施工中單位混合料產(chǎn)生溫室氣體排放量，kg/t；EFC_C為路面施工中單位混合料設(shè)備燃料消耗產(chǎn)生溫室氣體排放量，kg/t；FCC,i為施工中單位瀝青混合料設(shè)備燃燒i類型燃料消耗量，kg/t；NCVi為單位i類型燃料的熱量值，MJ/kg；EFCO2,i為單位i類型燃料的CO2排放因子，gCO2/MJ；EEmit_C為路面施工中單位瀝青混合料瀝青逸散產(chǎn)生溫室氣體排放量，kg/t；ASC為施工階段單位混合料瀝青用量，t/t；EFCO2,Alph(TC)為施工階段單位瀝青CO2逸散排放因子，kgCO2/t。瀝青路面施工過程中的溫室氣體排放量主要包括機(jī)械設(shè)備的繞燃料消耗所產(chǎn)生的溫室氣體排放量與瀝青路面施工過程中瀝青混合料逸散所產(chǎn)生的溫室氣體排放量。瀝青路面施工過程中的機(jī)械設(shè)備主要為攤鋪設(shè)備和壓實(shí)設(shè)備，其能耗主要為液體燃料消耗。在瀝青路面施工過程中，上述施工機(jī)械不會進(jìn)行長距離的行駛，因此，機(jī)械設(shè)備的類型是影響瀝青路面施工過程能耗的主要因素。瀝青混合料施工過程階段，包括攤鋪和碾壓兩個過程，其階段由于瀝青混合料溫度較高，瀝青混合料的溫度保持在150℃以上，自身不可避免產(chǎn)生溫室氣體逸散排放。(60)瀝青路面建設(shè)階段溫室氣體排放量計(jì)算：根據(jù)原材料生產(chǎn)階段、瀝青混合料生產(chǎn)階段、瀝青混合料運(yùn)輸階段和瀝青路面施工溫室氣體排放量，計(jì)算瀝青路面建設(shè)階段溫室氣體排放量。所述(60)瀝青路面建設(shè)階段溫室氣體排放量計(jì)算步驟具體為，根據(jù)下式計(jì)算瀝青路面建設(shè)階段的溫室氣體排放量：E總＝ERM_P+EM+ET+EC，式中，E總為瀝青路面建設(shè)階段溫室氣體排放量，g/t；ERM_P為原材料生產(chǎn)階段溫室氣體排放量，g/t；EM為瀝青混合料生產(chǎn)階段溫室氣體總排放量，g/t；ET為瀝青混合料運(yùn)輸階段溫室氣體排放量，g/t；EC為瀝青路面施工中產(chǎn)生溫室氣體排放量，kg/t。下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。實(shí)施例：某項(xiàng)目工程某瀝青路面路段鋪筑約1萬噸瀝青混合料，其中采用的油石比為4.6％，所需瀝青為改性瀝青，且其使用量為440噸，礦料為9560噸，瀝青混合料的運(yùn)輸距離為15公里，且采用20噸自卸車運(yùn)輸，溫室氣體排放量計(jì)算情況。經(jīng)調(diào)查，瀝青混合料生產(chǎn)階段拌合樓生產(chǎn)一噸熱拌瀝青混合料的能耗均值為電力4kw·h/t與重油6.9kg/t，攤鋪碾壓階段施工一噸瀝青混合料的能耗均值為柴油1.8kg/t。表3各種類型能源的碳排放因子表4各種類型能源的發(fā)熱量能源類型重油柴油電力發(fā)熱量41.816(MJ/kg)43.0(MJ/kg)3.6(MJ/度)表5石油瀝青和改性瀝青的溫室氣體排放因子注：以上數(shù)據(jù)包括了原油開采、運(yùn)輸、提煉以及儲存過程表6不同溫度下1t瀝青混合料生產(chǎn)階段逸散溫室氣體排放因子溫度(℃)CO2(g/t)CH4(10-3g/t)N2O(10-3g/t)CO2當(dāng)量(10-3g/t)1802.262531.6252.6253866.8751601.82526.751.6252997.51501.64724.6561.4692718.591201.112518.37511881.875注：CH4、N2O對CO2的當(dāng)量分別為25和310。1)項(xiàng)目邊界瀝青路面建設(shè)過程中溫室氣體排放源E總包括原材料生產(chǎn)階段溫室氣體排放ERM_P、瀝青混合料生產(chǎn)拌合階段溫室氣體排放EM、瀝青混合料運(yùn)輸階段溫室氣體排放ET、瀝青混合料攤鋪與碾壓階段溫室氣體排放EC。2)瀝青路面建設(shè)階段溫室氣體排放量化計(jì)算總式3)原材料生產(chǎn)階段溫室氣體排放量化計(jì)算瀝青混合料原材料生產(chǎn)階段的溫室氣體排放量化計(jì)算式為：(1)瀝青生產(chǎn)過程溫室氣體排放量化計(jì)算EAsph_P＝MAsphalt×EFCO2，Asphalt(式4.3)表7瀝青混合料所需原材料瀝青生產(chǎn)過程當(dāng)量CO2排放量此工程所用瀝青混合料1萬噸，所需改性瀝青為440噸。其中所需生產(chǎn)原材料440噸改性瀝青的溫室氣體當(dāng)量CO2e排放量為160829200.0g＝160829.2kg＝160.8t。(2)集料生產(chǎn)過程溫室氣體排放量化計(jì)算EAggr_P＝MAggr×EFEC，Aggr×EFCO2,Elec(式4.4)目前國內(nèi)石料生產(chǎn)線的產(chǎn)量能耗約為1.3～4kw·h/t，取其平均值為3kw·h/t用于石料生產(chǎn)階段能耗的估算，電力的能耗按照lkw·h/t等效熱值為3.6MJ計(jì)算，則在行業(yè)平均理想狀態(tài)下，石料生產(chǎn)階段的能耗約為10.8MJ/t。表8瀝青混合料所需原材料集料生產(chǎn)過程當(dāng)量CO2排放量此工程所用瀝青混合料1萬噸，其中礦料9560噸。其所需生產(chǎn)原材料9560噸集料的溫室氣體當(dāng)量CO2e排放量為32729616000.0mg＝32729616.0g＝32729.6kg＝32.7t。4)瀝青混合料生產(chǎn)階段溫室氣體排放量化計(jì)算瀝青混合料生產(chǎn)階段的溫室氣體排放量化計(jì)算式為：(1)瀝青混合料生產(chǎn)階段燃料消耗溫室氣體排放量化計(jì)算EFC_M＝ΣiFCM,i·NCVi·EFCO2,i(式4.6)(2)瀝青混合料生產(chǎn)階段電力消耗溫室氣體排放量化計(jì)算表91萬噸瀝青混合料生產(chǎn)階段燃料與電力總能耗表101萬噸瀝青混合料生產(chǎn)階段溫室氣體排放量表111萬噸瀝青混合料生產(chǎn)階段當(dāng)量CO2排放量此所用瀝青混合料1萬噸，其中瀝青混合料生產(chǎn)拌合階段電力、燃料消耗溫室氣體當(dāng)量CO2e排放量為2.71×1011mg＝2.71×108g＝2.71×105kg＝2.71×102t＝271t。(3)瀝青混合料生產(chǎn)階段溫室氣體逸散排放量化計(jì)算EEmit_M＝ASM·EFCO2,Asph(TM)(式4.8)表121萬噸瀝青混合料生產(chǎn)階段混合料自身逸散當(dāng)量CO2排放量熱拌溫度℃CO2當(dāng)量(10-3g/t)混合料用量t項(xiàng)目逸散當(dāng)量CO2排放量g1803866.8751000038668.75此項(xiàng)工程所用瀝青混合料1萬噸，其瀝青混合料生產(chǎn)階段自身逸散溫室氣體當(dāng)量CO2e排放量為0.0387t。5)瀝青混合料運(yùn)輸階段溫室氣體排放量化計(jì)算瀝青混合料運(yùn)輸過程中的溫室氣體排放計(jì)算公式為：(1)瀝青混合料運(yùn)輸階段燃料消耗溫室氣體排放量化計(jì)算EFC_T＝ΣiFCT,i·NCVi·EFCO2,i(式4.10)表131噸瀝青混合料運(yùn)輸階段能耗計(jì)算表表1410000t瀝青混合料運(yùn)輸階段當(dāng)量CO2排放量此項(xiàng)工程所用瀝青混合料1萬噸，其瀝青混合料運(yùn)輸階段燃料燃燒溫室氣體當(dāng)量CO2e排放量為1.97×1010mg＝19.7t。(2)瀝青混合料運(yùn)輸階段溫室氣體逸散排放量化計(jì)算EEmit_T＝AST·EFCO2,Alph(TT)(式4.11)表151萬噸瀝青混合料運(yùn)輸階段混合料自身逸散當(dāng)量CO2排放量熱拌溫度℃CO2當(dāng)量(10-3g/t)混合料用量t項(xiàng)目逸散當(dāng)量CO2排放量g1803866.8751000038668.75此項(xiàng)工程所用瀝青混合料1萬噸，其瀝青混合料運(yùn)輸階段混合料自身逸散溫室氣體當(dāng)量CO2e排放量為0.0387t。6)瀝青混合料施工階段溫室氣體排放量化計(jì)算瀝青路面施工過程中的溫室氣體排放量計(jì)算公式為：(1)瀝青混合料施工階段燃料消耗溫室氣體排放量化計(jì)算EFC_C＝ΣiFCC,i·NCVi·EFCO2,i(式4.13)表161萬噸瀝青混合料施工階段總能耗柴油發(fā)熱量柴油消耗柴油能耗溫拌混合料用量施工階段總能耗①②③＝①×②④⑤＝③×④43.0MJ/kg1.8kg/t77.4MJ/t10000t7.74×105MJ表171萬噸瀝青混合料施工階段溫室氣體排放量表181萬噸瀝青混合料施工階段當(dāng)量CO2排放量此項(xiàng)工程所用瀝青混合料1萬噸，其瀝青混合料施工階段燃料燃燒溫室氣體當(dāng)量CO2e排放量為57.6t。(2)瀝青混合料施工階段溫室氣體逸散排放量化計(jì)算EEmit_C＝ASC·EFCO2,Alph(TC)(式4.14)表191萬噸瀝青混合料施工階段混合料自身逸散當(dāng)量CO2排放量熱拌溫度℃CO2當(dāng)量(10-3g/t)混合料用量t項(xiàng)目逸散當(dāng)量CO2排放量g1803866.8751000038668.75此項(xiàng)工程所用瀝青混合料1萬噸，其瀝青混合料運(yùn)輸階段混合料自身逸散溫室氣體當(dāng)量CO2e排放量為0.0387t。當(dāng)前第1頁1 2 3