本发明属于道路工程材料与环境保护
技术领域：
，特别是一种过程简单、可操作性强沥青路面温室气体排放量测定方法。
背景技术：
：由于沥青路面具有行驶舒适、视觉效果好、噪音低、养护维修方便等优点，在我国公路中占了极大比重，其中高速公路的路面结构几乎全部是沥青路面。沥青路面建设包括原材料生产、沥青混合料生产、沥青混合料运输和沥青路面施工四个阶段，是沥青路面生命周期中材料消耗最为集中的几个阶段。而且，由于沥青混合料独特的粘弹性性质，为了保证沥青混合料的施工和易性，目前国内外普遍采用热拌法进行沥青混合料的生产和施工，导致沥青路面建设阶段的温室气体排放问题尤为突出。由于沥青混合料温室气体排放源繁杂混乱，造成温室气体排放的盘查困难，很难得到准确的温室气体排放量。目前，我国还没有形成简单且可操作的温拌沥青混合料温室气体排放量测算方法。因此，现有技术存在的问题是：由于沥青路面混合料温室气体排放源繁杂混乱，导致温室气体排放量统计复杂、不便操作。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种沥青混合料温室气体排放量测定方法，过程简单、可操作性强。实现本发明目的的技术解决方案为：一种沥青路面温室气体排放量测定方法，包括如下步骤：(10)项目边界确定：根据温室气体种类以及其排放源，确定项目边界；(20)原材料生产阶段温室气体排放量确定：根据沥青生产阶段产生的温室气体和集料生产阶段产生的温室气体，计算原材料生产阶段温室气体排放量；(30)沥青混合料生产阶段温室气体排放量确定：根据燃料消耗温室气体排放量、电力消耗温室气体排放量和沥青逸散温室气体排放量，计算混合料生产阶段温室气体排放量；(40)沥青混合料运输阶段温室气体排放量确定：根据运输中单位沥青混合料车辆燃料消耗产生的排放量和单位沥青混合料所逸散产生的排放量，计算混合料运输阶段温室气体排放量；(50)沥青混合料施工阶段温室气体排放量确定：根据路面施工中单位混合料设备燃料消耗产生温室气体排放量和单位沥青混合料沥青逸散产生温室气体排放量，计算混合料施工阶段温室气体排放量；(60)沥青路面建设阶段温室气体排放量计算：根据原材料生产阶段、沥青混合料生产阶段、沥青混合料运输阶段和沥青路面施工温室气体排放量，计算沥青路面建设阶段温室气体排放量。本发明与现有技术相比，其显著优点为：过程简单、可操作性强：通过步骤项目边界确定可以有效地设定组织边界，包括温室气体排放阶段、温室气体排放源以及温室气体排放类型；通过步骤20、30、40、50中分阶段分种类详细量化处理的计算公式，尤其采用了各阶段各种温室气体的排放因子，并且实测了不同温度下温室气体的逸散排放因子，可以克服沥青路面温室气体排放源繁杂混乱而造成的温室气体排放量统计太复杂、不好操作的问题，从而，其可以大幅度地简化沥青路面建设过程中温室气体排放量化计算方法。下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。附图说明图1为本发明沥青混合料温室气体排放量测定方法的流程图。具体实施方式如图1所示，本发明沥青路面温室气体排放量测定方法，包括如下步骤：(10)项目边界确定：根据温室气体种类以及其排放源，确定项目边界；项目边界内包括的温室气体种类以及其排放源，如表1所示。(20)原材料生产阶段温室气体排放量确定：根据沥青生产阶段产生的温室气体和集料生产阶段产生的温室气体，计算原材料生产阶段温室气体排放量；表1项目边界内所包含或排除的排放源沥青混合料在原材料生产阶段的温室气体排放来源主要包括在沥青生产过程中使用的燃料燃烧排放与集料生产过程中电力消耗排放。所述(20)原材料生产阶段温室气体排放量确定步骤具体为，根据下式计算原材料生产阶段温室气体排放量：ERM_P＝EAsph_P+EAggr_P，其中，EAsph_P＝MAsphalt×EFCO2，Asphalt，EAggr_P＝MAggr×EFEC，Aggr×EFCO2,Elec，式中：ERM_P为原材料生产阶段温室气体排放量，g/t；EAsph_P为沥青生产阶段温室气体排放量，g/t；MAsphalt为沥青生产阶段单位沥青混合料的沥青用量，t/t；EFCO2，Asphalt为沥青生产阶段单位沥青产生温室气体排放，g/t；EAggr_P为集料生产阶段温室气体排放量，g/t；MAsggre为集料生产阶段单位沥青混合料所需集料量，t/t；EFEC，Aggr为集料生产阶段单位集料所需电量消耗因子，KWH/t；EFCO2,Elec为单位集料电网电量的CO2排放因子(gCO2/KWH)。针对目前国内改性沥青使用普遍的现状，有必要在沥青生产阶段对石油沥青和改性沥青温室气体排放分别进行量化计算，及采用不同的排放因子EFCO2，Asphalt。根据文献和现场调查，集料自身生产过程中产生的环境排放主要为颗粒性物质。为此，集料生产过程温室气体排放主要为机械电力消耗过程中产生的温室气体排放量。(30)沥青混合料生产阶段温室气体排放量确定：根据燃料消耗温室气体排放量、电力消耗温室气体排放量和沥青逸散温室气体排放量，计算混合料生产阶段温室气体排放量；沥青混合料在生产阶段的温室气体排放来源主要包括在生产过程中使用的燃料燃烧排放、生产过程中消耗的电力产生的排放、生产拌和过程中沥青逸散排放。所述(30)沥青混合料生产阶段温室气体排放量确定步骤具体为，根据下式计算混合料生产阶段的温室气体排放量：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为沥青混合料生产阶段温室气体总排放量，g/t；EFC_M为沥青混合料生产阶段燃料消耗温室气体排放量；FCM,i为沥青混合料生产单位沥青混合料生产i类型燃料消耗量，kg/t；NCVi为单位i类型燃料的热量值，MJ/kg；EFCO2,i为单位i类型燃料的CO2排放因子，kgCO2/MJ；EElec_M为沥青混合料生产阶段电力消耗温室气体排放量；ECM,Elec为沥青混合料生产单位沥青混合料消耗的电网电量，MWH/t；为单位电网电量的CO2排放因子，kgCO2/MWH；EEmit_M为沥青混合料生产阶段沥青逸散温室气体排放量；ASM为沥青混合料生产阶段单位混合料沥青用量，t/t；EFCO2,Asph(TM)为混合料生产阶段单位沥青CO2逸散排放因子，kgCO2/t。不同温度下1t沥青混合料生产阶段逸散温室气体排放因子，如表2所示。表2不同温度下1t沥青混合料生产阶段逸散温室气体排放因子温度(℃)CO2(g/t)CH4(10-3g/t)N2O(10-3g/t)CO2当量(10-3g/t)1802.262531.6252.6253866.8751601.82526.751.6252997.51501.64724.6561.4692718.591201.112518.37511881.875注：CH4、N2O对CO2的当量分别为25和310。(40)沥青混合料运输阶段温室气体排放量确定：根据运输中单位沥青混合料车辆燃料消耗产生的排放量和单位沥青混合料所逸散产生的排放量，计算混合料运输阶段温室气体排放量；根据调查，沥青混合料运输过程中的温室气体排放主要源于车辆运行燃料燃烧及沥青混合料逸散所产生的各种温室气体。所述(40)混合料运输阶段温室气体排放量确定步骤具体为，根据下式计算混合料运输阶段的温室气体排放量：ET＝EFC_T+EEmit_T其中，EFC_T＝ΣiFCT,i·NCVi·EFCO2,i，EEmit_T＝AST·EFCO2,Alph(TT)，式中，ET为运输阶段单位沥青混合料温室气体排放量，g/t；EFC_T为运输中单位沥青混合料车辆燃料消耗产生的排放量，g/t；FCT,i为运输阶段单位沥青混合料车辆燃烧i类型燃料消耗量，kg/t；NCVi为单位i类型燃料的热量值，MJ/kg；EFCO2,i为单位i类型燃料的CO2排放因子，gCO2/MJ；EEmit_T为运输中单位沥青混合料所逸散产生的排放量，g/t；AST为沥青混合料运输阶段单位混合料沥青用量，t/t；EFCO2,Alph(TT)为混合料运输阶段单位沥青CO2逸散排放因子，kgCO2/t。根据调查结果，沥青混合料运输过程能耗主要为液体燃料消耗，影响沥青混合料运输过程能耗的主要因素为运输距离、运输车辆数量以及运输车辆类型等。沥青混合料运输过程中通常需要将加热到一定的温度的沥青混合料运输一段距离，此时，沥青胶结料受热挥发，会生成温室气体，并在混合料装载、运输及临时贮存的过程中以逸散的形式直接排放到大气中，造成相关温室气体排放。(50)沥青混合料施工阶段温室气体排放量确定：根据路面施工中单位混合料设备燃料消耗产生温室气体排放量和单位沥青混合料沥青逸散产生温室气体排放量，计算混合料施工阶段温室气体排放量；所述(50)混合料施工阶段温室气体排放量确定步骤具体为，根据下式计算混合料施工阶段的温室气体排放量：EC＝EFC_C+EEmit_C，其中，EFC_C＝ΣiFCC,i·NCVi·EFCO2,i，EEmit_C＝ASC·EFCO2,Alph(TC)，式中，EC为沥青路面施工中单位混合料产生温室气体排放量，kg/t；EFC_C为路面施工中单位混合料设备燃料消耗产生温室气体排放量，kg/t；FCC,i为施工中单位沥青混合料设备燃烧i类型燃料消耗量，kg/t；NCVi为单位i类型燃料的热量值，MJ/kg；EFCO2,i为单位i类型燃料的CO2排放因子，gCO2/MJ；EEmit_C为路面施工中单位沥青混合料沥青逸散产生温室气体排放量，kg/t；ASC为施工阶段单位混合料沥青用量，t/t；EFCO2,Alph(TC)为施工阶段单位沥青CO2逸散排放因子，kgCO2/t。沥青路面施工过程中的温室气体排放量主要包括机械设备的绕燃料消耗所产生的温室气体排放量与沥青路面施工过程中沥青混合料逸散所产生的温室气体排放量。沥青路面施工过程中的机械设备主要为摊铺设备和压实设备，其能耗主要为液体燃料消耗。在沥青路面施工过程中，上述施工机械不会进行长距离的行驶，因此，机械设备的类型是影响沥青路面施工过程能耗的主要因素。沥青混合料施工过程阶段，包括摊铺和碾压两个过程，其阶段由于沥青混合料温度较高，沥青混合料的温度保持在150℃以上，自身不可避免产生温室气体逸散排放。(60)沥青路面建设阶段温室气体排放量计算：根据原材料生产阶段、沥青混合料生产阶段、沥青混合料运输阶段和沥青路面施工温室气体排放量，计算沥青路面建设阶段温室气体排放量。所述(60)沥青路面建设阶段温室气体排放量计算步骤具体为，根据下式计算沥青路面建设阶段的温室气体排放量：E总＝ERM_P+EM+ET+EC，式中，E总为沥青路面建设阶段温室气体排放量，g/t；ERM_P为原材料生产阶段温室气体排放量，g/t；EM为沥青混合料生产阶段温室气体总排放量，g/t；ET为沥青混合料运输阶段温室气体排放量，g/t；EC为沥青路面施工中产生温室气体排放量，kg/t。下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。实施例：某项目工程某沥青路面路段铺筑约1万吨沥青混合料，其中采用的油石比为4.6％，所需沥青为改性沥青，且其使用量为440吨，矿料为9560吨，沥青混合料的运输距离为15公里，且采用20吨自卸车运输，温室气体排放量计算情况。经调查，沥青混合料生产阶段拌合楼生产一吨热拌沥青混合料的能耗均值为电力4kw·h/t与重油6.9kg/t，摊铺碾压阶段施工一吨沥青混合料的能耗均值为柴油1.8kg/t。表3各种类型能源的碳排放因子表4各种类型能源的发热量能源类型重油柴油电力发热量41.816(MJ/kg)43.0(MJ/kg)3.6(MJ/度)表5石油沥青和改性沥青的温室气体排放因子注：以上数据包括了原油开采、运输、提炼以及储存过程表6不同温度下1t沥青混合料生产阶段逸散温室气体排放因子温度(℃)CO2(g/t)CH4(10-3g/t)N2O(10-3g/t)CO2当量(10-3g/t)1802.262531.6252.6253866.8751601.82526.751.6252997.51501.64724.6561.4692718.591201.112518.37511881.875注：CH4、N2O对CO2的当量分别为25和310。1)项目边界沥青路面建设过程中温室气体排放源E总包括原材料生产阶段温室气体排放ERM_P、沥青混合料生产拌合阶段温室气体排放EM、沥青混合料运输阶段温室气体排放ET、沥青混合料摊铺与碾压阶段温室气体排放EC。2)沥青路面建设阶段温室气体排放量化计算总式3)原材料生产阶段温室气体排放量化计算沥青混合料原材料生产阶段的温室气体排放量化计算式为：(1)沥青生产过程温室气体排放量化计算EAsph_P＝MAsphalt×EFCO2，Asphalt(式4.3)表7沥青混合料所需原材料沥青生产过程当量CO2排放量此工程所用沥青混合料1万吨，所需改性沥青为440吨。其中所需生产原材料440吨改性沥青的温室气体当量CO2e排放量为160829200.0g＝160829.2kg＝160.8t。(2)集料生产过程温室气体排放量化计算EAggr_P＝MAggr×EFEC，Aggr×EFCO2,Elec(式4.4)目前国内石料生产线的产量能耗约为1.3～4kw·h/t，取其平均值为3kw·h/t用于石料生产阶段能耗的估算，电力的能耗按照lkw·h/t等效热值为3.6MJ计算，则在行业平均理想状态下，石料生产阶段的能耗约为10.8MJ/t。表8沥青混合料所需原材料集料生产过程当量CO2排放量此工程所用沥青混合料1万吨，其中矿料9560吨。其所需生产原材料9560吨集料的温室气体当量CO2e排放量为32729616000.0mg＝32729616.0g＝32729.6kg＝32.7t。4)沥青混合料生产阶段温室气体排放量化计算沥青混合料生产阶段的温室气体排放量化计算式为：(1)沥青混合料生产阶段燃料消耗温室气体排放量化计算EFC_M＝ΣiFCM,i·NCVi·EFCO2,i(式4.6)(2)沥青混合料生产阶段电力消耗温室气体排放量化计算表91万吨沥青混合料生产阶段燃料与电力总能耗表101万吨沥青混合料生产阶段温室气体排放量表111万吨沥青混合料生产阶段当量CO2排放量此所用沥青混合料1万吨，其中沥青混合料生产拌合阶段电力、燃料消耗温室气体当量CO2e排放量为2.71×1011mg＝2.71×108g＝2.71×105kg＝2.71×102t＝271t。(3)沥青混合料生产阶段温室气体逸散排放量化计算EEmit_M＝ASM·EFCO2,Asph(TM)(式4.8)表121万吨沥青混合料生产阶段混合料自身逸散当量CO2排放量热拌温度℃CO2当量(10-3g/t)混合料用量t项目逸散当量CO2排放量g1803866.8751000038668.75此项工程所用沥青混合料1万吨，其沥青混合料生产阶段自身逸散温室气体当量CO2e排放量为0.0387t。5)沥青混合料运输阶段温室气体排放量化计算沥青混合料运输过程中的温室气体排放计算公式为：(1)沥青混合料运输阶段燃料消耗温室气体排放量化计算EFC_T＝ΣiFCT,i·NCVi·EFCO2,i(式4.10)表131吨沥青混合料运输阶段能耗计算表表1410000t沥青混合料运输阶段当量CO2排放量此项工程所用沥青混合料1万吨，其沥青混合料运输阶段燃料燃烧温室气体当量CO2e排放量为1.97×1010mg＝19.7t。(2)沥青混合料运输阶段温室气体逸散排放量化计算EEmit_T＝AST·EFCO2,Alph(TT)(式4.11)表151万吨沥青混合料运输阶段混合料自身逸散当量CO2排放量热拌温度℃CO2当量(10-3g/t)混合料用量t项目逸散当量CO2排放量g1803866.8751000038668.75此项工程所用沥青混合料1万吨，其沥青混合料运输阶段混合料自身逸散温室气体当量CO2e排放量为0.0387t。6)沥青混合料施工阶段温室气体排放量化计算沥青路面施工过程中的温室气体排放量计算公式为：(1)沥青混合料施工阶段燃料消耗温室气体排放量化计算EFC_C＝ΣiFCC,i·NCVi·EFCO2,i(式4.13)表161万吨沥青混合料施工阶段总能耗柴油发热量柴油消耗柴油能耗温拌混合料用量施工阶段总能耗①②③＝①×②④⑤＝③×④43.0MJ/kg1.8kg/t77.4MJ/t10000t7.74×105MJ表171万吨沥青混合料施工阶段温室气体排放量表181万吨沥青混合料施工阶段当量CO2排放量此项工程所用沥青混合料1万吨，其沥青混合料施工阶段燃料燃烧温室气体当量CO2e排放量为57.6t。(2)沥青混合料施工阶段温室气体逸散排放量化计算EEmit_C＝ASC·EFCO2,Alph(TC)(式4.14)表191万吨沥青混合料施工阶段混合料自身逸散当量CO2排放量热拌温度℃CO2当量(10-3g/t)混合料用量t项目逸散当量CO2排放量g1803866.8751000038668.75此项工程所用沥青混合料1万吨，其沥青混合料运输阶段混合料自身逸散温室气体当量CO2e排放量为0.0387t。当前第1页1 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