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印度国道与邦道生命周期环境影响评估:可持续措施的减排潜力研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月09日 来源:Environmental Impact Assessment Review 9.8
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针对印度道路建设高环境负荷问题,研究人员通过生命周期评估(LCA)方法,对比分析国家高速公路(NH)与邦道(SH)的柔性/刚性路面全周期环境影响,发现使用阶段贡献50-67%的碳排放,并提出钢渣替代骨料、太阳能路灯等7项可持续措施,其中光伏电动车可实现59-160%的减排。该研究为发展中国家交通碳中和技术路径选择提供科学依据。
印度作为全球第二大公路网络国家,道路运输贡献了全国94%的交通领域CO2排放。随着莫迪政府提出2070年碳中和目标,如何降低道路基础设施全生命周期环境负荷成为紧迫课题。传统环境影响评估(EIA)往往仅关注建设阶段,而忽视使用阶段长达数十年的照明耗电与车辆尾气排放。更关键的是,发展中国家特有的材料生产工艺差异、电力结构高碳化等特点,使得欧美LCA研究结论难以直接套用。
为此,来自印度本土研究机构的研究团队在《Environmental Impact Assessment Review》发表了一项开创性研究。该工作首次系统量化了印度国家高速公路(NH)与邦道(SH)在全生命周期(含材料、建设、使用、报废阶段)的环境影响,并创新性评估了"绿色公路"植树计划的碳汇效益。研究采用ISO 14040/14044标准框架,以1公里×7米宽道路为功能单元,通过LCA for Experts 10.8软件分析化石资源耗竭(ADP)、酸化潜势(AP)、全球变暖潜势(GWP)等指标。数据来源涵盖政府DPR报告、国家公路局档案及实地调研,关键创新点在于将电动汽车(EV)充电场景细分为当前电网、2030政策情景(CPS)、高可再生能源情景(HRES)及纯太阳能四种模式。
材料与建设阶段
通过分析北方邦柔性SH与比哈尔邦刚性NH等4类典型路段,发现沥青路面建设阶段贡献28-29% impacts,其中沥青生产占40-43%负荷;水泥路面建设负荷更高(43-46%),83.7%的GWP来自水泥生产。值得注意的是,山区NH柔性路面因机械使用频繁,其施工阶段化石能耗比平原路段高34%。
使用阶段
柴油车燃料消耗导致65-67%的ADP impacts,而煤电驱动的路灯系统造成71%的酸化和77.6%的人体毒性。特别发现:重型车辆占比对结果影响显著,北阿坎德邦NH柔性路段虽总车流量非最高,但因卡车比例达38%,其使用阶段GWP比车流更大的比哈尔邦NH刚性路段高18%。
改进方案验证
钢渣替代15%天然骨料可使柔性路面人体毒性降低95.1%;波特兰矿渣水泥(PSC)使刚性路面GWP下降21.2%。最突破性的发现是:若采用太阳能充电的EV,NH柔性路段可实现104.2%的GWP净负排放——这主要源于22吨/公里/年的行道树碳汇与光伏电力协同效应。但研究也警示:基于当前印度50%煤电的电网为EV充电,反而会使酸化和人体毒性指标恶化35-40%。
这项研究为发展中国家提供了定制化解决方案工具箱:短期可通过E20生物燃料与钢渣骨料获得19-44%减排;中长期则需配套能源结构调整,才能使EV和氢燃料车发挥最大环境效益。特别是量化证实了印度"绿色公路政策"每公里417棵树的碳汇价值,为全球热带地区道路碳抵消提供了可复制的核算模型。未来研究可结合路面-车辆相互作用(PVI)模型,进一步优化不同交通量路面的材料选择策略。
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