一种基于时间效应的获取路面全生命周期碳足迹的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于时间效应的获取路面全生命周期碳足迹的方法。对于某路面碳排放方案，以路面全生命周期的有效期限为基础定义评估时间time of evaluation（TE），以TE为界限按照路面碳排放的特性对路面碳足迹期限进行阶段划分；定义路面低碳评价的参照时间参数time horizon（TH），将路面碳排放评估时间各阶段的温室气体（GHGs）排放数据离散化，得到排放矢量；在不同的TH范围内，将排放数据通过计算得到全球变暖潜能值，离散化后得到各离散时间下的碳足迹；分别将上述不同TH下的碳足迹累加即可得到了吗的全生命周期碳足迹。本发明专利技术通过考虑LCA的时间效应，可实现对路面环境影响的碳足迹精确计算。

A method for obtaining carbon footprint of pavement life cycle based on time effect

The present invention discloses a method for obtaining carbon footprint of pavement life cycle based on time effect. For the surface carbon emissions scheme, in the term of validity of pavement life cycle based definition of assessment time time (TE) of evaluation, with TE as the boundaries of pavement carbon footprint was divided according to the characteristic period of pavement carbon emissions; according to the definition of low carbon road when evaluating the parameters between time horizon (TH) the road, carbon emissions of greenhouse gases at various stages of evaluation time (GHGs) emission data discretization, get emission vector; in different range of TH, the emission data through the global warming potential calculated values obtained after discretization of the discrete carbon footprint under the different TH respectively; the carbon footprint you can get the cumulative carbon footprint of the whole life cycle. By considering the time effect of LCA, the accurate calculation of the carbon footprint of the pavement environment can be realized.

【技术实现步骤摘要】
一种基于时间效应的获取路面全生命周期碳足迹的方法
本专利技术涉及路面低碳
，特别是一种基于时间效应的获取路面全生命周期碳足迹的方法。
技术介绍
道路是基础设施建设体系中的重要组分，对国家和地区的经济发展、社会进步和人民生活质量提高等方面起着重要的作用，然而道路建设的快速发展同时带来了严峻的环境问题，例如能源消耗、温室气体排放、土地占用等。因此，研究路面的低碳(碳足迹)技术对实现绿色交通具有积极的意义。路面碳足迹的计算包括材料生产、运输、建设、养护、重建等全生命周期评价(LCA)环节的温室气体(GHG)排放。目前关于路面全生命周期碳足迹的排放计算研究通常是将各阶段的排放量进行简单的累加，而不考虑这些排放产生的时间、位置等因素，忽视了时间效应的影响；这种简单的计算方法可能会使路面的环境影响评估不准确。目前的路面全生命周期获取环境影响的碳足迹计算不精确问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种基于时间效应的获取路面全生命周期碳足迹的方法，本专利技术方法简单、方便，获得的结果更加准确，进一步，具体实施时还能够根据计算的碳足迹选用较优的路面排放方案，更加节能环保。本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：根据本专利技术提出的一种基于时间效应的获取路面全生命周期碳足迹的方法，以路面全生命周期的有效期限为基础定义评估时间TE，按照路面碳排放的特性对路面碳排放的评估时间进行阶段划分；定义路面低碳评价的参照时间参数TH，将路面碳排放各阶段的温室气体GHGs排放数据离散化，得到温室气体的排放矢量对于不同的TH，将转换为全球变暖潜能矢量即得到路面碳排放各阶段产生的碳足迹；将累加得到路面的全生命周期碳足迹作为本专利技术所述的一种基于时间效应的获取路面全生命周期碳足迹的方法进一步优化方案，所述路面全生命周期的有效期限包括路面结构的设计寿命、路面养护技术的使用寿命。作为本专利技术所述的一种基于时间效应的获取路面全生命周期碳足迹的方法进一步优化方案，按照路面碳排放的特性对路面碳排放的评估时间进行阶段划分，阶段划分的计算公式如下：其中，Phasei为路面碳排放的第i阶段的持续时间，Lagj为第i阶段和第i+1阶段两连续阶段间隔j的持续时间，LCATimeScale为以TE为界限的评估时间段。作为本专利技术所述的一种基于时间效应的获取路面全生命周期碳足迹的方法进一步优化方案，利用生命周期清单分析LCI将路面碳排放各阶段的温室气体排放数据离散化，得到温室气体的排放矢量作为本专利技术所述的一种基于时间效应的获取路面全生命周期碳足迹的方法进一步优化方案，将转换为全球变暖潜能矢量具体如下：将路面碳排放各阶段的各温室气体排放数据离散值按如下计算函数得到CRFx；计算函数如下所示：其中，αx是第x种温室气体的辐射效率，不同气体的辐射效率是唯一确定的，t是TH下的任意时刻，Cx(t)是t时刻的第x种温室气体的质量衰减函数，gx,t是t时刻的第x种温室气体的排放数据值，包括多个排放数据值gx,t，CRFx是在TH的t时刻第x种温室气体的累计辐射强迫值；将CRFx通过以下公式计算得到第x种温室气体组分的全球变暖潜能值第x种温室气体组分的全球变暖潜能值如下式：其中，是在TH下的CO2的累计辐射强迫值，称为全球变暖潜能值，是TH下，第x种温室气体的温室效应对应于相同效应的CO2的质量；将各全球变暖潜能值离散化得到路面碳排放各阶段产生的碳足迹本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：本专利技术在考虑了时间效应的基础上解决了路面全生命周期环境影响评价不精确的问题，同时，本专利技术公开的方法简单，方便，获得的结果更加准确，在具体实施方案时还能够根据计算的结果采用较优的路面排放方案，更加节能环保。附图说明图1是本专利技术具体实施例的步骤流程图；图2是两种排放方案在不同TH下的累积GWP值。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明：在具体实施例中，应用此专利技术方法对多种路面排放方案进行最优选择，如图1所示，主要包括如下步骤：步骤1，假设有两种基于路面全生命周期评估(LCA)的碳排放方案A和B，以路面全生命周期的有效期限为基础定义评估时间timeofevaluation(TE)，分别对方案A与B按照路面碳排放的特性对路面碳排放的评估时间进行阶段划分。基于路面LCA，评估时间timeofevaluation(TE)随着研究目标的不同而变化，但都是以路面产品的有效期限(例如路面结构的设计寿命、养护技术的使用寿命)为基础进行定义，阶段划分的计算公式如下：其中，Phasei为路面产生碳排放的第i阶段的持续时间，Lagj为第i阶段和第i+1阶段两连续阶段间隔j的持续时间，LCATimeScale为以TE为界限的评估时间段。步骤2，定义路面低碳评价的参照时间参数timehorizon(TH)，将方案A和B各阶段的温室气体(GHGs)排放数据离散化，得到温室气体的排放矢量和另一个路面低碳评价的时间参数是TH，它是评估因路面碳排放产生的环境影响的参照时间(相关政策多使用100年作为温室气体评估的TH值)；利用生命周期清单分析(LCI)将方案A和B各阶段的温室气体(GHGs)排放数据离散化，得到温室气体的排放矢量为：方案A的温室气体的排放矢量方案B的温室气体的排放矢量其中，g1和gh分别是方案S1第一碳排放阶段Phase1的第1时段和h时段温室气体排放值，gm和gn分别是方案S1第N碳排放阶段PhaseN的m时段和n时段温室气体排放值；p1和pq分别是方案S2第一碳排放阶段Phase1的第1时段和q时段温室气体排放值，ps和pr分别是方案S2第M碳排放阶段PhaseN的s时段和r时段温室气体排放值。步骤3，对于不同的TH，将方案A和B的和转换为全球变暖潜能矢量和即可得到路面碳排放各阶段产生的碳足迹。将路面碳排放评估时间内各阶段的各温室气体排放数据离散值按如下计算函数得到CRFx；计算函数如下所示：其中，αx是第x种温室气体的辐射效率，不同气体的辐射效率是唯一确定的；t是TH下的任意时刻，gx,t是t时刻的第x种温室气体的排放数据离散值，包括多个排放数据值gx,t，CRFx是TH下的t时刻第x种温室气体的累计辐射强迫值；Cx(t)是t时刻的温室气体x的质量衰减函数，计算如下式：其中，(CO2)t是CO2在t时刻的质量，(CO2)0是CO2初始时的质量，N2O和CH4的质量表示依次类推。通过生命周期清单分析LCI，第x种温室气体组分的全球变暖潜能值如下式：其中，称为全球变暖潜能值，是TH下，第x种温室气体的温室效应对应于相同效应的CO2的质量。CO2被作为参照气体，是因为其对全球变暖的影响最大。CRFx是TH下的第x种温室气体的累计辐射强迫值，是TH下的CO2的累计辐射强迫值。因此，路面碳排放方案A和B的各阶段的各温室气体排放数据值gx,t按计算函数得到TH下的第x种气体的累计辐射强迫值CRFx，再计算得到第x种温室气体组分的全球变暖潜能值离散化后即可得到路面碳排放各阶段产生的碳足迹和即和其中和分别是是路面碳排放方案A和B各阶段的温室气体的排放数据离散化后组成的排放矢量。步骤4，将方案A和B的各阶段离散时间下的碳足迹分别累加得到A和B的全生命周期碳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于时间效应的获取路面全生命周期碳足迹的方法，其特征在于，以路面全生命周期的有效期限为基础定义评估时间TE，按照路面碳排放的特性对路面碳排放的评估时间进行阶段划分；定义路面低碳评价的参照时间参数TH，将路面碳排放各阶段的温室气体GHGs排放数据离散化，得到温室气体的排放矢量

【技术特征摘要】
1.一种基于时间效应的获取路面全生命周期碳足迹的方法，其特征在于，以路面全生命周期的有效期限为基础定义评估时间TE，按照路面碳排放的特性对路面碳排放的评估时间进行阶段划分；定义路面低碳评价的参照时间参数TH，将路面碳排放各阶段的温室气体GHGs排放数据离散化，得到温室气体的排放矢量对于不同的TH，将转换为全球变暖潜能矢量即得到路面碳排放各阶段产生的碳足迹；将累加得到路面的全生命周期碳足迹2.根据权利要求1所述的一种基于时间效应的获取路面全生命周期碳足迹的方法，其特征在于，所述路面全生命周期的有效期限包括路面结构的设计寿命、路面养护技术的使用寿命。3.根据权利要求1所述的一种基于时间效应的获取路面全生命周期碳足迹的方法，其特征在于，按照路面碳排放的特性对路面碳排放的评估时间进行阶段划分，阶段划分的计算公式如下：其中，Phasei为路面碳排放的第i阶段的持续时间，Lagj为第i阶段和第i+1阶段两连续阶段间隔j的持续时间，LCATimeScale为以TE为界限的评估时间段。4.根据权利要求1所述的一种基于时间效应的获取路面全生命周期碳足迹的方法，其特征在于，利用生命...

【专利技术属性】
技术研发人员：于斌，孙悦，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32