英格蘭公路加快採用溫拌瀝青邁向淨零排放    Highways England accelerates switch to lower carbon asphalts

2023-02-12

圖1、英國國家公路提出的淨零碳排願景[3] 

若英國生產的熱拌瀝青都改用溫拌瀝青(WMA)，在比傳統瀝青低 40°C 的溫度下生產，則每年將減少排放約 61,000 公噸二氧化碳，相當於減少約 3 億英里的汽車旅程[1]。 

英格蘭公路(Highway England, HE)是國有企業，以5年為融資週期，2015~2020以114 億英鎊執行「第一期公路投資策略(Road Investment Strategy 1, RIS 1) 」旨在增加容量、改變連通性並改善公路網狀況；2021~2025則將執行274億英鎊的「第二期公路投資策略二(Road Investment Strategy 2, RIS 2) 」以成為提供更便利、更安全、無污染的行旅的未來公路為願景[2]。自2022年起英格蘭公路改稱為國家公路(National Highways, NH)，提出淨零碳排公路網的承諾如圖1所示[3]。

HE管轄的策略公路網(Strategic Road Networks, SRN)是由英格蘭的4,400 英里高速公路(Motorway)、全功能公路(All purpose, A road)、及收費公路組成，如圖2所示，路網總長雖僅占全英國公路的2%，每天承載約4百萬輛，約20%人口居任在路網鄰近1英里的範圍內，SRN路網不僅連接工作機會、連接人與地方、連接城鎮與都會區，也連接所有家人。

圖2、英國的策略公路網(Strategic Road Networks, SRN)圖[2] 

用以維護公路網的順暢服務，HE算是英國最大的營建材料買家，每年公路維護施工產生的碳排放量，依2020年統計達734,000公噸CO2當量，在HE不採特別的行動的狀況下，預計將在2040年時降至350,000公噸CO2當量；氣候變遷委員會呼籲英國營建業在 2040 年前應基本上實現脫碳；HE扮演重要的角色且將有絕佳的機會來促進實現；HE將專注於瀝青、水泥和鋼鐵三項主要建材的供應鏈，如圖3所示，預計將採用碳管理系統(carbon management system)置入減少排放的方法，包括精實營建實務和循環經濟原則，也將使用數位技術來提昇現有公路網的容量，以便能最大限度地減少新建公路。 

圖3、英國國家公路提出的公路維護施工碳排產生源及邁向淨零碳排的關鍵行動[3, 4] 

HE在2015年導入溫拌瀝青(Warm Mix Asphalt, WMA)並且與供應鏈聯合執行廣泛的研究，這些過往的努力顯然得到了回報，WMA將在HE管轄的策略公路網(Strategic Road Network, SRN)全面採用。本來因為WMA與現行規範不完全相符合而需要提出特別的申請才能使用，現在HE則要求其供應鏈，特別是設計公司與承包商，為了努力朝向淨零排放，必需採用WMA[1]。

WMA 技術可以提供更高的能源效率並且產出較低的碳排放，與傳統的熱拌瀝青(Hot Mix Asphalt, HMA)相比，二氧化碳的排放量最多可降低15%；傳統HMA(含改質瀝青)的製程溫度有時高達 190°C，而WMA 技術的簡單原理就是以添加額外的添加劑來降低製程溫度，從而使製程能源需求降低、碳排放量減少，而又不影響鋪築的瀝青路面性能。一般WMA技術在比傳統瀝青低 40°C 的溫度下生產，若全英國生產的HMA都改用 WMA，則每年將減少排放約 61,000 公噸二氧化碳，相當於減少約 3 億英里的汽車旅程。WMA也有助於將舊瀝青路面材料回收用回新路面上而不產出廢物，每年節省多達 7,000 萬英鎊。 使用現有設備即可生產鋪築WMA，帶來的好處包括[1]：

  • 降低碳排放：與HMA相比，WMA 的生產溫度低，可將與瀝青生產相關的碳排放減少達 15%；更廣泛地使用 WMA 將有助於英國高速公路在 2050 年前實現淨零排放的目標；
  • 提昇產能：降低鋪築溫度意味著 WMA 需要的冷卻時間較短，因此可以在一個班次時間內鋪築更多的瀝青混合料，或者完成的表面更早地開放交通，而不會有材料在重載下變形的風險；由於在一定的工作時間內鋪築更多材料而使鋪路產能提高，從而減少工程的總施工時間和潛在對用路人的延誤；
  • 增進健康與安全：降低溫度還有助於降低與高溫生產和鋪築瀝青相關的健康和安全風險，例如燒燙傷、瀝青煙吸入致病、蒸汽影響的能見度(特別是在佩戴安全眼鏡時)等；依研究顯示，採用 WMA，溫度每降低 10°C，煙霧的產生量就會減少約 50%；
  • 提昇耐久性：由於在較低溫度下鋪築且單班可鋪築的數量增加，使得道路上的施工縫減少而降低維護需求，展現WMA技術的維護需要和生命週期成本等長期效益 。

碳減排是HE淨零碳計畫和交通部脫碳計畫(Decarbonization Plan)的核心，兩者都旨在將英國轉變為低碳經濟。根據2019 年 9 月由各黨議會小組發佈的一份公路相關報告，WMA 在全球各地的應用已經相當普遍，在美國占瀝青產量的近 40%，在法國也占 15% 以上，但在英國目前僅占瀝青總產量的不到 4%；由於WMA 不合於現行規範，HE要求供應鏈必需經特別申請才能使用；迄今為止，HE已經收到超過 250 份申請，分別提出要在 300 多個地點（包括M1、M4、M5、M6、A36 和 A303等許多高速公路和全功能幹道的路面）的策略公路網(Strategic Road Network, SRN)上使用 WMA，現在對WMA政策的改變，將WMA供應鏈流程更簡化。

加入聯合國"淨零競賽"活動——進一步支持我們的永續發展策略"建設新未來"後，承諾在公路產品組合中使用永續材料，就是推動永續、綠色、低碳未來的又一例證 。HE的淨零碳排計畫(net zero carbon plan )將迅速大符減少道路興設、維護和運營中的碳排放量，並支持未來轉向使用零排放車輛(zero emission vehicles)；該計畫已經表明對英格蘭的高速公路和全功能公路(A-roads) 脫碳的持續行動，以便能夠在淨零的未來繼續為用路人、社區和企業帶來重大利益；該計畫將通過三個關鍵承諾，將公路置於英國淨零未來(Britain's net zero future)的核心[1, 3, 4]：

  1. 2030 年達成企業運營淨零碳排；
  2. 2040 年實現道路維護和施工淨零碳排；
  3. 2050 年實現公路用路人淨零碳排。

註：欲深入瞭解溫拌瀝青可參「溫拌瀝青工法介紹」、「溫拌技術使橡膠瀝青更環保」、「再生瀝青再出發的三項技術-溫拌、橡膠、平衡配比設計」

參考文獻

  1. Highway England, Press release, Highways England accelerates switch to lower carbon asphalts, Published 18 August 2021.
  2. Highway England Strategic Road Network Initial Report Overview, December 2017.
  3. National Highways, Net zero highways: our 2030/2040/2050 plan.
  4. National Highways, Preparing for climate change on the strategic road network - third adaptation report under the Climate Change Act, January 20222.


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