零碳公路是怎樣“煉”成的？
發(fā)布時間：2025-05-19
來源：中國公路
“雙碳”目標背景下，推動零碳公路建設既是應對氣候變化、減少碳排放的關鍵舉措，也是促進交通基礎設施綠色可持續(xù)發(fā)展的重要方式。零碳公路是一種通過應用創(chuàng)新技術與模式，在公路全生命周期內實現(xiàn)二氧化碳凈零排放的新型公路基礎設施建設模式。作為本期專題的綜述文章，本文系統(tǒng)闡述了國內外零碳公路的發(fā)展現(xiàn)狀與模式探索，重點分析了前沿的技術應用、發(fā)展模式、推進過程中的難點及未來發(fā)展趨勢，旨在為零碳公路領域的發(fā)展目標與實踐方向提供借鑒與參考。
2020年9月，習近平總書記提出“雙碳”目標。2021年，國務院印發(fā)《2030年前碳達峰行動方案》，明確要求將綠色低碳理念貫穿于交通基礎設施規(guī)劃、建設、運營和維護全過程，降低全生命周期能耗和碳排放，并在《2024—2025年節(jié)能降碳行動方案》中提出，鼓勵交通樞紐場站及路網(wǎng)沿線建設光伏發(fā)電設施，加強充電基礎設施建設。2024年，國家發(fā)布《加快構建碳排放雙控制度體系工作方案》和《加快經(jīng)濟社會發(fā)展全面綠色轉型的意見》，要求建立“碳達峰、碳中和”綜合評價考核制度，完善交通運輸?shù)阮I域碳排放核算機制；提升新建高速公路等設施的綠色化與智能化水平，推進既有交通基礎設施節(jié)能降碳改造提升，建設一批低碳（近零碳）高速公路服務區(qū)等，因地制宜推進公路沿線、服務區(qū)等區(qū)域合理布局光伏發(fā)電設施。國家政策的相繼出臺為公路基礎設施建設指明了降碳基本方向。
目前，行業(yè)針對零碳公路尚無統(tǒng)一定義，結合國內外近年來在零碳公路領域的探索與實踐，零碳公路的核心內涵可以總結為：在公路的設計、建設、運營和養(yǎng)護等全生命周期中，通過使用節(jié)能技術、可再生能源、低碳材料等各項節(jié)能低碳技術措施降低碳排放水平，并通過碳匯等方式抵消剩余碳排放，在滿足公路功能屬性的基礎上實現(xiàn)全生命周期零碳排放目標。
從全生命周期的角度出發(fā)，設計階段，通過綠色道路網(wǎng)絡優(yōu)化、能源布局設計等科學設計手段，減少項目在建設和運營階段對生態(tài)環(huán)境的破壞；建設階段，采用低碳材料與低碳工藝減少能源消耗和污染，推廣預制裝配技術，從而減少現(xiàn)場施工的能源消耗和環(huán)境污染；運營階段，使用智慧能源管理系統(tǒng)統(tǒng)籌調配能源資源，提高能源使用效率，使用低碳材料養(yǎng)護公路，并通過碳匯手段實現(xiàn)剩余碳排放抵消。現(xiàn)有的大多數(shù)零碳公路項目主要以實現(xiàn)“運營期”零碳目標為主，極少有項目能夠實現(xiàn)“建設期+運營期”零碳目標，“全生命周期（建材、運輸＋建設期＋運營期）”的零碳目標則更難實現(xiàn)。
國外零碳公路發(fā)展現(xiàn)狀
目前，全球大部分發(fā)達國家均已深入推進交通領域低碳化建設，其中，美國、日本、英國、歐盟成員國等已取得了顯著成就。美國能源部2023年發(fā)布《美國交通脫碳藍圖》，分三階段推進實施，計劃于2050年實現(xiàn)交通系統(tǒng)全面脫碳。日本2021年發(fā)布《2050年碳中和綠色增長戰(zhàn)略》，提出推進運輸行業(yè)電氣化及配套基礎設施建設，完善加氫站基礎設施建設，并結合人工智能、大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)等技術措施，2050年實現(xiàn)“碳中和”目標。英國交通部2021年發(fā)布《凈零排放高速公路：我們的2030/2040/2050計劃》，構建“運營—建設—出行”遞進式目標，分別通過綠電碳匯、低碳材料和新能源車輛實現(xiàn)階段性突破。
全球發(fā)達國家結合本國資源特征等因素，在零碳公路的實踐中已形成差異化路徑。荷蘭A10高速公路通過兩萬平方米光伏板年發(fā)電700萬千瓦時，基于BIM技術降低照明能耗30%。挪威強制要求兩億挪威克朗以上工程開展綠色認證，施工階段實施碳預算動態(tài)獎懲（減排10%獎勵合同額的2%），并推行新能源車免過路費政策。美國“零排放”貨運走廊，計劃2035年前建成1000座充電站和500座加氫站。英國高速公路充電樁覆蓋率達每32.19公里1個，快充樁實現(xiàn)15分鐘充電續(xù)航188公里，且均由100%綠電供能。
國內零碳公路發(fā)展現(xiàn)狀
相較于發(fā)達國家，我國零碳公路建設正加速推進。在全球可持續(xù)發(fā)展目標指引和國家政策的有力推動下，國內在試點項目與技術探索、標準體系、方法學構建及碳資產(chǎn)和碳交易領域等方面均取得了積極進展。
在試點項目與技術探索方面，國內針對公路運營期降碳開展了多方技術探索與應用，緊扣“源頭減碳、過程降碳、末端固碳”理念，推動可再生能源利用、建筑節(jié)能改造、資源循環(huán)利用、綠化碳匯與智慧管理平臺等技術的集成與應用。依托技術的快速發(fā)展，行業(yè)首先以公路服務區(qū)為場景開展了示范應用，并逐漸建成了一批近零碳服務區(qū)和零碳服務區(qū)。
交通運輸部于2024年6月發(fā)布第一批公路水路典型運輸和設施“零碳”試點項目名單，中國交通建設集團有限公司（以下簡稱“中交集團”）的霧靈山服務區(qū)、山東高速集團有限公司的濟南東服務區(qū)、河南交通投資集團有限公司的將軍縣服務區(qū)等7個服務區(qū)入選。以承平高速霧靈山服務區(qū)項目為例，該項目采用建筑節(jié)能改造、可再生能源產(chǎn)能建設、生態(tài)碳匯提升等12項節(jié)能降碳技術，可實現(xiàn)運營期100%清潔能源供電,實現(xiàn)運營期零碳目標。但若要實現(xiàn)“建設期+運營期”的零碳目標，則需要更多的光伏裝機量，實現(xiàn)零碳排的周期更長，光伏投資額也相對更高。若要實現(xiàn)“全生命周期（建材、運輸＋建設期＋運營期）”的零碳目標，則光伏必須上網(wǎng)，光伏裝機量、零碳排實現(xiàn)時間、光伏投資額也會更高。
總體而言，近年來，我國零碳公路試點項目已形成“因地制宜、多元技術協(xié)同”的實踐模式，初步積累了零碳公路的建設與運營經(jīng)驗。然而，當前實踐仍面臨多重挑戰(zhàn)：首先是項目多停留在區(qū)域性示范階段，尚未形成可復制的規(guī)模化推廣路徑；其次是關鍵技術體系成熟度不足，部分環(huán)節(jié)仍依賴傳統(tǒng)高碳模式；再次是全生命周期視角下的零碳目標實現(xiàn)機制尚未健全，從規(guī)劃設計、材料生產(chǎn)到施工運維等環(huán)節(jié)的碳足跡精準管控與抵消能力仍有待提升。這些瓶頸制約著零碳公路從示范工程向標準基建形態(tài)的轉型升級。
在標準體系與方法學構建方面，交通運輸部和行業(yè)協(xié)會先后發(fā)布了《公路工程節(jié)能規(guī)范》《公路工程利用建筑垃圾技術規(guī)范》《近零碳交通設施技術要求 第2部分：高速公路服務區(qū)》等行業(yè)標準，以及《高速公路零碳服務區(qū)評價技術規(guī)范》《公路工程建設期碳排放計算標準》等團體標準。此外，國內首個交通基建自愿減排方法學《溫室氣體自愿減排項目方法學 公路隧道照明系統(tǒng)節(jié)能》的正式發(fā)布，填補了交通運輸領域溫室氣體自愿減排項目方法學的空白，對推動行業(yè)標準化發(fā)展起到了重要作用。目前，采用低碳瀝青技術（如溫拌技術、冷再生技術、再生材料應用等）旨在減少瀝青路面建造和維護過程中碳排放的方法學也正在加速研究和編制中。
在碳資產(chǎn)與碳交易方面，隨著中國核證自愿減排量（CCER）碳交易市場的重啟，公路行業(yè)加速碳資產(chǎn)開發(fā)與碳交易實踐。中交集團首先提出公路工程建設領域碳排放配額發(fā)放機制，并依托廣西全州至容縣高速公路平樂至昭平段項目，完成由北京綠色交易所認證的首單基建行業(yè)內部碳交易，為公路行業(yè)探索碳資產(chǎn)開發(fā)與交易積累了寶貴經(jīng)驗。
國內外零碳公路發(fā)展現(xiàn)狀對比
從發(fā)展進程看，部分發(fā)達國家已形成較為成熟的零碳公路技術體系和政策框架，而我國尚處于試點探索向規(guī)?；茝V過渡的初期階段。在政策體系方面，歐美國家通過立法與戰(zhàn)略規(guī)劃明確技術路徑。美國《交通脫碳藍圖》分階段推進充電/加氫設施建設，挪威將碳預算獎懲機制（減排10%獎勵合同額的2%）納入招投標體系，政策工具更具強制性與精細化。我國雖發(fā)布《近零碳交通設施技術要求》等標準，但缺乏國家級專項立法，激勵機制多依托地方或者企業(yè)試點，系統(tǒng)性不足。
技術應用層面，國外呈現(xiàn)“場景化深度整合”特征。挪威采用全生命周期評價工具，強制再生材料占比超40%。反觀國內，霧靈山服務區(qū)等試點項目雖實現(xiàn)運營期100%綠電替代，但再生材料使用率僅為44%（澳大利亞Mordialloc公路再生材料使用率達66%），年發(fā)電量150萬千瓦時，約為荷蘭A10高速公路光伏項目的21%。
標準機制建設上，發(fā)達國家已建立覆蓋“設計—施工—運營”的全鏈條標準。南非倒置路面設計規(guī)范降低骨料消耗50%，德國A5公路數(shù)字化管理系統(tǒng)使碳排放降低25%。我國雖出臺《公路工程再生材料技術規(guī)范》等標準，但循環(huán)利用、交能融合、動態(tài)無線充電等領域仍缺乏技術標準，公路碳排放核算暫未出臺國家標準，現(xiàn)有《公路工程建設期碳排放計算標準》等團體標準尚未形成全國統(tǒng)一體系，導致碳排放計量缺乏權威方法學。
市場驅動方面，歐美國家依托成熟碳交易機制推動市場化減排。挪威碳預算獎懲覆蓋了兩億挪威克朗以上項目，美國“光道”項目通過太陽能路面發(fā)電吸引社會資本。我國CCER市場雖重啟，但公路碳資產(chǎn)開發(fā)仍以企業(yè)內部分配為主，缺乏跨區(qū)域交易平臺，碳匯林抵消比例不足運營排放的15%。綠色金融工具在公路基礎設施投融資中的應用尚未全面推廣。
值得注意的是，我國在規(guī)?；瘧脠鼍昂驼唔憫俣壬暇邆浜蟀l(fā)優(yōu)勢。目前，全國高速公路里程超18萬公里，若光伏技術（參考雄安試點）覆蓋30%的路面，年發(fā)電潛力可超過1500億千瓦時；新型電力系統(tǒng)與車路協(xié)同技術的結合，為“光儲充一體化”模式提供獨特機遇。未來，行業(yè)需重點突破再生材料應用、智慧能源管理、碳交易機制等瓶頸，加速從“點狀示范”向“網(wǎng)絡化零碳走廊”升級。
零碳公路的探索與實踐主要通過前沿技術應用與創(chuàng)新發(fā)展模式的雙輪驅動，推動自身可持續(xù)發(fā)展并實現(xiàn)“零碳”目標。
前沿技術應用
近年來，交通運輸行業(yè)以全生命周期視角推進零碳公路建設。在技術創(chuàng)新層面，通過整合新能源、新材料、新裝備、新工藝等“四新”應用，形成了覆蓋“設計-建設-運營”的立體化實踐路徑與零碳公路技術體系。
設計階段：綠色道路網(wǎng)絡優(yōu)化和能源布局設計 設計階段是零碳公路建設的起點，通過綠色道路網(wǎng)絡優(yōu)化和能源布局設計，奠定全周期降碳基礎。前者利用交通大數(shù)據(jù)和交通模擬技術構建路網(wǎng)碳排放評價模型，將碳減排作為優(yōu)先目標。如山東濟南至菏澤高速公路在規(guī)劃設計階段利用交通大數(shù)據(jù)和交通模擬技術，收集和分析交通流量、車輛類型、行駛速度等數(shù)據(jù)，構建交通路網(wǎng)的碳排放評價模型。后者在零碳公路選線上充分考慮與新能源設施結合。如霧靈山服務區(qū)在規(guī)劃設計階段，系統(tǒng)性地開展了零碳能源供給體系的頂層設計，一方面，充分結合地形地貌特征，科學規(guī)劃光伏廊道布局，合理配置充電樁網(wǎng)絡；另一方面，統(tǒng)籌考慮能源生產(chǎn)、儲存、輸送和使用的全鏈條需求，構建智能能源管理系統(tǒng)。
建設階段：低碳材料、工藝與設備 零碳公路建設期是實現(xiàn)實質性碳減排的關鍵階段，一般通過低碳材料、工藝與設備相結合的方式來降低碳排放水平。在低碳材料方面，環(huán)保瀝青、低碳混凝土、再生骨料等環(huán)保建材現(xiàn)已實現(xiàn)規(guī)?；瘧茫腆w廢物循環(huán)利用技術可以利用工業(yè)廢渣作為輔助膠凝材料替代部分水泥，有效利用廢棄物。在低碳工藝方面，BIM與數(shù)字孿生技術結合構建碳足跡追蹤體系，裝配式施工與3D打印技術也已推廣模塊化建造，加之與機器人施工深度融合，可提升施工精度與效率。在低碳設備方面，氫能工程機械試點應用成效顯著，推動施工裝備電動化、零碳化轉型。
運營階段：智慧能源管理系統(tǒng)、低碳養(yǎng)護與碳匯賦能 運營階段是實現(xiàn)公路“全生命周期”零碳目標的重要階段，目前主要從智慧能源管理系統(tǒng)、低碳養(yǎng)護與碳匯賦能三大方向提升運營階段降碳水平。在智慧能源管理系統(tǒng)方面，通過融合數(shù)字孿生、綜合能源管理、衛(wèi)星遙感、區(qū)塊鏈技術，構建服務區(qū)零碳運營管理體系，解決服務區(qū)零碳運營問題，三維動態(tài)展示能碳監(jiān)控數(shù)據(jù)、多維度碳減排場景，提升運營管理成效。在低碳養(yǎng)護方面，主要采用環(huán)保預防性養(yǎng)護措施、推廣使用環(huán)保型養(yǎng)護材料和設備，降低養(yǎng)護過程中的碳排放。在碳匯賦能方面，應用林業(yè)碳匯理念，按照碳匯林的要求實施碳匯造林工程，所產(chǎn)生的碳匯量可用于抵消公路運營階段部分碳排放。
發(fā)展模式創(chuàng)新
創(chuàng)新發(fā)展模式對于零碳公路建設同樣起著至關重要的作用，通過第三方合同能源管理、零碳公路建設第三方服務模式、零碳認證與數(shù)字化管控平臺等方式，可以優(yōu)化能源管理，提升施工與運營效率，確保項目在實現(xiàn)“低碳”目標的同時，具備長效的管理和運營能力。
發(fā)展第三方合同能源管理模式 零碳公路的第三方合同能源管理是一種創(chuàng)新的節(jié)能服務模式，旨在引入專業(yè)能源服務公司（ESCO），針對公路主要用能場景（如照明、監(jiān)控、通風等）的能源消耗，提供全面的節(jié)能解決方案，促進公路系統(tǒng)的高效能源利用，實現(xiàn)零碳排放。合同能源管理涵蓋能源診斷與節(jié)能方案設計、投資可行性分析與決策、項目實施與優(yōu)化改造、節(jié)能效果監(jiān)測與驗證、節(jié)能效益分配及后續(xù)服務和技術支持等環(huán)節(jié)。近年來，交通運輸行業(yè)持續(xù)探索合同能源管理模式，在寧夏、甘肅、河南等地公路項目中采用合同能源管理模式實施智慧節(jié)能照明改造，協(xié)助企業(yè)、政府機構等項目業(yè)主實現(xiàn)節(jié)能減排目標。
零碳公路建設第三方服務模式 零碳公路建設第三方服務模式不僅保障項目質量和減排目標，還能提升建設效率，是推動公路建設領域低碳化和可持續(xù)發(fā)展的重要發(fā)展方向。這一服務模式覆蓋了項目規(guī)劃、設計咨詢、施工建設和運營管理等多個環(huán)節(jié)，旨在為零碳公路項目的高效實施與運營提供全方位技術支持和保障。
零碳認證與數(shù)字化管控平臺建設 零碳公路認證旨在通過量化評估公路項目全生命周期（設計—施工—運營）的碳排放，確保項目的碳排放量達到“近零”或“零”的標準。
零碳公路數(shù)字化管控平臺在精準降低碳排放和提升管理效率方面展現(xiàn)了顯著優(yōu)勢，是未來公路管理的重要手段。平臺融合多項先進技術與功能模塊，涵蓋數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測、碳排放核算與報告、碳排放分析與優(yōu)化、決策支持以及設備狀態(tài)監(jiān)控與管理等核心功能。
交能融合發(fā)展新模式 當前交能融合正形成多元化創(chuàng)新路徑，國際實踐注重技術原創(chuàng)與系統(tǒng)集成。以美國“光道”項目為代表，通過太陽能路面發(fā)電與動態(tài)無線充電技術相結合的方式，構建交通能源自洽系統(tǒng)。德國智能微電網(wǎng)模式整合可再生能源與儲能設施，實現(xiàn)公路能源閉環(huán)管理。
國內的發(fā)展聚焦規(guī)?；瘧门c場景創(chuàng)新，公路光伏建設覆蓋服務區(qū)、邊坡等場景，形成“點—線—面”布局。零碳服務區(qū)探索分層推進模式，通過能碳監(jiān)測平臺優(yōu)化綠色電力調配，部分項目實現(xiàn)全周期綠電供應。技術集成呈現(xiàn)三大方向，分別是“光儲充”一體化閉環(huán)系統(tǒng)，支撐服務區(qū)能源自給；車路能協(xié)同技術，推動電動汽車與電網(wǎng)雙向互動；數(shù)字孿生管理平臺，動態(tài)平衡能源供需。
盡管我國的零碳公路在技術應用、創(chuàng)新模式和建設實踐方面已取得初步成果，但要實現(xiàn)全行業(yè)的“零碳”目標，仍面臨諸多挑戰(zhàn)。
標準完善破局：加速構建評價體系推動零碳公路發(fā)展
行業(yè)標準體系尚不完善是當前零碳公路建設的首要挑戰(zhàn)。首先，缺乏覆蓋全路域、全生命周期的零碳公路評價行業(yè)標準。其次，現(xiàn)行公路碳排放核算標準以《公路工程建設期碳排放計算標準》等團體標準為主，尚未制定覆蓋運營期/養(yǎng)護期的核算標準，也尚未建立行業(yè)統(tǒng)一核算標準，行業(yè)標準的缺位還導致了碳信息披露體系（MRV機制）不健全、跨區(qū)域互認困難等問題，既阻礙碳資產(chǎn)開發(fā)與低碳技術標準化推廣，又制約公路行業(yè)參與碳交易市場的合規(guī)性。此外，第三方認證尚未推出專門的零碳公路認證。零碳公路行業(yè)面臨著“標準缺乏—核算差異化—實施空心化”的疊加困境。
未來，宜加速建立覆蓋全路域、全生命周期的零碳公路評價標準，推動碳核算國家標準的制定，建立與國際碳交易機制互認的評估體系、開發(fā)適應公路場景的評估指標、推動第三方機構零碳公路認證，并通過碳交易和綠色信貸等金融手段，形成“認證—融資—收益”的良性循環(huán)。
破解經(jīng)濟性難題：三軌并進打通零碳公路經(jīng)濟閉環(huán)
零碳高速公路面臨著高昂的建設成本和漫長的回收周期，主要原因是需要應用光伏、儲能和智能管理系統(tǒng)等前沿技術。此外，當前的收益模式較為單一，主要依賴發(fā)電并網(wǎng)收益，而公路碳匯因未被納入全國碳交易市場，導致項目難以通過碳金融工具獲得額外回報。
未來，零碳高速公路可通過聚焦于政策創(chuàng)新、技術降本和融資多元化等措施來解決該難題。政府應出臺支持政策，推動碳交易市場納入公路碳匯，并創(chuàng)新綠色金融工具，如綠色債券和碳收益權質押，以降低融資成本縮短投資回收周期。行業(yè)應探索多元化的收益模式，依賴發(fā)電并網(wǎng)的同時，結合智慧路網(wǎng)、綠色交通和可再生能源等商業(yè)模式，拓寬零碳高速公路的經(jīng)濟回報渠道，助力其可持續(xù)發(fā)展。
突破技術瓶頸：降碳技術與智慧管理助力零碳公路建設
核心技術研發(fā)和集成的局限性是阻礙零碳公路落地實施的核心瓶頸。當前，大多零碳公路建設主要依賴光伏上網(wǎng)實現(xiàn)碳中和，實質性碳減排效果有限。要實現(xiàn)實際碳減排，需依托能源替代與儲能技術、低碳材料等核心降碳手段。目前，能源系統(tǒng)仍存在儲能技術單一、多能互補管理系統(tǒng)滯后等問題。同時，低碳材料面臨成本高、技術標準不統(tǒng)一等障礙。
未來，宜加快“源—網(wǎng)—荷—儲”一體化深度融合理論及相關技術研究與應用；應加快低碳技術的標準化和產(chǎn)業(yè)化進程，降低建設和運營成本；有必要加快智慧化管理平臺的建設與應用，全面監(jiān)控、分析和管理公路能源消耗、碳排放及資源循環(huán)情況。此外，零碳公路技術體系將從運營階段向建設、設計、養(yǎng)護等階段前伸后延，推動“全生命周期”的零碳公路建設。
跨域協(xié)同破局：三位一體重構零碳公路產(chǎn)業(yè)生態(tài)
跨領域協(xié)同與產(chǎn)業(yè)鏈配套不足限制了零碳公路的綜合效益。在交能融合等跨域協(xié)同的零碳公路發(fā)展模式中，需要交通、能源、建筑、信息技術等多領域的深度融合，但不同領域之間仍存在明顯的行業(yè)壁壘，尤其是現(xiàn)行管理體制中的協(xié)同問題導致綠電消納效率低下、光伏項目并網(wǎng)審批周期長且消納率不足，以及氫能補給站建設因審批流程復雜嚴重拖延等一系列問題。在產(chǎn)業(yè)鏈層面，低碳材料供應商、智能設備制造商與公路企業(yè)之間缺乏高效協(xié)作平臺，技術標準和接口不統(tǒng)一，進一步增加了系統(tǒng)集成的復雜度。
未來，公路領域應構建“政策—機制—平臺”三位一體推進體系來應對跨領域協(xié)同與產(chǎn)業(yè)鏈整合難題。在政策層面，建立交通、能源、住建等多部門聯(lián)合審批機制，簡化審批流程，提高效率；在機制層面，制定統(tǒng)一的技術標準和接口規(guī)范，促進技術協(xié)同與兼容性；在平臺層面，構建跨領域協(xié)作平臺，促進低碳材料供應商、智能設備制造商與公路企業(yè)之間的高效合作，推動產(chǎn)業(yè)鏈上下游的深度融合，形成完整的零碳公路產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系，提升整體效益。
在全球大力倡導綠色發(fā)展與可持續(xù)交通的時代背景下，零碳公路作為交通領域實現(xiàn)碳中和目標的關鍵發(fā)展模式，正受到廣泛關注。各國通過制定發(fā)展戰(zhàn)略、創(chuàng)新發(fā)展路徑、推廣低碳技術、利用可再生能源及優(yōu)化能源結構等手段，不斷探索零碳公路的可行性。這一模式在減少碳排放、提升能源利用效率及促進生態(tài)環(huán)境建設方面，已初步展現(xiàn)出顯著的示范效應。
展望未來，隨著新能源技術、綠色建材、低碳節(jié)能工藝和數(shù)字智能化技術在公路建設中的深入應用，以及綠色金融政策的逐步出臺，碳交易市場的持續(xù)發(fā)展，零碳公路有望迎來更加廣闊的發(fā)展前景。
2020年9月，習近平總書記提出“雙碳”目標。2021年，國務院印發(fā)《2030年前碳達峰行動方案》，明確要求將綠色低碳理念貫穿于交通基礎設施規(guī)劃、建設、運營和維護全過程，降低全生命周期能耗和碳排放，并在《2024—2025年節(jié)能降碳行動方案》中提出，鼓勵交通樞紐場站及路網(wǎng)沿線建設光伏發(fā)電設施，加強充電基礎設施建設。2024年，國家發(fā)布《加快構建碳排放雙控制度體系工作方案》和《加快經(jīng)濟社會發(fā)展全面綠色轉型的意見》，要求建立“碳達峰、碳中和”綜合評價考核制度，完善交通運輸?shù)阮I域碳排放核算機制；提升新建高速公路等設施的綠色化與智能化水平，推進既有交通基礎設施節(jié)能降碳改造提升，建設一批低碳（近零碳）高速公路服務區(qū)等，因地制宜推進公路沿線、服務區(qū)等區(qū)域合理布局光伏發(fā)電設施。國家政策的相繼出臺為公路基礎設施建設指明了降碳基本方向。
零碳公路的定義
目前，行業(yè)針對零碳公路尚無統(tǒng)一定義，結合國內外近年來在零碳公路領域的探索與實踐，零碳公路的核心內涵可以總結為：在公路的設計、建設、運營和養(yǎng)護等全生命周期中，通過使用節(jié)能技術、可再生能源、低碳材料等各項節(jié)能低碳技術措施降低碳排放水平，并通過碳匯等方式抵消剩余碳排放，在滿足公路功能屬性的基礎上實現(xiàn)全生命周期零碳排放目標。
從全生命周期的角度出發(fā)，設計階段，通過綠色道路網(wǎng)絡優(yōu)化、能源布局設計等科學設計手段，減少項目在建設和運營階段對生態(tài)環(huán)境的破壞；建設階段，采用低碳材料與低碳工藝減少能源消耗和污染，推廣預制裝配技術，從而減少現(xiàn)場施工的能源消耗和環(huán)境污染；運營階段，使用智慧能源管理系統(tǒng)統(tǒng)籌調配能源資源，提高能源使用效率，使用低碳材料養(yǎng)護公路，并通過碳匯手段實現(xiàn)剩余碳排放抵消。現(xiàn)有的大多數(shù)零碳公路項目主要以實現(xiàn)“運營期”零碳目標為主，極少有項目能夠實現(xiàn)“建設期+運營期”零碳目標，“全生命周期（建材、運輸＋建設期＋運營期）”的零碳目標則更難實現(xiàn)。
國內外零碳公路的發(fā)展現(xiàn)狀
國外零碳公路發(fā)展現(xiàn)狀
目前，全球大部分發(fā)達國家均已深入推進交通領域低碳化建設，其中，美國、日本、英國、歐盟成員國等已取得了顯著成就。美國能源部2023年發(fā)布《美國交通脫碳藍圖》，分三階段推進實施，計劃于2050年實現(xiàn)交通系統(tǒng)全面脫碳。日本2021年發(fā)布《2050年碳中和綠色增長戰(zhàn)略》，提出推進運輸行業(yè)電氣化及配套基礎設施建設，完善加氫站基礎設施建設，并結合人工智能、大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)等技術措施，2050年實現(xiàn)“碳中和”目標。英國交通部2021年發(fā)布《凈零排放高速公路：我們的2030/2040/2050計劃》，構建“運營—建設—出行”遞進式目標，分別通過綠電碳匯、低碳材料和新能源車輛實現(xiàn)階段性突破。
全球發(fā)達國家結合本國資源特征等因素，在零碳公路的實踐中已形成差異化路徑。荷蘭A10高速公路通過兩萬平方米光伏板年發(fā)電700萬千瓦時，基于BIM技術降低照明能耗30%。挪威強制要求兩億挪威克朗以上工程開展綠色認證，施工階段實施碳預算動態(tài)獎懲（減排10%獎勵合同額的2%），并推行新能源車免過路費政策。美國“零排放”貨運走廊，計劃2035年前建成1000座充電站和500座加氫站。英國高速公路充電樁覆蓋率達每32.19公里1個，快充樁實現(xiàn)15分鐘充電續(xù)航188公里，且均由100%綠電供能。
國內零碳公路發(fā)展現(xiàn)狀
相較于發(fā)達國家，我國零碳公路建設正加速推進。在全球可持續(xù)發(fā)展目標指引和國家政策的有力推動下，國內在試點項目與技術探索、標準體系、方法學構建及碳資產(chǎn)和碳交易領域等方面均取得了積極進展。
在試點項目與技術探索方面，國內針對公路運營期降碳開展了多方技術探索與應用，緊扣“源頭減碳、過程降碳、末端固碳”理念，推動可再生能源利用、建筑節(jié)能改造、資源循環(huán)利用、綠化碳匯與智慧管理平臺等技術的集成與應用。依托技術的快速發(fā)展，行業(yè)首先以公路服務區(qū)為場景開展了示范應用，并逐漸建成了一批近零碳服務區(qū)和零碳服務區(qū)。
交通運輸部于2024年6月發(fā)布第一批公路水路典型運輸和設施“零碳”試點項目名單，中國交通建設集團有限公司（以下簡稱“中交集團”）的霧靈山服務區(qū)、山東高速集團有限公司的濟南東服務區(qū)、河南交通投資集團有限公司的將軍縣服務區(qū)等7個服務區(qū)入選。以承平高速霧靈山服務區(qū)項目為例，該項目采用建筑節(jié)能改造、可再生能源產(chǎn)能建設、生態(tài)碳匯提升等12項節(jié)能降碳技術，可實現(xiàn)運營期100%清潔能源供電,實現(xiàn)運營期零碳目標。但若要實現(xiàn)“建設期+運營期”的零碳目標，則需要更多的光伏裝機量，實現(xiàn)零碳排的周期更長，光伏投資額也相對更高。若要實現(xiàn)“全生命周期（建材、運輸＋建設期＋運營期）”的零碳目標，則光伏必須上網(wǎng)，光伏裝機量、零碳排實現(xiàn)時間、光伏投資額也會更高。
總體而言，近年來，我國零碳公路試點項目已形成“因地制宜、多元技術協(xié)同”的實踐模式，初步積累了零碳公路的建設與運營經(jīng)驗。然而，當前實踐仍面臨多重挑戰(zhàn)：首先是項目多停留在區(qū)域性示范階段，尚未形成可復制的規(guī)模化推廣路徑；其次是關鍵技術體系成熟度不足，部分環(huán)節(jié)仍依賴傳統(tǒng)高碳模式；再次是全生命周期視角下的零碳目標實現(xiàn)機制尚未健全，從規(guī)劃設計、材料生產(chǎn)到施工運維等環(huán)節(jié)的碳足跡精準管控與抵消能力仍有待提升。這些瓶頸制約著零碳公路從示范工程向標準基建形態(tài)的轉型升級。
在標準體系與方法學構建方面，交通運輸部和行業(yè)協(xié)會先后發(fā)布了《公路工程節(jié)能規(guī)范》《公路工程利用建筑垃圾技術規(guī)范》《近零碳交通設施技術要求 第2部分：高速公路服務區(qū)》等行業(yè)標準，以及《高速公路零碳服務區(qū)評價技術規(guī)范》《公路工程建設期碳排放計算標準》等團體標準。此外，國內首個交通基建自愿減排方法學《溫室氣體自愿減排項目方法學 公路隧道照明系統(tǒng)節(jié)能》的正式發(fā)布，填補了交通運輸領域溫室氣體自愿減排項目方法學的空白，對推動行業(yè)標準化發(fā)展起到了重要作用。目前，采用低碳瀝青技術（如溫拌技術、冷再生技術、再生材料應用等）旨在減少瀝青路面建造和維護過程中碳排放的方法學也正在加速研究和編制中。
在碳資產(chǎn)與碳交易方面，隨著中國核證自愿減排量（CCER）碳交易市場的重啟，公路行業(yè)加速碳資產(chǎn)開發(fā)與碳交易實踐。中交集團首先提出公路工程建設領域碳排放配額發(fā)放機制，并依托廣西全州至容縣高速公路平樂至昭平段項目，完成由北京綠色交易所認證的首單基建行業(yè)內部碳交易，為公路行業(yè)探索碳資產(chǎn)開發(fā)與交易積累了寶貴經(jīng)驗。
國內外零碳公路發(fā)展現(xiàn)狀對比
從發(fā)展進程看，部分發(fā)達國家已形成較為成熟的零碳公路技術體系和政策框架，而我國尚處于試點探索向規(guī)?；茝V過渡的初期階段。在政策體系方面，歐美國家通過立法與戰(zhàn)略規(guī)劃明確技術路徑。美國《交通脫碳藍圖》分階段推進充電/加氫設施建設，挪威將碳預算獎懲機制（減排10%獎勵合同額的2%）納入招投標體系，政策工具更具強制性與精細化。我國雖發(fā)布《近零碳交通設施技術要求》等標準，但缺乏國家級專項立法，激勵機制多依托地方或者企業(yè)試點，系統(tǒng)性不足。
技術應用層面，國外呈現(xiàn)“場景化深度整合”特征。挪威采用全生命周期評價工具，強制再生材料占比超40%。反觀國內，霧靈山服務區(qū)等試點項目雖實現(xiàn)運營期100%綠電替代，但再生材料使用率僅為44%（澳大利亞Mordialloc公路再生材料使用率達66%），年發(fā)電量150萬千瓦時，約為荷蘭A10高速公路光伏項目的21%。
標準機制建設上，發(fā)達國家已建立覆蓋“設計—施工—運營”的全鏈條標準。南非倒置路面設計規(guī)范降低骨料消耗50%，德國A5公路數(shù)字化管理系統(tǒng)使碳排放降低25%。我國雖出臺《公路工程再生材料技術規(guī)范》等標準，但循環(huán)利用、交能融合、動態(tài)無線充電等領域仍缺乏技術標準，公路碳排放核算暫未出臺國家標準，現(xiàn)有《公路工程建設期碳排放計算標準》等團體標準尚未形成全國統(tǒng)一體系，導致碳排放計量缺乏權威方法學。
市場驅動方面，歐美國家依托成熟碳交易機制推動市場化減排。挪威碳預算獎懲覆蓋了兩億挪威克朗以上項目，美國“光道”項目通過太陽能路面發(fā)電吸引社會資本。我國CCER市場雖重啟，但公路碳資產(chǎn)開發(fā)仍以企業(yè)內部分配為主，缺乏跨區(qū)域交易平臺，碳匯林抵消比例不足運營排放的15%。綠色金融工具在公路基礎設施投融資中的應用尚未全面推廣。
值得注意的是，我國在規(guī)?；瘧脠鼍昂驼唔憫俣壬暇邆浜蟀l(fā)優(yōu)勢。目前，全國高速公路里程超18萬公里，若光伏技術（參考雄安試點）覆蓋30%的路面，年發(fā)電潛力可超過1500億千瓦時；新型電力系統(tǒng)與車路協(xié)同技術的結合，為“光儲充一體化”模式提供獨特機遇。未來，行業(yè)需重點突破再生材料應用、智慧能源管理、碳交易機制等瓶頸，加速從“點狀示范”向“網(wǎng)絡化零碳走廊”升級。
零碳公路前沿技術與發(fā)展模式的探索與實踐
零碳公路的探索與實踐主要通過前沿技術應用與創(chuàng)新發(fā)展模式的雙輪驅動，推動自身可持續(xù)發(fā)展并實現(xiàn)“零碳”目標。
前沿技術應用
近年來，交通運輸行業(yè)以全生命周期視角推進零碳公路建設。在技術創(chuàng)新層面，通過整合新能源、新材料、新裝備、新工藝等“四新”應用，形成了覆蓋“設計-建設-運營”的立體化實踐路徑與零碳公路技術體系。
設計階段：綠色道路網(wǎng)絡優(yōu)化和能源布局設計 設計階段是零碳公路建設的起點，通過綠色道路網(wǎng)絡優(yōu)化和能源布局設計，奠定全周期降碳基礎。前者利用交通大數(shù)據(jù)和交通模擬技術構建路網(wǎng)碳排放評價模型，將碳減排作為優(yōu)先目標。如山東濟南至菏澤高速公路在規(guī)劃設計階段利用交通大數(shù)據(jù)和交通模擬技術，收集和分析交通流量、車輛類型、行駛速度等數(shù)據(jù)，構建交通路網(wǎng)的碳排放評價模型。后者在零碳公路選線上充分考慮與新能源設施結合。如霧靈山服務區(qū)在規(guī)劃設計階段，系統(tǒng)性地開展了零碳能源供給體系的頂層設計，一方面，充分結合地形地貌特征，科學規(guī)劃光伏廊道布局，合理配置充電樁網(wǎng)絡；另一方面，統(tǒng)籌考慮能源生產(chǎn)、儲存、輸送和使用的全鏈條需求，構建智能能源管理系統(tǒng)。
建設階段：低碳材料、工藝與設備 零碳公路建設期是實現(xiàn)實質性碳減排的關鍵階段，一般通過低碳材料、工藝與設備相結合的方式來降低碳排放水平。在低碳材料方面，環(huán)保瀝青、低碳混凝土、再生骨料等環(huán)保建材現(xiàn)已實現(xiàn)規(guī)?；瘧茫腆w廢物循環(huán)利用技術可以利用工業(yè)廢渣作為輔助膠凝材料替代部分水泥，有效利用廢棄物。在低碳工藝方面，BIM與數(shù)字孿生技術結合構建碳足跡追蹤體系，裝配式施工與3D打印技術也已推廣模塊化建造，加之與機器人施工深度融合，可提升施工精度與效率。在低碳設備方面，氫能工程機械試點應用成效顯著，推動施工裝備電動化、零碳化轉型。
運營階段：智慧能源管理系統(tǒng)、低碳養(yǎng)護與碳匯賦能 運營階段是實現(xiàn)公路“全生命周期”零碳目標的重要階段，目前主要從智慧能源管理系統(tǒng)、低碳養(yǎng)護與碳匯賦能三大方向提升運營階段降碳水平。在智慧能源管理系統(tǒng)方面，通過融合數(shù)字孿生、綜合能源管理、衛(wèi)星遙感、區(qū)塊鏈技術，構建服務區(qū)零碳運營管理體系，解決服務區(qū)零碳運營問題，三維動態(tài)展示能碳監(jiān)控數(shù)據(jù)、多維度碳減排場景，提升運營管理成效。在低碳養(yǎng)護方面，主要采用環(huán)保預防性養(yǎng)護措施、推廣使用環(huán)保型養(yǎng)護材料和設備，降低養(yǎng)護過程中的碳排放。在碳匯賦能方面，應用林業(yè)碳匯理念，按照碳匯林的要求實施碳匯造林工程，所產(chǎn)生的碳匯量可用于抵消公路運營階段部分碳排放。
發(fā)展模式創(chuàng)新
創(chuàng)新發(fā)展模式對于零碳公路建設同樣起著至關重要的作用，通過第三方合同能源管理、零碳公路建設第三方服務模式、零碳認證與數(shù)字化管控平臺等方式，可以優(yōu)化能源管理，提升施工與運營效率，確保項目在實現(xiàn)“低碳”目標的同時，具備長效的管理和運營能力。
發(fā)展第三方合同能源管理模式 零碳公路的第三方合同能源管理是一種創(chuàng)新的節(jié)能服務模式，旨在引入專業(yè)能源服務公司（ESCO），針對公路主要用能場景（如照明、監(jiān)控、通風等）的能源消耗，提供全面的節(jié)能解決方案，促進公路系統(tǒng)的高效能源利用，實現(xiàn)零碳排放。合同能源管理涵蓋能源診斷與節(jié)能方案設計、投資可行性分析與決策、項目實施與優(yōu)化改造、節(jié)能效果監(jiān)測與驗證、節(jié)能效益分配及后續(xù)服務和技術支持等環(huán)節(jié)。近年來，交通運輸行業(yè)持續(xù)探索合同能源管理模式，在寧夏、甘肅、河南等地公路項目中采用合同能源管理模式實施智慧節(jié)能照明改造，協(xié)助企業(yè)、政府機構等項目業(yè)主實現(xiàn)節(jié)能減排目標。
零碳公路建設第三方服務模式 零碳公路建設第三方服務模式不僅保障項目質量和減排目標，還能提升建設效率，是推動公路建設領域低碳化和可持續(xù)發(fā)展的重要發(fā)展方向。這一服務模式覆蓋了項目規(guī)劃、設計咨詢、施工建設和運營管理等多個環(huán)節(jié)，旨在為零碳公路項目的高效實施與運營提供全方位技術支持和保障。
零碳認證與數(shù)字化管控平臺建設 零碳公路認證旨在通過量化評估公路項目全生命周期（設計—施工—運營）的碳排放，確保項目的碳排放量達到“近零”或“零”的標準。
零碳公路數(shù)字化管控平臺在精準降低碳排放和提升管理效率方面展現(xiàn)了顯著優(yōu)勢，是未來公路管理的重要手段。平臺融合多項先進技術與功能模塊，涵蓋數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測、碳排放核算與報告、碳排放分析與優(yōu)化、決策支持以及設備狀態(tài)監(jiān)控與管理等核心功能。
交能融合發(fā)展新模式 當前交能融合正形成多元化創(chuàng)新路徑，國際實踐注重技術原創(chuàng)與系統(tǒng)集成。以美國“光道”項目為代表，通過太陽能路面發(fā)電與動態(tài)無線充電技術相結合的方式，構建交通能源自洽系統(tǒng)。德國智能微電網(wǎng)模式整合可再生能源與儲能設施，實現(xiàn)公路能源閉環(huán)管理。
國內的發(fā)展聚焦規(guī)?；瘧门c場景創(chuàng)新，公路光伏建設覆蓋服務區(qū)、邊坡等場景，形成“點—線—面”布局。零碳服務區(qū)探索分層推進模式，通過能碳監(jiān)測平臺優(yōu)化綠色電力調配，部分項目實現(xiàn)全周期綠電供應。技術集成呈現(xiàn)三大方向，分別是“光儲充”一體化閉環(huán)系統(tǒng)，支撐服務區(qū)能源自給；車路能協(xié)同技術，推動電動汽車與電網(wǎng)雙向互動；數(shù)字孿生管理平臺，動態(tài)平衡能源供需。
零碳公路面臨的挑戰(zhàn)及未來發(fā)展趨勢
盡管我國的零碳公路在技術應用、創(chuàng)新模式和建設實踐方面已取得初步成果，但要實現(xiàn)全行業(yè)的“零碳”目標，仍面臨諸多挑戰(zhàn)。
標準完善破局：加速構建評價體系推動零碳公路發(fā)展
行業(yè)標準體系尚不完善是當前零碳公路建設的首要挑戰(zhàn)。首先，缺乏覆蓋全路域、全生命周期的零碳公路評價行業(yè)標準。其次，現(xiàn)行公路碳排放核算標準以《公路工程建設期碳排放計算標準》等團體標準為主，尚未制定覆蓋運營期/養(yǎng)護期的核算標準，也尚未建立行業(yè)統(tǒng)一核算標準，行業(yè)標準的缺位還導致了碳信息披露體系（MRV機制）不健全、跨區(qū)域互認困難等問題，既阻礙碳資產(chǎn)開發(fā)與低碳技術標準化推廣，又制約公路行業(yè)參與碳交易市場的合規(guī)性。此外，第三方認證尚未推出專門的零碳公路認證。零碳公路行業(yè)面臨著“標準缺乏—核算差異化—實施空心化”的疊加困境。
未來，宜加速建立覆蓋全路域、全生命周期的零碳公路評價標準，推動碳核算國家標準的制定，建立與國際碳交易機制互認的評估體系、開發(fā)適應公路場景的評估指標、推動第三方機構零碳公路認證，并通過碳交易和綠色信貸等金融手段，形成“認證—融資—收益”的良性循環(huán)。
破解經(jīng)濟性難題：三軌并進打通零碳公路經(jīng)濟閉環(huán)
零碳高速公路面臨著高昂的建設成本和漫長的回收周期，主要原因是需要應用光伏、儲能和智能管理系統(tǒng)等前沿技術。此外，當前的收益模式較為單一，主要依賴發(fā)電并網(wǎng)收益，而公路碳匯因未被納入全國碳交易市場，導致項目難以通過碳金融工具獲得額外回報。
未來，零碳高速公路可通過聚焦于政策創(chuàng)新、技術降本和融資多元化等措施來解決該難題。政府應出臺支持政策，推動碳交易市場納入公路碳匯，并創(chuàng)新綠色金融工具，如綠色債券和碳收益權質押，以降低融資成本縮短投資回收周期。行業(yè)應探索多元化的收益模式，依賴發(fā)電并網(wǎng)的同時，結合智慧路網(wǎng)、綠色交通和可再生能源等商業(yè)模式，拓寬零碳高速公路的經(jīng)濟回報渠道，助力其可持續(xù)發(fā)展。
突破技術瓶頸：降碳技術與智慧管理助力零碳公路建設
核心技術研發(fā)和集成的局限性是阻礙零碳公路落地實施的核心瓶頸。當前，大多零碳公路建設主要依賴光伏上網(wǎng)實現(xiàn)碳中和，實質性碳減排效果有限。要實現(xiàn)實際碳減排，需依托能源替代與儲能技術、低碳材料等核心降碳手段。目前，能源系統(tǒng)仍存在儲能技術單一、多能互補管理系統(tǒng)滯后等問題。同時，低碳材料面臨成本高、技術標準不統(tǒng)一等障礙。
未來，宜加快“源—網(wǎng)—荷—儲”一體化深度融合理論及相關技術研究與應用；應加快低碳技術的標準化和產(chǎn)業(yè)化進程，降低建設和運營成本；有必要加快智慧化管理平臺的建設與應用，全面監(jiān)控、分析和管理公路能源消耗、碳排放及資源循環(huán)情況。此外，零碳公路技術體系將從運營階段向建設、設計、養(yǎng)護等階段前伸后延，推動“全生命周期”的零碳公路建設。
跨域協(xié)同破局：三位一體重構零碳公路產(chǎn)業(yè)生態(tài)
跨領域協(xié)同與產(chǎn)業(yè)鏈配套不足限制了零碳公路的綜合效益。在交能融合等跨域協(xié)同的零碳公路發(fā)展模式中，需要交通、能源、建筑、信息技術等多領域的深度融合，但不同領域之間仍存在明顯的行業(yè)壁壘，尤其是現(xiàn)行管理體制中的協(xié)同問題導致綠電消納效率低下、光伏項目并網(wǎng)審批周期長且消納率不足，以及氫能補給站建設因審批流程復雜嚴重拖延等一系列問題。在產(chǎn)業(yè)鏈層面，低碳材料供應商、智能設備制造商與公路企業(yè)之間缺乏高效協(xié)作平臺，技術標準和接口不統(tǒng)一，進一步增加了系統(tǒng)集成的復雜度。
未來，公路領域應構建“政策—機制—平臺”三位一體推進體系來應對跨領域協(xié)同與產(chǎn)業(yè)鏈整合難題。在政策層面，建立交通、能源、住建等多部門聯(lián)合審批機制，簡化審批流程，提高效率；在機制層面，制定統(tǒng)一的技術標準和接口規(guī)范，促進技術協(xié)同與兼容性；在平臺層面，構建跨領域協(xié)作平臺，促進低碳材料供應商、智能設備制造商與公路企業(yè)之間的高效合作，推動產(chǎn)業(yè)鏈上下游的深度融合，形成完整的零碳公路產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系，提升整體效益。
在全球大力倡導綠色發(fā)展與可持續(xù)交通的時代背景下，零碳公路作為交通領域實現(xiàn)碳中和目標的關鍵發(fā)展模式，正受到廣泛關注。各國通過制定發(fā)展戰(zhàn)略、創(chuàng)新發(fā)展路徑、推廣低碳技術、利用可再生能源及優(yōu)化能源結構等手段，不斷探索零碳公路的可行性。這一模式在減少碳排放、提升能源利用效率及促進生態(tài)環(huán)境建設方面，已初步展現(xiàn)出顯著的示范效應。
展望未來，隨著新能源技術、綠色建材、低碳節(jié)能工藝和數(shù)字智能化技術在公路建設中的深入應用，以及綠色金融政策的逐步出臺，碳交易市場的持續(xù)發(fā)展，零碳公路有望迎來更加廣闊的發(fā)展前景。
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