美國瀝青鋪面協會公布瀝青混凝土生產碳排放量

2022年發布的產業現況與未來減排機會

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前進的道路(The Road Forward)是美國瀝青鋪面協會(National Asphalt Pavement Association, NAPA)提出的永續願景，全力支持「瀝青產業達成2050淨零碳排倡議」。為實現「2050溫室氣體 (GHG) 淨零排放」目標，瀝青鋪築業必須認清生產原料的碳排放強度(Emissions Intensity)及生產過程的能源消耗，並持續努力予以降低。

生命週期盤查系統邊界

根據 ISO 21930 提供的生命週期框架，本報告分析的範圍著重於從搖籃到大門的排放，如圖 1所示，包括原材料的開採和生產 (A1)、將這些原料運送到瀝青拌合廠 (A2) 以及拌合廠的生產運作 (A3)，與瀝青混凝土環境產品聲明 (EPD) 中的範圍相同（詳參「鋪面生命週期評估與瀝青混合料的環保產品聲明 」）。本報告的範圍還包括與報廢運輸 (C2) 相關的溫室氣體排放量。

圖1、依ISO 21930 建置的營建工程全生命週期各階段框架

(資料來源：作者依原文中譯)

本報告的重點是評估和記錄 2009-2019 年瀝青混凝土從搖籃到工廠大門的排放清單，包括三個主要生命週期階段：

• A1 – 與上游原料(例如瀝青結合料、骨材和瀝青改質劑的開採和加工)相關的溫室氣體排放；
• A2 – 與將原料運送到瀝青混合料生產設施相關的溫室氣體排放；
• A3 – 與瀝青拌合廠生產瀝青路面混合料相關的溫室氣體排放，包括電力生產和輸電等上游能源流程。

蒐集全國性物料盤查資料間接算得

本報告的溫室氣體排放量，是透過 openLCA 軟體使用 Mukherjee (2021) 開發的 LCA 模型計算的。本研究中計算溫室氣體排放的輸入資料和方法總體上符合瀝青混合料產品類別規則 (Product Category Rule, PCR)（NAPA，2022），以保持與瀝青混合料 EPD 中報告的排放量的一致性。然而，由於數據可用性的限制，與 PCR 要求存在一些偏差：

• 許多資料輸入，例如燃料消耗、電力消耗和運輸距離，都是根據瀝青鋪面協會(NAPA)和政府機構進行的行業調查推斷得出的。相較之下，瀝青混合料的 PCR 需要直接收集這些參數作為原始數據。
• 除改質瀝青黏結料外，不考慮與製造混合添加劑和黏結料添加劑相關的上游排放(A1)。
• 不考慮與運輸和加工不合格材料以及瀝青廠運作過程中產生的廢棄物（例如啟動和關閉廢棄物）相關的下游排放 (A3)。
• 未考慮與運送移動式瀝青生產拌合設備相關的運作排放（A3）。

在原料投入量方面，首先假設瀝青混凝土的原料都是5種：原始骨材、純瀝青結合料、改質瀝青結合料、舊路面刨除料(RAP) 和回收防水屋頂瀝青料( RAS)。經由諸如瀝青路面產業再生材料和溫拌瀝青使用調查（NAPA 的 IS-138 系列報告，例如 Williams 等人，2020 年）和瀝青協會 (AI) 的年度報告美國和加拿大瀝青使用調查（瀝青研究所，2011-2020 年）等全國性原物料盤查資料，搭配年產瀝青混凝土的總量資料，反算制定每年的平均配比，並且以算得配比的合理性進行比對勾稽。

每生產一噸瀝青混凝土排放50.2至52.1公斤二氧化碳當量

該報告是第一份全國範圍的瀝青路面混合料生產( A1-A3 生命週期階段) 的溫室氣體排放評估，所得從搖籃到大門的溫室氣體排放值，具全國平均溫室氣體排放量的代表性，雖可視為行業平均環境產品聲明 (EPD)，旨在傳達為減少溫室氣體排放而可能實施的流程類型，不應用作採購或專案交付期間專案層級決策的基準。

2009年至2019年，從搖籃到大門的平均排放強度為每生產一噸瀝青混合物排放50.2至52.1公斤二氧化碳當量，如圖2所示。

圖2、美國2009至2019年全國生產瀝青混凝土的總碳排量及排放強度變化

(資料來源：作者依原文中譯)

根據每年的瀝青混合料產量，每年的總排放量為 1,760 至 2,170 萬噸二氧化碳當量，其中以 2019 年的總排放量最大，因為該年的生產量相對較高。 

占美國溫室氣體排放總量的 0.3%

美國六大產業溫室氣體排放圓餅圖，如圖3所示，瀝青鋪面行業的碳排放量主要函括在工業、電力能源、及交通運輸業中。

圖3、美國環保署統計2019年六產業溫室氣體排放圓餅圖

(資料來源：Heather Dylla, SUSTAINABLE PAVEMENTS

PROGRAM UPDATE, NRRA Research Pays Off Webinar Series, FHWA, June 15, 2021)

表1 列出美國溫室氣體排放總量和與瀝青混合料生產產業相關的關鍵部門（交通運輸、公路運輸、和工業）的排放量，以及瀝青混合料生產的相對排放量。從表1可知瀝青混合料從搖籃到大門的排放量占美國溫室氣體排放總量的 0.3%；雖然這些百分比看起來很小，但這並不意味著與瀝青混合料生產相關的排放量微不足道，因為既使高排放的預拌混凝土產業的製程排放量會，也只占總排放量大約1個百分點；例如2019 年鋼鐵生產和水泥生產（混凝土的材料輸入）的過程相關排放量分別為 41.3 和 40.9 MMT CO2e（也列在表 1中），這兩個值約為瀝青混合料從搖籃到大門排放量的兩倍，表1中提報的鋼鐵生產和水泥生產的製程相關排放不包括燃料和電力消耗，不代表完整的從「搖籃」到「大門」的生命週期階段。因此，這些值旨在提供上下文參考，由於具有不同的範圍並且不能直接比較。可參作者另文「瀝青混凝土與預拌混凝土的溫室氣體排放量比對」

表1、美國溫室氣體排放總量和部份與瀝青相關行業的關鍵排放量

(資料來源：作者依原文中譯)

以現有技術可降24%

透過實施既有的技術，瀝青混凝土「搖籃到大門」的總排放量(2019年的2,170萬公噸二氧化碳當量)，長期可降至1,650萬公噸二氧化碳當量(降低24%)，如圖4所示，這些所謂的「既有技術」包括：

• 增加回收材料的使用；
• 增加使用天然氣作為燃燒器燃料；
• 降低骨材含水量，進一步降低燃燒器燃料消耗；
• 多使用溫拌瀝青（WMA）技術來降低瀝青混合料的生產溫度；和
• 透過能源效率措施減少電力消耗。

圖4、以現有技術在短、中、長期從搖籃到大門各階段的碳排降低量

(資料來源：作者依原文中譯)

為此，NAPA的報告進行了情境分析，以量化這些既有技術可實現的減排量如表2所示。表2中的情境參數包括增加回收材料的使用、增加使用天然氣作為燃燒器燃料、降低骨材含水量、增加使用 WMA 技術來降低瀝青混合料生產溫度，以及透過能源效率措施減少電力消耗。

表2、以現有技術估算的溫室氣體減量情境(資料來源：作者依原文中譯)

需要開發新技術以達淨零碳排目標

溫室氣體排放量減少 24% 還不夠實現淨零排放，需要開發和實施新技術和其他創新實踐，本報告提出的潛在的長期研究和實施策略包括：

• 與材料相關減排策略
• 在用於瀝青膠泥生產的原油開採煉製過程中實施碳捕獲、利用和儲存 (CCUS) 技術
• 碳封存生物基黏結料和黏合料增量劑的開發和使用
• 碳固存合成骨材的開發
• 與運輸相關減排策略
• 在本地天然骨材供應有限的市場中增加使用本地回收材料
• 為貨車運輸業務部署替代燃料
• 混合料製程相關減排策略
• 使用替代能源
• 降低燃燒器燃料消耗的技術

相關新技術亦可參「歐洲瀝青鋪面協會公布脫碳路圖」