摘要：“双碳”目标背景下，推动零碳公路建设既是应对气候变化、减少碳排放的关键举措，也是促进交通基础设施绿色可持续发展的重要方式。零碳公路是一种通过应用创新技术与模式，在公路全生命周期内实现二氧化碳净零排放的新型公路基础设施建设模式。作为本期专题的综述文章，本文系统阐

本文选自《中国公路》杂志2025年第08期

文丨中交公路规划设计院有限公司/中交集团绿色低碳发展研究中心 衷平 周玉松 邬都 赵瑾

“双碳”目标背景下，推动零碳公路建设既是应对气候变化、减少碳排放的关键举措，也是促进交通基础设施绿色可持续发展的重要方式。零碳公路是一种通过应用创新技术与模式，在公路全生命周期内实现二氧化碳净零排放的新型公路基础设施建设模式。作为本期专题的综述文章，本文系统阐述了国内外零碳公路的发展现状与模式探索，重点分析了前沿的技术应用、发展模式、推进过程中的难点及未来发展趋势，旨在为零碳公路领域的发展目标与实践方向提供借鉴与参考。

2020年9月，习近平总书记提出“双碳”目标。2021年，国务院印发《2030年前碳达峰行动方案》，明确要求将绿色低碳理念贯穿于交通基础设施规划、建设、运营和维护全过程，降低全生命周期能耗和碳排放，并在《2024—2025年节能降碳行动方案》中提出，鼓励交通枢纽场站及路网沿线建设光伏发电设施，加强充电基础设施建设。

2024年，国家发布《加快构建碳排放双控制度体系工作方案》和《加快经济社会发展全面绿色转型的意见》，要求建立“碳达峰、碳中和”综合评价考核制度，完善交通运输等领域碳排放核算机制；提升新建高速公路等设施的绿色化与智能化水平，推进既有交通基础设施节能降碳改造提升，建设一批低碳（近零碳）高速公路服务区等，因地制宜推进公路沿线、服务区等区域合理布局光伏发电设施。国家政策的相继出台为公路基础设施建设指明了降碳基本方向。

目前，行业针对零碳公路尚无统一定义，结合国内外近年来在零碳公路领域的探索与实践，零碳公路的核心内涵可以总结为：在公路的设计、建设、运营和养护等全生命周期中，通过使用节能技术、可再生能源、低碳材料等各项节能低碳技术措施降低碳排放水平，并通过碳汇等方式抵消剩余碳排放，在满足公路功能属性的基础上实现全生命周期零碳排放目标。

从全生命周期的角度出发，设计阶段，通过绿色道路网络优化、能源布局设计等科学设计手段，减少项目在建设和运营阶段对生态环境的破坏；建设阶段，采用低碳材料与低碳工艺减少能源消耗和污染，推广预制装配技术，从而减少现场施工的能源消耗和环境污染；运营阶段，使用智慧能源管理系统统筹调配能源资源，提高能源使用效率，使用低碳材料养护公路，并通过碳汇手段实现剩余碳排放抵消。现有的大多数零碳公路项目主要以实现“运营期”零碳目标为主，极少有项目能够实现“建设期+运营期”零碳目标，“全生命周期（建材、运输＋建设期＋运营期）”的零碳目标则更难实现。

国外零碳公路发展现状

目前，全球大部分发达国家均已深入推进交通领域低碳化建设，其中，美国、日本、英国、欧盟成员国等已取得了显著成就。美国能源部2023年发布《美国交通脱碳蓝图》，分三阶段推进实施，计划于2050年实现交通系统全面脱碳。日本2021年发布《2050年碳中和绿色增长战略》，提出推进运输行业电气化及配套基础设施建设，完善加氢站基础设施建设，并结合人工智能、大数据和物联网等技术措施，2050年实现“碳中和”目标。英国交通部2021年发布《净零排放高速公路：我们的2030/2040/2050计划》，构建“运营—建设—出行”递进式目标，分别通过绿电碳汇、低碳材料和新能源车辆实现阶段性突破。

全球发达国家结合本国资源特征等因素，在零碳公路的实践中已形成差异化路径。荷兰A10高速公路通过两万平方米光伏板年发电700万千瓦时，基于BIM技术降低照明能耗30%。挪威强制要求两亿挪威克朗以上工程开展绿色认证，施工阶段实施碳预算动态奖惩（减排10%奖励合同额的2%），并推行新能源车免过路费政策。美国“零排放”货运走廊，计划2035年前建成1000座充电站和500座加氢站。英国高速公路充电桩覆盖率达每32.19公里1个，快充桩实现15分钟充电续航188公里，且均由100%绿电供能。

国内零碳公路发展现状

相较于发达国家，我国零碳公路建设正加速推进。在全球可持续发展目标指引和国家政策的有力推动下，国内在试点项目与技术探索、标准体系、方法学构建及碳资产和碳交易领域等方面均取得了积极进展。

▲山东枣菏高速交能融合工程（金乡服务区）

在试点项目与技术探索方面，国内针对公路运营期降碳开展了多方技术探索与应用，紧扣“源头减碳、过程降碳、末端固碳”理念，推动可再生能源利用、建筑节能改造、资源循环利用、绿化碳汇与智慧管理平台等技术的集成与应用。依托技术的快速发展，行业首先以公路服务区为场景开展了示范应用，并逐渐建成了一批近零碳服务区和零碳服务区。

交通运输部于2024年6月发布第一批公路水路典型运输和设施“零碳”试点项目名单，中国交通建设集团有限公司（以下简称“中交集团”）的雾灵山服务区、山东高速集团有限公司的济南东服务区、河南交通投资集团有限公司的将军县服务区等7个服务区入选。以承平高速雾灵山服务区项目为例，该项目采用建筑节能改造、可再生能源产能建设、生态碳汇提升等12项节能降碳技术，可实现运营期100%清洁能源供电,实现运营期零碳目标。但若要实现“建设期+运营期”的零碳目标，则需要更多的光伏装机量，实现零碳排的周期更长，光伏投资额也相对更高。若要实现“全生命周期（建材、运输＋建设期＋运营期）”的零碳目标，则光伏必须上网，光伏装机量、零碳排实现时间、光伏投资额也会更高。

总体而言，近年来，我国零碳公路试点项目已形成“因地制宜、多元技术协同”的实践模式，初步积累了零碳公路的建设与运营经验。然而，当前实践仍面临多重挑战：首先是项目多停留在区域性示范阶段，尚未形成可复制的规模化推广路径；其次是关键技术体系成熟度不足，部分环节仍依赖传统高碳模式；再次是全生命周期视角下的零碳目标实现机制尚未健全，从规划设计、材料生产到施工运维等环节的碳足迹精准管控与抵消能力仍有待提升。这些瓶颈制约着零碳公路从示范工程向标准基建形态的转型升级。

在标准体系与方法学构建方面，交通运输部和行业协会先后发布了《公路工程节能规范》《公路工程利用建筑垃圾技术规范》《近零碳交通设施技术要求 第2部分：高速公路服务区》等行业标准，以及《高速公路零碳服务区评价技术规范》《公路工程建设期碳排放计算标准》等团体标准。此外，国内首个交通基建自愿减排方法学《温室气体自愿减排项目方法学 公路隧道照明系统节能》的正式发布，填补了交通运输领域温室气体自愿减排项目方法学的空白，对推动行业标准化发展起到了重要作用。目前，采用低碳沥青技术（如温拌技术、冷再生技术、再生材料应用等）旨在减少沥青路面建造和维护过程中碳排放的方法学也正在加速研究和编制中。

在碳资产与碳交易方面，随着中国核证自愿减排量（CCER）碳交易市场的重启，公路行业加速碳资产开发与碳交易实践。中交集团首先提出公路工程建设领域碳排放配额发放机制，并依托广西全州至容县高速公路平乐至昭平段项目，完成由北京绿色交易所认证的首单基建行业内部碳交易，为公路行业探索碳资产开发与交易积累了宝贵经验。

国内外零碳公路发展现状对比

从发展进程看，部分发达国家已形成较为成熟的零碳公路技术体系和政策框架，而我国尚处于试点探索向规模化推广过渡的初期阶段。在政策体系方面，欧美国家通过立法与战略规划明确技术路径。美国《交通脱碳蓝图》分阶段推进充电/加氢设施建设，挪威将碳预算奖惩机制（减排10%奖励合同额的2%）纳入招投标体系，政策工具更具强制性与精细化。我国虽发布《近零碳交通设施技术要求》等标准，但缺乏国家级专项立法，激励机制多依托地方或者企业试点，系统性不足。

技术应用层面，国外呈现“场景化深度整合”特征。挪威采用全生命周期评价工具，强制再生材料占比超40%。反观国内，雾灵山服务区等试点项目虽实现运营期100%绿电替代，但再生材料使用率仅为44%（澳大利亚Mordialloc公路再生材料使用率达66%），年发电量150万千瓦时，约为荷兰A10高速公路光伏项目的21%。

标准机制建设上，发达国家已建立覆盖“设计—施工—运营”的全链条标准。南非倒置路面设计规范降低骨料消耗50%，德国A5公路数字化管理系统使碳排放降低25%。我国虽出台《公路工程再生材料技术规范》等标准，但循环利用、交能融合、动态无线充电等领域仍缺乏技术标准，公路碳排放核算暂未出台国家标准，现有《公路工程建设期碳排放计算标准》等团体标准尚未形成全国统一体系，导致碳排放计量缺乏权威方法学。

市场驱动方面，欧美国家依托成熟碳交易机制推动市场化减排。挪威碳预算奖惩覆盖了两亿挪威克朗以上项目，美国“光道”项目通过太阳能路面发电吸引社会资本。我国CCER市场虽重启，但公路碳资产开发仍以企业内部分配为主，缺乏跨区域交易平台，碳汇林抵消比例不足运营排放的15%。绿色金融工具在公路基础设施投融资中的应用尚未全面推广。

值得注意的是，我国在规模化应用场景和政策响应速度上具备后发优势。目前，全国高速公路里程超18万公里，若光伏技术（参考雄安试点）覆盖30%的路面，年发电潜力可超过1500亿千瓦时；新型电力系统与车路协同技术的结合，为“光储充一体化”模式提供独特机遇。未来，行业需重点突破再生材料应用、智慧能源管理、碳交易机制等瓶颈，加速从“点状示范”向“网络化零碳走廊”升级。

零碳公路的探索与实践主要通过前沿技术应用与创新发展模式的双轮驱动，推动自身可持续发展并实现“零碳”目标。

前沿技术应用

近年来，交通运输行业以全生命周期视角推进零碳公路建设。在技术创新层面，通过整合新能源、新材料、新装备、新工艺等“四新”应用，形成了覆盖“设计-建设-运营”的立体化实践路径与零碳公路技术体系。

▲覆盖“设计—建设—运营”的全生命周期技术体系

设计阶段：绿色道路网络优化和能源布局设计 设计阶段是零碳公路建设的起点，通过绿色道路网络优化和能源布局设计，奠定全周期降碳基础。前者利用交通大数据和交通模拟技术构建路网碳排放评价模型，将碳减排作为优先目标。如山东济南至菏泽高速公路在规划设计阶段利用交通大数据和交通模拟技术，收集和分析交通流量、车辆类型、行驶速度等数据，构建交通路网的碳排放评价模型。后者在零碳公路选线上充分考虑与新能源设施结合。如雾灵山服务区在规划设计阶段，系统性地开展了零碳能源供给体系的顶层设计，一方面，充分结合地形地貌特征，科学规划光伏廊道布局，合理配置充电桩网络；另一方面，统筹考虑能源生产、储存、输送和使用的全链条需求，构建智能能源管理系统。

▲承平高速雾灵山“零碳”服务区

▲服务区光伏发电技术

建设阶段：低碳材料、工艺与设备 零碳公路建设期是实现实质性碳减排的关键阶段，一般通过低碳材料、工艺与设备相结合的方式来降低碳排放水平。在低碳材料方面，环保沥青、低碳混凝土、再生骨料等环保建材现已实现规模化应用，固体废物循环利用技术可以利用工业废渣作为辅助胶凝材料替代部分水泥，有效利用废弃物。在低碳工艺方面，BIM与数字孪生技术结合构建碳足迹追踪体系，装配式施工与3D打印技术也已推广模块化建造，加之与机器人施工深度融合，可提升施工精度与效率。在低碳设备方面，氢能工程机械试点应用成效显著，推动施工装备电动化、零碳化转型。

▲就地热再生沥青工艺

运营阶段：智慧能源管理系统、低碳养护与碳汇赋能 运营阶段是实现公路“全生命周期”零碳目标的重要阶段，目前主要从智慧能源管理系统、低碳养护与碳汇赋能三大方向提升运营阶段降碳水平。在智慧能源管理系统方面，通过融合数字孪生、综合能源管理、卫星遥感、区块链技术，构建服务区零碳运营管理体系，解决服务区零碳运营问题，三维动态展示能碳监控数据、多维度碳减排场景，提升运营管理成效。在低碳养护方面，主要采用环保预防性养护措施、推广使用环保型养护材料和设备，降低养护过程中的碳排放。在碳汇赋能方面，应用林业碳汇理念，按照碳汇林的要求实施碳汇造林工程，所产生的碳汇量可用于抵消公路运营阶段部分碳排放。

▲智慧能源管理系统

▲数字孪生可视化技术

发展模式创新

创新发展模式对于零碳公路建设同样起着至关重要的作用，通过第三方合同能源管理、零碳公路建设第三方服务模式、零碳认证与数字化管控平台等方式，可以优化能源管理，提升施工与运营效率，确保项目在实现“低碳”目标的同时，具备长效的管理和运营能力。

发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种创新的节能服务模式，旨在引入专业能源服务公司（ESCO），针对公路主要用能场景（如照明、监控、通风等）的能源消耗，提供全面的节能解决方案，促进公路系统的高效能源利用，实现零碳排放。合同能源管理涵盖能源诊断与节能方案设计、投资可行性分析与决策、项目实施与优化改造、节能效果监测与验证、节能效益分配及后续服务和技术支持等环节。近年来，交通运输行业持续探索合同能源管理模式，在宁夏、甘肃、河南等地公路项目中采用合同能源管理模式实施智慧节能照明改造，协助企业、政府机构等项目业主实现节能减排目标。

零碳公路建设第三方服务模式 零碳公路建设第三方服务模式不仅保障项目质量和减排目标，还能提升建设效率，是推动公路建设领域低碳化和可持续发展的重要发展方向。这一服务模式覆盖了项目规划、设计咨询、施工建设和运营管理等多个环节，旨在为零碳公路项目的高效实施与运营提供全方位技术支持和保障。

零碳认证与数字化管控平台建设 零碳公路认证旨在通过量化评估公路项目全生命周期（设计—施工—运营）的碳排放，确保项目的碳排放量达到“近零”或“零”的标准。

零碳公路数字化管控平台在精准降低碳排放和提升管理效率方面展现了显著优势，是未来公路管理的重要手段。平台融合多项先进技术与功能模块，涵盖数据采集与监测、碳排放核算与报告、碳排放分析与优化、决策支持以及设备状态监控与管理等核心功能。

交能融合发展新模式 当前交能融合正形成多元化创新路径，国际实践注重技术原创与系统集成。以美国“光道”项目为代表，通过太阳能路面发电与动态无线充电技术相结合的方式，构建交通能源自洽系统。德国智能微电网模式整合可再生能源与储能设施，实现公路能源闭环管理。

国内的发展聚焦规模化应用与场景创新，公路光伏建设覆盖服务区、边坡等场景，形成“点—线—面”布局。零碳服务区探索分层推进模式，通过能碳监测平台优化绿色电力调配，部分项目实现全周期绿电供应。技术集成呈现三大方向，分别是“光储充”一体化闭环系统，支撑服务区能源自给；车路能协同技术，推动电动汽车与电网双向互动；数字孪生管理平台，动态平衡能源供需。

尽管我国的零碳公路在技术应用、创新模式和建设实践方面已取得初步成果，但要实现全行业的“零碳”目标，仍面临诸多挑战。

标准完善破局：加速构建评价体系推动零碳公路发展

行业标准体系尚不完善是当前零碳公路建设的首要挑战。首先，缺乏覆盖全路域、全生命周期的零碳公路评价行业标准。其次，现行公路碳排放核算标准以《公路工程建设期碳排放计算标准》等团体标准为主，尚未制定覆盖运营期/养护期的核算标准，也尚未建立行业统一核算标准，行业标准的缺位还导致了碳信息披露体系（MRV机制）不健全、跨区域互认困难等问题，既阻碍碳资产开发与低碳技术标准化推广，又制约公路行业参与碳交易市场的合规性。此外，第三方认证尚未推出专门的零碳公路认证。零碳公路行业面临着“标准缺乏—核算差异化—实施空心化”的叠加困境。

未来，宜加速建立覆盖全路域、全生命周期的零碳公路评价标准，推动碳核算国家标准的制定，建立与国际碳交易机制互认的评估体系、开发适应公路场景的评估指标、推动第三方机构零碳公路认证，并通过碳交易和绿色信贷等金融手段，形成“认证—融资—收益”的良性循环。

破解经济性难题：三轨并进打通零碳公路经济闭环

零碳高速公路面临着高昂的建设成本和漫长的回收周期，主要原因是需要应用光伏、储能和智能管理系统等前沿技术。此外，当前的收益模式较为单一，主要依赖发电并网收益，而公路碳汇因未被纳入全国碳交易市场，导致项目难以通过碳金融工具获得额外回报。

未来，零碳高速公路可通过聚焦于政策创新、技术降本和融资多元化等措施来解决该难题。政府应出台支持政策，推动碳交易市场纳入公路碳汇，并创新绿色金融工具，如绿色债券和碳收益权质押，以降低融资成本缩短投资回收周期。行业应探索多元化的收益模式，依赖发电并网的同时，结合智慧路网、绿色交通和可再生能源等商业模式，拓宽零碳高速公路的经济回报渠道，助力其可持续发展。

突破技术瓶颈：降碳技术与智慧管理助力零碳公路建设

核心技术研发和集成的局限性是阻碍零碳公路落地实施的核心瓶颈。当前，大多零碳公路建设主要依赖光伏上网实现碳中和，实质性碳减排效果有限。要实现实际碳减排，需依托能源替代与储能技术、低碳材料等核心降碳手段。目前，能源系统仍存在储能技术单一、多能互补管理系统滞后等问题。同时，低碳材料面临成本高、技术标准不统一等障碍。

未来，宜加快“源—网—荷—储”一体化深度融合理论及相关技术研究与应用；应加快低碳技术的标准化和产业化进程，降低建设和运营成本；有必要加快智慧化管理平台的建设与应用，全面监控、分析和管理公路能源消耗、碳排放及资源循环情况。此外，零碳公路技术体系将从运营阶段向建设、设计、养护等阶段前伸后延，推动“全生命周期”的零碳公路建设。

跨域协同破局：三位一体重构零碳公路产业生态

跨领域协同与产业链配套不足限制了零碳公路的综合效益。在交能融合等跨域协同的零碳公路发展模式中，需要交通、能源、建筑、信息技术等多领域的深度融合，但不同领域之间仍存在明显的行业壁垒，尤其是现行管理体制中的协同问题导致绿电消纳效率低下、光伏项目并网审批周期长且消纳率不足，以及氢能补给站建设因审批流程复杂严重拖延等一系列问题。在产业链层面，低碳材料供应商、智能设备制造商与公路企业之间缺乏高效协作平台，技术标准和接口不统一，进一步增加了系统集成的复杂度。

未来，公路领域应构建“政策—机制—平台”三位一体推进体系来应对跨领域协同与产业链整合难题。在政策层面，建立交通、能源、住建等多部门联合审批机制，简化审批流程，提高效率；在机制层面，制定统一的技术标准和接口规范，促进技术协同与兼容性；在平台层面，构建跨领域协作平台，促进低碳材料供应商、智能设备制造商与公路企业之间的高效合作，推动产业链上下游的深度融合，形成完整的零碳公路产业生态体系，提升整体效益。

在全球大力倡导绿色发展与可持续交通的时代背景下，零碳公路作为交通领域实现碳中和目标的关键发展模式，正受到广泛关注。各国通过制定发展战略、创新发展路径、推广低碳技术、利用可再生能源及优化能源结构等手段，不断探索零碳公路的可行性。这一模式在减少碳排放、提升能源利用效率及促进生态环境建设方面，已初步展现出显著的示范效应。

展望未来，随着新能源技术、绿色建材、低碳节能工艺和数字智能化技术在公路建设中的深入应用，以及绿色金融政策的逐步出台，碳交易市场的持续发展，零碳公路有望迎来更加广阔的发展前景。

来源：中国公路杂志社