前言

在全球变暖和雾霾污染加重的趋势下，促进水电能源战略发展是实现我国节能减排承诺和改善空气质量的重要途径。随着各类混凝土筑坝技术的快速发展，混凝土大坝已成为大中型水电项目的主要方案。系统评估混凝土大坝生命周期碳排放效益，建立混凝土大坝碳排放评价方法，正确认识关键碳排放因素，能够实现水电项目碳排放过程管理，对促进大中型水电项目碳减排效益进入国内外碳交易市场交易、鼓励低碳筑坝技术发展具有重要的理论与现实意义。

本书基于生命周期的理论框架，确定了研究的边界，包括材料生产、运输、建设过程和运行维护阶段。在综合文献、数据库和工程资料调研结果，分析各类筑坝技术后，确定了碳排放研究要素，建立了混凝土大坝建筑物的碳排放清单。通过耦合生命周期评价和离散事件模拟方法，进一步建立了基于生命周期的混凝土大坝碳排放评价计算模型，提出了生命周期各阶段的碳排放计算方法；基于机械设备的操作和待工状态的真实工作时间评价了建设过程的碳排放量，并通过模拟设备工作的时间、模拟工程的进度和碳排放量评价结果3个方面的对比，证明了采用离散事件模型的可靠性和必要性。

本书根据模型基础研究的成果，开展实证应用研究。以溪洛渡水电站、恒山水库等工程案例为例，选择调研设计结算资料、物资设备消耗表，通过拍摄视频和访谈等方法采集数据，利用建立的评价模型，计算了混凝土大坝生命周期各阶段的碳排放量，确定了主要的碳排放阶段。通过分析常规混凝土、碾压混凝土和堆石混凝土3种筑坝技术的单方碳排放量，证明了本书中提到的研究方法可以客观地比较不同筑坝技术的碳排放量，衡量低碳技术的碳减排量，得出了堆石混凝土是一种更为低碳的筑坝技术的结论。在评价和优化建设过程中，指出了降低待工时间、提高使用效率是提升排放表现的关键因素，建立了排放、成本和进度表现的评价方法，采用相关分析法和典型分析法揭示了在方案优化过程中排放和成本、进度之间的变化机理，提出了排放可作为过程管理优化的指标，以提高项目的整体表现。结合溪洛渡工程案例，从材料生产、机械设备等方面，分析了主要碳排放来源；结合主体工程施工进度，分析了碳排放密集阶段，实现了碳排放的过程管理，验证了提出的混凝土大坝生命周期评价计算模型的合理性，并讨论了各类节能减排措施效果，从采用低碳筑坝技术、优化施工方案、循环利用废弃材料、加强温控措施和建立碳交易额核算方法学等方面入手，提出了基于生命周期提高混凝土大坝碳减排效益的途径。

本书由中国水利水电科学研究院、国家水电可持续发展研究中心柳春娜博士和清华大学水利水电工程系安雪晖教授共同撰写。感谢清华大学金峰教授、强茂山教授和唐文哲研究员对本书的悉心指导，感谢国家能源局、中国长江三峡集团公司、雅砻江流域水电开发有限公司、中国电建集团成都勘测设计研究院、中国电建集团中国水利水电第八工程局有限公司、北京华实水木科技有限公司等调研单位和业内专家给予的大力支持，感谢所有调研工程现场的管理人员的支持帮助。感谢Sang Hyun Lee教授和Changbum Ahn教授在密歇根大学（安娜堡校区）交流学习期间，对相关研究工作的指导和帮助。感谢中国水利水电科学研究院科研专项（SS0145B612017）对本书的资助。

在本书的撰写过程中，笔者力求做到科学性和实用性相结合，但水电工程全生命周期中碳排放影响要素复杂，特别是在运行维护期，除水工建筑物本身维护产生的碳排放量之外，还存在水库温室气体排放问题，以及替代调水、发电等综合利用功能产生的碳排放，目前国内外尚无全面著作。本书重点研究了各类筑坝技术的碳排放效益核算方法和案例，在研究和数据的全面性上难免存在不足之处，敬请同行专家和广大读者批评指正。

作者

2017年8月