Яке аз ҳадафҳои асосии сиёсати ҷаҳонии иқлим маҳдуд кардани афзоиши миёнаи ҳарорати глобалӣ дар доираи 1,5-2 °C нисбат ба давраи пеш аз саноатӣ мебошад. Ин ҳадаф танҳо ба истеҳсоли энергия ё саноат дахл надорад, балки системаҳои инфрасохторӣ, ба монанди роҳҳо, пулҳо, биноҳо, нақлиёт ва хизматрасониҳои ҷамъиятиро низ фаро мегирад. Зеро хизматрасониҳои инфрасохторӣ ба дороиҳои дарозумр, истифодаи зиёди мавод ва корҳои нигоҳдории такроршаванда такя мекунанд. Роҳ дороие нест, ки як бор сохта шуда, баъд фаромӯш карда шавад; асфалти он нав карда мешавад, рӯйпӯш таъмир мешавад, дренаж нигоҳдорӣ мегардад, хатҳои роҳ аз нав кашида мешаванд, дар нигоҳдории зимистона намак истифода мешавад, техникаи корӣ фаъолият мекунад ва мавод интиқол дода мешавад. Ҳар яке аз ин фаъолиятҳо аз манбаъҳои гуногун партовҳои газҳои гулхонаӣ ба вуҷуд меорад.

Масъалаи асосие, ки таҳқиқот баррасӣ мекунад, ин аст, ки ҳадафҳои миллии иқлим дар сатҳи хизматрасонии маҳаллӣ чӣ гуна татбиқ карда шаванд. Дар Британияи Кабир ҳадафи net-zero ва буҷетҳои панҷсолаи карбон дар сатҳи ҳуқуқӣ ва институтсионалӣ муайян шудаанд. Аммо буҷетҳои миллии карбон одатан дар сатҳи тамоми иқтисод ё бахшҳои калон ифода мешаванд. Барои як воҳиди маҳаллии нигоҳдории роҳ савол мушаххастар аст: Дар солҳои оянда ҳангоми истифодаи асфалт, рехтани бетон, истифодаи маҳсулоти пӯлод ё пластик, фаъол кардани техникаи корӣ ва интиқоли мавод, мо бояд дар доираи кадом маҳдудиятҳои солонаи карбон бимонем?

Ин савол муҳим аст, зеро хизматрасониҳои нигоҳдории роҳ метавонанд дар категорияҳои миллии буҷети карбон ҳамчун бахши мустақил ва равшан намоён набошанд. Аммо партовҳои фаъолиятҳо ба бахшҳои гуногун тақсим мешаванд. Истеҳсоли асфалт ба бахши мавод, истеҳсоли бетон ба семент ва маводи сохтмонӣ, истифодаи пӯлод ба бахши металл, нақлиёт ба бахши боркашонӣ, сӯзишвории техникаи корӣ ба истифодаи сӯзишворӣ, истифодаи барқ ба системаи энергетикӣ ва идоракунии партовҳо ба категорияи дигари партовҳо вобаста мешавад. Аз нуқтаи назари ҳукумати маҳаллӣ ҳамаи инҳо як қисми як хизматрасонӣ, яъне нигоҳдории роҳ мебошанд. Манбаъҳои партове, ки дар сатҳи миллӣ ҷудо ба назар мерасанд, дар амалиёти маҳаллӣ ба ҳамон буҷети нигоҳдорӣ ва ҳамон раванди қароргирӣ ворид мешаванд.

Навоварии таҳқиқот дар ҳамин ҷо пайдо мешавад. Таҳқиқот манбаъҳои гуногуни партовро, ки нигоҳдории роҳро ташкил медиҳанд, ҷудо мекунад ва ба ҳар категория траекторияи мувофиқи декарбонизатсияро татбиқ мекунад. Ҳамин тавр, ба ҷойи як фарзияи умумии коҳиш, тамоюлҳои коҳиши партов барои асфалт, бетон, пӯлод-оҳан, барқ, нақлиёт ва истифодаи техникаи корӣ алоҳида ба ҳисоб гирифта мешаванд. Ин approach имкон медиҳад, ки хизматрасониҳои маҳаллӣ бо ҳадафҳои миллии иқлим шаффофтар ҳамоҳанг карда шаванд.

Мантиқи истифодаи таҳқиқот сода, вале барои банақшагирӣ қавӣ аст. Аввал партовҳои соли ибтидоӣ муайян мешаванд. Дар сохтори пешфарзи таҳқиқот соли ибтидоӣ 2022 гирифта шуда, барои ҳар категория қимати соли 2022 баробар ба 100 қабул мешавад. Сипас барои ҳар категорияи партов муайян карда мешавад, ки дар солҳои 2025, 2030, 2035, 2040, 2045 ва 2050 нисбат ба ибтидо чӣ қадар партов боқӣ мемонад. Масалан, агар қимати соли 2030 барои як категория 60 бошад, ин маънои онро дорад, ки дар соли 2030 60 фоизи партови соли 2022-и он категория боқӣ мемонад. Ҳамин тавр, буҷети партов на ҳамчун пешгӯии мутлақ, балки ҳамчун траекторияи коҳиши нисбӣ, ки ба партови ибтидоӣ татбиқ мешавад, ҳисоб карда мешавад.

Барои шарҳи усули таҳқиқот метавон relation-и асосии зеринро истифода бурд:

\[ B_{c,t} = E_{c,0} \times \frac{I_{c,t}}{100} \]

Ин formula барои фаҳмо кардани мантиқи ҳисобкунии таҳқиқот оварда шудааст. Дар ин ҷо B_c,t буҷети карбон дар соли t барои категорияи муайяни партови c; E_c,0 партови соли ибтидоии ҳамон категория; ва I_c,t қимати индекс барои он категория дар соли дахлдорро ифода мекунад. Агар индекс 100 бошад, партови ибтидоӣ бетағйир мемонад; агар индекс 50 бошад, нисфи партови ибтидоӣ боқӣ мемонад; агар индекс 0 бошад, фарз карда мешавад, ки траектория барои он категория дар соли ҳадаф ба партови сифр мерасад.

Бо як мисоли рӯзмарра тасаввур кунем, ки партови ибтидоии вобаста ба асфалт барои як ҳукумати маҳаллӣ 1.000 tCO₂e аст. Агар дар траекторияи асфалт индекси соли 2040 баробар ба 40 бошад, буҷети карбонии асфалт барои ҳамон сол тақрибан 400 tCO₂e мешавад. Ин маънои онро надорад, ки “дар он сол ҳатман 400 tCO₂e партов ба вуҷуд меояд”. Маъно ин аст, ки барои мутобиқ мондан ба траекторияи интихобшудаи декарбонизатсия, сатҳи ҳадафии партови асфалт дар соли 2040 бояд дар сатҳи 40 фоизи ибтидо бошад.

Буҷети умумии карбонро метавон бо ҷамъ кардани буҷетҳои солонаи ҳамаи категорияҳо фаҳмид:

\[ B_{total,t} = \sum_{c=1}^{n} B_{c,t} \]

Дар ин ҷо B_total,t буҷети умумии карбон дар соли муайян; n шумораи категорияҳои партов; ва B_c,t буҷети ҳар категория дар ҳамон солро ифода мекунад. Ин relation нишон медиҳад, ки нигоҳдории роҳ аз як манбаи партов не, балки аз ҷамъбасти бисёр категорияҳои мавод ва фаъолиятҳо иборат аст.

Мафҳуми дигари critical, ки таҳқиқот таъкид мекунад, партовҳои боқимонда (residual emissions) мебошад. Партовҳои боқимонда маънои партовҳоеро доранд, ки дар соли интихобшудаи net-zero, пас аз татбиқи траекторияҳои дахлдори декарбонизатсия, ҳанӯз пурра аз байн нарафтаанд. Ин мафҳум дар net-zero planning хеле муҳим аст. Зеро баъзе партовҳо бинобар технология, хароҷот, вобастагӣ ба мавод ё зарурати амалиётӣ метавонанд дар соли ҳадаф пурра ба сифр нарасанд. Дар ин ҳолат ҳукуматҳои маҳаллӣ бояд на танҳо “коҳиш”, балки тарзи идора кардани партовҳои боқимондаро ҳам ба нақша гиранд.

Барои шарҳи партовҳои боқимонда relation-и асосии зеринро истифода бурдан мумкин аст:

\[ R_{Y} = B_{total,Y} \]

Дар ин ҷо R_Y партови боқимонда барои соли интихобшудаи net-zero Y; ва B_total,Y буҷети умумии карбон дар ҳамон сол мебошад. Агар соли ҳадаф 2048 интихоб шавад ва баъд аз татбиқи траекторияҳо ҳанӯз миқдори муайяни tCO₂e боқӣ монад, ин қисми боқимонда ниёз ба тадбирҳои иловагӣ берун аз коҳиш, хориҷкунии карбон ё offset барои расидан ба net-zero-ро нишон медиҳад.

Категорияҳои партове, ки таҳқиқот истифода мебарад, хеле васеъанд. Асфалт яке аз маводи асосии нигоҳдории роҳ аст. Бетон метавонад дар инфрасохтори роҳ ва сохторҳои дастгирӣ истифода шавад. Пӯлод-оҳан ва металлҳои ғайриоҳанӣ метавонанд дар монеаҳо, аломатгузорӣ, унсурҳои инфрасохторӣ ё таҷҳизоти махсус нақш дошта бошанд. Пластикҳо метавонанд дар аломатҳои роҳ, маводи хаткашии роҳ, маҳсулоти нигоҳдорӣ ё маводи ёрирасон истифода шаванд. Моддаҳои химиявӣ метавонанд adhesives, resins ва дигар maintenance inputs-ро фаро гиранд. Техникаи корӣ партовҳои амалиётии экскаваторҳо, roller-ҳо ва таҷҳизоти монандро ифода мекунад. Категорияи нақлиёт партовҳои ҳаракати мавод ва таҷҳизотро, travel ҳаракати кормандон ва contractors-ро, waste бошад коркард ё disposal-и партовҳои maintenance activities-ро фаро мегирад. Diesel, natural gas, electricity ва oil inputs қисми энергетикии operation мебошанд. Намак, wood ва water дар категорияи “other” баррасӣ мешаванд.

Сабаби мавҷудияти ин қадар category дар он аст, ки maintenance-и road гарчанде аз берун як “road work” ба назар расад, дар асл multi-layer supply ва operations system мебошад. Ҳангоми як maintenance job production emissions of asphalt дар ҷои дигар, transport emissions дар роҳ, machinery emissions дар site ва waste emissions дар disposal process ба вуҷуд меоянд. Аз ин рӯ net-zero goal танҳо бо иваз кардани machines on site ҳал намешавад; material selection, supply chain, transport distance, energy source, recycling, reuse ва carbon-removal strategies бояд якҷо баррасӣ шаванд.

Манбаъҳои trajectory-и декарбонизатсия бо hierarchy муайян интихоб шудаанд. Аввал national trajectories, ки бо legal net-zero framework-и UK мутобиқанд, авлавият дода шудаанд. Дар ин доира, Seventh Carbon Budget-и UK Climate Change Committee аз соли 2025 яке аз main sources мебошад. Вақте ин source detail-и кофӣ намедиҳад, UK-specific sector sources истифода мешаванд; масалан барои concrete low-carbon concrete roadmap-и Institution of Civil Engineers. Барои categories, ки UK-specific detail available нест, closest European roadmaps интихоб шудаанд; барои asphalt European Asphalt Pavement Association ва барои plastics Plastics Europe.

Ин source selection муҳим аст, зеро study кӯшиш мекунад arbitrary assumptions насозад. Аммо authors махсусан мегӯянд, ки hierarchy UK-specific аст. Дар дигар countries ё sectors ҳамин sources-ро direct истифода кардан мумкин нест. Масалан, local authority дар Turkey, Germany ё USA бояд trajectories-ро бо own national climate targets, electricity grid, asphalt sector, cement sector, fuel policy ва local data quality мувофиқ кунад.

Яке аз assumptions-и noteworthy оид ба diesel, natural gas ва oil emissions мебошад. Азбаски aligned sector-specific decarbonization pathways-и кофӣ ёфт нашудаанд, assumption шудааст, ки emissions дар тамоми assessment period constant мемонанд. Ин optimistic assumption нест; rather conservative ва non-speculative approach мебошад. Authors prefer мекунанд, ки бе robust pathway data speculative future reductions насозанд ва ин emissions-ро constant фарз кунанд.

Дар ин ҷо бояд байни what study does and does not do distinction гузорем. Study forecasting machine намесозад. Яъне “дар 2040 definitely ҳамин қадар emissions мешавад” намегӯяд. Instead мепурсад: “Агар selected decarbonization trajectories ба current emission baseline татбиқ шаванд, annual carbon budgets ва residual emissions дар target year чӣ гуна менамоянд?” Аз ин рӯ outputs бояд ҳамчун trajectory-aligned planning projection хонда шаванд, на forecast.

Visual section approach-ро фаҳмотар мекунад. Figure 1 decarbonization pathways-ро дар two main graphs нишон медиҳад. First graph material categories, second graph activity ва energy categories-ро фаро мегирад. Material graph asphalt, chemicals, concrete, non-ferrous metals, plastics ва steel-iron-ро дорад. 2022 = 100 ва future years remaining-emission percentage-ро нишон медиҳанд. Non-ferrous metals faster early reduction ва other materials more gradual reduction нишон медиҳанд. Ин difference маънои онро дорад, ки material sectors ҳамагӣ same speed decarbonize намешаванд.

Дар activity/energy graph-и Figure 1 electricity emissions faster decrease нишон медиҳанд, consistent with expected grid decarbonization. Transport, machinery ва waste categories moderate decline доранд. Diesel, natural gas ва oil under study assumption at 2022 level constant мемонанд. Ин visual барои local authorities instructive аст: баъзе emission categories метавонанд ба шарофати national energy transition зуд кам шаванд, баъзеи дигар without local operational changes constant мемонанд. Ҳамин тавр areas requiring additional policy and investment clearer мешаванд.

Figure 2 нишон медиҳад, ки method чӣ гуна ба Power BI interface табдил шудааст. Users category-based emission data-ро ба Excel template ворид мекунанд, data ба Power BI dashboard transfer мешавад ва by year stacked-column charts нишон дода мешаванд. Interface fields дорад: baseline year, net-zero target year, emission categories, activity selection, carbon budget vs actual carbon baseline comparison ва residual emissions in target year. Example visual target year 2048-ро интихоб мекунад ва synthetic test data-ро барои annual emissions decline ва residual emissions in 2048 истифода мебарад. Study равшан мегӯяд, ки ин data танҳо барои demonstration мебошанд, not real performance results.

Practical value-и interface ин аст: агар technical carbon-budget calculations танҳо дар tables-и readable by experts бимонанд, дохил шудани онҳо ба local decision-making душвор мешавад. Visual and interactive tool мисли Power BI ба local-authority staff имкон медиҳад target years-и гуногунро test кунанд, categories contributing more to total emissions-ро бинанд ва actual emission baseline аз trajectory-aligned budget deviation дорад ё не track кунанд. Яъне study танҳо theoretical method пешниҳод намекунад; нишон медиҳад, ки method ҳамчун decision-support tool чӣ гуна истифода шуда метавонад.

Discussion section инчунин carbon-removal options-ро баррасӣ мекунад, зеро дар road maintenance ҳамаи emissions-ро direct zero кардан ҳамеша мумкин нест. Барои remaining emissions nature-based solutions, биокөмүр (biochar), mineralization, carbon-storing materials, BECCS ва DACCS options баррасӣ мешаванд. Аммо study онҳоро definitive solutions намешуморад; cost, permanence, scalability, implementation time, land constraints, reversal risk ва governance бояд account шаванд.

Масалан, Direct Air Carbon Capture and Storage, DACCS метавонад high permanence диҳад, зеро captured carbon ба geological storage равона мешавад. Аммо study мегӯяд, ки literature cost-и ин technology ҳоло ҳам high ва диапазони per-ton CO₂ wide аст. BECCS, bioenergy with carbon capture and storage, ҳам permanent-removal potential дорад, вале sustainable biomass supply, land use ва CO₂ transport infrastructure limitations дорад. Nature-based solutions метавонанд cheaper бошанд, вале slower sequestration, land dependence ва permanence risk доранд. Biochar ва mineralization in construction materials метавонанд more directly link to local waste and infrastructure systems, so perhaps more practical intermediate options for road maintenance context.

General approach-и proposed diversified and phased portfolio мебошад. Дар early period priority бояд emission reduction ва locally applicable options with co-benefits бошад. Afforestation, peatland restoration ва biochar метавонанд барои early capacity building ва cumulative emissions reduction арзёбӣ шаванд. Higher-permanence engineered removals метавонанд closer to target year барои managing structurally unavoidable emissions истифода шаванд. Мантиқ чунин аст: “first reduce emissions, then reliably remove what truly remains unavoidable”.

Аз perspective-и daily life, importance-и study дар он аст, ки invisible climate impact-и road maintenance visible мешавад. Resurfacing road, sidewalk repair, maintenance vehicle fleet ё material delivery барои citizens ordinary municipal services менамоянд. Аммо ҳар activity carbon-budget space мегирад. Агар local authorities ин activities-ро бо annual carbon limits plan накунанд, national net-zero goals дар local implementation abstract мемонанд.

Аз perspective-и industry and public administration, study importance of procurement decisions-ро нишон медиҳад. Lower-carbon concrete, recycled asphalt, local material sourcing, electric or low-emission machinery, optimized transport routes, waste reduction ва longer-life maintenance solutions метавонанд carbon budget-ро directly таъсир диҳанд. Аммо study ҳамаи ин solutions-ро test накардааст; танҳо нишон медиҳад, ки carbon-budget framework метавонад барои evaluating чунин decisions истифода шавад.

Аз past, present and future perspective, study important transition-ро нишон медиҳад. Дар гузашта infrastructure maintenance асосан cost, durability, safety ва service continuity-ро prioritize мекард. Имрӯз carbon management ҳам ба онҳо илова шудааст. Дар future local infrastructure services на танҳо бо “how much road maintenance did we do?” балки бо “within which carbon budget was this maintenance delivered, which emissions were reduced, what remained, and how were residuals managed?” арзёбӣ мешаванд.

Strength-и study ин аст, ки net-zero goals-ро ба local operational level translate кардан мехоҳад. Methodological gap байни national targets ва local decisions-ро explicit define мекунад ва кӯшиш мекунад онро бо carbon budget, category-specific pathways, annual emissions profile ва residual-emission calculation пур кунад. Ҳамчунин method-ро бо Power BI interface нишон дода, онро decision-support application месозад.

Limitations муҳиманд. First, results бо synthetic test data нишон дода шудаанд; real local-authority performance results пешниҳод намешаванд. Second, decarbonization pathways аз external sources гирифта шудаанд ва system boundaries, assumptions ва detail levels-и онҳо differ мекунанд. Third, some pathways from graphs digitized ё between years linearly interpolated шудаанд. Fourth, method carbon-removal options-ро optimize намекунад; яъне mathematically select намекунад, ки барои кадом residual emission кадом removal solution lowest cost ё most suitable аст. Fifth, dynamic feedbacks, чун technology costs, policy changes, material-market transformation ё new regulations, ба model дохил намешаванд.

Аз ин рӯ study final guide-и “exactly how to achieve net-zero in highway maintenance” нест. More accurate description: transparent, transferable and planning-oriented method for translating national decarbonization trajectories into local maintenance services мебошад. Study local authorities-ро бо strong starting framework таъмин мекунад, то carbon-budget thinking-ро дар daily infrastructure decisions ҷой диҳанд.

Усул ва Натиҷаҳои Таҳқиқот

Study trajectory-based carbon-budgeting method барои highway maintenance services таҳия мекунад. Main objective national ва sectoral decarbonization trajectories-ро ба annual carbon budgets at local service level translate кардан аст. Research инро бо highway-maintenance example нишон медиҳад.

Method бо following steps кор мекунад:

1. Baseline-year emissions inventory-и local authority by category гирифта мешавад.
2. Ҳар emission category бо appropriate decarbonization pathway match мешавад.
3. Pathway values ҳамчун 2022 = 100 index карда мешаванд.
4. Baseline emissions бо index values-и respective years multiplied шуда annual carbon budgets ҳисоб мешаванд.
5. Categories summed шуда total annual emissions budget ҳосил мешавад.
6. Residual emissions in selected net-zero target year муайян мешаванд.
7. Power BI interface different target years, emission categories ва budget-versus-actual-baseline comparisons-ро visualizes мекунад.

Category matching-и study чунин аст:

Emission categories дар study чунин defined мешаванд:

Main calculation logic category-based carbon budgets мебошад. Онро чунин summarise кардан мумкин аст:

\[ B_{c,t} = E_{c,0} \times \frac{I_{c,t}}{100} \]

B_c,t: Carbon budget of category c in year t.

E_c,0: Baseline-year emissions of category c.

I_c,t: Index value of category c in year t.

100: Reference level for the baseline year.

Total budget can be understood as sum of category budgets:

\[ B_{total,t} = \sum_{c=1}^{n} B_{c,t} \]

B_total,t: Total carbon budget in year t.

n: Total number of emission categories.

B_c,t: Carbon budget of each category in year t.

Агар target year before 2050 интихоб шавад, study intermediate-year values-ро with linear interpolation estimate мекунад. Яъне value between two known pathway years бо straight-line transition ҳисоб мешавад. Масалан, агар 2045 ва 2050 pathway values known бошанд ва 2048 target интихоб шавад, proportional transition between them истифода мешавад.

Decarbonization trajectories in Figure 1 two main results медиҳанд. Material categories all same speed decrease намекунанд. Non-ferrous metals faster early decline доранд, asphalt, concrete, plastics and steel-iron different gradients. Activity and energy categories: electricity rapidly decreases; transport, machinery and waste moderately decrease. Diesel, natural gas and oil assumed constant мебошанд. Ин нишон медиҳад, ки баъзе road-maintenance emissions may decline naturally through national energy transition, while others need direct intervention.

Power BI interface in Figure 2 shows how method is translated into decision-support tool. Users enter emission categories into Excel template, select activity/category in interface, choose net-zero target year and see annual carbon-budget graph. Interface also computes residual emissions in target year and, where available, compares actual carbon baseline with trajectory-aligned budget.

Study results do not claim real field performance. Example data are synthetic. Therefore emission quantities or residual emissions shown in Figure 2 should not be interpreted as actual success or failure of a municipality/local authority. Purpose is to demonstrate how tool works.

Discussion evaluates carbon-removal options with this logic:

General finding: net-zero planning in highway maintenance is not just choosing one final date. Local authorities need annual carbon budgets, category-specific reduction pathways, residual-emission calculations and carbon-removal portfolios together. Thus net-zero becomes measurable service-planning process across years rather than distant target.

Ёддошт оид ба Манбаъ ва Усул

Ин мақола дар асоси таҳқиқоти Xiaocheng Hu, Nurullah Yildiz ва Xiaoyu Yan бо унвони “From Climate Targets to Carbon Budgets: A Trajectory-Based Method for Highway Maintenance” таҳия шудааст. Муаллифон бо Environment and Sustainability Institute ва Engineering Department-и University of Exeter алоқаманд мебошанд.

Subject area carbon budgeting, decarbonization trajectories, residual emissions, highway maintenance services, infrastructure planning, carbon-removal options ва local net-zero decision support мебошад. Study aims to show how national and sectoral pathways in UK context can be translated into local highway-maintenance services.

Source type SSRN preprint research paper мебошад. Азбаски text explicitly contains “This preprint research paper has not been peer reviewed”, study has not undergone peer review. Findings бояд as preprint-level academic method proposal, not peer-reviewed final paper certainty, хонда шаванд.

Study experimental field validation пешниҳод намекунад. Example in Power BI interface uses synthetic test data and does not represent observed carbon performance of a real local authority. Research shows how applying decarbonization trajectories to baseline emissions yields annual carbon budgets and target-year residual emissions.

Дар ин article claims not supported by PDF, such as field success, commercial success, guaranteed net-zero outcome, or any carbon-removal technology being universally best, илова нашудаанд. Study itself stresses outputs are pathway-aligned planning projections, not forecasts. Pathway sources are specific to UK policy/data context; application elsewhere requires local data, regulation, energy system and material market.

Study was supported by UK Department for Transport under Live Labs 2 Programme. Text инчунин notes that authors used ChatGPT to improve clarity of expression and remain responsible for content.