该研究采用生命周期评价和碳化模型方法,阐明了石灰材料的CO2吸收影响机制和产生过程,从化工、冶金、建筑、环保以及石灰窑灰等角度,首次构建了全生命周期石灰碳汇核算方法,分别量化了不同应用条件下的石灰材料的CO2吸收量,分析了其对全球碳循环的影响。
1930-2020年,全球石灰材料总碳吸收量为1444.70 MtC(95% CI:1016.24-1961.05 MtC),相当于同期过程排放量的38.83%,主要发生在石灰材料的应用阶段;中国是全球石灰碳吸收量最大的国家(918.41 MtC,占全球总量的 63.95%),石灰碳汇潜力不容忽视。研究成果可以为后续开发石灰基CCS介质提供基础理论支撑。同时,也可对双碳目标制定、路径设计和应对策略提供科学方法与基础数据支撑。
上述成果以“An investigation of the global uptake of CO2 by lime from 1930 to 2020”为题发表于Earth System Science Data(五年影响因子12.2)。我室邴龙飞助理研究员为论文第一作者,博士研究生马铭婧为共同第一作者,郗凤明研究员为通讯作者。这项研究是在科研团队在揭示水泥材料全生命周期碳汇(Substantial global carbon uptake by cement carbonation, Nature Geoscience 2016, 9: 880-883)之后的又一重要成果。该研究得到了国家自然科学基金、辽宁省自然科学基金以及中国科学院青年创新促进会项目的支持。
图1 1930-2020全球石灰材料碳排放与碳吸收
图2 全球主要国家和地区石灰基材料碳汇分布
图3 不同生命周期阶段碳吸收