水泥生产过程一直被认为是全球大气二氧化碳(CO2)重要排放源和全球气候变化主要原因,但以中科院沈阳应用生态研究所郗凤明研究员牵头的国际研发团队最新研究发现:“以水泥为主的建筑材料不仅吸收了水泥生产过程中排放的二氧化碳,也是全球重要的碳汇资源,并可永久地固定在水泥中,是大型的、被忽视的、逐年增长的净碳汇。”这是全球首次阐明水泥材料在碳吸收量化方面取得的重大研究成果。
11月21日,国际顶级期刊自然地球科学(Nature Geoscience)在线发表了由16家国际研究机构合作的研究论文“实质性的全球水泥碳化的碳吸收”。论文的第一作者――中科院沈阳应用生态研究所郗凤明研究员表示,这个新发现意味着未来全球将有近一半的水泥在生产过程中排放的二氧化碳(不包括能源燃烧碳排放)将被使用过的水泥建筑材料重新吸收回来,意味着水泥材料不仅成为我国重要的碳汇资源,还将成为国际气候变化谈判的重要支撑数据。此外,研究还发现全球“失踪的碳汇”有10%是由水泥材料“默默”贡献的。
研究过程中,研究人员首次构建了水泥材料二氧化碳吸收核算方法,即通过将水泥材料分为混凝土、水泥砂浆、建设过程中的水泥废弃物和水泥窑灰,分别量化为不同环境条件下的不同水泥材料的二氧化碳吸收量。数字显示,1930-2013年,全球水泥工业过程二氧化碳排放高达381亿吨,而同期水泥材料碳汇吸收量高达165亿吨,这表明该段时期内43%的水泥生产过程中二氧化碳排放又被使用后的水泥材料重新吸收回来,而该阶段内我国水泥碳吸收量占我国2013年全年排放量的50%以上,其中2013年中国水泥碳吸收量占我国2013年碳排放总量的5%,“这一结果将对全球和国家碳排放基准值产生重要影响。” 郗凤明研究员说。
“大量的混凝土用于城市和基础设施建设,我国未来混凝土碳吸收量还会逐年增加。”长期从事建筑与土木工程领域研究的沈阳建筑大学校长石铁矛教授说,目前我国水泥的生产和消费量占全球的一半以上,其中二氧化碳排放占我国总排放量高达9%,碳排放量大,增长速度快,因而备受国际关注。
联合国政府间气候变化专门委员会(简称IPCC)第五次评估报告表明,人类活动导致的大量碳排放是全球气候变化主要原因。而此次研究成果表明,水泥材料在使用过程中是不断的吸收外界的二氧化碳,而这一吸收过程中的碳汇量并未得到IPCC重视和量化,在其清单编制指南中的碳排放核算方法,也未考虑水泥材料碳化过程的碳汇作用。
“了解水泥材料在环境中的全生命周期碳吸收量,量化水泥材料及其累积过程和效应,分析其对碳循环的影响,将对全球产业生产和土地利用等全球碳循环产生重要影响。” 参与研究的哈佛大学和加州理工学院刘竹博士认为。
