全球氣候變化是當(dāng)今世界面臨的最大挑戰(zhàn)之一。溫室氣體的排放是導(dǎo)致氣候變化的主要原因。石灰生產(chǎn)是僅次于水泥生產(chǎn)的第二大工業(yè)溫室氣體排放源。石灰的主要成分是CaO,在使用過程中或使用后不斷的吸收環(huán)境中CO2生成穩(wěn)定的CaCO3,因此,石灰材料是重要的潛在碳匯,但是缺乏系統(tǒng)的核算方法。IPCC清單編制指南中也沒有考慮這一碳吸收過程。因此,有必要建立石灰碳匯核算方法,闡明石灰材料的全生命周期碳匯量,彌補(bǔ)全球碳循環(huán)研究的不足。
該研究采用生命周期評(píng)價(jià)和碳化模型方法,闡明了石灰材料的CO2吸收影響機(jī)制和產(chǎn)生過程,從化工、冶金、建筑、環(huán)保以及石灰窯灰等角度,首次構(gòu)建了全生命周期石灰碳匯核算方法,分別量化了不同應(yīng)用條件下的石灰材料的CO2吸收量,分析了其對(duì)全球碳循環(huán)的影響。
1930-2020年,全球石灰材料總碳吸收量為1444.70 MtC(95% CI:1016.24-1961.05 MtC),相當(dāng)于同期過程排放量的38.83%,主要發(fā)生在石灰材料的應(yīng)用階段;中國(guó)是全球石灰碳吸收量最大的國(guó)家(918.41 MtC,占全球總量的 63.95%),石灰碳匯潛力不容忽視。研究成果可以為后續(xù)開發(fā)石灰基CCS介質(zhì)提供基礎(chǔ)理論支撐。同時(shí),也可對(duì)雙碳目標(biāo)制定、路徑設(shè)計(jì)和應(yīng)對(duì)策略提供科學(xué)方法與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。
上述成果以“An investigation of the global uptake of CO2 by lime from 1930 to 2020”為題發(fā)表于Earth System Science Data(五年影響因子12.2)。中科院沈陽生態(tài)所區(qū)域低碳組邴龍飛助理研究員為論文第一作者,課題組博士研究生馬銘婧為共同第一作者,郗鳳明研究員為通訊作者。這項(xiàng)研究是在科研團(tuán)隊(duì)在揭示水泥材料全生命周期碳匯(Substantial global carbon uptake by cement carbonation, Nature Geoscience 2016, 9: 880-883)之后的又一重要成果。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、遼寧省自然科學(xué)基金以及中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)項(xiàng)目的支持。

圖1 1930-2020全球石灰材料碳排放與碳吸收

圖2 全球主要國(guó)家和地區(qū)石灰基材料碳匯分布

圖3 不同生命周期階段碳吸收




