根据一项新研究,日本的混凝土结构捕获和储存了大约14%的水泥生产过程中释放的二氧化碳(CO2)排放。研究结果为抵消水泥生产的二氧化碳排放提供了重要见解,水泥生产大约占全球碳排放的8%。
一组日本研究人员发现,日本的混凝土结构 — 包括建筑物和基础设施 — 吸收和存储了大约14%的水泥生产过程中产生的二氧化碳(CO2)排放。
这项研究为抵消水泥生产的二氧化碳排放提供了重要知识,水泥生产是全球碳排放的一个重要贡献者,大约占8%。该研究发表在《清洁生产杂志》上。
随着气候变化的紧迫性不断增加,科学家们不仅关注减少二氧化碳排放,还关注有效捕获和储存大气中二氧化碳的方法,以减轻全球变暖。
混凝土通过一种称为碳化的过程,自然地在其生命周期内吸收二氧化碳,也称为二氧化碳吸收。尽管这一过程可能导致混凝土结构中钢筋的腐蚀,但它也使混凝土结构能够作为碳汇发挥作用。
东京大学的丸山一平教授、名古屋大学的谷川宏树教授及其同事对日本的混凝土进行了综合材料存量流动分析,时间范围从1870年(日本开始生产水泥)到2070年。材料存量流动分析是一种会计方法,跟踪材料如何进入系统(流动)、如何随着时间的推移在系统中积累(存量),以及最终通过处置、回收或其他方式退出,从而使我们能够理解资源在经济和环境中的完整生命周期。他们的分析旨在估算国家层面混凝土结构的二氧化碳吸收量。
研究人员使用统计数据来估算年度国内水泥生产、各种混凝土结构的使用寿命及其处置方法。他们根据日本各地混凝土结构的表面积量化了捕获和储存的二氧化碳总量。
为了准确计算总表面积,研究人员结合了不同类型混凝土结构的表面体积比数据,这些结构反映了日本建筑设计标准。作为一个多地震的国家,日本有特定的抗震标准,需要纳入这些计算中。
该研究还考虑了地方环境条件、装修材料以及混凝土在拆除后的去向。“我们分析的主要目标是通过考虑时间序列变化和地方特定因素来改进二氧化碳吸收量的量化,”丸山教授解释道。
结果显示,从1870年到2020年,累积的二氧化碳吸收量估计为1.371亿吨,占水泥生产煅烧过程中二氧化碳排放累计量的7.5%。仅在2020年,年度二氧化碳吸收量达到260万吨,占当年水泥煅烧的二氧化碳排放的13.9%。
预测表明,年度二氧化碳吸收量在2020年代将略有增加,然后到2070年降至230-240万吨。“这些结果可能会因废物管理方法和其他条件而轻易逆转,”研究人员指出。
谷川教授总结道:“在国家范围内对混凝土结构总二氧化碳吸收量的详细评估研究极为重要。只要混凝土建筑和基础设施暴露在空气中,就会不断吸收二氧化碳。虽然混凝土结构吸收的二氧化碳少于森林,但它们仍然发挥着碳汇的作用。考虑到这一点,我们应该好好照顾我们周围的建筑和基础设施,以确保它们有长久的使用寿命。”