一种用于新型碳储存建筑材料的自下而上生命周期评估的框架

《Energy & Environmental Science》：A framework for ground-up life cycle assessment of novel, carbon-storing building materials

　　该研究提出了一种基于热力学第一原理的新材料生命周期评价框架，通过分析波特兰水泥、低碳钢等四种建材的CO2排放与碳封存潜力，验证了框架与现有LCI数据库的一致性，为减少建材生产碳排放提供了新方法。

　　

目前，建筑材料的生产占据了人为二氧化碳（CO?）排放总量的25%以上。然而，由于其长寿命特性和大规模的生产规模，某些建筑材料具有储存大气中碳的潜力。准确的排放核算对于理解这一潜力至关重要，但生命周期清单（LCI）数据库难以跟上新型材料的快速发展，无法提供足够的数据来准确评估这些材料对净二氧化碳当量（CO?e）排放和吸收的影响。为此，我们提出了一种基于热力学第一性原理从头开始建立生命周期清单的框架，并为在无法使用第一性原理方法时如何利用有限数据来表征材料生命周期清单提供了指导。该框架提供了一种通用方法，可用于开发和比较新型材料的生命周期清单。为确保该框架的准确性，并通过实例展示其应用过程，我们选取了以下几种基于矿物和生物的建筑材料进行研究：波特兰水泥、低碳钢、石膏板以及由黄杨木和东方铁杉制成的交叉层压木材，研究结果与现有的生命周期清单数据相符。该框架主要关注材料生产过程中的二氧化碳当量排放和能源消耗，但也可扩展到其他环境影响或应用领域。将生命周期清单的建立建立在第一性原理的基础上，可以为新型材料和工艺的早期设计提供指导，从而减少二氧化碳当量排放，或提高关键材料在不同领域的碳封存潜力。