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问题 2
为降低建筑行业温室气体（GHG）排放，研究人员针对 Mass Timber Panels（MTP）开展终末期（EOL）情景研究，通过动态辐射强迫建模计算 160 年全球变暖潜势（GWP160）。发现 “再利用” 情景净 GWP160最低，凸显高效循环策略重要性。
问题 5
研究背景与意义
在全球气候变暖的大背景下，建筑行业作为温室气体（GHG）排放的 “大户”，其高碳材料如混凝土、钢铁的广泛使用加剧了气候危机。以预制木质板材（Mass Timber Panels, MTP）为代表的低碳材料，因能替代高含碳材料且具备生物碳储存功能，被视为缓解建筑行业碳压力的重要方向。然而，现有研究大多聚焦于 MTP 建筑的施工阶段，对其终末期（End-of-Life, EOL）处理（如再利用、回收、焚化、填埋）的气候影响关注甚少。特别是交叉层压木材（CLT）等新型木质材料应用时间较短，其终末期分析多基于假设，缺乏长期数据支撑。在此背景下，量化不同终末期情景的全球变暖潜势（Global Warming Potential, GWP），评估生物碳储存效益，对推动木质建筑循环经济发展至关重要。
为填补这一研究空白，美国能源部高级研究计划局（ARPA - E）资助的研究团队开展了相关研究。该研究成果发表在《Environmental Impact Assessment Review》，通过动态生命周期评估（Dynamic Life Cycle Assessment, Dynamic LCA）方法，系统分析了 MTP 建筑在 160 年时间跨度内的气候影响，为建筑行业低碳转型提供了关键科学依据。
关键技术方法
研究采用动态辐射强迫（Radiative Forcing, RF）建模，结合时间依赖性温室气体排放和生物碳储存数据，评估美国太平洋西北地区混合木质建筑从建造、拆除到终末期处理的 GWP160。具体设置四种终末期情景：MTP 再利用、回收为刨花板、焚化、填埋，通过避免排放核算框架量化生物碳储存效益，对比不同情景的净 GWP160（GWP160与生物碳储存效益之和）。
研究结果
情景设置与模型构建
研究选取 8 层、12 层、18 层混合木质建筑及对应的混凝土建筑作为案例，参考前人研究数据，构建从 “摇篮到坟墓” 的生命周期模型。针对 1kg CLT，模拟四种终末期情景下的排放特征，假设 MTP 完全分配至某一情景（100% 再利用、回收、焚化或填埋），分析生产阶段（模块 A1 - A3）和终末期处理阶段（模块 C2 - C4）的碳排放。
气候影响对比
结果表明，在 160 年时间尺度内，所有情景的生物碳储存效益（GWP160bioCS）均超过 GWP160，使 CLT 成为净碳汇。其中，“再利用” 情景净 GWP160最低，因其终末期处理阶段化石碳排放低且生物碳储存持续；“填埋” 情景次之，虽碳储存有限但排放较低；“焚化” 情景因释放储存的生物碳，无后期碳储存效益，但建筑使用阶段的碳储存仍显著；“回收” 情景因加工过程能耗较高，净 GWP160最高。
关键因素分析
再利用情景的优势源于木质材料的高效循环利用，减少了对原生木材的需求，降低了伐木压力。而回收情景中，将 MTP 转化为刨花板需额外能源投入，导致碳排放增加。焚化情景虽可能伴随能源回收，但其即时碳释放抵消了部分储存效益。填埋情景则因木质分解缓慢，碳释放滞后，在长期尺度上表现优于焚化和回收。
结论与讨论
本研究通过动态 LCA 和辐射强迫建模，首次系统评估了 MTP 建筑终末期情景的长期气候影响，证实再利用是气候效益最优的策略，凸显了循环经济在建筑行业的重要性。研究结果为建筑设计、材料回收政策制定提供了科学依据，建议优先设计可再利用的木质结构，提升木材使用效率，推动建筑行业向低碳、循环模式转型。
值得注意的是，研究仅聚焦于木质组件的终末期分析，未纳入钢结构等非生物基材料的影响。未来需进一步扩展模型，全面评估混合建筑的全生命周期碳足迹，为实现《巴黎协定》温控目标提供更完整的解决方案。
