再生骨料碳封存潜力建模与生命周期分析：加速碳化策略助力碳中和建设

针对建筑废弃物资源化及CO2 减排需求，研究人员通过建立再生骨料（RAs）全生命周期碳封存模型，结合46家RAs工厂实地调研，揭示了服务期、生产及储存阶段的CO2 封存规律。研究发现：加速碳化模式下RAs储存阶段封存量达26.8 GtC（2020-2060），为碳中和建筑策略提供量化支撑。

　　

随着全球城市化进程加速，建筑废弃物激增与水泥行业高碳排放（占全球CO₂
排放7.4%）成为严峻挑战。废弃混凝土若处置不当，不仅侵占土地资源，其老化砂浆层更导致再生骨料（Recycled Aggregates, RAs）性能缺陷。尽管已有研究证实RAs碳化可同时提升材料性能并封存CO₂
（理论值：1吨水泥封存270 kg CO₂
），但传统碳化速率缓慢，且缺乏全生命周期封存量化模型。为此，同济大学联合日本东京大学团队在《Waste Management》发表研究，首次构建覆盖RAs服务期、生产及储存三阶段的CO₂
封存预测框架。

研究采用三大关键技术：1）基于碳反应元素守恒原理建立动态封存模型；2）对46家RAs工厂进行生产碳排放实地监测；3）通过蒙特卡洛模拟量化不同堆放模式（堆叠/平铺/加速碳化）下的封存不确定性。

服务期阶段
通过Fick定律计算混凝土碳化深度，发现2020-2060年全球拆除混凝土总量呈上升趋势。模型显示服务期CO₂
封存量在2048年前快速增长，此后增速放缓，呈现波动上升特征。

生产阶段
实地数据表明，单次破碎法生产RAs的平均碳排放为2.5 kg CO₂
/t，其中60-90%来自破碎工序。这一发现突显优化破碎工艺对降低RAs碳足迹的关键作用。

储存阶段
创新性提出三种堆放模式的封存差异：堆叠模式因空气渗透受限呈现偏态分布，而平铺与加速碳化模式符合正态分布。值得注意的是，加速碳化模式在40年间可实现26.8 GtC封存，较传统堆叠模式（12.4 GtC）提升116%。

结论部分强调，该研究首次系统量化了RAs全生命周期碳封存潜力，尤其揭示加速碳化技术的规模化应用价值。通过建立考虑粒径效应、堆放方式及气候条件的预测模型，为制定建筑行业碳中和路径提供科学依据。讨论指出，堆叠模式的空气渗透假设需实验验证，而补充胶凝材料（如GGBS）对碳化的促进作用值得进一步探索。该成果对推动循环经济与气候变化协同治理具有里程碑意义。