固废再生陶粒的碳减排效益研究：基于碳足迹视角的创新评估

为应对陶粒行业低碳转型需求，研究人员系统评估了污泥、粉煤灰和铝灰三种危险固废制备陶粒的碳足迹，发现污泥-铝灰协同制备可降低29%碳排放。通过情景分析预测优化原料、运输和电力结构的减排潜力，为行业实现"双碳"目标提供科学依据。

　　

全球变暖背景下，中国提出2030碳达峰、2060碳中和的"双碳"目标，陶粒行业面临迫切的低碳转型需求。目前全国90%以上陶粒采用固废原料，但不同固废陶粒产品的碳足迹差异及减排潜力尚不明确。特别是污泥、粉煤灰和铝灰等危险废物，虽具有与粘土、页岩相似的成分特征，其再生利用过程中的碳排放效益缺乏系统评估。

宁波市重大科技攻关项目支持的研究团队在《Environmental Impact Assessment Review》发表论文，首次构建本土化陶粒全生命周期碳足迹模型。研究采用ISO 14040/44标准框架，结合中国生命周期数据库(CLCD-China 0.9)和区域化参数，对比分析了浙江污泥陶粒、山东粉煤灰陶粒及浙江污泥-铝灰陶粒的碳排放。通过敏感性分析识别关键减排因子，并设置原料结构优化(RMO)、运输优化(TO)和电力结构优化(EO)等六种情景预测减排潜力。

研究方法上，团队建立了包含原料获取、加工生产、运输、应用和废弃处置的全生命周期系统边界。采用碳足迹因子法量化各环节CO₂排放，重点比较了不同固废陶粒在烧结阶段的排放差异。研究选取2023年浙江、山东典型企业数据，考虑区域电力结构（浙江清洁能源占比38%）和运输距离等变量。

研究结果显示：

1. 碳足迹分析：污泥-铝灰陶粒(0.66 kgCO_2eq)较单一污泥陶粒(0.93 kgCO_2eq)降低29%，较粉煤灰陶粒(0.69 kgCO_2eq)降低5%。烧结阶段占排放总量的45-60%，是减排关键环节。

2. 单因素优化：RMO场景减排效果最佳(0.40 kg)，显著高于TO和EO场景(0.08 kg)。电力结构优化对浙江地区影响更显著（清洁电力占比提升10%可减排12%）。

3. 协同优化：原料-运输联合优化(RM-TO)减排12-68%，优于运输-电力联合优化(T-EO)。三因素同步优化可实现70%减排潜力，但需考虑经济可行性。

结论部分指出，污泥-铝灰协同制备具有最优碳性能，其多孔结构还能提升陶粒建材的隔热性能。研究建议优先采用原料-运输联合优化策略，这与我国构建废料循环体系的政策方向高度契合。该研究为固废资源化提供了碳减排量化工具，其区域化模型构建方法对发展中国家具有重要参考价值。值得注意的是，团队特别强调需结合地方固废特性调整优化方案——例如铝灰丰富的地区可重点发展铝灰基陶粒，而粉煤灰富集区则应优化烧结工艺。这些发现为陶粒行业制定差异化低碳路径提供了科学依据。