[发明专利]一种新型LWC大规模碳沉降计算模型的构建方法

说明书

本发明提供了一种新型LWC大规模碳沉降计算模型的构建方法及应用。通过构建MFA和DMFA模型计算模拟年份的新型LWC的碳沉降累积量，解决了生物炭混凝土砖块碳沉降量计算的技术难题，可根据实际操作需求使用本发明构建的计算模型得到不同新型LWC和不同模拟年份的碳沉降累积量，对碳排放环境监测和碳排放配额分配都有指导性意义。

技术领域

本发明涉及碳沉降技术领域，尤其涉及一种新型LWC大规模碳沉降计算模型的构建方法及应用。

背景技术

随着人们对全球变暖效应和人类未来的日益关注，二氧化碳被认为是导致气候变化的主要原因。随着技术的发展，碳沉降技术目前趋于成熟。为了辅助自然碳沉降的形成，涤塔和“人造树”等从周围空气中清除二氧化碳的人工技术已经被建立了。然而，由于碳泄漏等问题，这些技术还不够成熟。

现有的研究表明，有机农作物作为土壤中的有机系统，具有减少CO2排放的潜力。生物炭是一种以生物质为原料，通过多种工艺生产的含碳固体材料，通过碳沉降和能量回收等方式用于土壤增肥、畜牧业发展和环境保护。目前，高灰分含量的农业残留物被大量用于建筑业，特别是混凝土生产。目前已经研究出了一种利用高碳比和高灰分含量的生物炭作为补充辅助凝胶材料(SCMs)和混凝土骨料的方法。因此，探索更多的农业残留物作为SCMs或骨料来改善混凝土性能和缓解气候变化是合理且可以实现的。

建筑用混凝土的碳沉降因其具有大量固碳的巨大潜力而备受关注，但关于建筑的潜在碳沉降量的研究却很少。目前，利用农业残灰生物质(碳)替代建筑混凝土已成为一种成熟的农业副产品管理和绿色混凝土生产的方式。但目前只有一些进行短暂碳排放的实验(30-100天)，还不能预测到未来几十年甚至几百年的碳沉降，缺少对添加富碳农作物残留物的轻质混凝土砖块(LWC)在建筑中大规模使用的碳沉降研究手段。

发明内容

针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种新型LWC大规模碳沉降计算模型的构建方法及应用，其解决了现有技术还无法计算预测富碳农作物残留物的轻质混凝土砖块(LWC)的在建筑中大规模使用的碳沉降积累量的问题。

为实现上述目的，本发明方案如下：

新型LWC大规模碳沉降计算模型的构建方法及应用，包括以下步骤：

S1、通过现有文献资料获得并分析全球农作物和混凝土砖块产量的历史数据和发展模式，并预测其未来的产量；

S2、综合全球农作物的种类、产量信息,结合农业生物质水泥的机械强度特点，确定建模的生物质种类；

S3、使用步骤S2确定的生物质种类对LWC进行骨料的替换或增加，计算替换和增加后的单位密度的新型LWC的慢循环碳和快循环碳的沉降量；

S4、对S3得到的单位密度的新型LWC的慢循环碳和快循环碳的沉降量取平均值后，确定构建物料流动分析(MFA)模型中使用的生物质替换的质量百分比，计算得到单一模拟年份下，新型LWC的快循环碳和慢循环碳的沉降量；

S5、根据S4计算得到的新型LWC的快循环碳和慢循环碳的沉降量，通过构建动态物料流动分析(DMFA)模型，计算年平均慢循环碳沉降量/LWC产量和年平均快循环碳沉降量/LWC产量，以及到预测年份新型LWC的碳沉降累积量；

所述LWC为轻质混凝土砖块，所述新型LWC为使用生物质替换或增加骨料后形成的LWC。

进一步，S1步骤中计算预测到2049年全球混凝土砖块产量增长梯度的公式为：

预测年份的全球混凝土砖块产量＝区间起始年份的产量+年份的个位数×梯度；预测年份的全球农作物的产量＝全球农作物增长率×上一年的农作物总产量。

碳含量(包括慢循环碳和快循环碳)，通常，快循环碳以有机碳的形式存在于生物和农业中，是生态系统的重要组成部分。