Поскольку бетон и сталь, используемые для строительства зданий, являются основным источником глобальных выбросов парниковых газов, растет интерес к «массовой древесине» — предположительно низкоуглеродному варианту — для их замены. Новые способы склеивания кусков дерева вместе для формирования прочных балок и конструкционных панелей дают возможность использовать древесину даже в высотных зданиях. Но новое исследование обнаружил, что использование древесины в строительстве, вероятно, приведет к увеличению выбросов на многие десятилетия, даже по сравнению с использованием бетона и стали. По-настоящему «массовая» древесина также потребовала бы огромной дополнительной вырубки мировых лесов.
В нашем отчете Глобальная нехватка земли: управление растущей конкуренцией за землю, мы обнаружили, что использование дерева вместо бетона и стали может привести к снижению выбросов при определенных условиях, но этого сложно достичь. И в настоящее время быстрорастущие плантации, которые могли бы поставлять древесину в этих условиях, уже необходимы для удовлетворения других растущих потребностей в древесине.
Вот пять взаимосвязанных причин, по которым использование большего количества древесины для строительства зданий в целом не является решением, безопасным для климата или окружающей среды:
1) Большая часть древесины (и содержащегося в ней углерода) теряется в процессе производства.
Когда деревья растут, они превращают углерод из воздуха в древесину, удаляя его из атмосферы и сохраняя. Если все дерево вместе с корнями каким-то образом переместить в здание, этот углерод, скорее всего, будет храниться десятилетиями, поэтому углерод дерева не будет выделяться и нагревать климат.
К сожалению, только небольшая часть срубленного дерева обычно превращается в здание. Когда дерево срубают, треть или более его древесины обычно остается в лесу в виде корней или небольших ветвей, которые затем разлагаются. Кора составляет 10-15% вывозимой из леса древесины и обычно сжигается. При фрезеровании бревен в пиломатериалы большая часть древесины превращается в мелкую стружку или опилки, часть которых также сжигается. Некоторые щепки и опилки превращаются в бумагу или деревянные панели для мебели, которые сохраняют углерод дольше, но редко десятилетиями. Они также сжигаются или разлагаются при выбрасывании.
Все эти процессы выбрасывают углерод, который в противном случае оставался бы запасенным, если бы леса сохранились.
2) Заготовка древесины не является углеродно-нейтральной.
Как и любые другие физические выбросы, потери углерода в результате разложения и сжигания древесины должны учитываться при общем расчете воздействия на климат использования древесины в строительстве.
Тем не менее, изучив более 60 статей, в которых предпринимаются попытки такого рода расчетов, наш отчет обнаружил, что почти все исследования, в которых утверждается о выгодах для климата от такого использования древесины, исключают эти выбросы из своего учета. Их теория заключается в том, что использование древесины «углеродно-нейтрально», если лес вырубается «экологически безопасно». «Устойчиво» обычно означает, что количество древесины, вырубленной за годовой урожай, соответствует росту леса за это время. Причина, по-видимому, заключается в том, что до тех пор, пока существующие запасы углерода в лесу остаются неизменными, заготовка древесины не добавляет углерода в воздух.
Но этот подход основан на ошибочных предположениях. По логике вещей, если леса будут расти и поглощать больше углерода, если некоторые их части не будут заготавливаться для производства древесины, то заготовка и только поддержание ранее существовавших запасов углерода уменьшит запасы углерода в лесу по сравнению со сценарием без заготовки. В качестве аналогии, если вы каждый год добавляете деньги на свой сберегательный счет, а другие снимают только эту сумму, ваш сберегательный счет не уменьшается, но вы все равно беднее, чем если бы другие оставили ваш счет в покое, чтобы позволить ему расти. Вырубка деревьев делает мир беднее накопленным углеродом и увеличивает содержание углерода в атмосфере, даже если леса не сокращаются в целом из года в год.
Этот рост леса далеко не одноразовый, если мир хочет обуздать изменение климата. По оценкам ученых, когда люди добавляют тонну углерода в воздух, это стимулирует дополнительный рост деревьев, который удаляет четверть этой тонны из атмосферы. В той мере, в какой этот рост снижается за счет заготовки древесины, изменение климата усугубляется.
Кроме того, даже несмотря на то, что некоторые более богатые страны, которые в прошлом вырубили большую часть своих лесов, сократили свои сельскохозяйственные угодья и теперь вновь выращивают леса, это восстановление помогает компенсировать потери углерода из-за вырубки лесов в более бедных странах. (Некоторое вырубка тропических лесов происходит даже из-за импорта продовольствия более богатыми странами.) Опять же, независимо от причины роста леса, сокращение его за счет сбора урожая увеличивает потепление.
3) Использование дерева в строительстве, скорее всего, увеличит потепление климата на десятилетия.
В нашем отчете мы используем ту же модель, что и в бумага опубликовано недавно в Природа оценить, сколько углерода дерево теряет в атмосферу каждый год после сбора урожая. (Видеть соответствующая статья здесь.) Мы также приписываем заготовкам древесины тот факт, что после рубки вновь отрастающие леса могут расти быстрее, чем старые, неубранные леса. Таким образом, в течение достаточно продолжительных периодов времени отрастающие леса могут погасить большую часть так называемого «углеродного долга» за счет углерода, потерянного из ранее вырубленных лесов. Физическая часть производства деревянных панелей и балок для строительства также обычно выделяет меньше углерода, чем производство бетона и стали, и мы учитываем эту относительную экономию выбросов.
Точные результаты варьируются от одного типа леса к другому, но при оценке того, сколько древесины может быть использовано в зданиях, мы обнаруживаем, что использование древесины в строительстве, вероятно, приведет к увеличению содержания углерода в воздухе на десятилетия по сравнению с использованием бетона и стали.
В целом, мир не может позволить себе смягчить последствия изменения климата, принимая меры, которые увеличивают потепление на многие десятилетия, даже если они в конечном итоге сократят выбросы через много десятилетий. Мы можем формально оценить стоимость увеличения потепления за десятилетия, используя «учетную ставку», чтобы выразить наше предпочтение смягчению последствий изменения климата путем немедленного сокращения выбросов. Результатом этого метода является оценка эквивалентного уровня постоянных выбросов в год сбора урожая. При таком подходе использование древесины — по сравнению с бетоном и сталью — также увеличивает выбросы в большинстве случаев.
4) Использование только плантационных лесов в теплом климате для производства массивной древесины может принести климатические выгоды на конкретном гектаре, но не с учетом растущих потребностей в древесине.
В нашем анализе рассматривался ряд различных типов леса и предположения о том, сколько древесины используется для строительства, и мы оценили не только общее, но и процентное изменение выбросов при использовании древесины для строительства по сравнению с использованием бетона и стали. Наши выводы согласовывались с результатами других работ, в которых древесина не рассматривалась как углеродно-нейтральная по своей природе. Как и мы, они обнаружили, что большинство применений будут увеличивать выбросы на десятилетия, но могут уменьшить выбросы при определенных условиях. Этот вывод также согласуется с выводами Европейской комиссии «Новая лесная стратегия до 2030 г.(хотя раскрывается только в одном предложении на странице 5 документа).
Например, мы обнаружили, что если 70% заготовленной древесины из некоторых естественных лесов, таких как леса на западе США, смогут заменить бетон и сталь, это сократит выбросы. Но из-за упомянутых выше отходов производства мы сомневаемся, что 70% достижимы сегодня. Даже если бы эта цель была достигнута, сокращение выбросов парниковых газов при использовании дерева вместо бетона и стали, вероятно, составило бы менее 25% — сумма слишком мала, чтобы оправдать крупные инвестиции в эту стратегию и не стоила бы экологических последствий для лесов.
Мы действительно обнаружили, что значительного сокращения выбросов парниковых газов — иногда приближающегося к 100 % — можно было бы добиться, если бы 70 % заготовленной древесины использовалось для строительства и если бы древесина поступала из быстрорастущих лесных плантаций в теплых и влажных частях мира, таких как тропики. (На этих быстрорастущих плантациях были даже некоторые сценарии, когда для строительства использовалось только 40% заготовленной древесины, при которой только 40% заготовленной древесины использовалось для строительства.) Однако в настоящее время и в обозримом будущем древесина с этих быстрорастущих плантаций уже необходима для удовлетворения текущего и прогнозируемого спроса на древесину, и поэтому она недоступна для поддержки дополнительного спроса в результате политики, направленной на поощрение массового производства древесины.
5) Массовая древесина окажет большое неблагоприятное воздействие на леса мира.
Поставка большого количества древесины для строительства также потребует значительного увеличения заготовки древесины. По нашим прогнозам, даже без массового использования древесины количество древесины, используемой для производства древесины, бумаги и других целей, кроме топлива, в 2050 году будет на 90 % выше, чем в 2010 году. В целом за этот период на древесину будет вырублено примерно 800 миллионов гектаров лесов, что соответствует площади континентальной части Соединенных Штатов. В результате ежегодные выбросы от лесозаготовок будут варьироваться от 3,5 до 4,2 млрд тонн выбросов в год за эти годы, что составляет более 10% недавних глобальных выбросов CO.2 выбросы.
Любой шаг к массовой древесине значительно увеличит эти потребности в древесине. Чтобы обеспечить 50% нового строительства древесиной за этот период, потребуется, чтобы ежегодные заготовки деловой древесины не просто увеличились в среднем на 40% в период с 2010 по 2050 год, а удвоились. Невозможно направить необходимые заготовки только на «предпочтительные» типы леса, потому что, если вы отвлечете древесину от них для дополнительного строительства, другие леса должны будут быть заготовлены, чтобы заменить древесину, которую эти леса теперь поставляют для других целей.
Кроме того, сегодня нет свободной земли для создания новых лесных насаждений, если принять во внимание климатические издержки. Хотя тропические плантации имеют ограниченное биоразнообразие и потребляют огромное количество воды, они производят огромное количество древесины на гектар и могут помочь удовлетворить существующие потребности в древесине. Тем не менее, их расширение потребует захвата сельскохозяйственных угодий — даже несмотря на то, что потребности в пище и площадь сельскохозяйственных угодий расширяются. Использование сельскохозяйственных угодий для лесных насаждений требует расширения сельскохозяйственных угодий где-то еще.
Некоторые исследователи выступают за преобразование более влажных, плохо выпасаемых пастбищ в Латинской Америке в лесные плантации, но эти пастбища уже нужны для других целей. Большинство из них необходимо улучшить только для того, чтобы удовлетворить растущий спрос на мясо и молоко без дальнейшей вырубки лесов. Если таких улучшений может быть достаточно, часть этих земель должна быть преобразована в пахотные земли для производства большего количества соевых бобов и других культур, которые в противном случае также могут превратиться в леса. Или эти деградировавшие территории можно было бы снова превратить в естественные леса для связывания углерода.
Другой возможностью было бы преобразование естественных тропических лесов, а не сельскохозяйственных угодий, в быстрорастущие плантации для массового производства древесины. Мы считаем, что этот подход также может принести пользу для климата, если не появятся другие способы сокращения выбросов от бетона и стали, но это приведет к неприемлемым затратам для биоразнообразия и окружающей среды.
Смягчение глобального дефицита земли
В целом наш обзор показывает, что широкий интерес к массовой древесине был основан на неполном учете углерода, который рассматривает древесину как углеродно-нейтральную по своей природе. Наш анализ не исключает возможности того, что часть древесины из некоторых лесных насаждений может пройти климатические испытания. Но такое использование должно иметь место только в том случае, если и когда мир повысит урожайность сельскохозяйственных культур и пастбищ и сократит потребление мяса в странах с высоким уровнем дохода настолько, чтобы снизить спрос на сельскохозяйственные земли и сделать некоторые существующие сельскохозяйственные угодья доступными для лесных плантаций.
Даже если этот день наступит, мы также должны надеяться, что многообещающие решения для конкретный и сталь появиться, чтобы в мире было как низкоуглеродное строительство, так и больше естественных лесов. Поскольку большая часть бетона и стали используется не только в строительстве, но и в других целях, поиск низкоуглеродных технологий для их производства имеет решающее значение для решения проблемы изменения климата.
Наш анализ, в конечном счете, предостерегающий: поскольку мир уже столкнулся с глобальным дефицитом земли, пытаясь сбалансировать растущие потребности человека в продуктах питания, древесине и развитии городов с целями в области охраны природы и климата, опасно проводить политику, которая поощряет еще больший спрос людей на землю и ее продукцию. В мире есть фиксированное количество земли; люди должны усердно и творчески работать не над расширением, а над уменьшением своего влияния на нее.
