林业固碳方法学

一种将“气候友好型”森林管理中隔离的二氧化碳分配给用于长期建筑产品的木材的提出方法 一份旨在讨论在建筑产品和建筑中使用生命周期评估方法以推进设计和建筑行业可持续性的白皮书 Arup 目录 摘要2 一种将“气候友好型”森林管理中捕获的二氧化碳分配给用于制造长期建筑产品的木材的方法建议 3 引言 3当前的生命周期评估（LCA）实践 4可持续林业实践的会计处理 5可持续改进的会计处理 7从树木到木材产品 7木材产品在建筑中的应用 8建议的限制和进一步研究的必要性 9结论 10致谢： 10 一个关于在建筑产品中核算森林二氧化碳的方法建议1 摘要 木材在建筑中的应用越来越广泛，尤其是在大型商业、机构和多户型建筑中作为大截面木材 ，它已经成为钢铁和混凝土构架的低碳替代品。当前的建筑业环境生命周期评估实践假设森林运作在景观尺度上是碳中和的，并且忽视了木材建筑在通过超出常规业务的森林管理实践提高森林碳封存能力方面的作用。由于森林管理实践的不同，每块木材购买所封存的碳量可能有很大的差异。考虑到森林管理实践对碳影响的规定和采购选择可以显著影响木材产品的碳足迹。 本文提出了一种量化选择“气候友好型”木材，或高于监管要求进行管理的森林木材影响的方法。近期研究表明，平均而言，按照更高可持续性标准管理的森林（在此情况下，指由森林管理委员会认证的森林）每立方英尺木材能固定更多的碳，比按常规经营模式（BAU）管理的森林多。我们提出，当建设项目指定并采购来自FSC认证森林的木材建筑产品时，该项目可以就来自这些森林土地的额外碳固定量进行认可即项目可以包括FSC森林与BAU森林之间碳固定量的差异。本文描述了一系列从木材产品成品的立方英尺转换为标准立方英尺、原木立方英尺、到固定CO2e的转换步骤。 一种将“气候友好型”森林管理中捕获的二氧化碳分配给用于长期建筑产品的木材的方法建议 引言 木材（以及其他生物基材料）在建筑产品中具有独特性，其生产过程中的土地利用影响涉及到一个自然碳循环，其规模往往比其生产过程中其他影响更大。生命周期评估（LCA）传统上避免解决土地利用影响，因为许多影响无法量化到既定的影响类别，例如栖息地退化、生物多样性的丧失或对水质的影响。然而，与木材生产相关的土地利用影响的全球变暖潜力却更加可量化。 ISO21930标准允许碳储量稳定或增加的森林（他们将其描述为“森林可持续性”）放弃对森林碳储量任何变化的会计处理，前提是这是一种保守的方式来估算木材行业的碳足迹。因此，根据该标准撰写的当前环境产品声明（EPDs）仅考虑在伐木、加工和运输等运营中使用的化石燃料。北美（以及全球）木制品的当前环境产品声明（EPDs）解释了ISO21930标准对在非常大规模上展示森林可持续性的要求。例如，美国木材委员会的胶合梁木EPD有效地论证，由于美国森林面积没有净减少（这被认为是对碳储量的良好代理），该国的所有木材都可以被认为是“可持续”的，因此无需在他们的木制品EPDs中计算森林碳。1或者，正如鲍尔斯等等人2020在胶合层压木材的跨行业环境产品声明中提出：“考虑到木材的生物碳中性和森林碳库总体增 或保持中性，对于北美木材产品来说是有效的，正如国家层面的库存报告所示，近年来森林碳库存呈总体增加趋势。”2 然而，在个体树木或树木群落（用于规划木材采伐的最小单位）的规模上衡量森林的可持续性显然是不合理的。对于有兴趣做出有影响力和有针对性的采购选择的建筑商来说，大陆和行业范围内的平均值极为有限。森林中树木的生长速率和碳动态在大陆的不同地区之间相当多样（例如太平洋西北部、东北部、东南部等） ，甚至次区域也可能具有非常不同的碳保留模式。来自碳储量下降的区域或次区域的木材（即森林损失严重的地区）不应被视为碳中和，仅仅因为遥远的地方正在种植可比的森林面积。这种粗略的平均方法也没有考虑到不同地区和次区域的森林每英亩储存的碳或其他价值的差异。但对于本文来说，假设在国家规模上的碳中性忽略了“碳友好”森林管理实践有助于增加森林中碳封存总量的机会，因为它将所有管理制度纳入一个未区分的块中。然而，在一个森林每英亩碳储量相对恒定的地区，某些森林在 1美国木材理事会，2020年：《环境产品声明，北美胶合板木材》，第32节（第14页）：“ISO21930要求展示森林可持续性以表征碳移除的因素为1kgCO2ekgCO2。ISO21930第7211节注释2中关于展示森林可持续性表述如下：‘其他证据，例如根据联合国气候变化框架公约（UNFCCC）进行的国家级报告，可用于识别森林碳储量稳定或增加的森林。’美国在UNFCCC的年度报告以及加拿大报告都提供了表61中不同土地利用类别的年度净温室气体通量估算。这种报告表明，近年来国家森林碳储量有所增加和或保持中性。因此，北美森林符合用1kgCO2ekgCO2因素表征移除条件的标准。” 2鲍尔斯，泰特；图特曼，莫琳；甘利，因德罗尼尔；伊斯特恩，伊凡，2020年3月修订：“CORRIM报告：太平洋西北部胶合木生产生命周期评估”，第42页。可在以下链接获取：链接 httpscorrimorgwpcontentuploads202006CORRIMAWCPNWGlulamv2pdf 碳封存应考虑纳入当前的会计实践中。3该论文中所述的方法试图量化由于采用更友好的碳林业实践而产生的碳封存增加。 当前生命周期评估实践 尽管不是本文的主要焦点，理解木材产品中储存的二氧化碳在生命周期评估（LCA）中的处理方式对于背景了解非常重要。当前的LCA实践通常从原材料提取阶段开始，通常标记为A1。对于木材产品，这通常包括与森林作业相关的影响：用于砍伐和从森林中清除树木的链锯和其他设备的燃料和材料消耗。阶段A2包括将砍伐的树木运往锯木厂的影响，而A3则包括锯木加工。 图1标准生命周期阶段和模块 从《建筑生命周期评估：实践指南》（转自EN15978）的碳领导论坛，可在以下链接获取：httpscarbonleadershipforumorglcapracticeguide 3相反，来自明显不可持续实践（例如，将森林地转化为非森林生境）的木材应比维持景观尺度碳平衡的常规情景受到处罚；然而 ，这样的提议超出了本文的范围。 例如，EN15804第622节将阶段A1定义为“原材料提取和加工，二次材料输入加工（例如，回收过程）”。4上述AWCEPD对于胶合木声明指出：“上游资源提取包括原材料采掘和加工A1还包括森 再植过程，这涉及苗圃作业，场地准备，以及种植、施肥、间伐和其他管理操作。5” 森林生态系统碳储量累积影响在管理选择中完全缺失。如上所述，只要总森林面积，即使在国家层面上 ，保持稳定或增加，就被认为是不产生碳影响，因此排除这些影响被视为一种保守会计方法。我们提出，在不违反或质疑这一保守假设情况下，可以包括碳友好型林业实践与基准情景（BAU）之间碳影响差异。 当前EPD确实估算木制品“生物碳”，代表转化为组成木材纤维素和木质素分子大气CO2量；这些是基于EPD功能单元中木材质量直接得出。Wishnie将这种生物碳称为“碳储存”，而不是在活森林中“碳封存”。6本文遵循惯例。ISO29130规定，“对于进入产品系统木材，仅当木材来自可持续管理森林 ，生物碳才能使用负特征系数即展示木材产品中储存生物碳任何值”，在北美，这包括由FSC和或可持续林业倡议（SFI）认证森林。7一些用户认为，在建筑项目碳核算中不应包括生物碳，因为大多数木质产品在生命周期结束时分解或被燃烧，会将二氧化碳释放回大气。然而，大多数生命周期评估研究中末期信息表明，在典型建筑生命周期内，大部分生物碳不会释放到大气中，从而实现某些长期储存。此外，并非所有在垃圾填埋场中木材都会在生命周期评估研究时间范围内分解；大量碳几乎永久地被固存8。是否将生物碳纳入此决定取决于建筑项目预期寿命、EPD时间尺度以及预期生命周期结束情景（一些木材也可以回收成新木制品）。在整个建筑LCA工具（如Tally）中，生物碳通常被呈现给用户作为一个可选值，用户可以选择添加或不添加。木材产品中储存生物碳与本文主题不同，本文主题是由于更友好 森林管理实践而在森林中额外封存碳。 计算可持续林业实践 在关键2018年Ecotrust论文《在太平洋西北部DouglasFir替代管理体系下，木材、碳和现金流权衡9Diaz等等人比较了常规森林管理和碳友好型管理森林在森林群落随时间积累碳量方面影响。常规情 被定义为符合俄勒冈州和华盛顿州森林实践法案最低标准。 4UL标准10010北美建筑相关产品和服务产品类别规则，第A部分：生命周期评估计算规则和报告要求（版本32） 5美国木材理事会，2020年：环境产品声明，北美胶合木，第23节（第9页），可在以下链接获取：availableat httpswwwawcorgpdfgreenbuildingepdAWCEPDGlulam1307pdf 6马克威什尼，据FDN工作人员2020年报道：“大规模木材如何帮助捕获碳？”httpswwwforestdatanetworkcomnewshowdoes masstimberhelpcapturingcarbon 7ACLCA计算符合ISO219302017、2019第811节（第32页）非LCIA库存指标指南 T8allWoodDesignInstituteCLT碳影响。KwokAlisonIsabelRiveraHannahZaluskyHannahMcKay2019“信息简报14：CLT生命终结阶段碳影响”，可在以下链接获取：httptallwoodinstituteorgsitestwifilesInfo20SheetsFinal200616pdf引用美国环境保护署WARM模型，2016年，第116页 9Diaz等等人2018年“在太平洋西北部替代管理模式下DouglasFir木材、碳和现金流量之间权衡”，Forests2018，9，447 ；doi103390f9080447 （“FPA”情景）同时，碳排放友好管理案例被用于遵循FSC规定，要求1在溪流周围保持更大未伐森林面积作为缓冲区（“河岸管理区”）以及2每英亩采伐树木整体保留量更高（“FSC”情景，因为FSC其他许多规定并未应用）。对于这两种管理实践，Diaz等等人建立了短期轮换（3844年）和长期轮换（75年 ）版本。Diaz等等人研究发现，“在FSC情景下，每单位累积木材产出平均碳储存量高于通常业务水平 ，这意味着FSC认证木材具有内在碳效益。”10 这种更高影响原因是景观中树木保留以及大树生长：老龄树木每年增长碳比幼龄树木多，因为年度生长包括向树外部添加一个新约圆柱形层（生长层位于树皮下方），而老龄树木直径和高度都大于幼龄树木。特别是在太平洋西北地区，主要用于建筑和结构用途道格拉斯冷杉树可以继续每年增加年碳储存 ，直至100岁或更长。（对于其他地区主要物种来说，这一点是否成立，作者目前并不清楚，而且这一点很重要，需要进一步研究；然而，变化将改变这里概述影响数量，但不会影响方法。）因此，允许树木变老即在同一林分中收获之间轮作时间更长将导致每年木材产量（按板英尺计算）更高，以及森林土地上储存碳更多。11佩迪亚斯等等人发现，FSC管理实践中更大缓冲区和保留要求导致足够 额外老树数量，从而显著增加了森林中碳固存。 尽管这里所用数据基于对北美太平洋西北部（PNW）地区特定研究，相同metodology可用于其他存在等效数据比较可持续管理森林与常规森林碳汇量地区。此外，虽然这里展示数据来自迪亚兹（Diaz）等（等人）该研究基于森林增长模拟，同样方法也可以应用于其他数据源，例如即将到来遥感数据和木材采伐数据。12 10同上，第1页。 11事实上，长期轮伐收获并不是常见做法，这主要是因为大多数商业林业运营商采用相对较高折现率未来更大板英尺数量具有较低净现值，比今天收获小量要低以及愿意切割大原木锯木厂数量减少。这一计算还明显排除了许多通过长期林业实现增值，例如流域保护、生物多样性