如果使用大木材建築並不比混凝土或鋼鐵更環保呢？- 彭博社

拼貼：蓋蒂（2）

本文是彭博綠色系列的一部分木材城市，該系列關注木材作為低碳建築材料在全球的崛起。

未來三十年，全球城市地區的居民數量將增加20億以上。其中許多人將需要新的住房。但如果用傳統材料建造這些住房，將會釋放大量二氧化碳：根據聯合國環境規劃署的研究，建築用的混凝土、鋼鐵、玻璃和磚塊共佔全球二氧化碳排放的9%。全球城市居民數量將增加25億人。

這時就需要木質工程材料，這似乎是一個毫無疑問的解決方案。大規模木材不是幾十年來一直用於北美單户住宅的典型木材。木材構件足夠堅固，可以支撐辦公大樓或公寓樓，使用它們建築被認為排放的CO2要少得多。而且由於木材約佔50%的碳，木材本身甚至還能儲存一些碳。

木材崛起

全球對大規模木材建築材料的需求

來源：Forest Economic Advisors LLC

這就是為什麼越來越多的公司正在採用大規模木材來減少其碳足跡並推廣其綠色形象，包括沃爾瑪公司，微軟公司和Alphabet公司的谷歌。 YouTube在11月份在其加利福尼亞州聖布魯諾總部開設了兩棟新建築，這些建築採用木結構，據該公司稱，與混凝土和鋼結構相比，能減少一半的排放。

但是，確定使用木材建築能夠節省多少碳並不是一件簡單的事情。仍然有很多未解答的問題：無論木材的來源如何，大規模木材對氣候是否有益？如果一個良好來源的木質建築能節省碳排放，那麼一億個這樣的建築會帶來什麼影響？

瑞典Skelleftea市中心的20層木質高層建築Sara文化中心內部。攝影師：喬納斯·埃克布隆/Bloomberg在這裏，木材的無腦特性開始出現裂痕。

建築師和工程師有工具來估算建築整個壽命週期內木材的碳成本。專門的軟件讓用户執行壽命週期評估，以估算任何設計方案的碳足跡，從木材採伐、到其組件部件的製造，再到施工，再到處理。有時設計師會繪製兩個模型 —— 一個是木材，另一個是混凝土或鋼鐵 —— 以更好地比較碳成本。

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在企業客户和設計師中，“很多人對綠色洗白木材的氣候效益非常緊張”，華盛頓大學碳領導論壇的高級研究員斯蒂芬妮·卡萊爾説。“因此，他們希望有一個支持他們的系統。” 卡萊爾幫助開發了tallyLCA，這是一個由非營利組織 Building Transparency 管理的軟件工具，用於估算建築設計的環境影響。（行業中還廣泛使用的另一個工具是One Click LCA。）

壽命週期評估考慮了將原木從森林運送到工廠所花費的碳。還有加工和製造木材成為跨層壓木材（CLT）和膠合木材（glulam）等大型木材產品時所消耗的能量。此外，還有建築起重機和拖拉機燃燒燃料時釋放的碳，甚至數十年來的翻新和日常維護。

“我們用木材建造建築物，對吧？”倫敦阿魯普建築集團的總監兼可持續發展負責人梅爾·奧爾伍德説道，阿魯普是一家全球設計和工程公司。“我們不只是砍樹然後把它們滾到指定位置。這之間還有很多其他過程，所有這些過程都會產生碳排放成本。”

但另一個關鍵問題是木材生長的森林是如何管理的，而生命週期分析並沒有全面量化可持續林業的好處。

“我們不只是砍樹然後把它們滾到指定位置。這之間還有很多其他過程，所有這些過程都會產生碳排放成本。”

想象一下這個類比。到現在為止，電動汽車的日益普及已經幫助人們熟悉了一個相當晦澀的觀點：任何電動汽車的環保程度在一定程度上取決於其電子的來源。從煤炭發電廠獲取電力的充電站會使駕駛者與太陽能不會產生的排放聯繫在一起。幸運的是，電網正在自我清潔，並隨着時間的推移，也帶動了交通運輸行業的清潔。

木材建築也是類似的情況。大部分木質材料通常由冷杉、松樹、雲杉和落葉松等軟木樹製成。但樹的種類對碳足跡的影響不如它們生長的地點和方式重要。“起源就是一切，”奧爾伍德説。

木材的來源以及被帶走前後其所在森林的狀況都會影響大規模木材的整體氣候影響。保護土壤健康、擁有各種年齡的樹木、防範害蟲和野火、保護生物多樣性的森林都更有可能永續再生樹木。

在華盛頓科爾維爾附近，森林被有選擇地稀疏化，以防止火災並提供大量木材。攝影師：瑪格麗特·奧爾鮑/Bloomberg在全球建築業中，大規模木材建築仍然只是一個小眾市場。如果碳排放核算很棘手，那麼如果出現錯誤，氣候方面的風險相對來説只侷限於聲稱其環保性的人，至少目前是這樣。

但是，如果大規模木材建築變得普及，對世界土地利用排放意味着什麼？

在這裏，估算建築中藴含多少碳污染的過程屈服於生態系統科學的複雜性以及碳在地球上的運動方式。

特定建築的生命週期評估定義了建築過程 —— 比如從採伐到報廢結束 —— 並估計了沿途有多少排放由誰負責。但這並不是環境研究人員所做的分析類型，因此在全球碳排放方面可能並不是最具信息量的分析，賓夕法尼亞大學克萊曼能源政策中心的高級研究員丹尼·卡倫沃德説。

生命週期評估比土地利用分析簡單，但卻忽略了有意義的系統層面的洞察力，卡倫沃德説。它忽略了像森林這樣的生物系統中固有的複雜性。

關鍵問題可能不在於木材從採伐到報廢的過程，而在於採伐木材和不採伐木材之間的差異。很難知道長壽命木製品在碳方面與穩定森林相比如何。生態系統總是會抵制對其施加的任何供應鏈碳核算標準。對系統性問題的答案可能總是“這取決於情況的不同”。

現在，大規模木材採伐的氣候友好性取決於如何計算工業林業的碳足跡的爭議。

大多數森林碳研究者將被採伐的木材與其他地方穩定再生的木材淨值相抵，遵循聯合國政府間氣候變化專門委員會的指導。按照這種方式計算的採伐通常接近碳中和。

世界資源研究所高級研究員、農業、林業和生態系統項目技術總監蒂姆·塞欽格表示，人們誤解了這一指導。他和同事最近對木材採伐進行了不同類型的分析，包括大規模木材的採伐，削弱了木質建築是氣候福音的假設。

他們表示，木材採伐並不是碳中和的，他們的分析 —— 去年夏天發表在WRI報告和Nature期刊的一篇文章 —— 就是基於這一觀點。

他們表示，未經採伐的森林儲存的碳比被採伐的森林多，即使樹木重新生長，因為採伐本身就降低了樹木的長期吸收碳的潛力。因此，伐木業導致全球排放量的約10%，預計將持續到本世紀中葉。

華盛頓州一家制造工廠堆放的交叉層壓木材。攝影師：瑪格麗特·奧爾鮑/BloombergSearchinger表示，其他研究沒有正確考慮的是，只有20%到25%的被採伐樹木被用於替代混凝土和鋼鐵的木材。這是因為20%到25%的樹木在地下，以根的形式存在。另外大約20%是通常作為“削減”而丟棄的小樹枝，這些樹枝被燒燬或留待腐爛。當樹皮被剝離時，另外約10%的木材也會丟失。

換句話説，大部分被採伐用於大規模木材的樹木最終成為廢料或副產品，並釋放出它曾經儲存的大部分碳。

“事實是，只有很小一部分樹木通常被用於建築物，” Searchinger説，他還是普林斯頓大學的高級研究學者。他幾分鐘後補充説，“如果所有那些美麗的木質建築對環境或碳中和真的很有益，那不是真的。”

Searchinger和同事們寫道，為能源和建築用木材“可能會導致幾十年內大氣中的碳增加”。如果大規模木材成為行業標準材料，它將對WRI所稱的“全球土地擠壓”產生進一步需求，這是農場、森林和開發區之間的競爭，隨着人口增長變得更為緊迫。

WRI的一篇論文引發了激烈反應，來自俄亥俄州立大學環境和資源經濟學教授布倫特·索恩根，他表示這“毫無意義”，並捍衞了IPCC指導方針的解釋方式。在他看來，標準會計已經包括了木材副產品的排放，這實際上使Searchinger的方法成為一種重複計算。

這篇文章的引人注目的論點“聽起來很大，很有問題，但實際上只是對早前錯誤論點的重申，”Sohngen在八月的一篇博客文章中寫道。（而Searchinger則抨擊了Sohngen的分析。）

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WRI的研究也激怒了大規模木材專業人士，他們反對工業林業可能成為排放量比航空業高三倍的論點。Olifant公司的負責人Nicole St. Clair Knobloch表示：“這給了這個非常有責任心、出於正確原因想要做對的人羣一個衝擊。”

位於斯德哥爾摩Hagastaden區的交叉層壓木建築Cederhusen開發項目。攝影師：Erika Gerdemark/Bloomberg批評者對結論提出了多方面的異議。支持大規模木材的人表示，大規模木材太小，不足以與農業森林砍伐等力量相提並論。他們指出，工程木材主要來自那些年度產量有上限的國家的工業林木。他們説，對於像美國這樣的地方，對森林最大的威脅根本不是大規模木材，而是將森林永久變成房地產的開發。

“問題並不是來自大規模木材生產，”Pilot Projects的創始人兼總監Scott Francisco説道，該公司是一家從事城市設計和環境保護的諮詢公司。他還是與WRI共同創辦了Cities4Forests，這是一個旨在保護森林的城市聯盟。“如果你想對過度採伐提出異議，你需要從宏觀角度來看這個問題。”

儘管有爭議，WRI的研究結果並沒有被美國混凝土行業忽視。美國混凝土協會在社交媒體上引用了這些結果。該協會的首席傳播官兼建築師Gregg Lewis告訴彭博環保，這篇論文“應該讓那些一味支持‘木材環保’的人大開眼界。”

混凝土和鋼鐵在地球温室氣體排放中都扮演着 重要角色，這促使企業家、研究人員和政府努力減少這些材料的碳足跡。每生產一噸鋼鐵所排放的二氧化碳數量一直在下降，這要歸功於效率和回收利用，而試點項目正在測試 低碳鋼的新極限。水泥（混凝土的關鍵成分）也已經實現了每噸的效率提升，而初創公司正忙着用水泥替代品製造混凝土。

劉易斯表示，混凝土生產商正在努力減少混凝土的高碳排放。混凝土和鋼鐵的脱碳速度和程度可能會改變大規模木材的計算方式。如果混凝土和鋼鐵能夠迅速脱碳，那麼未來使用採購不當的木材進行建築項目，與採用減少碳排放材料的傳統設計相比，可能會在氣候友好性上受到挑戰。

對於華盛頓大學的卡萊爾來説，技術上的辯論最終導致了更豐富的一般性辯論。“我認為這場辯論最重要的一點是，它讓人們以細微和敏感的方式思考土地管理，”她説。“而這非常重要。”

在舊金山的一處辦公樓建設項目中，一塊交叉層壓木地板板材被放置到位。攝影師：保羅·欽/舊金山紀事報/蓋蒂圖片社木質混凝土可能在重要的方面有助於減少碳排放，而這些方面在狹義的生命週期評估或全球土地利用討論中並未涉及。幾十年來，許多人都希望建立在交通線路上的更密集、更少依賴汽車的社區。木質混凝土為中高層建築提供了另一種低碳區域的選擇。

“這本身就是一種氣候解決方案，”木材諮詢公司Olifant的諾布洛赫説。

一個很好的經驗法則是，良好來源的木質混凝土建築的碳排放將低於相同規模的混凝土或鋼鐵建築。但是，那些備受爭議的宏觀土地利用問題呢？

如果木質混凝土正在經歷類似於太陽能、風能和電池崛起的繁榮時期，那麼從市場分析中目前還看不出來。

目前還沒有足夠的數據來編制全球範圍內木質混凝土建築與傳統來源的對比，但是這一比例可能“遠遠低於0.1%”，駐馬薩諸塞州的研究公司Forest Economic Advisors, LLC的工程木材和木質混凝土副總裁阿特·施蒙説。中國和印度的木質混凝土建築非常少。在美國，2023年，多户和非住宅建築中木質混凝土的市場份額為0.6%。

換句話説：世界可以將大規模木材建築增加一個數量級，但這仍然像是在混凝土攪拌機中扔下一根牙籤。

最多，對大規模木材消耗全球森林的擔憂還為時過早。設計諮詢公司Atelier Ten的建築師和碳專家Amy Leedham這樣表達：“不存在這樣的情景，即我們會建造足夠多的木質建築，以至於這成為一個問題。”