建筑材料的变化可能将建筑物转变为全球CO2汇

如果用木头而不是水泥和钢材建造建筑物，则可以成为全球二氧化碳汇。

一项新的研究表明，在城市建设中用木材代替水泥和钢材的材料革命可以为气候稳定带来双重好处。首先，它可以避免水泥和钢铁生产产生的温室气体排放。其次，当它们存储被砍伐并用作工程木材的树木从空中吸收的二氧化碳时，它可以将建筑物变成一个碳汇。但是，国际作者小组强调，尽管理论上可以达到所需的木材采伐量，但这样的扩大显然需要最谨慎，可持续的森林管理和治理。

该研究的主要作者加利纳•楚尔基纳（Galina Churkina）说：“城市化和人口增长将为建造新的住房和商业建筑带来巨大需求，因此，除非采取适当的措施，否则水泥和钢铁的生产将仍然是温室气体排放的主要来源。”隶属于美国耶鲁大学林业与环境研究学院和德国波茨坦气候影响研究所（PIK）。“然而，全球气候系统的这种风险可以通过大量增加工程木材在全球范围内的建筑使用，转变为缓解气候变化的有力手段。我们的分析表明，可以在两个条件下实现这种潜力。首先，对采伐森林进行可持续管理。第二，来自拆毁的木结构建筑的木材以各种形式保存在土地上。”

四种木材使用方案来帮助气候稳定

在接下来的三十年中，科学家已经计算出四种情况。假设一切照旧，到2050年，只有0.5％的新建筑是用木材建造的。如果大量木材制造相应增加，则可以将这一比例提高到10％或50％。科学家们说，如果目前工业化水平较低的国家也要过渡，甚至可以想到90％的木材。在最低的情况下，这可能导致每年存储1000万吨的碳，而在最高的情况下，则将接近7亿吨。此外，建造木结构建筑可将钢铁和水泥生产中的温室气体累积排放量至少减少一半。与目前每年约110亿吨的碳排放量相比，这似乎没什么大不了，但是向木材的转变将对实现《巴黎协定》的气候稳定目标产生很大的影响。

假设使用过去的趋势继续使用混凝土和钢材建造建筑物，并假设人均建筑面积增加，则矿物基建筑材料的累积排放量可能会达到2050年二氧化碳排放预算的五分之一。如果我们要按照巴黎协定中政府的承诺将温度保持在远低°于2C的水平，则不应超过该值。重要的是，要在本世纪中叶之前实现净零排放，社会就需要某种形式的CO2吸收器，以平衡剩余的难以避免的排放量，即农业排放量。

如果用木材建造，建筑物可能就是这样的水槽。一栋五层楼的住宅建筑采用层压木材结构，每平方米可存储多达180公斤的碳，是高碳密度天然森林的地上生物量的三倍。尽管如此，即使在90％的木材情景中，三十年来木材城市中累积的碳也将不到全球森林中地面上存储的碳总量的十分之一。

“保护森林免于不可持续的采伐是关键”

PIK的合著者克里斯托弗·里耶（Christopher Reyer）强调说：“因此，要想大幅增加木材的使用量，保护森林免受不可持续的伐木和各种其他威胁是至关重要的。”“我们对可持续森林管理和治理的愿景确实可以改善全球森林的状况，因为它们的价值更高。”

科学家总结了从官方采伐统计到复杂模拟模型的多种证据，从理论上发现，未开发的木材采伐潜力可以满足10％木材情景的需求。如果全球建筑物中的人均建筑面积不会增加，而是保持在目前的平均水平，那么它甚至可以满足50％和90％木材需求的需求。Reyer说：“虽然存在很多不确定性，但似乎值得探索。”“此外，还需要人工林来满足需求，包括在热带和亚热带地区由小规模土地所有者种植快速生长的竹子。”

减少使用圆木作为燃料（目前约有一半的圆木已被燃烧，同时也增加了排放量）将使更多的木材可用于工程木材的建造。此外，从拆毁的建筑物中重新使用木材可以增加供应。

树木技术-“在地球上建立安全的家园”

木材作为建筑材料具有许多有趣的功能，这些功能在分析中进行了详细介绍。例如，大型结构木材相对耐火-如果燃烧，其内芯会受到碳化层的保护，因此，火灾很难真正摧毁它们。这与轻型建筑火灾引发的普遍假设相反。许多国家建筑法规已经认可了这些属性。

“树木为我们提供了无与伦比的完美技术，”这项研究的合著者，PIK荣誉董事Hans Joachim Schellnhuber说。“他们将二氧化碳从我们的大气中带走，并平稳地将其转化为氧气，以便我们呼吸和吸收其躯干中的碳，以供我们使用。”我能想到的是没有更安全的碳存储方式。许多世纪以来，社会一直在使用木材作为建筑材料，但是现在气候稳定的挑战要求进行非常严重的升级。如果我们将木材加工成现代建筑材料并巧妙地管理采伐和建筑，我们人类便可以在地球上建立一个安全的家园。

参考：Galina Churkina，Alan Organschi，Christopher P.O.Reyer，Andrew Ruff，Kira Vinke，朱柳，Barbara K.Reck，T.E.Graedel和Hans Joachim Schellnhuber的“建筑物作为全球碳汇”，2020年1月27日，自然可持续发展。DOI：
10.1038 / s41893-019-0462-4