碳 中 和·CARBON NEUTRALITY
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林業提升碳匯和建筑業降碳路徑分析
文_敬紅彬 北京節能環保中心
摘要：本文對造林綠化不同階段、不同樹種的碳匯，以及木結構建筑的技術可行性、減碳效果等進行初步分析，提出通過碳匯林業的精細化運營管理、試點現代木建筑替代低層水泥建筑的路徑，即“一增”：增林業碳匯；“一減”：減建筑排放的兩項碳中和措施。
關鍵詞：碳匯；木建筑；碳封存
Path Analysis of Carbon Sequestration Promotion in Forestry and Carbon Reduction
in Construction Industry
JING Hong-bin
[ Abstract ] This paper preliminary analyzes the Carbon Sink of tree species in different phras in affor
estation, and technical feasibility and efficiency of carbon reduction in wood construction. Then, we come up with a way that substitute low-end cement buildings by applying refinement operation in forestry carbon questration and piloting modern wood construction, so as to increa forestry carbon questration and subtract two carbon neutral measures during building emissions.
[ Key words ] carbon sink；wood construction; carbon questration
我國建筑面積規模位居世界第一，現有城鎮總建筑存量約650億m2，每年僅在使用過程中的“運營碳排放”達21億t，約占我國碳排放總量的20%。“運營碳排放”之外，我國每年新增建筑的建設產生的碳排放也約占總排放量的18%，主要是水泥、鋼鐵、玻璃等建筑材料的生產、運輸以及施工用能排放。建筑降碳亟需加大力度、提上日程。
1 推進林業精細化運營全面轉型碳匯林業
森林是大自然的“總調度室”，森林不僅能夠出產木材、果實、油料、藥材等種類豐富的林產品，還有巨大的生態環保價值，而且森林的生態價值是林產品價值的幾倍甚至是十幾倍。
習近平總書記提出，
“綠水青山就是金山銀山”。在堅持林業的基礎產業和公益屬性不變情況下，如何通過精細化運營、管
理，加快傳統林業全面向碳匯林業轉型，最大化實現森林的生態價值，讓“青山”變“金山”。
1.1 開展森林有序更新增加林業碳匯
全國人大代表、中科院王毅研究員近日在清華大學社科學院、國家能源互聯網產業及技術創新聯盟舉辦的“兩會代表共議碳中和”論壇上表示，森林碳匯能力與其平均樹齡密切相關。
研究認為，林木生長旺季（前15～20a），其吸碳、固碳能力最為突出，一畝闊葉林，每天吸收二氧化碳可達1t。成材后反而趨于緩慢。有研究表明，平均樹齡20a的一公頃闊葉林，與平均樹齡40年的闊葉林，前者的二氧化碳吸收、固碳能力較后者高50%以上。
目前，北京市森林覆蓋率達44%，第一輪平原造林樹齡已近10a，未來隨著林木生長趨緩和新增可用地枯竭，新增碳匯乏力，需未雨綢繆，北京歷年森林面積和覆蓋率詳見圖
1。
圖1 北京市歷年森林面積和覆蓋率變化圖
建議在我市新一輪平原造林啟動之際，對首輪平原造林林區加強森林經營，有序開展新老更替，著力提高碳密度，通過精細化管理，在森林覆蓋率不變情況下實現既有森林碳匯能力新的提升。
1.2 調整樹種結構增加碳匯價值
北京“十四五規劃”提出：優化造林綠化苗木結構，推廣適合本市的高碳匯量樹種。強化森林健康經營，進一步增加森林碳匯。
研究人員針對白樺林、落葉松、水曲柳等不同樹種，通過長期跟蹤研究對土壤有機碳密度的影響，揭示了不同樹種能顯著影響0～50cm土層的土壤有機碳（SOC）密度、全氮密度以及pH值。研究顯示，調整林木結構、合理選擇樹種，是碳匯林業一項重要的工作內容。
北京市自2012年開始平原造林，至今已近10a。由于考慮速生、綠化、成活等因素，種植樹種多為白樺、白楊、法桐等，這些樹種易成活、生長快，為我市平原綠化作出了突出貢獻。但專家分析，若論固碳，也就是碳儲存能力，上述樹種相對于杉、
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松、柞等樹種，碳密度低，固碳能力有限。
湖南安化林業局對比研究發現，不同樹種組的碳儲存能力由高至低排序為：杉木組 ＞ 馬尾松組 ＞ 柏木組 ＞ 慢生闊葉林組 ＞ 中生闊葉林組 ＞ 速生闊葉林組 ＞ 楊樹組 ＞ 原料用林組。
建議北京市新一輪平原造林，既要考慮速生易活、也要合理調整結構，適當間種或集中種植一些杉木、落葉松木等固碳儲碳量大、同時亦可用于木結構建筑用材的樹種。
2 木結構建筑是建筑減碳、中和重要方向之一
當前，北京市已進入碳排放相對穩定的平臺期，下一步要在實現達峰的基礎上圍繞實現碳中和開展謀劃，而且要盡早實現碳中和，以便為在全國推廣復制本市經驗預留時間，這就意味著本市經濟系統、能源系統、產業系統、運行系統等要在較短的時期內發生快速轉型和激烈變革。
據歐美日發達國家經驗，美國、法國、日本等國輕鋼木結構住宅占比65%～80%，居于住宅結構形式主流。在低層公共建筑中，重型木質建筑也占到50%以上。一些國家已將發展裝配式木結構建筑列為應對氣候變化的重要措施之一。法國甚至出臺法令，強制規定所有新建建筑使用裝配式木材均須達到一定的比例。發達國家民用住宅結構占比詳見圖2。
圖2 發達國家民用建筑木結構占比圖
2.1 現代木結構建筑性能優異可替代水泥建筑
我國現在的水泥建筑，設計壽命50a，不及我國古代木結構建筑，更無法與現代木結構建筑相比。歐美日現代木結構建筑壽命80～100a，遠優于我國目前水泥建筑30～40a的實際使用壽命。
相比傳統木建筑，現代木結構建筑在材料、結構形式、防火、重復利用等方面已經有許多不同：①材料方面，現代木建筑使用的是經過科學處理過的木材，而非原木，不易開裂、扭曲、腐朽、蟲蛀。②結構形式，現代木建筑使用高強金屬連接件，相比傳統榫卯結構，強度、抗震性、拆裝便捷性等大大提高。③重復利用率，現代木建筑構件重復利用率高達6～7次，傳統木建筑基本無法重復利用。④防火性能，裝飾了防火石膏板的木結構，其耐火性能甚至優于鋼結構建筑。⑤現代木結構建筑保溫隔熱性能優異，導熱性僅為混凝土的1/10，鋼材的1/400。熱損耗相比鋼結構建筑低9%，比水泥結構建筑低12%。
2.2 木建筑替代水泥建筑減碳固碳效果驚人。
2019年全國生產24億t水泥，產生18億t的二氧化碳排放。減少和替代高耗能、高排放的傳統建材，使用綠色可再生建材是可行、有效的減碳途徑之一。
木材是真正的綠色、可再生建材，僅有少量運輸和加工能耗，相比水泥基本可忽略不計。即使部分替換混凝土，減排效果也驚人。劇青島理工大學實驗數據，僅更換農宅的木結構屋頂，相比同樣面積的混凝土屋頂，木屋頂減排量高達65%以上。
聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）研究表明，通過使用木材等可再生建材替代水泥，20a后全球建筑業溫室氣體排放可比預估值減少30%，效果顯著。
不僅替換減碳，木質建材本身更是固碳高手：國外研究表明，平均1m3木材代替同體積水泥結構，不僅直接減少1.1t二氧化碳排放，同時還可長期存儲0.9t在被使用的木材里，二者合計可減少約2t的二氧化碳，減碳、固碳效果驚人。
中國工程院院士杜祥琬認為，實現碳中和，應加快能源替代，高比例發展非化石能源，特別是可再生能源，同時增加碳匯，大力發展碳捕集、利用和封存（CCUS）技術。
加快傳統建材替代，推廣可再生建材，在低層、多層建筑領域廣泛推廣輕鋼和重型木結構建筑，就是一種成本低、見效快的碳減排、碳捕集、碳封存方法。
3 推廣木結構建筑弘揚傳統文化
鄉村振興下，將中華民族悠久傳承的木結構建筑融合現代技術，發揚光大，有序開展村鎮升級更新，
打造一批新時代的“周莊”、“烏鎮”，弘揚、保護傳統文化，彰顯文化自信，為子孫后代留下美麗宜居與低碳綠色、傳統文化與現代文明交相輝映的社會主義現代化新民居。
同時，發展現代木建筑也是新發展階段對外開放、展示負責任大國的需要。縱觀歐美日等發達國家，不管是地廣人稀的歐美、還是人口稠密的日本，親近自然、原生綠色的木結構建筑，分布廣泛、民眾接納程度高。建議北京率先啟動試點示范，引領中國特色的現代木結構建筑發展，昭示應對氣候變化的決心和行動，并用開放、包容的舉措與國際接軌。
4 結語
推進開展建筑領域碳中和工作是實現我國“3060”目標最重要的內容之一。本文從國內外森林碳匯對比研究出發，分析我國古代木建筑、國外現代木建筑的減碳優異性能，提出了有序開展森林更新、科學配置林木種類的思路，以進一步提升生態碳匯能力，更好發揮森林固碳儲碳作用。并建議在鄉村振興情況下，率先在北京試點現代木建筑，對建筑探索“零碳”建造，甚至實現“負碳”，展示應對氣候變化負責任大國形象，具有重要理論和現實意義。
參考文獻
[1]韓敘，武振，張海燕，等.裝配式木結構建筑國外發展經驗借鑒[J].住宅產業.2019,06.
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