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碳达峰碳中和目标下木材工业的发展路径分析

近年来,由全球气候变化导致的极端气候事件频发,应对气候变化成为全球治理的重要组成部分[1]。2020年9月,中国明确将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和[2]。2021年3月,中央财经委员会第九次会议进一步提出“实现碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革”。2021年9月,《中共中央  国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》(中发[2021]36号)正式发布,对“双碳”工作进行了系统谋划和总体部署[3]。

目前来看,实现“双碳”目标已经深入人心,并融入各级政府与各地的规划与工作落实之中,“双碳”目标将成为未来数十年影响中国政策制定与社会发展的重要因素,对经济结构、能源结构、交通运输结构和生产生活方式都将产生深远的影响[4]。在此背景下,作为国民经济的主要组成部分之一,木材工业也将迎来调整与变革。鉴此,本文通过总结分析“双碳”目标下木材工业的优势与不足,提出木材工业的发展路径,旨为行业提振发展信心,加速实现绿色低碳高质量发展。

1  “双碳”目标下,木材工业的优势

1.1 木材工业是绿色低碳的产业

木材和木制品生产过程能源消耗量小,碳排放水平低,尤其是与钢材、玻璃和水泥等传统建材相比,节能降碳优势明显。研究显示,生产1吨水泥约排放1220 kg CO₂当量,生产1吨钢材约排放6470 kg CO₂当量,生产1吨玻璃约排放1870 kg CO₂当量,而加工1 m3木材(规格材)仅排放30.3 kg CO₂ 当量[5]。近年来,随着国家供给侧改革的深入推进和环保督察步入常态化,我国木材工业领域正处于转型升级的关键期,企业兼并重组,行业加速洗牌,低端落后产能逐步退出市场,严格限制高能耗、高排放项目盲目上马,产业结构持续低碳化。以木材工业的支柱产业——人造板产业为例,据中国林产工业协会统计,截至2020年底,淘汰落后刨花板产能2772万m3/年,淘汰落后纤维板产能3316万m3/年,注销、吊销或停产胶合板类生产企业累计17500余家,而新建项目多为智能化的大产能连续平压生产线,能源管理水平较高,碳排放强度较低。同时,木材和木制品可部分替代钢材、玻璃、水泥等传统能源密集型产品和化石燃料,也可减少我国工业及能源部门的碳排放。

总体来看,木材工业是能源消耗少、环境污染小的低碳产业[6]。在国家“双碳”目标下,伴随着社会生产生活方式的系统性变革,我国木材工业行业势必加快绿色低碳化技术改造和转型升级的步伐,跨步迈向全球产业链中高端。

1.2 木材和木制品是高效廉价的碳封存体[7]

木材工业是以木材和木质材料为原料,经机械或化学加工其产品仍保持木材基本特性的产业,其主要产品包括锯材、人造板和各类木制品等[8]。木材属于天然的储碳材料,其主要制品只要处于使用状态就一直会作为碳储存库而存在。我国原木和锯材的含碳量为0.496 g/g[9-10],依据碳储量计量方法测算得知[9-10],以平均基本密度约489 kg/m3计[9-10],则每m3原木和锯材的碳储量约242.544 kg,折合889.328 kg CO₂当量。我国人造板的平均含碳量为0.4664 g/g[9-10],依据碳储量计量方法测算得知[9-10],以平均基本密度约670 kg/m3计[9-10],每m3人造板的平均碳储量约312.488 kg,折合1145.79 kg CO₂当量。各类木制品主要以木材和人造板为原料加工而成,也因此储存了大量CO₂。由此可知,生产和使用木材及其制品可以固定大气中的CO₂,抵消我国部分温室气体排放,也是应对气候变化的有效方法之一。因此,以木材和木制品为主体的木质林产品的碳储量对于评价温室气体减排潜力和编制国家温室气体排放清单具有重要意义,已成为气候变化国际谈判中的重要议题之一[11]。

家居建材是我国木材和木制品应用的主要领域,因此,家居建材领域也储存了大量的碳。在家居建材等部门贯彻落实国家“双碳”目标的过程中,随着人们绿色低碳消费意识的日益增强,木材及其制品将会发挥更大的储碳功能。

1.3 木结构建筑是低碳节能型建筑

建筑业是我国碳排放的主要领域之一,据统计,2018年我国建筑全生命周期排放49.3亿tCO₂当量,占我国能源碳排放总量的51.2%[12]。降低建筑领域的碳排放是落实国家“双碳”目标的必然要求,也是推动实现经济社会发展全面绿色转型的客观需要。与轻钢结构和钢筋混凝土结构等常见建筑类型相比,木结构建筑在节能减排及环境表现方面优势显著。研究表明,一栋建筑面积约223 m2的独栋独户式建筑,采用木结构建筑形式的生命周期(物化与运行阶段)总能耗约6126.329 GJ,比轻钢结构低11.9%,比混凝土结构低26.1%;木结构每单位建筑面积全生命周期环境影响潜值为567.21元/m2,而轻钢结构和混凝土结构分别为619.69元/m2和692.65元/m2 [13]。仅就碳排放而言,我国现代木结构建筑在50年使用期内单位建筑面积碳排放24.6~31.1 kg CO₂ e/( m2·a),平均28.8 kg CO₂ e/( m2·a)。相较于仅使用钢筋和混凝土的基准建筑,现代木结构建筑在建材生产阶段碳排放减少48.9%~94.7%,全生命周期碳排放减少8.6%-13.7% [14]。由于木结构建筑的主体材料为木质材料,如前文所述,木质材料属于天然负碳材料,因此木结构建筑还能起到良好的固碳效应[15]。

尽管当前木结构建筑施工总面积仅占全国建筑竣工总面积的0.1%左右[16]。但在建筑行业贯彻落实“双碳”目标的背景下,绿色低碳环保的现代木结构建筑市场前景广阔,在建筑市场将得到进一步推广和应用,特别是在休闲旅游度假区和特色地区的住宅,农村自建住宅,酒店会所等商业建筑,以及政府投资兴建的养老院、幼托、学校、园林景观等公共建筑。

2  “双碳”目标下,木材工业的挑战

2.1 木材资源供给能力不足

随着我国经济社会的快速发展,木材消费量不断增长。而我国现有用材林中可采面积仅占13%,可采蓄积仅占23%,可利用木材资源少,大径材林木和珍贵用材树种更少,中幼林比重大[17],木材资源的供给能力无法满足国内的木材需求,尤其是在天然林全面商业性禁伐的背景下,木材的供需矛盾较为突出。目前,主要通过进口来缓解木材供需矛盾,我国木材对外依存度已超过了50% [17]。预计,国家“双碳”目标下,随着木材和木制品,以及木结构建筑市场规模的扩大,对木材资源的需求量也将呈刚性增长态势,木材资源供给面临较大压力。加之国际贸易保护主义抬头、我国木材进口市场集中度偏高[18]等因素的影响,都将使我国木材资源供给能力面临不确定性。

2.2 能源消费结构调整面临压力

当前,我国木材工业的能源消费结构以煤炭和电力为主,辅以汽油和柴油,还有少量燃料油、煤油和天然气[19]。虽然木材工业整体上能源消耗量较少,但对传统化石能源仍有一定依赖性。化石能源的使用是二氧化碳排放的主要原因之一,“双碳”目标的本质是能源革命。国家“双碳”目标实施将推动我国能源消费由化石能源向新能源转型,2030年我国非化石能源占一次能源消费的比例要提升到20%左右[20]。在能源领域变革的大背景下,我国木材工业的传统生产模式面临挑战,能源消费结构调整将面临压力。

2.3 碳计量标准缺失

标准是经济活动和社会发展的技术支撑,是国家基础性制度的重要方面。标准已成为与战略、规划、政策同等重要的国家治理手段[21]。碳计量标准是我国木材工业实施“双碳”目标的前提,然而,目前我国木材工业行业尚未有碳计量标准颁布。企业是“双碳”目标实施的主体,碳计量标准的缺失导致我国木材工业企业无法科学准确评估生产经营过程的碳排放情况,面对国家“双碳”目标,只能被动跟随大势,应变的主动性略显不足。缺乏碳计量标准支撑已成为制约我国木材工业实现“双碳”目标的关键因素之一。

2.4 碳排放核算基础研究滞后

碳排放是指人类生产消费活动导致的温室气体排放,以CO₂当量表示[22]。碳排放盘查是实现“双碳”目标的基础性工作,只有全面、准确摸清碳排放“家底”,明确产业链各环节的碳排放基本情况,才能确定碳减排的基准线和主攻方向。然而,目前我国木材工业碳排放核算基础研究较为滞后,现有少量研究以个别案例分析为主,代表性不强,不够系统和深入,尚无法反应行业的整体情况,对行业进一步推进低碳减排、实现“双碳”目标的指导性不强。

3  “双碳”目标下,木材工业的发展路径

3.1 保障木材供给安全

我国木材工业企业可以建立原料林基地,实现“林板”一体化发展。一方面可解决企业原材料来源问题,一方面可以增加森林碳汇,部分抵消生产过程中的碳排放。有前瞻性的企业甚至可以直接在森林资源丰富的国家建立原料林基地和工厂。企业应采取多元化的进口模式,积极开拓木材进口市场,降低木材进口市场集中度,以规避贸易壁垒。同时,企业还应改进加工工艺,进一步提高木材出材率,最大程度地利用木材资源。

3.2 优化能源消费结构

我国木材工业企业应顺应能源革命的发展大势,主动拥抱变化。逐步降低煤炭、石油等传统化石能源的消费比例,酌情增加太阳能、风能、生物质能等非化石能源的使用比例,推动能源消费结构由高碳能源过渡到低碳能源,并努力向零碳能源转变。木材加工剩余物中无法作为二次原料的树皮和锯末等可以作为能源加以高效利用,进一步提高能源自给率。此外,还应加强生产过程的能源计量管理,提高能源利用效率,针对生产过程中高能耗工艺、技术和装备,研究优化路径,寻找替代方案,从而降低单位产值的能耗水平。

3.3 构建碳达峰碳中和标准体系

科研机构、高等院校、行业协会及企业等应尽快联手研制契合我国木材工业行业特点和企业实际情况的碳排放盘查、碳储量计量、碳标签管理等急需的重要标准,从国家标准、行业标准、团体标准和企业标准等四个维度,构建木材工业行业碳达峰碳中和标准体系,以一流的碳计量标准引领我国木材工业绿色低碳发展,助力国家“双碳”目标的顺利实施。

3.4 开展全生命周期碳排放盘查

全面引入碳排放核算方法体系,结合木材工业行业的特点,开展全生命周期碳排放盘查,精准量化产业链各环节的碳排放,为木材工业企业节能降碳提供科学依据,为下游用户绿色采购和消费者绿色消费提供参考指南。在此基础上,建立我国木材工业行业碳排放数据库并定期更新,为木材工业行业碳排放情况的准确计量和科学预测提供数据支撑。

3.5 加强绿色低碳加工技术的研发推广

科技创新是我国木材工业实现“双碳”目标的根本动力。科研院校应依托创新联盟、工程技术中心、重点实验室等创新平台,建立木材工业绿色低碳加工技术创新体系,针对企业生产需求和碳减排面临的技术瓶颈,围绕木材工业节能降耗的关键领域,组织优势科研力量联合开展科技攻关,加速推动关键领域的技术突破,促进相关研究成果快速推广应用,转化为生产力,为木材工业低碳转型和绿色发展提供有力的科技支撑。

3.6 延长木材及木制品的储碳周期

一方面通过对现有生产工艺的优化升级,进一步提升木材和木制品的产品质量和使用的耐久性,延长木材和木制品的使用寿命;另一方面提高废弃木材及木制品的回收利用效率,实现木材及木制品的循环利用、分级利用和综合利用。对于无法回收再利用的木材及木制品优先选择填埋处理,实现二氧化碳的长期封存。通过以上举措,进一步延长木材及木制品的储碳周期,充分发挥木材及木制品对于应对全球气候变化的碳储贡献。

3.7 培养碳达峰碳中和专门人才

制定木材工业碳达峰碳中和人才培养方案,推动林业高校、科研院所相关交叉学科与专业建设,加快与林学、木材科学与技术等学科的融通发展,培养复合型碳达峰碳中和技术及管理专业人才。鼓励涉林高校、科研院所与龙头企业联合设立碳达峰碳中和专业人才培养项目,协同培养企业急需的复合型低碳人才,为木材工业做好碳达峰碳中和工作提供人才保障。

3.8 创新宣传视角,营造良好发展氛围

充分利用传统媒体和新兴媒体、中央媒体和地方媒体、大众媒体和专业媒体,形成全方位、多层次、立体化的宣传格局,以通俗易懂、生动有趣的方式宣传木材工业对国家“双碳”目标的贡献和价值,大力普及木材、木制品及木结构建筑的储碳知识,牢固树立使用木材、木制品和木结构就是为国家“双碳”目标做贡献的舆论导向,扭转长期以来社会公众对木材、木制品和木结构建筑的片面认知,为木材工业高质量发展营造良好舆论氛围。

4 结语

木材工业是我国林业产业的支柱产业,是低碳环保的绿色产业,是贮碳降碳的重要产业,在国家“双碳”目标下,机遇与挑战并存,但机遇多于挑战。科研机构、高等院校、行业协会、企业等应正确认识国家“双碳”目标,携手共进,把握机遇,直面挑战,保障木材资源供给能力,优化能源消费结构,构建碳达峰碳中和标准体系,开展全生命周期碳排放盘查,建立行业碳排放数据库,加强绿色低碳加工技术的研发与推广,延长木材及木制品的储碳周期,培养专门人才,加大宣传力度,以迎接未来广阔的市场发展空间,助推木材工业绿色低碳高质量发展。