Travis Joern:木建可持续 筑立碳中和

党的十九大报告提出，实施乡村振兴战略要坚持农业农村优先发展，按照产业兴旺、生态宜居、乡风文明、治理有效、生活富裕的总要求，建立健全城乡融合发展机制和政策体系，加快推进农业农村现代化，“产业振兴、人才振兴、文化振兴、生态振兴、组织振兴”五大振兴要在乡村振兴中全面落实，真正将城乡融合发展统筹于乡村振兴的全过程中。

1月18日，“木兴中国”中加木材论坛在北京成功召开。行业大咖汇聚云端，共同深入探讨新时代背景下的乡村振兴发展、文旅康养产业创新、碳中和碳达峰等主题，以全新的乡村振兴思维促进文旅康养产业绿色发展，进一步搭建乡村振兴战略学习交流平台。

本次论坛由加拿大木业主办，由中国建筑业协会、加拿大驻华大使馆、国际绿色建筑联盟、中国城市科学研究会城乡融合发展专业委员会、江苏省建筑产业现代化创新联盟、江苏省现代木结构产业联盟、南京工业大学、南京林业大学、搜狐焦点狐椒文旅联合支持。

加拿大木业企业传讯总监 Travis Joern出席了本此活动，并进行了《木建可持续 筑立碳中和》的主旨演讲。

Travis Joern表示，“碳中和”是现如今诸多国家的主要目标，更是在未来几十年中对建筑等行业造成深远影响的重要事情。清楚地了解什么是碳中和，以及碳中和之于我们的工作的意义，非常重要。

在探讨建筑业如何实现碳中和之前，首先让我们回归基本概念，到底什么是碳中和？

碳中和是一个零和概念，碳中和是指碳的排放和减少或吸收互相抵消，达到平衡状态。

碳中和并不意味着完全杜绝排放，目前尚未开发出能够让现代社会，在碳排放为零的情况下继续运转的技术。实现减碳主要有两条路径，一是减少碳排放，二是碳汇。

选择环境友好型生活方式，可以有效减少碳排放。随着科技的进步和社会责任感的提升，环境友好型生活方式，包括驾驶电动汽车、乘坐公共交通工具甚至骑行，都是为驾驶传统汽油车人士提议的低碳出行选项，人们可以对环境更为尽责，并使用更为可持续的产品，以降低碳排放。

但这仍只是实现零和目标这一难题的一小部分，电动汽车需要使用钢铁，电池需要锂，电网运输可再生资源需要铝和铜，所有这些材料都来自于采矿和加工等碳密集型行业，这就是碳汇的用武之地了。

碳汇主要有两种途径，一种是倚赖碳捕获 ，碳利用与碳储存（CCUS）等技术的发展，为减少碳排放提供新途径。目前在这一领域已有了一些惊人进步，但其中许多技术仍处于初期阶段，使用成本较高，尚未达到大规模使用的经济可行性转折点。另一种途径即生物碳汇，如森林 海洋 土壤

幻灯片 4 - 森林——碳库

着眼林业碳汇。森林吸收二氧化碳，并利用光合作用所获得的能量，将其转化为生物质

树木通过从空气中吸收碳，并将其储存为木材而得以生长，同时从太阳吸能来为这一过程供能量。

幻灯片 5 森林：碳源VS碳汇

但这并不意味着树木可以无止境的吸收和封存碳，成才的树木生长速度较慢，吸收的碳也不如幼树多。如果树木在森林火灾中死亡或被烧毁，其腐朽或燃烧时所释放的二氧化碳，与其生长期间所吸收的碳量相当。因此树木自身就是一个碳中和系统，即形成了固碳闭环。

幻灯片 6 可持续林业管理优化碳效益

由于树木可以本能地吸收碳，那么如何延长固碳循环，以利于实现碳中和目标，便成为了一个重要研究课题。使用木料作为建材等产品，有助于使碳不再游离于大气中，即使在树木的自然寿命结束后，储存在木料中的碳仍可使用。为了避免树木成为碳排放源，有效的林业管理尤为重要，做法包括促进树木生长、植树、减小对土壤的物理干扰等。

持续林业管理需要平衡以下三组关系

一、短期和长期之间的平衡。既要保证当前经济发展对资源的需求，更应该注意在资源利用过程中产生的浪费和污染、以及生产方式。

二、社会经济效益和环境效益之间的平衡。森林具有多重属性，例如社会、经济和环境属性，需要在这三者之间找到一种平衡，以实现森林价值的较大化

三、保护和利用之间的平衡。一味地强调保护森林，并不能使森林的价值较大化，森林保护区发生火灾的案例数不胜数。因此积极开展森林管理、保护和利用方式刻不容缓。

我们不禁要问，如何让森林更好地发挥碳汇作用，以延长自然固碳循环。林产品的用途有很多种，比如燃料、纸浆和纸张、包装材料、家具、甚至口罩所用的纤维，然而这些利用方式中的大多数都是短期用途。除了减少由其他合成产品或石油化学替代品产生的碳之外，确实延长了碳循环，但只有在产品的使用寿命超过树木的自然寿命时，才会起到碳汇作用。

在众多用途中，木结构建筑是将固碳循环较大化的长期应用方式之一。如果维修得当，一座木质结构建筑物的使用寿命可达百年以上。在中国也不乏屹立千年的木质建筑，如故宫和山西应县木塔（佛宫寺释迦塔），这些应用于建筑的木材显著延长了碳循环周期。

现代木结构建筑技术主要包括两种形式，轻型木结构和重型木结构。在美国和加拿大，有超过90%的低层居民住宅都是木结构。在不列颠哥伦比亚省，大部分六层以下的家庭住宅都采用轻木结构。随着“十四五”规划中，对乡村振兴和城乡融合发展的强调，根据当地市场情况，轻木结构可适用于文、旅、康养等设施。

近年来，重型木结构（亦称为大体量木结构），一直是一个重要的话题。较高密度木结构建筑通过使用预制木构件，已克服了建筑高度上的一些障碍，例如正交胶合木和层板胶合木。大体量木材的优势在于其是在工厂内被精确预制而成，可以使建筑拥有更大的跨度和更高的高度，预制组件的优点是安装便捷，同时建造施工现场的建筑垃圾和污染少。现代木结构的进步使其成为工业化建筑施工的重要解决方案。

加拿大地球大厦是一座37层的概念性木结构大楼，建成后有望成为世界上较高的木结构建筑，该建筑预计使用5000立方米木材，可减少5400吨二氧化碳排放。按照设计团队构想，这座木结构大楼是一座生态环境友好型建筑，其运营不依赖任何化石能源。一部分电力来自光伏发电，房顶和墙面都安装有光伏板，同时还采用地源热泵来获取地热能。

可以预见，高层木制建筑不再是一个神话，木制摩天大楼正在全球各地拔地而起。随着大体量木材技术的成熟，北美和欧洲的许多国家已开始追求木制建筑的高度，目前有几十座正在开发中。案例包括：Brock Commons，位于加拿大温哥华市不列颠哥伦比亚大学校内的一栋18层的学生公寓。由大体量木材、轻钢和混凝土混合建造而成，外立面挂板的制作材料70%为木纤维。建造施工时间仅为十周。

挪威的 Mjosa Tower，为世界较高的大体量木结构建筑，高度达为85.4米，其内部包括住宅单元、酒店、餐厅、办公室和游泳池。大楼的建造使用了胶合木柱子、横梁、对角线，楼梯和地板使用了正交胶合木。国际市场前瞻显示欧洲、北美和亚洲国家

正致力于扩大大体量木材的实施规模，同时表明了这些国家已确定将大体量木材作为减排工具。

幻灯片 13 - 重复使用和回收利用

目前木结构建筑的设计规范为五十年，适时可扩展至七十年，超出规范之外，木结构建筑还可能持续屹立数百年之久。比如以往一些用木材建造的历史建筑和寺庙等，即便建筑的使用寿命结束，拆除的部品部件可再利用于其他建筑，或者通过一定的加工用作其他用途。从废弃建筑上拆卸下的木材，可以用作家具、或包装材料等

幻灯片 14 - 从寿命周期的角度来看木结构

谈到建筑碳排放，许多人会把焦点放在建筑的运营阶段，考虑能源效率问题。在建筑的全寿命周期内，运营阶段的碳排放占比确实很大。

据统计，建筑物运营、维护阶段的能耗，在全寿命期分析中是占比最主要的占比高达82.8%-95.4%。在运营阶段，木结构工艺的能耗经证明大大低于混凝土和钢材，木材的换热热阻值是钢材的400倍，是混凝土的10倍。钢结构和混凝土结构需要更多的隔热保温设施来达到和木结构相同的热性能。据清华大学一项研究表明，木材优良的保温性能可显著降低建筑运营阶段的能源消耗和碳排放。

幻灯片 16 - 生产阶段的碳排放也应予以考虑

应在建筑整个寿命周期内，对其碳排放进行全面分析。从初创到废弃的每一个阶段都要进行监控。全寿命期方法关注建筑取材、运输、建设、运营、维护和拆除等各个环节的碳排放。就生产阶段而言，钢铁和混凝土这两类建材所产生的碳排放在全国碳排放总量中的占比很大。木材加工的主要环节包括切割、干燥、热压，以及根据实际应用而进行的胶合等，这些工序所产生的碳排放远低于钢铁、混凝土生产过程的碳排放。像木材这样的有机产品，通过光合作用自然生长，只需要空气、阳光和水等作为原料，树皮、锯末等边角废料可以作为生物能源，用于木制品的生产加工过程。钢材和水泥的生产和加工是高度能源密集型的，需要采矿、工业运输和熔炉等来制造最终产品。2019年中国建筑科学研究院环境能源研究院依托国家标准《建筑碳排放计算标准》GB/T51366-2019，对七栋现代木结构建筑的全寿命周期碳排放量进行计算，结果显示，在建材生产阶段使用木材比使用钢铁和水泥的碳排放可减少49%-95%。

幻灯片 17 - 一种贯穿建筑全寿命周期的节能材料

除了生产和运营环节，从全寿命期的视角来看，木结构在其他环节也有显著的环境效益。比如木材的自重较其他材料轻，也意味着可减少运输、安装和拆除等各环节的能耗。

幻灯片 18 - 木结构建筑在气候方面的益处已得到广泛认可  

木结构对气候变化的贡献在国际上是广受认可的，联合国政府间气候变化专门委员会提出：“在建筑活动中增加木材的使用量”“是一种增加碳固存的途径，能够帮助人类应对气候变化。”比尔·盖茨也长期积极关注气候变化，并投资减碳技术。在他的新书《气候经济与人类未来》中，他提到建筑设计应当考虑减少钢铁水泥的使用像正交胶合木和层板胶合木足够结实，完全可以替代钢筋混凝土。此外 全球较具影响力的《经济学人》杂志，近两年有多篇报道探讨木结构建筑在可持续城市建设中的巨大潜力。随着高层木结构建筑的高度不断突破，充分说明了木结构建筑的低碳环保优势，以及发展前景已经是被各国专家、政府广泛认可的。

要在建筑和建造领域实现碳中和。我们讲了很多木结构建筑的低碳，对环境的好处等等，但我们并不是要贬低钢铁和混凝土对推进现代城市化的贡献，著名科学家Vaclav Smil曾把水泥称为“文明社会最重要的材料”。

幻灯片 20 - 

钢铁和混凝土推动的城市化对气候的威胁越来越大。1928年中国城市化率不到20%，到了2020年，已经超过60%。在城镇化过程中，约有一半的基础设施建设是在2000年以后建造的。中国城市化的速度改善了数亿人的生活，但城市快速发展的代价体现在巨大温室气体排放上，其中建筑是主要来源之一，建筑运营、材料生产和建筑业，合计占全球总能耗的1/3以上，占全球总二氧化碳排放的近40%。

幻灯片 21 - 木材作为混凝土和钢材的补充

在我们的努力下，木结构建筑技术可以补充建筑材料以达到碳中和。森林资源是有限的，我们不可能完全用木材取代钢筋混凝土等主流材料，传统建材在实现大体量和高层建筑中，仍具有技术和成本优势。探索所有建筑材料的替代解决方案，以理解成本/效益分析仍然很重要，我们应该继续努力寻找低碳和绿色的解决方案，如碳捕获、碳利用与碳储存技术以生产更环保的资源。木质材料为我们提供了当前可行的低碳解决方案，以减少建筑行业的碳生成水平。

总结一下我们讨论的要点有：一、森林是陆地生态系统中较大的碳库，可持续林业管理方法中，木结构是森林碳汇作用的延伸。二、大体量木结构建筑技术的不断进步，规模化应用以及耐久性，进一步延长了碳循环周期。三、从建筑全寿命周期的角度来看，木结构建筑在每个环节，都具有显著的低碳环保优势。四、秉持可持续森林管理理念发展木结构建筑技术，是对现有建筑形式的有益补充，共同为建筑业实现碳中和做出贡献。

我们可以用四个R来简要概括一下：使用木材可以减少（Reduce）其他高碳材料的使用。木结构建筑中使用的材料，可以重复使用（Reused）于其他用途。木材是可生物降解的，可以回收利用（Recycled），木材也是少有可再生的（Renewable）主要建筑材料，政府部门的有效监管和可靠的第三方可持续森林认证体系，完全可以实现森林资源保护和利用之间的平衡，增加使用低碳环保材料的信心，可以激发使用碳中和解决方案的新生产方式，从而真正地让建筑的未来和碳中和之路植根于森林。