Biogener Kohlenstoff

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1 Lignum I Holzwirtschaft Schweiz Mühlebachstrasse 8, CH-8008 Zürich Biogener Kohlenstoff in Ökobilanzen und Umweltproduktdeklarationen Kurzfassung Olin Bartlomé Dipl. Ing. (FH) Projektleiter Technik Lignum olin.bartlome@lignum.ch

2 Der Klimawandel geschieht jetzt Die 30 Jahre von 1983 bis 2012 waren auf der Nordhalbkugel die wärmste Periode seit 1400 Jahren. Mindestens 60% dieses Klimawandels können den CO 2 -Emissionen durch menschliche Tätigkeiten zugeschrieben werden vor allem durch die Verbrennung fossiler Energieträger. Gebäude sind dabei für rund 40 % des Energieverbrauchs und für 36 % der EU-CO 2 -Emissionen verantwortlich. Rund 85% der Energie, die unsere Gesellschaft ermöglicht und antreibt, stammt aus der Nutzung fossiler Brennstoffe. Eine Verringerung des Verbrauchs fossiler Energieträger und Emissionen in obiger Grössenordnung würde politisch inakzeptabel sein. Kurz gesagt, die notwendigen Anstrengungen, um die Konzentration von Treibhausgasen auf ein aus klimatischer Sicht wünschenswertes Mass zu reduzieren und dort zu stabilisieren, befinden sich nicht im Einklang mit der globalen Entwicklungsstrategie auf der Basis einer stetigen Zunahme des Konsums. Es gibt zwei Möglichkeiten, um CO 2 in der Atmosphäre zu reduzieren: entweder durch die Reduzierung der CO 2 Emissionen oder durch den Entzug von CO 2 aus der Atmosphäre und damit durch die Bildung einer Kohlenstoffsenke. Holz hat die einzigartige Fähigkeit, in beiderlei Hinsicht Nutzen zu stiften. Reduzieren des Kohlendioxid-Schadstoffausstosses Substitution anderer Materialien Es gibt keinen anderen so breit verwendeten Baustoff, der so wenig Energie für seine Bereitstellung braucht wie Holz. Dank der Photosynthese sind Bäume in der Lage, mit Hilfe der Sonnenenergie CO 2 aus der Luft aufzunehmen, es mit dem Wasser, das sie aus dem Boden bekommen, zu kombinieren und das organische Material Holz produzieren, indem sie den Kohlenstoff aus der Luft zu dessen Aufbau nutzen. 1 In den meisten Fällen ist die für die Verarbeitung und den Transport von Holz erforderliche Energie geringer als die durch die Photosynthese im Holz gespeicherte Energie. Nicht nur ist die Herstellung und Verarbeitung von Holz sehr energieeffizient, womit Holzprodukte einen sehr kleinen CO 2 -Fussabdruck aufweisen. Holz kann oft auch verwendet werden, um Materialien wie Stahl, Aluminium, Beton oder Kunststoff zu ersetzen, die grosse Mengen an fossilen Energieträgern für ihre Herstellung benötigen. Jeder Kubikmeter Holz, der als Ersatz für einen anderen Baustoff verwendet wird, reduziert die CO 2 -Emissionen in die Atmosphäre um durchschnittlich 1,1 Tonnen CO 2. Die Verwendung von Holz hilft auch, Energie über die Lebensdauer eines Gebäudes zu sparen: Die Zellstruktur von Holz sorgt für eine hervorragende Wärmedämmung. Im Sinne der Kaskadennutzung führt Holz schliesslich auch zu einer energetischen Substitution (Altholz statt Erdöl): Wenn Holz nicht weiter verwendet oder recycelt werden kann, kann es immer noch durch die thermische Nutzung Energie erzeugen. Die so gewonnene Energie ist nichts anderes als gespeicherte Sonnenenergie. Die Menge des 1 Dieser Prozess erzeugt auch Sauerstoff: Der gesamte Sauerstoff, den wir atmen und auf dem auch sämtliches tierisches Leben beruht, stammt aus der Photosynthese von Pflanzen und Bäumen. Verfasser: OB Datei: Biogener_Kohlenstoff_kurze_Version.docx Datum: Seite: 2/7

3 CO 2 aus der Verbrennung ist nicht grösser als die zuvor gespeicherte Menge. Holz aus nachhaltiger Waldbewirtschaftung ist damit klimaneutral. Dies wird auch von der Holzindustrie genutzt: Bei der Herstellung von Holzprodukten werden bis zu 75% der dafür benötigen Energie aus Restholz aus dem Fabrikationsprozess gewonnen. Steigerung der Kohlenstoffsenke Der Kohlenstoffkreislauf Kohlenstoff ist in unserer Umwelt in einer Vielzahl von verschiedenen Kohlenstoffspeichern vorhanden: in den Ozeanen gelöst, in der Biomasse von Pflanzen oder Tieren, in der Atmosphäre meist als CO 2 ; in Gesteinen (z.b. Kalkstein, Kohle u.v.m.) etc. Dieser Kohlenstoff wird ständig zwischen den verschiedenen Kohlenstoffspeichern in einem Kohlenstoff-Kreislaufprozess ausgetauscht. Da CO 2 bei den meisten Kohlenstoff-Austauschvorgängen beteiligt ist, ist die gemeinhin bekannte Kohlenstoffsenke also ein Kohlenstoffspeicher, der zunimmt und somit netto C aufnimmt eigentlich eine Senke von Kohlendioxid. Diese Senken im Kohlenstoffkreislauf sind in der Lage, CO 2 aufzunehmen und damit dessen Konzentration in der Atmosphäre zu reduzieren. Das Ungleichgewicht zwischen dem aktuellen Kohlenstoffausstoss durch die Verbrennung fossiler Energieträger und den nötigen CO 2 -Emissionseinsparungen ist wie oben beschrieben so gross, dass es nicht genügt, nur die Kohlenstoffemissionen zu reduzieren. Es müssen auch die Kohlenstoffsenken erhöht werden. Eine der einfachsten Möglichkeiten, die Kohlenstoffsenken zu erhöhen, ist die vermehrte Verwendung von Holz. Wälder als Kohlenstoffsenke Dank der Photosynthese können Bäume im Wald grosse Mengen an CO 2 aufnehmen und in Form von Holz speichern. Zirka 0,9 Tonnen CO 2 werden in jedem Kubikmeter Holz eingelagert. Die Wälder der Erde bilden damit ein über Tausende von Jahren gewachsenes, riesiges Kohlenstoffdepot, das im Zustand der Reife jedoch in einem Gleichgewichtszustand verharrt: Es wird von diesen Wäldern laufend ungefähr ebenso viel neuer Kohlenstoff gebunden, wie durch Absterben und Verrotten von Pflanzen wieder in die Atmosphäre geht. Entsprechend sorgfältig und umsichtig (nachhaltig) muss die Waldbewirtschaftung und Holznutzung sein, um diese Kohlenstofflager nicht unnötig freizusetzen. Nachhaltig genutzte Wirtschaftswälder lassen sich gezielt zugunsten des Klimas einsetzen und dabei in ihrer Wirkungsweise optimieren. Ihre Wirkung als Kohlenstoffsenke unter Einbezug der Holzprodukte als C-Speicher kann unter einer nachhaltigen Bewirtschaftung signifikant höher sein als bei Wäldern, die der Natur überlassen werden. Einerseits absorbiert ein jüngerer Baumbestand im nachhaltig bewirtschafteten Wald dank des kräftigeren Wachstums mehr CO 2 als Wälder mit reiferen Bäumen. Anderseits sterben und verrotten in einem bewirtschafteten Wald keine alten Bäume, was bei der Natur überlassenen Wäldern zu einer Rückführung des gespeicherten Kohlenstoffs in die Atmosphäre führt. Geerntete Bäume speichern auf der anderen Seite weiterhin das eingelagerte CO 2 während der gesamten Lebensdauer des daraus hergestellten Holzprodukts. Verfasser: OB Datei: Biogener_Kohlenstoff_kurze_Version.docx Datum: Seite: 3/7

4 Holzprodukte als Kohlenstoffspeicher Holzprodukte sind eher Kohlenstoffspeicher als Kohlenstoffsenken, da sie nicht CO 2 aus der Atmosphäre absorbieren. Sie übernehmen aber eine wichtige Rolle bei der Verbesserung der Wirksamkeit der CO 2 -Senkenleistung der Wälder einerseits durch die Verlängerung der Zeitdauer, in welcher das von den Wäldern in Holz eingebundene CO 2 der Atmosphäre entzogen ist, anderseits durch die Förderung eines erhöhten Waldwachstums. Nach jüngsten Schätzungen variiert die durchschnittliche Lebensdauer von Holzprodukten zwischen zwei Monaten für Zeitungen und 75 Jahre für im Baubereich eingesetztes Holz. Je länger die Nutzugsdauer ist, desto besser für die Umwelt: nicht zuletzt wegen der besseren Nutzung der Waldressourcen. 2 Die aktive und vermehrte Nutzung von Holz ist damit eine einfache Möglichkeit zur Dämpfung des Klimawandels. Die Rolle von Holzprodukten aus nachhaltiger Waldwirtschaft Entgegen dem verbreiteten Irrtum, dass es einen überall geltenden direkten kausalen Zusammenhang zwischen der Verwendung von Holz und der Zerstörung der Wälder gebe, leistet die verstärkte Nutzung von Holz aus nachhaltig genutzten Wirtschaftswäldern einen positiven Beitrag zur Erhaltung und Erweiterung dieser Wälder. Allerdings muss hier zwischen Wäldern in tropischen und sub-tropischen sowie temperierten Klimazonen unterschieden werden. Die Waldfläche in tropischen bzw. sub-tropischen Zonen nimmt in der Tat ab. Gründe dafür sind unter anderem das Bevölkerungswachstum, Armut oder auch Defizite im institutionellen Bereich. In den allermeisten Fällen ist die Holznutzung also nicht der Treiber hinter diesen Entwaldungsprozessen. Im Gegenteil, eine nachhaltige Waldbewirtschaftung und Holznutzung kann dem Wald einen Marktwert geben, der für lokale Gemeinschaften ein wichtiger Anreiz sein kann, den Wald längerfristig zu erhalten. In allen europäischen Regionen hat sich die Waldfläche seit 1990 erhöht. Europa ist die einzige Region, welche eine positive Nettoveränderung der Waldfläche in den letzten 20 Jahren aufweist. Europa hat seit ,1 Mio. ha Wald und andere Waldflächen und seit 1990 insgesamt 16,69 Mio. ha gewonnen. Das europäische Bestandesvolumen belief sich im Jahr 2010 auf 96'252 Mio. Kubikmeter, davon 21'750 Mio. Kubikmeter in den EU-27- Ländern. Der jährliche Nettozuwachs der EU- 27 wird auf 620 Mio. Kubikmeter geschätzt. In der Praxis werden aktuell aber nur 64% des jährlichen Nettozuwachses geerntet. Die europäische Forstindustrie ist sich bewusst, dass die eigene Zukunft in der Zukunft der eigenen Wälder liegt. Zusammen mit den Waldbewirtschaftungsvorschriften und der Entwicklung von Zertifizierungssystemen führt das zu einer nachhaltigen Stabilität, unter der unsere Wälder weiterhin gedeihen. 2 Verkürzt sich die durchschnittliche Lebensdauer von Holzprodukten, so nimmt der Pool bei gleichem Holzverbrauch ab, d.h. er wird eine Quelle. Wird dadurch mehr Holz verwendet, reduziert sich der Senkeneffekt im Wald und der Wald kann gar zur Quelle werden. Verfasser: OB Datei: Biogener_Kohlenstoff_kurze_Version.docx Datum: Seite: 4/7

5 Berücksichtigung von Holz in der internationalen Klimapolitik Im Rahmen der Klimakonvention (UNFCCC) haben sich alle Annex-I Staaten (faktisch alle westlichen Industrieländer) dazu verpflichtet, ihre Emissionen von anthropogenen Treibhausgasen sowie deren Reduktion durch Senken jährlich in einem nationalen Inventarbericht zu veröffentlichen. Der Begriff Reduktion von Treibhausgasen durch Senken bezieht sich hierbei auf die Absorption von atmosphärischem CO 2 durch das Wachstum von Biomasse. Für den Zweck der Berichterstattung sind die Emissionen (und Reduktionen) in sechs Quellengruppen zusammengefasst. Diese Gruppen stellen jedoch nicht Wirtschaftssektoren dar. Zum Beispiel sind alle Emissionen in Zusammenhang mit der Energieerzeugung innerhalb der Gruppe 1 inventarisiert. Auf der anderen Seite werden Emissionen und Reduktion durch Wälder in der Gruppe 5 Landnutzung, Landnutzungsänderung und Forstwirtschaft (LULUCF) inventarisiert. Diese Inventarisierungsregeln berücksichtigen die verzögerten Emissionen aus der Kohlenstoffspeicherung in Holzprodukten nicht. Zur Vereinfachung wurde angenommen, dass sich die Kohlenstoffspeicher in Holzprodukten im Laufe der Zeit nicht wesentlich ändern, so dass sich die Eingänge an Holz (und der damit verbundene gespeicherte Kohlenstoff) und die Ausgänge an Holz (und der damit verbundene gespeicherte Kohlenstoff) ausgleichen. Als Folge treten in der Systematik keine Netto-Senken- oder -Quellen-Effekte aus dem Kohlenstoffpool von Holzprodukten auf. Mit dieser Perspektive endet nach der Holzernte die Berücksichtigung der CO 2 -Bilanz innerhalb des Sektors. Denn da die Kohlenstoffemissionen der Holzernte bereits explizit innerhalb der LULUCF-Quellengruppe inventarisiert werden, können sie, wenn die Verwendung von Holz energetisch inventarisiert werden soll, nicht wieder in der Energiequellen-Gruppe erfasst werden, da dies zu einer doppelten Erfassung von Emissionen führen würde. Daher wird die energetische Nutzung von Holz in der Regel als klimaneutral betrachtet. Neben der jährlichen Berichterstattung im Rahmen der Klimakonvention hatten sich einige Länder im Rahmen des Kyoto-Protokolls dazu verpflichtet, ihre Treibhausgasemissionen innerhalb der sogenannten ersten Verpflichtungsperiode ( ) unter das Basisjahr 1990 zu reduzieren. Für den Forstsektor mussten gemäss Artikel 3.3 des Protokolls alle Treibhausgasemissionen von Landnutzungsänderungen im Zusammenhang auf einer verbindlichen Grundlage gemeldet werden insbesondere die Aufforstung, die Wiederaufforstung und Entwaldung. Zusätzlich konnten gemäss Artikel 3.4 des Protokolls die Netto-Emissionen/-Reduktionen der Aktivität Waldbewirtschaftung auf freiwilliger Basis gemeldet werden. Die Absicht dieser Regel war, Anreize für die Reduktion der Treibhausgas- Emissionen aus der Waldbewirtschaftung zu schaffen. Mit den Entscheidungen, die in Durban während der Konferenz der Vertragsparteien im Jahr 2012 getroffen wurden, wurde das Kyoto-Protokoll verlängert. Dabei wurden auch einige Regeln bezüglich Inventarisierung und Quantifizierung der Forst-und Holzbranche überarbeitet. Unter anderem wurden die Berichterstattung und der Einbezug der Waldbewirtschaftung obligatorisch, und die temporären, dynamischen Veränderungen im Kohlenstoffpool von geerntetem und verwendetem Holz müssen explizit berücksichtigt werden. Der Kohlenstoffpool von geerntetem und verwendetem Holz wird demnach basierend auf dem verwendeten Schnittholz, Holzwerkstoffen und Papier geschätzt. Holz, welches im Bausektor einem der wichtigsten Abnehmer Verfasser: OB Datei: Biogener_Kohlenstoff_kurze_Version.docx Datum: Seite: 5/7

6 von Holz und Holzprodukten Anwendung findet, wird damit erfasst. Abgesehen von einer realistischeren Betrachtung der Kohlenstoffflüsse bezüglich der Verwendung von Holz fördert es auch die Anwendung von Holz in langlebigen Holzprodukten im Bauwesen und schafft Anreize für zusätzliche positive Substitutionseffekte im Hinblick auf die Verwendung von Holz im jeweiligen nationalen Zusammenhang der Klimapolitik. Um die Auswirkungen der zugrundegelegten Klimaneutralität von Holz in Bezug auf die CO 2 -Bilanz der Wälder zu reflektieren, aus denen Holz bezogen wird, kann nur Holz aus heimischen Wäldern als Beitrag zum C-Speicher in Holzprodukten berücksichtigt werden, welches gemäss Artikel 3.4 des Kyoto-Protokolls inventarisiert wird. Folglich ist Holz aus Abholzung aus der Bilanzierung ausgeschlossen. Diese in Durban vereinbarten Bilanzierungsregeln wurden rechtlich in der Entscheidung Nr. 529/2013 / des Europäischen Parlaments und des Europäischen Rates in den Bilanzierungsregeln für die Treibhausgasemissionen und der Degradation hinsichtlich Landnutzung, der resultierenden Land-Nutzungsänderung und der Forstwirtschaft implementiert. Quantifizierung des Holzprodukte-Beitrags um den Klimawandel zu bremsen Lebenszyklusanalysen (LCA) oder Ökobilanzen sind eine etablierte Methode zur Quantifizierung des Umweltprofils eines Produktes. Sie erlauben es auch, Umwelteffekte zwischen verschiedenen Produkten zu vergleichen. Auf diese Weise eruierte Informationen sind der Schlüssel dazu, die positiven Klimaeffekte von Holz aufzuzeigen und in den Kontext der Entscheidungsfindung zu integrieren. LCAs bewerten die Umweltauswirkungen eines Bauteils über den gesamten Weg seines Lebens. Das wird immer wichtiger, da immer mehr Planer verpflichtet sind, die Umweltauswirkungen der ausgewählten Produkte und Materialien zu betrachten, dies unter Berücksichtigung dessen, woher das Material kommt, wie es in ein Produkt konvertiert und im Gebäudekontext verwendet wird, bis hin zu dessen Entsorgung oder Wiederverwendung/Recycling. Die sachlich richtige Berücksichtigung der komplexen Kohlenstoffflüsse aus Wachstumsprozessen, der Forstwirtschaft, der Produktion von Holzprodukten, der temporären Speicherung von Kohlenstoff in Holzprodukten sowie aus dem Recycling, der energetischen Verwertung und der Beseitigung bilden den Schlüssel für eine unvoreingenommene und angemessene Quantifizierung des Umweltprofils von Holzprodukten, insbesondere des Treibhauspotentials bzw. des Global Warming Potentials (GWP). Verschiedene Initiativen versuchen derzeit, Regeln zu definieren, wie biogene Kohlenströme in der Ökobilanzierung und dem CO 2 -Fussabdruck definieren werden sollten. Diese Initiativen kommen hauptsächlich aus dem Normungswesen und sind zum Beispiel: Innerhalb des CEN TC 175; im Rahmen der Erarbeitung Holz-spezifischer Regel für die Erstellung von Umweltproduktdeklarationen (EPDs) für Holzprodukte mit Bezug zu EN 15804, Innerhalb des CEN TC 411; Regeln für die Ökobilanz von bio-basierten Materialien, Innerhalb des ISO TC 207; Regeln für die Quantifizierung eines CO2-Fussabdrucks von Produkten, durch die Europäische Kommission im Rahmen der Festlegung von Regeln für die Berechnung des ökologischen Fussabdrucks von Produkten. Verfasser: OB Datei: Biogener_Kohlenstoff_kurze_Version.docx Datum: Seite: 6/7

7 Zusammenfassung Das Ungleichgewicht zwischen dem aktuellen Kohlenstoffausstoss durch die Verbrennung fossiler Energieträger und den nötigen CO 2 -Emissionseinsparungen ist so gross, dass eine alleinige Verringerung des Verbrauchs fossiler Energieträger und Emissionen in obiger Grössenordnung politisch inakzeptabel sein würde. Nebst der Reduzierung der CO 2 Emissionen gibt es jedoch eine weitere Möglichkeit, um CO 2 in der Atmosphäre zu reduzieren: Durch den Entzug von CO 2 aus der Atmosphäre und damit durch die Bildung einer Kohlenstoffsenke. Holz hat die einzigartige Fähigkeit, in beiderlei Hinsicht Nutzen zu stiften. Jeder Kubikmeter Holz, der als Ersatz für einen anderen Baustoff verwendet wird, reduziert die CO 2 - Emissionen in die Atmosphäre um durchschnittlich 1,1 Tonnen CO 2. Hinzu kommt die anschliessende Energetische Substitution (Altholz statt Erdöl) im Sinne der Kaskadennutzung. Über die Lebensdauer eines Holz-Produktes werden 0,9 Tonnen CO 2 pro Kubikmeter Holz aus der Atmosphäre entzogen und im Holz gebunden. Das grösste Potential, die CO 2 -Einsparungen zu nutzen, liegt bei der Anwendung eines grösseren Anteils von Holzprodukten, der Verwendung von Holzprodukten mit einer längeren Lebensdauer und im Substituieren energieintensiver Materialien durch Holz und Holzprodukte. Bei der Herstellung von Holzprodukten werden bis zu 75% der dafür benötigen Energie aus Restholz aus dem Fabrikationsprozess gewonnen. Aus jedem Molekül CO 2 produziert ein Baum mittels Photosynthese zwei wesentliche Schlüsselkomponenten für das Leben: Kohlenstoff, auf dessen Grundlage alles Lebendige besteht, und Sauerstoff, auf dem sämtliches menschliche und tierische Leben beruht. Entgegen dem verbreiteten Irrtum, dass es einen kausalen Zusammenhang zwischen der Verwendung von Holz und der Zerstörung der Wälder gebe, leistet die verstärkte Nutzung von Holz aus nachhaltig genutzten Wirtschaftswäldern einen positiven Beitrag zur Erhaltung und Erweiterung dieser Wälder. Im Rahmen der Klimakonvention (UNFCCC) haben sich faktisch alle westlichen Industrieländer dazu verpflichtet, ihre Emissionen von Treibhausgasen sowie deren Reduktion durch Senken jährlich in einem nationalen Inventarbericht zu veröffentlichen. Die in Durban vereinbarten Bilanzierungsregeln wurden rechtlich in der Entscheidung Nr. 529/2013 / des Europäischen Parlaments und des Europäischen Rates in den Bilanzierungsregeln für die Treibhausgasemissionen und der Degradation hinsichtlich Landnutzung, der resultierenden Land-Nutzungsänderung und der Forstwirtschaft implementiert. Verfasser: OB Datei: Biogener_Kohlenstoff_kurze_Version.docx Datum: Seite: 7/7