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基于“双碳”目标的木材节约代用综合效能评价方法研究

2024-11-13 63 上传者：管理员

摘要：该文立足我国碳达峰、碳中和目标，从森林这一实现该目标的主体为对象，定性分析了传统木材节约代用思路和“双碳”背景下的木材节约代用思路。进而以木材碳效益、净化空气效益等为要素建立了木材节约代用的效益分析模型，以木材代用碳成本、经济效益成本为要素等建立了木材节约代用的成本分析模型。基于“双碳”目标，建立了木材节约代用成本效益分析综合效能评价模型。最后，以木制筷子的塑料化替代为例，利用木材节约代用成本效益分析综合效能评价模型计算得到：塑料制品替代木筷消耗的1 m3林木时将增加0.96 t碳，应该摒弃这种传统的木材节约代用路径。

关键词：
木材节约代用
碳中和
碳达峰
综合效能
评价方法
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2021年10月中共中央国务院印发了《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》(以下简称《意见》)为深入推进生态文明建设，系统做好碳达峰、碳中和工作作出了顶层设计。碳达峰(peak carbon dioxide emissions)就是指在某一个时点，二氧化碳的排放不再增长达到峰值，之后逐步回落。碳达峰是二氧化碳排放量由增转降的历史拐点，标志着碳排与经济发展实现脱钩，达峰目标包括达峰年份和峰值。碳中和(carbon neutrality)是指国家、企业、产品、活动或个人在一定时间内直接或间接产生的二氧化碳或温室气体排放总量，通过植树造林、节能减排等形式，以抵消自身产生的二氧化碳或温室气体排放量，实现正负抵消，达到相对“零排放”。“双碳”,即碳达峰与碳中和的简称。

《意见》提出构建绿色低碳循环经济体系、提升能源利用效率、提高非化石能源消费比重、减少二氧化碳排放和提升生态系统碳汇能力等5方面主要目标。碳汇(carbon sink),是指通过植树造林、植被恢复等措施，吸收大气中的二氧化碳，从而减少温室气体在大气中浓度的过程、活动或机制。森林资源作为消纳二氧化碳排放量的自然主体和生态系统碳汇主角，必将是“双碳”目标下的主要竞逐对象。

在“双碳”目标提出以前，大家普遍认为我国森林资源兼具木材供给与生态效益双重任务[1],然而木材的供给与发挥生态效益之间存在着一定的对立关系，即木材供给的上升会减少生态效益的发挥，生态效益的充分发挥会导致木材供给的下降。在当前“双碳”目标下，森林的双重任务并没有减轻，反而随着目标的清晰化，森林所承担的“碳”目标更加具体，也更需要量化，从而能够按期、更优实现目标。

1、“双碳”目标背景下的木材节约代用

木材节约代用是缓解我国森林资源木材供给与生态效益的有效手段[2],是助推“双碳”目标的有效途径。但传统的木材节约代用评价机制有些已偏离当前的“双碳”目标而不适用，当前急需通过量化分解的方式使木材节约代用工作的方向与双碳目标同向协行，以促进新时代木材节约代用的高质量发展。因此量化研究“双碳”背景下的木材节约代用成本与效益成为大势所趋、迫在眉睫。

1.1 传统木材节约代用

一般来讲常说的木材节约代用(Timber saving and substitution) 是指通过加强管理，采用技术上可行，经济上合理，符合环保要求的措施。节约使用、合理利用木材[3],提高木材利用水平，减少或避免木材采伐、加工、储运和使用各环节的木材损失和浪费[4],或利用非木质材料[5]及其制品合理替代木材[6],减少木材使用量[7]。从定义上看，木材节约(Timber saving) 和木材代用(Timber substitution) 两个方面，主要的节约途径和代用手段如下表所示[8-9]。传统的木材节约代用，主要关注的是木材资源的节流。

表1传统木材节约主要途径和代用主要手段

1.2 “双碳”目标下的木材节约代用

森林资源作为消纳二氧化碳排放量的自然主体和生态系统碳汇主角，在此背景下木材节约代用的可选节约途径、代用手段虽然不会有颠覆性的变化，但是其选择导向将更加关注其“碳”贡献，即在传统木材节约注重节流的同时，也要考虑节流是增“碳”还是减“碳”。比如，以前提倡的节燃改灶、钢、铝和塑料等替代、取消纸袋包装、一次性筷子等降低了森林资源消耗，但其增“碳”有违“双碳”目标发展方向的现实也难以回避，因此需要建立新的木材节约代用评价机制。

2、木材节约代用成本效益分析综合效能评价(成本效益分析)

2.1 木材节约代用的效益

木材节约代用的效益及可量化指标如表2所示，其中效益类别包括吸收二氧化碳、净化空气、防风固沙、涵养水源和维持生态系统平衡五个方面。各效益类别的量化指标来自参考文献，供参考使用，案例分析时需要根据具体考察对象选取量化指标。效益类别及其权重的数值选取需要根据量化目标方向及木材节约代用量化方向、国家和社会发展需求调整，即效益类别可根据实际情况酌情增加或者减少，效益类别的权重数值也可以增加或者减小。由于不同的效益类别单位不一致，为了方便量化需要统一为该文侧重的碳目标，可以通过对权重的调整来使不同的效益类别与碳当量化；这种方式考虑了全部主要效益，比较全面，但不同效益的碳当量化操作存在转化难度。另一种处理方式则是仅考虑碳效益权重，其他效益不计入碳当量效益，权重均记为0;这种方式的优点在于效益计算值为碳的真实变化。

根据表2的量化信息，木材节约代用的价值效益可用如下公式进行量化，如下式(1)所示。

表2木材节约代用效益表

2.2 木材节约代用的成本分析

木材节约代用的成本及可量化指标如表3所示。其中成本类别包括释放二氧化碳、经济投入(包括能耗)和产生废物污染环境三个方面。各效益类别的量化指标为指引性说明，具体量化指标需要根据木材替代品的生产、废物处理情况确定。成本类别及其权重的数值选取需要根据量化目标方向及木材节约代用量化方向、国家和社会发展需求调整，即成本类别可根据实际情况酌情增加或者减少，成本类别的权重数值也可以增加或者减小。比如，社会和国家普遍认为木材替代品不符合传统审美、不利于身体健康，则可以增加成本类别；社会和国家对环境污染防治特别重视，认为其对国民经济和人民生活具有重要影响，那么在确定污染环境权重时可以调高。由于不同的成本类别单位不一致，其两种处理方式与效益分析处理方式相同，即通过权重碳当量化或者非碳相关成本权重取0。

根据表3的量化信息，木材节约代用的高价值成本可用如下公式进行量化，如下式(2)所示。

表3木材节约代用成本表

3、案例分析与讨论

该研究以木制筷子的塑料化为研究对象，基于第3节木材节约代用成本效益分析综合效能评价方法，计算木制筷子塑料化的木材节约代用综合效能。

计算前提和假设：以1 m3林木为基本分析单元，按照单位体积木材的木筷成品率60%计算，每m3木材固碳量1.6 t; 塑料筷子以三聚氰胺为原材料(密度1.661 t/m3),按照单位体积原料的塑筷成品率90%计算，1 t三聚氰胺释放2.3 t二氧化碳[16];为突出“双碳”目标，同时简化分析，与碳相关权重取1,其它取0。计算过程如式(4)。

P=B-C=(1.6×1+0)-([0.6÷0.9×1.661×2.3]×1+0)≈-0.96 (4)

经粗略计算木制筷子塑料化的节约代用方式碳综合效能评价为负，即使用塑料制品替代木筷消耗的1 m3林木时，将增加0.96 t碳。因此基于“双碳”目标，该木材代用方式不可取，这与该文2.1节传统的木材节约代用分析结果不一致。此案例分析既是该文基于”双碳“目标的木材节约代用综合效能评价方法的实践，也印证了该文评价模型有别于传统木材节约路径分析方法，具有深刻的现实价值。

4、结论

①以木材碳效益、净化空气效益等为要素建立了木材节约代用的效益分析模型，以木材代用碳成本、经济效益成本为要素等建立了木材节约代用的成本分析模型。

②基于“双碳”目标，建立了木材节约代用成本效益分析综合效能评价模型，可用于指导木材解约代用高质量发展。

③以木制筷子的塑料化替代为例，利用木材节约代用成本效益分析综合效能评价模型计算得到：塑料制品替代木筷消耗的1 m3林木时将增加0.96 t碳；该木材节约代用方式与“双碳”目标不一致，应该摒弃这种传统的木材节约代用路径。

参考文献:

[1]庄作峰.天然林保护工程对木材相关行业的影响及对策[j].世界林业研究,2000,13(3):53-58.

[2]张卫民.木材节约代用理论述评[j].林业经济问题(双月刊),2004,24(2):73-76,101.

[3]陶以明,马守华.关于我国木材节约代用发展的几个问题[a].中国木材保护工业发展问题研讨会论文集,2002.

[4]施振华.大力发展木材防腐节约木材[j].木材工业,2001,15(4):6-8.

[5]赵戈.浅谈我国木材行业发展的现状问题及对策[j].木材工业,2003,17(3):1-3.

[6]程宝栋,宋维明.浅议我国木材节约代用的战略选择[j].世界林业研究,2004,17(6):47-51.

[7]陆仁书,花军.木材节约的重要途径:城市废弃木材利用[j].木材工业,2006,20(2):69-71.