Scorte di carbonio di pannelli truciolari e di fibra in Giappone

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 9846 (2023) Citare questo articolo

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La funzione dello stock di carbonio dei prodotti legnosi (HWP) sta attirando l’attenzione tra le contromisure al cambiamento climatico. Tra gli HWP, i pannelli truciolari (PB) e i pannelli di fibra (FB) utilizzano principalmente materiali riciclati. Questo studio ha stimato le scorte di carbonio di PB e FB e i loro cambiamenti annuali negli ultimi 70 anni in Giappone utilizzando tre metodi delle linee guida del Gruppo intergovernativo sui cambiamenti climatici: Livelli 1–3. Il livello 1 utilizza il decadimento del primo ordine (FOD), un tempo di dimezzamento di 25 anni e il database dell'Organizzazione per l'alimentazione e l'agricoltura delle Nazioni Unite. Il livello 2 utilizza FOD, un'emivita di 25 anni e statistiche specifiche per il Giappone. Il livello 3 utilizza una distribuzione log-normale per la funzione di decadimento e un'emivita di 38-63 anni dell'edificio PB/FB. Le riserve di carbonio PB e FB del Giappone sono aumentate negli ultimi 70 anni. L'ultimo stock di carbonio all'inizio del 2022 e la variazione annuale dello stock di carbonio nel 2021 sono stati rispettivamente di 21,83 milioni di tC e 0,42 milioni di tC/anno per il Livello 3. Il Livello 3 ha la massima precisione di stima utilizzando funzioni di decadimento e emivite che corrispondono al condizioni effettive degli edifici PB e FB, mentre i livelli 1 e 2 erano sottostimati. Circa il 40% dello stock di carbonio deriva da scarti di legno, il che ne estende l’utilizzo.

L’Accordo di Parigi è stato adottato nel 2015 con l’obiettivo di risolvere il cambiamento climatico, uno dei problemi ambientali più gravi che affligge l’umanità. L’accordo si prefigge i seguenti obiettivi globali comuni a lungo termine: garantire che l’aumento della temperatura media globale sia ben al di sotto di 2°C rispetto ai livelli preindustriali, perseguire sforzi per limitarlo a 1,5°C e raggiungere un equilibrio tra emissioni di gas (GHG) da fonti antropiche e assorbimenti tramite pozzi nella seconda metà del secolo1. La rapida promozione della riduzione delle emissioni di gas serra e una maggiore rimozione dei gas serra in tutto il mondo sono questioni importanti per realizzare gli obiettivi di cui sopra.

I prodotti del legno raccolto (HWP) continuano a immagazzinare carbonio anche dopo essere stati raccolti dalle foreste; pertanto, influiscono sul bilancio globale del carbonio e attirano l’attenzione come contromisure al cambiamento climatico2,3,4,5,6,7. Tra gli HWP, l'utilizzo di pannelli truciolari (PB) e pannelli di fibra (FB) (Fig.1)8 è in aumento su scala globale negli ultimi anni e il loro consumo globale è triplicato negli ultimi 30 anni fino a raggiungere circa 268 milioni di m3/anno nel 20219 PB e FB prolungano lo stock di carbonio degli HWP attraverso il riciclaggio, poiché molti di questi PB e FB sono realizzati con legno di scarto dopo l'uso10,11. Pertanto, è importante determinare quantitativamente la quantità di scorte di carbonio in PB e FB e le loro variazioni. Precedenti ricerche hanno stimato lo stock di carbonio degli HWP nel loro insieme, includendo approssimativamente PB e FB12,13,14,15,16,17,18; tuttavia, non esistono studi che si concentrino su PB e FB in dettaglio.

Pannelli truciolari e di fibra (ovvero pannelli duri, pannelli di fibra a media densità e pannelli isolanti)8.

Il Giappone ha il più grande stock di carbonio HWP dopo Stati Uniti, Cina e Russia6. Nel 2021, oltre il 90% delle materie prime per PB e FB derivavano da residui della silvicoltura e della lavorazione del legno e da scarti di legno in Giappone, il che è essenziale nell'uso a cascata del legno. In particolare, il legno di scarto, come i materiali edili demoliti, rappresentava nel 202119 il 71% delle materie prime; ciò contribuisce a prolungare il periodo di stoccaggio del carbonio degli HWP. Tuttavia, ricerche precedenti sugli HWP in Giappone non hanno quantificato la quantità di stock di carbonio in base a PB e FB20,21,22.

Lo scopo di questo studio era di stimare le riserve di carbonio di PB e FB in Giappone dal passato al presente. Diversi metodi per stimare la quantità di stock di carbonio negli HWP sono stati presentati dalle linee guida del Gruppo intergovernativo sui cambiamenti climatici (IPCC)23,24,25; tuttavia, i risultati della stima differiscono a seconda del metodo adottato26. Pertanto, questo studio ha utilizzato più metodi di stima. Sono stati proposti diversi approcci contabili HWP, inclusi gli approcci relativi al cambio di stock, alla produzione, al flusso atmosferico e al decadimento semplice23,25. Tuttavia, in base all’importanza primaria, abbiamo utilizzato l’approccio del cambio degli stock per i prodotti legnosi utilizzato per comprendere gli stock di carbonio PB e FB in Giappone.