树木与植物:天然碳库与可持续建筑的基石
众所周知,树木和植物通过光合作用吸收大气中的二氧化碳并释放氧气。这一过程不仅维系了地球生态系统的平衡,还使植物得以将碳固定于根、茎、叶和枝干之中。全球森林因此储存了巨量的碳,科学家将这种现象称为生物碳储存。
如今,木材、竹材、亚麻等植物纤维被越来越多地用于制造梁、板、覆层乃至整体预制建筑构件。这些生物基建筑材料在使用期间能够长期锁定碳,从而减少向大气释放的二氧化碳。尽管这些碳最终仍可能回归大气,但其延缓释放的过程具有重要价值——“这为我们赢得了更多时间,以开发减排或碳捕集技术,”瓦赫宁根食品与生物基研究中心(WFBR)的研究人员指出。
环境影响评估与生物基材料的挑战
在荷兰,建筑工程通常需要申请环境与规划许可,其中必须包含环境绩效计算,以评估所采用建筑材料的环境影响。相关数据收录于国家环境数据库(NMD),涵盖材料寿命、生产过程、可回收性等信息。
然而,许多新兴生物基材料由中小型企业开发,其环境影响数据往往尚未充分纳入数据库。更关键的是,现行计算方法未充分考虑生物碳储存的长期效益,导致传统材料与生物基材料在账面上看似环境影响相近,实则前者在整个生命周期中会向大气释放更多二氧化碳。
量化碳储存:从复杂模型到实用公式
为更公平地评估生物基材料,NMD 委托瓦赫宁根研究中心开发新的计算方法。以往虽已有多种生物碳储存量化模型,但大多过于复杂,难以融入政策与工程实践。研究团队将其简化为一个清晰实用的公式,便于纳入环境绩效评估体系。
该公式的核心思路是:衡量生物基材料所含的碳量及其储存时长,并将其与等量碳存在于大气中所造成的影响进行比较。材料储碳越多、锁碳时间越长,其对气候的正面贡献就越大。许多建筑材料的服务寿命可达75年以上,这意味着生物基材料能够将碳长期隔离于大气之外。
“这一公式适用于所有材料,”研究团队强调,“无论是生物基还是化石基。”不过,化石材料(如石油制品)中的碳源自数百万年前的地质储存,其在生产和使用过程中释放的二氧化碳实质上是新增的净排放。因此,减少化石材料使用本身就是最直接的减排途径。
生物基 vs 传统建筑:环境影响对比
为直观展示差异,研究团队对三类住宅——联排别墅、双拼住宅与公寓——进行了对比分析,分别计算采用传统材料与最大化使用生物基材料版本的环境绩效。
结果显示,全生物基住宅的整体环境影响降低了18%至35%。若进一步计入生物碳储存的附加效益,还可再提升10%至25%的环境增益。生物基材料还带来一系列间接益处:例如其较轻的重量可降低基础结构负荷,从而减少混凝土用量与运输能耗。
值得注意的是,在传统建筑中,建筑材料本身占总环境影响的比重可高达77%;而在生物基建筑中,因材料本身的影响较低,固定项目(如电力消耗)的占比上升至54%。这恰恰说明,生物基材料在减少“隐性”碳足迹方面作用显著。
推动行业转型:数据透明与气候效益
除了建立计算公式,研究团队还为13种常见生物基材料提供了完整的生命周期分析数据,并录入国家环境数据库。“我们深信这些材料的潜力,但信心需要数据支撑,”研究人员表示,“政策制定者、建筑师与承包商需要可靠、可比的数据以做出明智选择。”
生物碳储存的缓冲效应,为全球向气候中和转型争取了宝贵时间。“这不是逃避责任,而是创造行动空间,”报告总结道。通过对生物基材料进行更科学、更公平的评价,我们可以更好地利用其提供的气候缓解潜力,推动建筑乃至整个材料行业向低碳未来加速迈进。

