Att bostad en växande befolkning i bostäder gjorda av trä istället för konventionellt stål och betong skulle kunna undvika mer än 100 miljarder ton utsläpp av växthusgasen CO₂ fram till 2100, visar en ny studie från Potsdam Institute for Climate Impact Research. Dessa är cirka 10 % av den återstående kolbudgeten för klimatmålet på 2°C. Förutom skörden från naturliga skogar krävs nyetablerade timmerplantager för att leverera byggnadsvirke. Även om detta inte stör livsmedelsproduktionen kan en förlust av biologisk mångfald inträffa om den inte hanteras noggrant, enligt forskarna. Studien är den första som analyserar effekterna av en storskalig övergång till timmerstäder på markanvändning, utsläpp av förändrad markanvändning och långtidslagring av kol i avverkade träprodukter.

"Mer än hälften av världens befolkning bor för närvarande i städer, och år 2100 kommer detta antal att öka avsevärt. Det betyder att fler bostäder kommer att byggas med stål och betong, varav de flesta har ett allvarligt koldioxidavtryck", säger Abhijeet Mishra, forskare från Potsdam Institute for Climate Impact Research (PIK) och huvudförfattare till studien som ska publiceras i Nature Communications . "Men vi har ett alternativ:vi kan hysa den nya stadsbefolkningen i medelhöga byggnader - det vill säga 4 till 12 våningar - gjorda av trä."

Trä är känt som en förnybar resurs som har det lägsta koldioxidavtrycket av något jämförbart byggmaterial då träden tar upp CO₂ från atmosfären att växa. Mishra förklarar:"Tillverkning av konstruerat trä släpper ut mycket mindre CO₂ än tillverkning av stål och cement. Konstruerat trä lagrar också kol, vilket gör trästäder till en unik långsiktig kolsänka – år 2100 kan detta spara mer än 100 Gt extra CO₂ utsläpp, motsvarande 10 % av den återstående kolbudgeten för 2°C-målet."

Fler trädplantager, ingen minskning av mark för livsmedelsproduktion – så här fungerar det

I artikeln, med hjälp av den globala markanvändningsmodellen MAgPIE med öppen källkod, tittade forskarna på fyra olika markanvändningsscenarier:ett med konventionella byggmaterial som cement och stål, tre med ytterligare virkesbehov utöver det vanliga efterfrågan på virke. De analyserade också hur den ytterligare höga efterfrågan på byggmaterial av trä kunde tillgodoses, var den kunde komma ifrån och vilka konsekvenserna kan bli i direkta och indirekta koldioxidutsläpp från markanvändning.

"Vår simulering visar att tillräckligt med trä för nya medelhöga stadsbyggnader kan produceras utan större återverkningar på livsmedelsproduktionen", förklarar PIK-forskaren Florian Humpenöder, medförfattare till studien. "Trä kommer från timmerplantager såväl som naturliga skogar. De flesta av de extra timmerplantager som behövs - vi talar om ungefär 140 miljoner hektar - anläggs på avverkade skogsområden och därmed inte på bekostnad av jordbruksmark", som Humpenöder understryker . "Vi behöver jordbruksmark för att odla mat åt människorna – att använda den för att odla träd kan potentiellt orsaka konkurrens om de begränsade markresurserna."

Öka skogsavverkningsnivåerna samtidigt som de mest värdefulla skogarna skyddas

Forskarna tittade också på effekter på den biologiska mångfalden som uppstår när naturliga ekosystem ersätts med timmerplantager. Alexander Popp, chef för markanvändningsgruppen vid PIK, forskare och medförfattare till studien, förklarar, "Frågan om hur och varifrån man ska hämta virke för byggandet av timmerstäder är avgörande. I våra datorsimuleringar har vi har satt en tydlig gräns för virkesutvinning och för att lägga till nya trädplanteringar:Ingenting kan skäras av i orörda skogar och bevarandeområden för biologisk mångfald."

I själva verket, säger Popp, "Det explicita skyddet av dessa skyddade områden är nyckeln, men ändå kan etableringen av timmerplantager på bekostnad av andra icke-skyddade naturområden därigenom ytterligare öka en framtida förlust av biologisk mångfald." Andra studier tyder på att åtgärder som en övergång till hälsosam kost med mindre köttkonsumtion kan bidra till att frigöra mark för ved- och livsmedelsproduktion samtidigt som den biologiska mångfalden bevaras.

Mishra säger, "Vår studie understryker att stadshus gjorda av trä kan spela en viktig roll för att mildra klimatförändringarna på grund av deras långsiktiga kollagringspotential. Stark styrning och noggrann planering krävs för att begränsa negativa effekter på biologisk mångfald och för att säkerställa en hållbar övergång till trästäder."

John Schellnhuber, emeritusdirektör för Potsdam Institute for Climate Impact Research, säger:"Nyckelutmaningen för global hållbarhet är den djupa samförvandlingen av markanvändning och konstruktion. Om de är noggrant integrerade kan dessa två sektorer ta bort och lagra avgörande mängder kol från atmosfären utan att äventyra livsmedelssäkerheten eller den biologiska mångfalden. Detta kan bli den klimatlösning vi desperat letat efter."

Galina Churkina från TU Berlin säger:"Att öka kollagringen i städer parallellt med markekosystem är mycket viktigt för att denna övergång ska lyckas som en strategi för att minska klimatförändringarna. Skogar måste växa igen efter skörd och ackumulera minst lika mycket kol som de lagrade innan. . Livslängden för timmerbyggnader måste vara minst lika lång som den tid som behövs för att återbetala "kolskulden" i avverkade skogar på en hållbar basis." + Utforska vidare

Byggnader gjorda av trä istället för cement och stål kan vara viktiga globala kolsänkor