- ➔ 世界将需要更多的可再生材料。假设当前的趋势会延续下去，那么预计全球所有自然资源的年消耗总量将从2017年的920亿吨增加到2060年的1900亿吨，增幅超过一倍。
- ➔ 增加森林面积和可持续森林管理，可以支持绿色复苏和向碳中和经济转型。例如，在建筑业中每使用含有1公斤碳的木制品来替代非木制品，就能平均减排约0.9公斤碳。
- ➔ 在激励森林产业扩大创新绿色价值链方面具有潜力。例如，非食品生物基产业估计每年以3.3%的速度增长，预计到2030年产值将达到5万亿美元。
由于人口增长和富裕程度增加，预计全球所有自然资源（如生物质、化石燃料、金属和矿物）的年消耗总量将从2017年的920亿吨增加到2060年的1900亿吨（图11），增幅超过一倍。284 需求的增加将对包括森林在内的自然资源系统造成压力。
图112015-2060年全球资源开采预测（假设当前趋势延续）
目前，全世界材料总需求量的75%从不可再生资源中获取；其余25%来自生物质，其中包括有机材料（如粮食作物、肉类和奶制品）以及大量森林和其他生物质产品。在全球范围内，生物质的每年开采量从1970年的90亿吨增加到了2017年的240亿吨，预计到2060年将达到440亿吨。285
农业粮食行业占全球生物质消耗量的大部分。谷物、油料和糖料作物、块根、块茎和豆类等主要作物的全球收成约占全球用于粮食、饲料、纤维和林产品的生物质的27%。286 木材和木制品行业是另一个消耗生物质的重要部门，过去二十年，世界原木产量（2020年达到39.1亿立方米）增长了12%。287
预计对生物质的需求将进一步上升，以满足对粮食、能源、住房和其他材料用途等不断增长的需求。对基于森林的生物质需求将主要受建筑业和包装业的推动，预计到2030年，建筑业的需求将增加近两倍，而包装业的需求将翻番。288 如果要可持续地满足对基于森林的生物质的需求，就需要通过在退化土地上恢复、植树造林和再造林以及提高资源效率来增加资源供应。为确保可持续性，还需要努力提高制造效率和能源流动，促进林产品的级联利用，改变消费模式，并促进向更循环的经济模式过渡。
在可持续生产的情况下，木材在减少建筑和施工部门的温室气体排放方面具有巨大潜力
为不断增长和日益城市化的人口提供住房是一项重大挑战。在全球范围内，到2030年，估计将有30亿人（占世界人口的40%）需要新住房，这意味着需要在2016-2030年间增加3亿套新住房。289
建筑业在2018年占能源和生产过程相关温室气体排放量的近40%，290 因此将对可持续性构成重大威胁。建筑业总排放量的11%可能来自材料环节；因此，转而使用木材等能储存碳的可再生建筑材料可能是缓解气候变化的重要手段。291,292
对替代效应进行估计的产品研究表明，在建筑业中，木质建筑可以在脱碳方面发挥重要作用。最近的一篇文献综述得出结论，木材的替代系数中位数h 为0.9，换言之，每用1公斤木材中的碳替代建筑系统中的非木质材料，平均可以减少约0.9公斤的碳排放。293 芬兰的一项研究发现，木制建筑居民的碳足迹平均比非木制建筑居民低12%（每年950公斤二氧化碳当量），这主要归功于木材作为建筑材料带来的环境惠益。294 木制建筑对居住者的身心和情绪健康也有积极影响。295 根据在澳大利亚工作场所进行的一项研究，与木材接触的亲自然设计可以减少病假并提高劳动者的整体福祉，从而使工作效率提高5%。296
“重型木结构”建筑和相关的新型木框架多层建筑作业的发展导致对工程木制品的需求显著增长，特别是交叉层压木材。尽管大多数交叉层压木材项目都在发达国家开展，但世界其他地区的木制建筑发展也有望获得增长（插文13）。
插文13加蓬推广交叉层压木材建筑
加蓬于2010年创建了加蓬特别经济区，被认为是世界上第一个获得认证的碳中和产业园区。297 该经济区由加蓬政府、奥兰国际和非洲金融公司共同建立，耗资4亿美元，作为在非洲建立木材加工厂的平台。木材部门的发展（包括建成环境的可持续建设）是加蓬“紧急2025”国家战略中确定的一个政府优先重点，旨在减少温室气体排放、鼓励林产品的可持续利用和开拓新兴市场。298 政府还发起了建设加蓬第一座交叉层压木材建筑 — 加蓬主权财富塔的倡议。该项目的宗旨是，最大限度地利用当地采购的木材；通过卓越的设计实现基于重型木结构的混合用途开发和零碳建筑；将重型木结构开发置于可持续森林管理价值链中；加强木材价值链和建筑业的技术转让。根据初步计算，该塔有可能从大气中减少约150万公斤的二氧化碳，相当于36架波音737-800的重量。299
在建筑中增加使用木材可以促进全球南方的经济发展。例如，在一种设想情景下，据估计到2050年，为满足预期住房需求而进行的木材生产和初级加工业将为非洲的生物经济贡献高达830亿美元，同时为生产建筑材料还需增加林场和加工厂，从而创造2500万个工作岗位。300 但释放这种潜力需要投资，以加强技术和人力。
在发达国家，木材鼓励政策往往侧重于建筑和基础设施的公共采购，可以支持和促进建成环境中木材的使用（插文14）。301
插文14木材鼓励政策
木材鼓励政策是在国家或地方层面制定的旨在促进将木材用作建筑材料的政策，目前已在澳大利亚、加拿大、法国、德国、日本、新西兰和美国等国实施。这些政策旨在支持当地的森林产业、可持续经济发展和减缓气候变化目标。大多数（但不是全部）都针对公共建筑。
资料来源：粮农组织。2020。《鼓励在建筑中使用木材的公共政策现状概述》。为粮农组织可持续森林产业咨询委员会第六十一届会议编制的背景文件草案。罗马。
不利的建筑规范会阻碍多层建筑中木材的大量使用。最近一些国际（例如2021年国际建筑规范）、国家（例如澳大利亚）和省级（例如加拿大不列颠哥伦比亚省）建筑规范都进行了修改，以加强木材在建筑施工领域的使用。302,303
世界可持续发展工商理事会估计，到2030年，由于建筑施工业的发展，生物质需求量将以每年8.8%的速度增长，304 而人们对重型木结构建筑物的兴趣增加，可能会促进这方面的需求增长。为可持续地满足这种日益增长的需求，将需要采取提升资源效率等措施，这方面的可行性越来越高，例如可通过诸多非现场施工方法来实现，包括建筑构件的数字化精确设计、预制和远程装配。
提高材料效率有助于可持续地满足全球木材需求
要将预计木材需求增长对环境的负面影响降至最低，就需要提高效率，并避免木材在采伐和加工过程中的损失和浪费。目前，各方正在采取措施提升材料使用效率。例如，对加拿大材料效率改进的评估发现，采伐的木材使用率从1970年的61%增加到2016年的83%；此外，实木加工和制浆过程产生的残余物也越来越多地被用作生物质燃料以替代化石燃料。305
可以通过木材原材料的级联利用来提高效率。效率提升幅度可通过“物料平衡”估算，即估算一个加工步骤中消耗的总材料量与下一加工步骤中生产的总材料量之间的差异，从而估算出材料的损失量。i 通过级联利用的路径和估计损失的范围，可以了解能在哪些环节提升材料的使用效率，以及能够提升多大幅度。例如，以锯材生产为例，报告国表示，在使用的原木量中，有45-66%变成了锯材，大约三分之一变成了木片和板材，十分之一变成了锯末，并且在一些国家，另有2-10%变成了刨花（图12）。306 未能制成上述任何产品的材料即被认为是损耗。由于木材品种、生产的产品组合、现有市场和技术方面的差异等因素，不同国家之间的损耗差异很大。
图12非针叶锯材生产过程中的物料平衡
在发展中国家，用于生产低价值产品或因损耗而损失的材料的百分比可能要高得多，因为这些国家在采伐和加工阶段很少使用现代技术，所生产的所有木制品能获得的市场也有限。通过增加级联生产过程中一系列产品的价值，可以延长材料寿命，减少材料原有需求，延长碳储存时间，从而提高林产品的可持续利用。原木工业加工产生的木废料可以成为一种宝贵的资源，如可用作其他产品的原料，并最终用于能源生产，以替代不可持续的能源。
另一种级联利用形式是回收和再利用，可延长产品使用寿命。纸张是全球最常见的回收材料之一，欧洲和北美洲的造纸业实现了超过60%的回收率，拉丁美洲及加勒比海以及亚洲和太平洋区域的纸张回收率为近50%，非洲的回收率略低于30%。307 最近的一项分析发现，实现废木和废纸在技术层面上的最大回收潜力，将使欧洲木材行业的木材使用效率提高31%，并同时减少52%的温室气体排放。308 因此，虽然提高资源效率是可行的，但地区差异仍然存在。需要开展能力建设，进行技术和设计创新，并制定有利的政策框架，从而改善技术和社会基础设施，以提高全球材料使用效率。309
生物基产业通过生产环保产品来满足广泛的需求，并为资源增值
森林和树木为大量制造业提供可再生原材料，以生产各种生物产品，一些产品（例如木制家具、纸浆和纸张、软木、竹子、藤条、草药和树脂）已经使用了数千年，而另一些（例如木质泡沫、纺织纤维和生物塑料）则是近期创新成果。可再生生物产品可用于替代温室气体密集型产品。310
非食品生物基产业估计每年以3.3%的速度增长，预计到2030年产值将达到5万亿美元。311 大量基于森林的生物产品为全球生物经济做出了贡献，其中一些在下文和插文15中进行了描述。
▸ 可以用生物质制造大量的生化产品，例如粘合剂、润滑剂、表面活性剂和润肤剂。生化行业被认为是一个增长型行业，2020年全球化工业的产值估计为4.01万亿欧元。317 例如，在硫酸盐木质素领域存在重大机遇，目前该领域只有1-2%的残渣转化为更高价值产品。318
▸ 生物塑料可使用来自纸浆和造纸工业的木质素和工业废弃产品来生产。目前，生物塑料仅占每年生产的塑料总量的1%。目前从不适合作为食物或饲料的作物和植物（如树木）、第一代原料中的废料（如甘蔗渣和废弃植物油）和藻类中提取的第二代和第三代原料生物塑料的生产能力估计为230万吨；到2022年，产能预计将增长到430万吨。319
▸ 人造纤维素纺织品（通常源自木材或其他植物材料）的产量预计将从2020年的640万吨增加到2027年的860万吨。320 此类木质纺织品的替代系数可能高达2.8。321 根据最近基于情景的估计，如果木质纤维满足纺织纤维总需求的30%，则到2040年全球原木产量将增加8100万立方米。322
插文15木纤维在医疗产品制造中的应用
COVID-19疫情促使一系列医疗产品的需求大幅增加，特别是个人防护设备，如防护服、口罩、手术铺单和床单，这些用品通常由无纺聚丙烯制成，但也可以用木纤维制成。由高度结晶的纤维素纳米纤维制成的纸膜可以过滤病毒颗粒，从而减轻病毒的传播。312 使用木纤维开发了完全可用作堆肥和可生物降解的医用口罩。313 木纤维还可在生物基价值链中使用，以制造卫生纸、洗手液、肥皂、牙膏和尿布，并且在开发由木基纳米纤维素制成的低成本伤口敷料方面取得了进展。314,315 在疫情期间，对从森林中提取的保健品的需求急剧增长。例如，在美国，用于免疫健康、缓解压力和心脏健康的植物基膳食补充剂的销售额在2019-2020年间增长了17.3%，达到113亿美元；最畅销的补充剂包括黑升麻、巴西莓、人参、藤黄胶和蘑菇。316
资料来源：Verkerk, P.J.、Hassegawa, M.、Van Brusselen, J.、Cramm, M.、Chen, X.、Imparato Maximo, Y.、Koç, M.等人，2021。《全球生物经济中的林产品》。罗马。粮农组织。https://doi.org/10.4060/cb7274en
应使基于森林的生物能源变得更高效、更清洁、更环保
能源生产是全球木材的主要用途。到当前的十年末，超过20亿人仍将依靠传统使用的木质燃料和其他类型的生物质能源做饭，世界上最贫困的地区尤其如此。323
在一些地区，对包括薪柴和木炭在内的木质燃料的需求超过了森林和树木的可持续供应能力，导致森林退化和丧失。根据一项估计，泛热带区域27-34%的木质燃料开采活动是不可持续的，大约2.75亿人生活在南亚和东非的木质燃料枯竭的热点地区。324 可通过以下方式弥补需求与可持续供应之间的差距：恢复退化的森林、种植快速生长的树木、改善对木材采伐和加工过程中所产生废料的利用，以及在循环经济框架内通过级联利用的方式对用过的木材进行回收利用。种植园可以减轻主要木炭需求中心附近的天然林和林地的压力325，例如撒哈拉以南非洲的城市地区。326 最近一项关于刚果木炭工业生产的技术和经济可行性研究估计，通过建立人工林、使用木炭生产中产生的粉尘来生产煤球，以及使用清洁、高效的炭窑，可使投资回报率达到10.7%。327
国家木质燃料战略对于协调各政府机构的行动和确保干预措施产生积极的经济、社会和环境影响非常重要。例如，马拉维的国家木炭战略（2017-2027）提出了一个多部门框架，用于解决近期、中期和长期的木炭生产和需求问题，与促进旨在减少毁林、森林退化和对固体生物质燃料依赖等广泛目标的其他国家战略和政策保持一致。328
木质燃料的现代应用通常包括：住宅和商用建筑的供暖（作为独立或区域供热设施）以及在工业过程中的使用；发电和热电联产（通过直接燃烧木质燃料或与煤混烧）；以及为运输部门生产液体燃料。329 人们对增加生物能源的使用以帮助实现能源部门的净零排放非常感兴趣（插文16）。森林生物质在燃烧过程中只会在大气中返回植物在生长过程中吸收的碳；而燃烧化石燃料会释放出已在地下储存数百万年的碳。然而，在进一步使用木材生物质生产生物能源方面存在环境关切，例如温室气体排放、土壤质量退化和生物多样性丧失。因此，生物能源生产需要确保环境、经济和社会层面的可持续性，可以通过一套多标准指标进行评估，并且可以使用生命周期评估来探索环境绩效。330 尽管木质燃料对气候变化的全面影响存在争议，331 但几乎没有异议的是，通过运用可持续森林管理做法和提高热电联产厂及生物精炼厂的运营效率，可以最大限度地提高效益。
插文16到2050年生物质在实现净零排放方面的潜在作用
国际能源署（2021）为全球能源部门制定了路线图，其中现代生物能源（尤其是木质燃料）将在实现净零排放方面发挥关键作用 — 现代生物能源的使用将在2020-2050年间增加约60%，同时将摆脱生物质的传统利用方式。332 根据国际能源署到2050年实现净零排放的情景，专用生物质种植园的土地面积需要从2020年的3.3亿公顷增加到2050年的4.1亿公顷。
若要在30年内将生物质产量提高60%，以实现生物能源生产目标，将需要一整套政策、战略、法规、管理措施和财政资源，以确保此类额外的生物质生产是可持续的，不会造成经济、社会或环境危害，例如土壤质量和生物多样性的损失。
通过提高木质燃料转化和利用过程的效率，可以减少能源生产的原材料需求。这可以通过以下途径来实现：通过生产木屑颗粒和煤球来改善木废料的特性；通过改善炭窑来提高木材燃料的加工效率；提高柴炉的热效率；增加获得现代能源的机会，例如电力（包括太阳能和风能等可再生能源形式）、液化石油气和来自有机废物的沼气。正在开展各种创新努力，例如清洁烹饪联盟333 的“Venture Catalyst”投资组合，以鼓励清洁高效地燃烧木质燃料并减少木质燃料需求。在一些国家，向现代木质燃料过渡可能会对生计产生深远的影响（插文17）。
