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Issue
Ann. For. Sci.
Volume 62, Number 8, December 2005
Page(s) 889 - 902
DOI http://dx.doi.org/10.1051/forest:2005080
Published online 15 December 2005
Ann. For. Sci. 62 (2005) 889-902
DOI: 10.1051/forest:2005080

Carbon pool and substitution effects of an increased use of wood in buildings in Switzerland: first estimates

Frank Wernera, Ruedi Tavernab, Peter Hoferb and Klaus Richterc

a  Environment and Development, Waffenplatzstrasse 89, 8002 Zurich, Switzerland
b  GEO Partner AG, Baumacherstrasse 24, 8050 Zurich, Switzerland
c  Swiss Federal Laboratories for Materials Testing and Research (Empa), Ueberlandstrasse 129, 8600 Duebendorf, Switzerland

(Received 13 April 2004; accepted 6 October 2005; published online 15 December 2005)

Abstract - Long-living wood products can contribute to the mitigation of climate change in many ways. On the one hand, they act as a carbon pool during their service life, as they withdraw CO2 from its natural cycle. After their service life, they can substitute for fossil fuels if they are incinerated in adequate furnaces. On the other hand, wood products can substitute for more energy intense products made of 'conventional' materials. This paper quantifies the substitution and carbon pool effects of an increased use of wood in the building sector in Switzerland for the years 2000-2130. For this purpose, life cycle data on greenhouse gas (GHG) emissions of 12 wood products and their substitutes is used as proxies for the most important groups of building products used in construction and in interior works; this data is linked to the forecasted wood flows for each group of building products in a cohort-model. For the political assessment, GHG effects occurring abroad are distinguished from GHG effects occurring in Switzerland. The results show that the C-pool effect of an increased use of wood products with long service life is of minor importance; the substitution effects associated with the thermal use of industrial and post-consumer waste wood as well as with the substitution of 'conventional' materials are much more relevant, especially on a long-term. For construction materials, the Swiss share of the GHG effect related to the material substitution is relatively high, as mainly nationally produced concrete, mineral wool, and bricks are substituted for. For products used in interior works, the Swiss share of the GHG effect related to the material substitution is rather small (or even negative for single products) because mainly imports are substituted, such as ceramic tiles or steel produced in the EU. The results are rough estimates. Nonetheless, these calculations show that an increased use of wood in the building sector is a valid and valuable option for the mitigation of greenhouse gas emissions and for reaching GHG emission targets on a mid- to long-term basis. Still, the carbon storage and substitution capacity of an increased use of wood is relatively small compared to the overall greenhouse gas emissions of Switzerland.


Résumé - Effets de puits de carbone et de substitution par l'utilisation augmentée de bois dans les bâtiments en Suisse. Les produits en bois avec une longue durée de vie en service peuvent contribuer de manière diverse à la diminution des émissions de gaz à effet de serre. D'une part, ils forment un puits de carbone issu du CO2 retiré de l'atmosphère par l'arbre au cours de sa croissance. Après leur utilisation, ils peuvent se substituer aux combustibles fossiles s'ils sont incinérés dans des chaudières adéquates. D'autre part, le matériau bois peuvent se substituer à des matériaux « conventionnels » plus coûteux en énergie. Cet article quantifie les effets de la substitution et de puits de carbone qui résultent d'une utilisation augmentée de bois dans les bâtiments en Suisse de 2000 à 2130. Dans ce but, les valeurs de rejets de gaz à effet de serre de 12 produits de bois et de ses substituts sont utilisées comme approximations pour les ensembles de produits de construction et d'aménagement les plus importants. Ces valeurs sont combinées avec une prévision des flux de chaque ensemble de produits dans un modèle de cohortes. Pour l'évaluation politique des résultats, les émissions des gaz à effet de serre en Suisse sont distinguées des émissions à l'étranger. Les résultats indiquent que l'effet de puits d'une plus grande utilisation de bois à durée de vie longue est d'une moindre importance; les effets de substitution associés à la valorisation énergétique des déchets de bois industriel et des produits en fin de vie ainsi que les effets de substitution de matériaux « conventionnels » sont beaucoup plus significatifs, particulièrement dans une perspective à long terme. Concernant les produits de construction, les effets de substitution de matériaux sont relativement importants en Suisse, parce que dans la majorité des cas, se son les éléments construits en Suisse en béton ou en briques qui sont remplacés. En ce que concerne l'aménagement, les effets de substitution de matériaux en Suisse sont relativement petits (ou même négatif dans certains cas), parce que dans la majorité des cas, ce son des produits importés qui sont remplacés, par exemple des carreaux de céramique ou des éléments en acier fabriqués dans la CE. Les résultats de ces calculs doivent être considérés comme estimations. Cependant, ces calculs montrent qu'une plus grande utilisation de bois dans les bâtiments est une option valable visant à diminuer les émissions de gaz à effet de serre à moyen et long terme. Mais la capacité de puits et de substitution d'une utilisation augmentée de bois est relativement petite, si on la compare avec le total des rejets de gaz à effet de serre en Suisse.


Key words: wood products / substitution / sink / climate change / Kyoto protocol / life cycle assessment / GHG / CO2

Mots clés : produits en bois / substitution / puits / changement climatique / protocole de Kyoto / analyse de cycle de vie / gaz à effet de serre / CO2

Corresponding author: Frank Werner frank.werner@gmx.ch

© INRA, EDP Sciences 2005