27
日本農学会シンポジウム

カーボンニュートラルの達成にむけた農学研究

木材利用によるカーボンニュートラル社会への貢献
恒次祐子*〔キーワード〕：吸収源機能，国産材，京都議定書，

2．森林吸収源機能と木材利用

パリ協定，気候変動

森林は多面的な機能を持ち，二酸化炭素吸収源機

1．はじめに能はその一つである．気候変動枠組条約においては木材は代表的な生物材料であり，古くから建築や温室効果ガスの「吸収源及び貯蔵庫」として「バイ生活用具等に使われてきた人間に身近な材料であオマス，森林，海その他陸上，沿岸及び海洋の生態る．現在の国内供給量のうち国内の森林に由来する系」が特記されており，これらの持続可能な管理，もの（いわゆる国産材）は概ね 40%である（図 1）．

保全や強化の促進が謳われている．

森林は二酸化炭素吸収源機能を持つが，木材をど樹木は成長が旺盛なときには多くの二酸化炭素のように利用するかということは森林吸収に大きなを吸収する．したがって若い森林においては植生に影響を与える．また木材そのものも吸収源の一つでよる二酸化炭素の吸収速度が速く，成熟段階になるあること，さらに木材利用による排出削減効果もあと吸収速度が低下し，老齢段階では吸収と排出（呼ることから，木材利用はカーボンニュートラル社会

吸による二酸化炭素排出や，枯死木，リターによる）への移行において大きな役割を果たすものと考えらがバランスして見かけ上は収支ゼロとなる 1）．二酸

れる．本稿では木材が二酸化炭素吸収や排出削減に化炭素の吸収量を維持するためには，木材生産を目どのように貢献できるかを整理し，カーボンニュー的として持続的に経営を行っている森林においてトラル社会に向けた木材の役割について考える．

適切な時期に伐採を行い，その後には必ず植林をし(万m3)
14,000

国産材

輸入丸太

H８(1996)年

12,000

輸入製品

輸入燃料材

(％)
100

木材自給率（右軸）

9,045 4380
H14(2002)年

10,00079

R2(2020)年
60

6,489

8,000

4,329

388

3,611
5,719

6,000

4041.8%

4,000

2,513

18.8%

331
20

1,487

2,000

3,1151,6920S30(1955)

図135(60)

40(65)

45(70)

50(75)

55(80)

60(85)

H2(90)

7(95)

12(2000)

17(05)

木材供給量と木材自給率の推移
林野庁 木材需給表による．

*東京大学大学院農学生命科学研究科（Yuko Tsunetsugu）

0369-5247/23/\500/1 論文/JCOPY

22(10)

27(15)0
R2 ((20) (年)28

農業および園芸

第 98 巻第1号（2023 年）て森林を若返らせることが必要であるということのように建築物に使用されている木材中炭素量（二になる．木材利用には成熟した森林の若返りを促進酸化炭素換算）計算式を示している．

し，吸収源機能を復活させる意義があるともいえる．
森林の多面的機能のうち，もう一つ木材と関連が

Cs＝W×D×Cf×44／12
ここで深いものとして物質生産機能に着目すると，森林はCs：建築物に利用した木材（製材のほか，集木材を産出するが，木材伐出後に植林を行えば，再成材や合板，木質ボード等の木質資材を含び木材を生産することが可能である．すなわち木材む）に係る炭素貯蔵量（ CO2 換算量）は再生可能資源であるといえる．一方，このこと（木（t-CO2）

材が再生可能資源であること）が成り立つためには，人間が木材を消費する速度が森林の成長速度を超えないことが必要である．伐採量が成長量を上回らないことは持続的な森林利用の基盤となるものであり，さらに森林が吸収源であるためにも必要な条件となる．

W：建築物に利用した木材の量（m3）（気乾状態の材積）
D：木材の密度（t/m3）（気乾状態の材積に対する全乾状態の質量の比）
Cf：木材の炭素含有率（木材の全乾状態の質量における炭素含有率）

3．木材利用による地球温暖化防止機能

D（木材の密度）は一般的に文献から得られる気乾密度，全乾密度ではなく，気乾材積あたりの全乾森林の吸収源機能への影響だけではなく，木材利質量を使うこととなっており，気乾状態を含水率用自体にも二酸化炭素吸収や排出削減の機能があ15％と仮定して，気乾密度に 0.87（＝100/115）を乗ると考えられている．二酸化炭素吸収にあたるもの

じる変換方法が提案されている．

として木材による「炭素貯蔵効果」，排出削減としW（建物に使用される木材量）は木造建築物で概て「材料代替効果（省エネルギー効果）」，「化石ね 0.2 m3/m2 と考えられるため 4），仮に 100m2 の建燃料代替効果」が挙げられる．木材利用の持つこの物を気乾密度 0.4 g/cm3 の木材で建てたとすると，約ような効果については 1990 年ごろから指摘される

3.5 t-C の炭素貯蔵量となる．35 年生のスギ 1 本あ例えば 2-3）．当時は熱帯雨林たりの炭素貯蔵量が 68 kg-C との試算例（森林総合の破壊などが問題となっており，木材利用は森林や研究所）があるので，これはスギ 50 本以上に相当環境の破壊に繋がる行為であるとの一般的な認識することとなる．今後都市部において中大規模木造が強かったが，この頃から徐々に木材利用のイメー建築物が増えた場合，相当量の木材および木材中炭ジが変わっていったと考えられる．

素が都市に存在するようになると考えることがでようになったと思われる

きる．このようなことから，木造建築物は「都市の3.1．木材の炭素貯蔵効果

森林」5）とも呼ばれる．

木材には樹木が光合成により固定した二酸化炭素が炭素の形で貯蔵されている．木材は主にセル3.2.材料の代替による削減効果

ロース，ヘミセルロース，リグニンから構成されて木材は材料製造に伴うエネルギー消費量が他のおり，全体の化学組成から見ると炭素が重量の約半主要材料に比較して少なく，これに伴って製造時の分を占めている．このことから，ある木材の全乾重排出量が少ない．したがって同程度の機能を持つも量が分かれば，貯蔵されている炭素量はその半分でのを他材料製とするより木製とした方が排出量をあると考えることができる．

抑制することができることが多い．これを材料代替国内にある程度長期的に存在する木材の多くは効果（省エネルギー効果）と呼ぶ．例えば産業連関建築物に使用されており，近年の中大規模木造建築

表を用いて建築物への投入資源の製造に伴う排出への関心の高まりとともに，建築物中木材による炭量を構造別に比較した事例では，床面積あたりの排素貯蔵量の推計方法にも関心が集まっている．この出量が木造で他の構造よりも少なかったことが報ため林野庁は「建築物に利用した木材に係る炭素貯告されている（表 1）6）．

蔵量の表示に関するガイドライン」を公表し，以下

このことより，1 棟の建物を建てるときに木造を恒次：木材利用によるカーボンニュートラル社会への貢献
表 1

建築構造種別使用材料の製造に由来する炭素排出量の比較

木材
セメント
鉄その他
運輸
木造
52412624SRC 造
542461042RC 造
63644936S造
21933625
文献 6 より作成
単位：kg-C/m2
SRC 造：鉄骨鉄筋コンクリート造，RC 造：鉄筋コン
クリート造，S 造：鉄骨造

29

おいて木材蓄積量が増えた場合は増加量分を吸収とみなし，逆に蓄積量が減少した場合は排出とみなされるが，ここて「各国における木材蓄積量」にはいくつかの考え方（アプローチ）があり得る．一つめは国内にある全 HWP を対象とするというもので，この場合は国内で利用している国産材と輸入材を対象とすることになる（蓄積変化法）．二つめは自国の森林に由来する HWP を対象とするもので，この場合国内で利用している国産材と輸出して海外で利用されている国産材を対象とする（生産法）．
三つめは化石燃料と同様に扱う考え方で，HWP が選択した方が使用材料の製造に伴う排出量を抑制廃棄された際に排出とみなすというアプローチですることができるといえる．また，家具などについある（大気フロー法）．第二約束期間から HWP を扱ても同様の比較を行うことができる．なお表 1 に示うにあたっては，これらに第一約束期間の扱いでした研究事例はあくまでもある年に建てられた各あった即時排出の考え方を加えた 4 アプローチにつ構造建築物の平均的な排出量の比較であり，同機能，いて検討が進められた．このような検討が必要で同面積の建物を異なる構造で建てた場合を比較しあったのは，木材が輸出入により国境を超えて動くたものではないことに留意が必要である．

ものであり，どのアプローチが採られるかによって各国の HWP による吸収・排出量が異なるという特3.3．化石燃料代替効果性があるためである．京都議定書第二約束期間にお木材を燃焼させると木材中に貯蔵された炭素はいては議論の結果生産法が採択され，日本でも生産二酸化炭素となって大気中に戻っていく．しかしこ法による算定手法の精緻化に取り組んできた．一方の炭素は樹木が成長し，成熟し，最後には枯れて分

パリ協定においては京都議定書と異なりより多く解されるという大きな循環の中にあるものと同等の国が参加していることから，アプローチの選択なであると考えれば，大気中の二酸化炭素濃度を上昇どにある程度の幅を持たせたルールとなっている

させておらず，カーボンニュートラルであるとみな（表 2）7）．

すことができる．これにより，化石燃料の代わりにこのように京都議定書，パリ協定では木材の炭素木質燃料を使用すれば，化石燃料由来の排出量を削貯蔵効果が吸収源として扱われ，日本を含めて世界減することができると考えられ，これを化石燃料代各国は HWP による吸収・排出量を報告することと替効果と呼ぶ．前述のように持続性を考慮すると木なっている．一方材料代替効果，化石燃料代替効果

材の消費速度は森林の成長速度を超えないことがは排出削減効果であり明示的な扱いはされていな肝要であり，消費速度の速いエネルギー利用についい．しかしこれら 3 つの効果はいずれも木材利用にては未利用材等の利用を優先するなど，材料利用と伴って発生するものであり，適切に評価して「見えのバランスを考えるべきである．

る化」することが木材利用による影響を考えるとき

4．パリ協定と木材利用には重要であると考えられる．また，前述のように木材利用と森林の吸収機能は密接な関係にあるこ

パリ協定において，木製品（HWP）は基本的にはとから，吸収源対策においては森林と木材を一体と京都議定書における扱いを踏襲する形で扱われるして検討することが必要である．さらに地球環境保こととなった．京都議定書では第二約束期間

全の観点からは，木材利用について炭素収支の観点（2013～2020 年）より木材製品（Harvested Woodのみではなく，水資源や接着剤，塗料，薬剤など使Products；HWP）の炭素貯蔵効果を森林吸収源の一用も含め，ライフサイクルアセスメント（Life Cycle

環として算定，報告することとなり，パリ協定でもAssessment：LCA）等の手法により正しく環境影響引き続き報告が求められている．基本的には各国にを評価し，なるべく影響を低下させることが必要で

30
表2

農業および園芸

第 98 巻第1号（2023 年）

気候変動枠組条約制度下での HWP の扱い推計・報告削減目標

制度
使用 HWP アプローチ
GHG インベントリ
いずれも可（附属書 I 国）
パリ協定 GHG イン
いずれも可（PA 付記）
ベントリ
京都議定書
即時排出/生産法
第 2 約束期間
パリ協定 NDC

ガイダンス

利用する IPCC ガイドライン
2006 ガイドライン
2006 ガイドラインおよびパリ協定締約国会合で合意された IPCC ガイドラインの改良版
2013 年議定書補足的方法論ガイダンス
特定ガイダンスなし（推計はインベントリに合わせる）

文献 7 を改変ある．

可能資源であり，炭素貯蔵材料である木材を適材適

日本を 3 地域に分けて木材利用をモデル化しシミュレーションを行った研究例 8）では，生産法による炭素貯蔵効果と材料代替効果は同程度の効果，化石燃料代替効果がやや大きい効果を持つとの推計結果が出ている．また森林と木材を一つのモデルとして扱った例 9）では，木材利用と森林吸収はトレードオフ（木材利用を増やすと森林吸収が減少する）の関係にあるが，補完的な関係にもあり，木材を適切に利用することにより森林吸収量の減少分をカバーできることが示されている．
5．おわりに今後のカーボンニュートラル社会への移行に向けて森林ならびに木材に向けられる期待は大きい．
森林吸収量のうちに木材による吸収量が占める割合は小さいかもしれないが，木材利用なしに森林の吸収源機能を考えることはできない．前述のように吸収源対策においては森林と木材を一体のものとして検討する必要がある．
人間は材料を使わずに生きていくことはできな
い．材料選択を含む全ての行動に対し環境調和性を求められる時代にあって，代表的な生物材料，再生所で活用することが不可欠である．
引用文献
1）藤森隆郎（2003）：森林の二酸化炭素吸収の考え方，
紙パ技協誌，57（10）：1451-1457．
2 ） Buchanan AH (1990): Timber engineering and thegreenhouse effect. In: IPENZ Annual Conference 1990,
Proceedings of: Engineering, past, present and future:
Building the environment; Volume 1: Civil ; Institution ofProfessional Engineers New Zealand, 213-223.
3）大熊幹章（1990）：木材利用と環境保全，そして知能性材料としての木材の可能性，木材工業，45：301-306．
4）林野庁（2011）：第 1 章 第 2 節 木材需要拡大に向けたこれまでの取組，平成 22 年度 森林・林業白書．
5）有馬孝禮（2003）：木材の住科学―木造建築を考える，
東京大学出版．
6）酒井寛二，漆崎 昇，中原智哉（1997）：建設資材製造時の二酸化炭素排出量経時変化と土木分野への影響，
環境システム研究，25：525-532．
7）佐藤 淳（2021）：パリ協定下の伐採木材製品（HWP）：
気候変動対策としての取り扱いの変遷と排出削減ポテ
ンシャル，木材保存，47（5）：217-228．
8）Kayo C, Tsunetsugu Y, Tonosaki M (2015): Climate change
mitigation effect of harvested wood products in regions ofJapan. Carbon Balance and Management 10, 24.
9）Matsumoto M, Oka H, Mitsuda Y, Hashimoto S, Kayo C,Tsunetsugu Y, Tonosaki M (2016): Potential contributionsof forestry and wood use to climate change mitigation inJapan, Journal of Forest Research, 21:5, 211-222.