木材利用研究論文報告集16, 31-38, 2017. 12

木材および森林の炭素貯蔵量を考慮した
木製遮音壁の温室効果ガス収支
加用

千裕 1・野田

1 正会員

東京農工大学准教授

2 正会員

秋田大学講師

龍 2・山内仁人 3・柴田直明 4

大学院農学研究院（〒183-8509 東京都府中市幸町 3-5-8）
E-mail:kayoc@cc.tuat.ac.jp

大学院理工学研究科（〒010-8502 秋田県秋田市手形学園町 1-1）
E-mail: noda@gipc.akita-u.ac.jp
3 非会員 長野県上伊那地域振興局（〒396-8666 長野県伊那市荒井 3497）
E-mail: yamanochi-masato@pref.nagano.lg.jp
4 正会員 元長野県林業総合センター（〒399-0711 長野県塩尻市大字片丘 5739）
E-mail: nsbt-mt2@snow.plala.or.jp

長野県で開発された木製遮音壁を対象として，木材・森林の炭素貯蔵量および化石燃料由来の温室効果
ガス（GHG）排出量・削減量の双方を考慮したライフサイクル GHG 収支を明らかにした．さらに，コン
クリート製遮音壁を木製遮音壁へ代替することによる GHG 排出削減効果を検討した．その結果，遮音壁の耐用年数を 15 年以上維持することができれば，コンクリート製遮音壁を木製遮音壁へ代替することによる GHG 排出削減効果が得られ，その GHG 排出削減量は評価期間 30 年で 230 kg-CO2-eq/m となることが分かった．ただし，木材伐採後の再植林および加工残材・林地残材の燃料利用が不可欠となる．また，化石燃料由来の GHG 収支だけを対象とするよりも木材・森林由来の炭素収支を考慮する方が地球温暖化
緩和効果は大きくなることが示された．

Key Words: life cycle assessment, carbon storage, Japanese larch, reforestation, Nagano prefecture

1. はじめに来吸収する炭素と同量であるという考え方 3)もある．ど
ちらかの考え方に従って，多くの先行研究 4)-10)では，
LCA において木材由来の炭素収支を 0 とみなして考慮

近年，地球温暖化の緩和，森林整備や林業振興への寄してこなかった．また，国際標準化機構（ISO）における LCA 規格 11)においても同様の考え方が適用され，木与等の観点から土木分野への木材利用の拡大が注目されている 1)．木材利用による温室効果ガス（GHG）排出量
や他材料との代替による GHG 排出削減効果を定量的に材を含むバイオマス由来の炭素収支は計上しないことと評価する手法のひとつとしてライフサイクルアセスメン

なっている．しかしながら，ここで時間変化を考慮する

ト（LCA）がある．LCA とは，対象とする製品やサーと，木材は一定期間炭素を貯蔵し続けており，森林の成

ビスを生み出す資源の採取から製品の使用・廃棄まで，長による炭素吸収と木材の焼却や生物分解による炭素排ライフサイクル全体を通して資源消費量や環境負荷排出出の時期は大きく異なり，カーボンニュートラルとして量を計量し，その環境への影響を総合的に評価する手法である．LCA 手法を用いて木材利用の GHG 排出量を評

単純に取り扱えない問題がある．そのため，木材利用に価する際，木材に貯蔵されている炭素はカーボンニュー

よる地球温暖化緩和への貢献を正しく理解するためには，
LCA の枠組みにおいて木材および森林の双方におけるトラルとして取り扱われていることが多い．カーボンニ

時間変化に伴う炭素収支を考慮し，GHG 排出削減効果ュートラルとは，炭素の排出と吸収が±0 で大気中の二を検討する必要がある．木材の利用拡大が期待されてい酸化炭素濃度に影響しないことを意味する．これには，る土木分野においては，木杭 12)や木製治山ダム 13), 14)を対木材の焼却や生物分解によって排出される炭素は元々森林が成長過程で光合成により吸収した炭素と同量である

象として，木材および森林における炭素収支を考慮した
ライフサイクル GHG 排出量を評価した先行研究が報告という考え方 2)がある．一方，木材の焼却や生物分解にされている．しかし，その他の土木分野における検討はよって排出される炭素は伐採後の再植林により森林が将まだ進んでおらず，今後の更なる研究蓄積が必要である．

31

木材利用研究論文報告集16, 31-38, 2017. 12

そこで，本研究では，主要な木製土木構造物のひとつ(a) 木製遮音壁
4000である木製遮音壁に着目し，著者らがこれまで検討してきた化石燃料由来のライフサイクル GHG 排出量（前4000AJapanese larch
w500*t75*L3960

noisebarrierpanel:
3000報） に加え，木製遮音壁に利用される木材とその供給源である森林における炭素収支を考慮した GHG 収支を
15)

明らかにする．また，一般に普及しているコンクリート
製遮音壁を比較対象として，その GHG 収支を評価し，foundation(steel post)
φ406.4*t6.4*
L4000

コンクリート製遮音壁を木製遮音壁へ代替することによる GHG 排出削減効果を検討する．

A’
support post(steel)H-w194*h150*
t6*L4450

concrete
w500*t90*L3960
Ground level

retainingpanel:
1000

front view

Japanese cedar
w500*t90*L3960

Ground leveconcrete
upper w500*t90*L3960
lower w500*t120*L3960

A-A’ side view
(Japanese larch)

A-A’ side view
(Japanese cedar )(b) コンクリート製遮音壁
4000

4000

A

2. 方法

noise
barrierpanel:
3000(1) 対象とした遮音壁
前報 15)を踏襲し，長野県において開発されたカラマツ
製遮音壁（角型・反射型遮音板）を木製遮音壁の対象とfoundation(steel post)
φ406.4*t6.4*
L4000

した．また，反射型遮音板として一般的なコンクリート
製遮音壁を比較対象とし，それらの構造図を図-1 に示

A’support post(steel)H-w194*h150*
t6*L4450

front view

した．基礎部と支柱は標準的な構造，遮音壁の高さは設

concrete
w500*t90*L3960
Ground levelconcrete
upper w500*t90*L3960
lower w500*t120*L3960

retainingpanel:
1000

A-A’ side view

図-1 対象とした遮音壁の構造（単位：mm）15)

置事例が多いタイプとなっている．具体的には，基礎部
は鋼管杭，支柱は H 形鋼で高さは 4.0 m，遮音板の高さ(a) 木製遮音壁

は 3.0 m，土留板の高さは 1.0 m である．木製遮音壁では，遮音板の上 2.0 m 分が木製，下 1.0 m 分がコンクリート製である．木製遮音板は高さ 0.1 m の角材 5 本をボルトで連結して 1 パネルとしたものが 4 枚取り付けられ 2.0

原材料調達・製品生産

設置作業

木材伐採後の・再植林あり・再植林なしm となっている．なお，木製・コンクリート製ともに遮音壁設計要領に準拠した構造であり，機能単位は統一されている．具体的には，400 Hz に対して 25 dB 以上，製品輸送

廃棄・再利用森林
木材（遮音板）

林地残材

加工残材

廃木材・鉄・コンクリート

・燃料利用あり・燃料利用なし

・燃料利用あり・燃料/材料利用あり(b) コンクリート製遮音壁
原材料調達・製品生産

1000 Hz に対して 30 dB 以上の音響透過損失を有し，か

製品輸送

設置作業

森林

つ，風荷重（土工部で 1.5 kN/m2）に耐えうる構造である．

非伐採(2) 評価の枠組み

ライフサイクル過程a) GHG 収支の対象範囲

廃棄・再利用

廃鉄・コンクリート
・材料利用あり

炭素貯蔵

残材・廃材

化石燃料由来のGHG排出

化石燃料由来のGHG排出削減

図-2 GHG収支の対象範囲

木製遮音壁およびコンクリート製遮音壁におけるGHG（CO2，CH4，N2O）収支の対象範囲を図-2 に示した．木製遮音壁については，化石燃料由来の GHG 収支

シナリオを想定した．燃料利用については，加工残材や林地残材を化石燃料と代替利用することによって化石燃料由来の GHG 排出が削減されるかどうかに関わる．たおよび木材・森林由来の炭素収支を対象とした．化石燃料由来の GHG 収支は遮音壁の原材料調達・製品生産，だし，加工残材は既に燃料利用が進んでいるが，林地残
材はほとんどが未利用のまま森林内に放置されている現製品輸送，設置作業，廃棄・再利用の各ライフサイクル
過程における GHG 排出量・削減量を評価した．木材・森林由来の炭素収支は遮音板に使用される木材およびそ状がある 16)．そこで，加工残材は燃料利用を行うものとし，林地残材は燃料利用あり・なしの 2 通りのシナリオの木材が伐採された森林における炭素貯蔵量の変化を評を設定することとした．

価した．また，評価結果に大きく影響する要因として，森林における木材伐採後の再植林の有無，加工残材・林

コンクリート製遮音壁については，化石燃料由来の
GHG 収支は木製遮音壁と同様に原材料調達・製品生産

地残材の燃料利用の有無が考えられる．再植林についてから廃棄・再利用までの各ライフサイクル過程を対象とは，木材伐採によって森林の炭素貯蔵量は減少するが，した．木材・森林由来の炭素収支については，遮音板にその後の再植林によって再び炭素貯蔵量が増加するかど
うかに影響する．そこで，再植林あり・なしの 2 通りの木材を使用しないことから，木材伐採を行わない森林における炭素貯蔵量の変化を評価した．

32

木材利用研究論文報告集16, 31-38, 2017. 12b) 炭素貯蔵量のベースライン

炭素貯蔵量のベースライン

木材・森林由来の炭素収支を評価するにあたり，炭素

木材伐採時
森林の炭素貯蔵量

貯蔵量のベースラインを定める必要がある．前章のカー

木材（遮音板）の炭素貯蔵量

ボンニュートラルの考え方において述べた通り，炭素貯
蔵量のベースラインは森林における成長前の植林時および成長後の木材伐採時の 2 通りの考え方がある．しかし，評価期間前者の場合は，伐採後に再植林を行わなくともカーボン

図-3 炭素貯蔵量のベースライン

ニュートラルと評価されることとなる．これは森林減少を引き起こす木材伐採においても炭素排出ではなくカー

GBWnr,e(t) = GEW(1) – GRP(1) – GRF(1) – GRW(31) + CSF(45)–

ボンニュートラルと見なされることを意味し，大気中のCSW(t)(3)

二酸化炭素濃度増加の一因が森林減少にあるという科学

GBWnr,ne(t) = GEW(1) – GRP(1) – GRW(31) + CSF(45) – CSW(t)的知見や本来あるべき木材利用による温暖化緩和策と矛(4)盾する考え方である．そのため，本研究では，後者の考GBC(t) = GEC(1) – GRC(31) + CSF(45) – CSF(45+t)(5)を参考に，森林における木

木材伐採・再植林・遮音壁設置は評価開始年に行うこ材伐採時の炭素貯蔵量をベースラインとし，図-3 に示した．このベースラインからの増減によって炭素貯蔵量ととし，評価期間の 1 年目とした．加工残材・林地残材の燃料利用も木材伐採年すなわち評価期間 1 年目に行うの変化を評価することとした．木製遮音壁には，林齢
45 年のカラマツが伐採され遮音板の木材として使用さこととした．遮音壁の廃棄は耐用年数 30 年が経過した
評価期間 30 年目とし，その廃材の再利用は評価期間 31

れることから 15)，炭素貯蔵量のベースラインは 45 年生年目とした．再植林の樹種は伐採樹種と同じカラマツをのカラマツ林とした．

想定した．なお，木材伐採後に再植林を行わない場合，え方に依拠し，先行研究c)12), 13)自然の植生回復も考えられるが，それによる炭素貯蔵量

評価期間の増加は考慮しなかった．

前報 を参考に，木製遮音壁およびコンクリート製遮15)式(1)～(5)における各変数の算定方法は次項以降にお音壁の耐用年数はどちらも 30 年とした．一方，評価期間においては，耐用年数よりも短い期間あるいは長い期

いて詳述する．

間における時間変化を想定すると，炭素貯蔵量を含む
GHG 収支の評価結果は大きく異なると考えられる．そb) 木材の炭素貯蔵量

こで，20 年，30 年，40 年といった複数の評価期間を設は以下の式(6)により算出した．各変数・係数の説明は定することとした．

表-1 に示した．

(3) 評価方法

CSW(t) = SW(1) × d × c × 44 / 12(6)
遮音壁の耐用年数 30 年間において木材の腐朽等はな

木材の炭素貯蔵量（kg-CO2/m）（式(1)～(4)の CSW(t)）a) GHG 収支評価式
GHG 収支において，木材・森林由来の炭素収支は木いものとし 15)，評価期間 30 年間は木材の炭素貯蔵量を一定とした．また，耐用年数経過後には廃棄されるため，評価期間 31 年目以降は木材の炭素貯蔵量を 0 とした．

材の炭素貯蔵量および木材が伐採された森林の炭素貯蔵量の変化を評価した．化石燃料由来の GHG 収支は遮音c)

壁の原材料調達から設置作業までの化石燃料由来の
GHG 排出量，遮音壁の廃材の再利用による化石燃料由森林の炭素貯蔵量（kg-CO2/m）（式(1)～(5)の CSF(45)，
CSF(t)，CSF(45+t)）は以下の式(7)～(9)により算定した．

来の GHG 排出削減量，加工残材・林地残材の燃料利用による化石燃料由来の GHG 排出削減量を評価した．単

各変数・係数は表-1 に詳述した．
CSF(t) = SF(t) × bef × d × c × 44 / 12(7)

位は遮音壁延長 1m 当たりの CO2 換算量（kg-CO2-eq/m）

SF(t) = A × sf(t)(8)に統一した．

A = SW(1) / yr / ys / sf(45)(9)

前節において設定した再植林および燃料利用のシナリ
オごとの GHG 収支評価式を以下の式(1)～(5)に示した．

森林の炭素貯蔵量算定の結果，再植林面積（A）は 0.0023 ha/m となった．
d) 原材料調達から設置作業までの化石燃料由来のまた，本研究で使用した変数・係数の説明を表-1 にまGHG 排出量

とめた．

木製遮音壁およびコンクリート製遮音壁の原材料調達から設置作業までの化石燃料由来の GHG 排出量（kg-GBWr,e(t) = GEW(1) – GRP(1) – GRF(1) – GRW(31) + CSF(45) –(1)

CO2-eq/m）（式(1)～(5)の GEW(1)，GEC(1)）は前報 15)にGBWr,ne(t) = GEW(1) – GRP(1) – GRW(31) + CSF(45) – CSF(t) –おける原材料調達過程から設置作業過程までの GHG 排CSF(t) – CSW(t)CSW(t)

出量を引用した．

(2)33

木材利用研究論文報告集16, 31-38, 2017. 12

表-1 本研究で使用した変数・係数の一覧表
変数・係数

説明

単位

GBWr,e (t )評価期間t年における再植林あり・燃料利用ありシナリオの木製遮音壁の正味のGHG収支

kg-CO2-eq/m

GBWr,ne (t )評価期間t年における再植林あり・燃料利用なしシナリオの木製遮音壁の正味のGHG収支

kg-CO2-eq/m

GBWnr,e (t )評価期間t年における再植林なし・燃料利用ありシナリオの木製遮音壁の正味のGHG収支

kg-CO2-eq/m

GBWnr,ne (t ) 評価期間t年における再植林なし・燃料利用なしシナリオの木製遮音壁の正味のGHG収支

kg-CO2-eq/m

GBC (t )評価期間t年におけるコンクリート製遮音壁の正味のGHG収支

kg-CO2-eq/m

GEW (1)

評価期間1年における木製遮音壁の原材料調達から設置作業までの化石燃料由来のGHG排出量kg-CO2-eq/m

GEC (1)

評価期間1年におけるコンクリート製遮音壁の原材料調達から設置作業までの化石燃料由来のGHG排出量 kg-CO2-eq/m

GRP (1)

評価期間1年における加工残材の燃料利用による化石燃料由来のGHG排出削減量

GRF (1)

評価期間1年における林地残材の燃料利用による化石燃料由来のGHG排出削減量kg-CO2-eq/m

GRW (31)

評価期間31年における木製遮音壁の廃材の再利用による化石燃料由来のGHG排出削減量kg-CO2-eq/m

GRC (31)

評価期間31年におけるコンクリート製遮音壁の廃材の再利用による化石燃料由来のGHG排出削減量kg-CO2-eq/m

CSF (t )再植林後t年経過時（評価期間t年）における森林の炭素貯蔵量kg-CO2/m

CSF (45)

木材伐採時の林齢である45年生の森林の炭素貯蔵量（炭素貯蔵量のベースライン）

kg-CO2/m

CSF (45+t )木材伐採を行わなかった45年生の森林のその後t年経過時における炭素貯蔵量kg-CO2/m

CSW (t )木製遮音壁設置後t年経過時（評価期間t年）における木材の炭素貯蔵量

SW (1)

木製遮音壁の設置時（評価期間1年）における木材使用量（0.147）d

木材の全乾密度（カラマツ：404）17)

kg-CO2-eq/m

kg-CO2/m
m3/m

15)

kg/m3

17)

c
SF (t )

木材の炭素含有率（カラマツ：0.5）
再植林後t年経過時（評価期間t年）の森林の幹材積

kg-C/kg
3

幹材積を枝葉を含む樹木全体（地上部バイオマス）の材積へ拡大する係数（カラマツ：1.325）
再植林面積（= 木材伐採面積）

befA
sf (t )
sf (45)

再植林後t年経過時（評価期間t年）の単位面積当たり幹材積（本州のカラマツ新収穫表）

17)

m /m
ha/m

17)

m /ha

17)

3

木材伐採時の林齢である45年生の森林の単位面積当たり幹材積（本州のカラマツ：236）
15)

3

m /ha
-

yr

丸太から遮音壁に利用される角材への歩留まり（0.320）

ys-

GEHp (1)

樹木の幹部分から丸太への歩留まり（0.856）12)
評価期間1年における加工残材によって代替した重油の生産・燃焼によるGHG排出量

GEP (1)

評価期間1年における加工残材のチップ生産・燃焼によるGHG排出量kg-CO2-eq/m

GP (1)

評価期間1年における加工残材発生量

GEHf (1)

評価期間1年における林地残材によって代替した重油の生産・燃焼によるGHG排出量m /m
kg-CO2-eq/m

GEF (1)

評価期間1年における林地残材のチップ生産・燃焼によるGHG排出量kg-CO2-eq/m

GF (1)

評価期間1年における林地残材発生量kg-CO2-eq/m
3

3

cw

残材の全乾時低位発熱量（0.019）

m /m
GJ/kg

ehw

チップボイラーの熱利用効率（0.775）18)

-

15)

19)

重油の低位発熱量（0.037）ch

重油ボイラーの熱利用効率（0.885）

ehh

GJ/l
18)

20)

eh

重油の生産・燃焼によるGHG排出係数（3.118）

lc

残材からのチップ生産による軽油消費量（1.500）

l/m

el

軽油の生産・燃焼によるGHG排出係数（2.942）20)

kg-CO2-eq/l

ew

チップの燃焼によるGHG排出係数（CH4とN2Oが対象，CO2は対象外）（2.689）20)

kg-CO2-eq/GJ

kg-CO2-eq/l

15)3

加工残材および林地残材の燃料利用による化石燃料由来の GHG 排出削減量（kg-CO2-eq/m）（式(1)～(4)のe) 廃材の再利用による化石燃料由来の GHG 排出削減量
木製遮音壁およびコンクリート製遮音壁の廃棄に伴っGRP(1)，GRF(1)）は以下の式(10)～(17)により算定し，各て発生する廃材（廃木材・鉄・コンクリート）の再利用

変数・係数の説明は表-1 に示した．

（廃木材は燃料利用，廃鉄・コンクリートは材料利用）
による化石燃料由来の GHG 排出削減量（kg-CO2-eq/m）

GRP(1) = GEHp(1) ‒ GEP(1)(10)

GEHp(1) = GP(1) × d × cw × ehw / ch / ehh × eh

(11)

（式(1)～(5)の GRW(31)，GRC(31)）は前報 における廃棄・再利用過程の GHG 排出削減量を引用した．

GEP(1) = GP(1) × lc × el + GP(1) × d × cw × ew

(12)

15)

f)

GP(1) = SW(1) / yr ‒ SW(1)(13)

加工残材・林地残材の燃料利用による化石燃料由来

GRF(1) = GEHf(1) ‒ GEF(1)(14)の GHG 排出削減量

GEHf(1) = GF(1) × d × cw × ehw / ch / ehh × eh

(15)

34

木材利用研究論文報告集16, 31-38, 2017. 12

GEF(1) = GF(1) × lc × el + GF(1) × d × cw × ew

(16)

GF(1) = SW(1) / yr / ys × bef ‒ SW(1) / yr

(17)

1000
森林（非伐採）化石燃料は重油を想定した．

3. 結果と考察

森林（伐採後再植林あり）

800

炭素貯蔵量（kg-CO2/m）

前報 15)を踏襲し，燃料利用の形態は熱供給，代替する

木材（遮音板）

600

400

200

(1) 木材および森林の炭素貯蔵量0

木材の炭素貯蔵量（式(1)～(4)の CSW(t)）および森林の炭素貯蔵量（式(1)～(5)の CSF(t)，CSF(45+t)）の評価結

0

5

10

15

20

25

30

35

40

35

40

評価期間（年）

果を図-4 に示した．森林における伐採後の再植林による炭素貯蔵量は評価期間が 13 年以上になると木材の炭

図-4 木材および森林の炭素貯蔵量
ベースライン（伐採時）との差（kg-CO2/m）

800

素貯蔵量よりも大きくなった．また，木材の炭素貯蔵量
は評価期間 31 年目以降に 0 となるが，遮音板が耐用年
数 30 年経過後に廃棄されるためである．再植林ありのシナリオにおける炭素貯蔵量（= 森林（伐採後再植林あり）+ 木材（遮音板））は評価期間 20 年，30 年，40 年でそれぞれ 355 kg-CO2/m，506 kg-CO2/m，494 kg-CO2/m となった．
再植林のシナリオにおける炭素貯蔵量のベースライン

600
400
200
0
-200
森林（非伐採）-400

森林（伐採後再植林あり）+木材（遮音板）-600

森林（伐採後再植林なし）+木材（遮音板）-800との差を図-5 に示した．再植林ありのシナリオでは，

0

5

10

15

20

25

30

評価期間（年）

炭素貯蔵量（= 森林（伐採後再植林あり）+ 木材（遮音板））は評価期間全体を通してベースラインよりも減少
し炭素排出となった．最大で評価期間 1 年目の 418 kg-

図-5 再植林のシナリオにおける炭素貯蔵量のベースラインとCO2/m，最小で評価期間 30 年目の 21 kg-CO2/m の排出で

‒値：ベースラインからの増加すなわち炭素排出削減）の差（+値：ベースラインからの減少すなわち炭素排出，あった．なお，評価期間 30 年目と 31 年目における炭素600

貯蔵量の差は木材（遮音板）の廃棄によるものである．

木製遮音壁

再植林なしのシナリオでは，炭素貯蔵量（= 森林（伐採GHG収支（kg-CO2-eq/m）

400

後再植林なし）+ 木材（遮音板））はベースラインよりもさらに減少した．評価期間 1～30 年において 418 kgCO2/m，評価期間 31 年目以降は木材の廃棄により 527
kg-CO2/m の炭素排出となった．また，非伐採の森林の炭素貯蔵量は評価期間全体を通してベースラインよりも増加し，最大で評価期間 40 年目において 96 kg-CO2/mのコンクリート製遮音壁

200
0
-200
-400

炭素排出削減となった．

-600(2) 化石燃料由来の GHG 排出量・削減量
化石燃料由来の GHG 排出量・削減量（式(1)～(5)の図-6 化石燃料由来の GHG収支（+値：排出，‒値：削減）

GEW(1)，GRP(1)，GRF(1)，GRW(31)，GEC(1)，GRC(31)）の評価結果を図-6 に示した．評価期間 1 年目に遮音壁の原材料調達から設置作業までの GHG 排出量（GEW(1)，出削減量（310 kg-CO2-eq/m）は大きく，原材料調達から設置作業までの GHG 排出量（463 kg-CO2-eq/m）の 67%

GEC(1)），加工残材・林地残材の燃料利用による GHGに相当した．さらに，廃材の再利用による GHG 排出削
減量（150 kg-CO2-eq/m）も考慮すると，99%に相当する

排出削減量（GRP(1)，GRF(1)）が生じ，遮音壁の耐用年
数 30 年が経過した評価期間 31 年目に廃材の再利用によ結果となった．評価期間全体を通した正味の GHG 排出量（= GHG 排出量 ‒ GHG 排出削減量）は木製遮音壁で 3

る GHG 排出削減量（GRW(31)，GRC(31)）が生じることとなる．木製遮音壁において，前報 15)では考慮されていなかった加工残材・林地残材の燃料利用による GHG 排

kg-CO2-eq/m となり，コンクリート製遮音壁の 404 kgCO2-eq/m と比べて非常に小さくなることが分かった．

35

木材利用研究論文報告集16, 31-38, 2017. 12

1200

再植林および燃料利用のシナリオごとに，正味のGHG 収支（式(1)～(5)の GBW(t)，GBC(t)）の評価結果を1000

GHG収支（kg-CO2-eq/m）(3) 正味の GHG 収支

図-7 に示した．なお，評価期間 30～31 年目の GHG 収支の差は，木製の場合，遮音壁の廃棄による木材の炭素貯蔵量の減少および廃材の再利用による GHG 排出削減が影響している．コンクリート製の場合は，廃材の再利用
による GHG 排出削減のみの影響である．

木製（再植林あり・燃料利用あり）
木製（再植林なし・燃料利用あり）
木製（再植林あり・燃料利用なし）
木製（再植林なし・燃料利用なし）

800

コンクリート製

600
400
200

木製遮音壁では，全てのシナリオにおいて，評価期間
全体を通して正味の GHG 収支が削減（‒値）になるこ

0
0

5

10

とはなく，排出（+値）となった．しかし，シナリオの

15

20

25

30

35

40

評価期間（年）違いによって大きな差が生じた．再植林のシナリオに着図-7 再植林・燃料利用のシナリオにおける正味の GHG 収支

目すると，再植林ありのシナリオでは，評価期間が長くなるに従って正味の GHG 排出量が減少した．一方，再（+値：排出，‒値：削減）

植林なしのシナリオでは，評価期間 30～31 年目におけ

価期間 30 年で 91 kg-CO2-eq/m であった．この結果よりもる遮音壁の廃棄および廃材の再利用を除いて常に一定で本研究の再植林あり・燃料利用ありのシナリオにおける同期間の GHG 排出削減量 230 kg-CO2-eq/m の方が大きか推移した．これらの結果から，再植林の有無は正味のGHG 排出量に大きく影響することが分かった．燃料利った．木製治山ダムを対象とした先行研究 13)においても，同様の傾向が報告されている．これらのことから，木材用のシナリオに着目すると，燃料利用の有無によって評価期間 1 年目から正味の GHG 排出量が異なる結果とな

および森林の炭素貯蔵量の変化を考慮した評価を行うこった．また，再植林と燃料利用のシナリオを比較すると， とにより，GHG 排出削減効果は大きくなることが示さ
再植林ありのシナリオは評価期間が長くなるほど正味のGHG 排出量が減少し削減効果が大きくなるのに対し，れた．ただし，木材伐採後の再植林および残材の燃料利

燃料利用ありのシナリオは短期的にも長期的にも一定の
GHG 排出削減効果が期待できるという特徴があった．

ない場合，削減効果は得られないことに留意する必要がある．今後の LCA 研究において，これまでカーボンニ

木製遮音壁とコンクリート製遮音壁を比較すると，再ュートラルとして取り扱われ評価対象として考慮されて植林あり・燃料利用ありのシナリオでは，木製遮音壁は評価期間 15 年以上でコンクリート製遮音壁よりも正味こなかった木材・森林由来の炭素収支を適切に評価し，用を担保することが必須であり，特に再植林が担保され木材利用の地球温暖化緩和効果を正しく把握することが重要と考えられる．

の GHG 排出量が小さくなり，コンクリート製を木製へ代替することによる GHG 排出削減効果が期待できることが分かった．その GHG 排出削減量（= コンクリート
製の正味の GHG 排出量 ‒ 木製の正味の GHG 排出量）は

4. まとめ

評価期間 20 年，30 年，40 年でそれぞれ 94 kg-CO2-eq/m，
230 kg-CO2-eq/m，272 kg-CO2-eq/m となった．再植林あ

本研究では，長野県における木製遮音壁を対象に，化り・燃料利用なしのシナリオにおいても，木製遮音壁は評価期間 24 年以上でコンクリート製よりも正味の GHG

石燃料由来の GHG 収支に加え，木材および森林の炭素収支を考慮した GHG 収支を明らかにした．さらに，コ

排出量が小さくなった．コンクリート製との代替によるGHG 排出削減量は評価期間 30 年，40 年にそれぞれ 92

ンクリート製遮音壁を木製遮音壁へ代替することによる
GHG 排出削減効果を評価した．これにより，LCA の枠

kg-CO2-eq/m，133 kg-CO2-eq/m となった．一方，再植林な組みにおいて木材および森林の炭素収支を適切に考慮す
ることによって GHG 排出削減効果は大きくなることがしのシナリオでは，燃料利用の有無に関わらず，評価期間全体を通して木製遮音壁はコンクリート製遮音壁よりも正味の GHG 排出量が大きく，コンクリート製から木示された．得られた主な知見は以下の通りである．

製への代替による GHG 排出削減効果は得られないことれる木材の伐採後の再植林による森林の炭素貯蔵量は評
価期間 13 年以降に木材の炭素貯蔵量よりも大きくなる．

・木材・森林由来の炭素収支において，遮音板に利用さが分かった．これらの結果から，GHG 排出削減効果を
前報 では，原材料調達から廃材の再利用までの化石・化石燃料由来の GHG 収支において，加工残材・林地
残材の燃料利用による GHG 排出削減効果は大きく，こ

燃料由来の GHG 収支だけを評価対象としたが，コンクリート製から木製への代替による GHG 排出削減量は評

れに遮音壁廃棄後の廃材の再利用を含めると，木製遮音壁の原材料調達から設置作業までの GHG 排出量の 99%得るためには，木材伐採後の再植林が不可欠といえる．
15)36

木材利用研究論文報告集16, 31-38, 2017. 12を削減可能である．

5)・木材・森林由来の炭素収支および化石燃料由来の
GHG 収支の双方を考慮すると，耐用年数を 15 年以上維持することができれば，コンクリート製遮音壁を木製遮音壁へ代替することによる GHG 排出削減効果が得られる．
・その際の GHG 排出削減量は評価期間 30 年では遮音壁
延長 1 m当たり 230 kg-CO2-eq が期待できる．ただし，木材伐採後の再植林および加工残材・林地残材の燃料利用が不可欠である．
本研究では，対象地域を長野県，対象樹種をカラマツとしたが，他地域あるいは他樹種を対象とすると，森林の炭素貯蔵量とその時間変化，加工残材や林地残材の発生量とその燃料利用に伴う GHG 排出削減量等が異なる結果となることに留意する必要がある．また，木材伐
採・再植林・遮音壁の設置を評価期間の 1 年目，遮音壁の耐用年数経過の廃棄を 30 年目，廃材の再利用を 31 年目と設定したが，これらの期間設定の変更によって結果は変わり得ることも注意が必要である．さらに，今後は木橋，木製防護柵，木質チップ舗装道路等の主要な木製
土木構造物を対象として，木材および森林の炭素収支を考慮した地球温暖化緩和効果を明らかにしていくことが重要と考えられる．
謝辞：本研究を行うにあたり，瑞穂木材株式会社，大栄
産業株式会社，株式会社ランバーテックの関係各位に多大なご協力を頂きました．ここに記して謝意を表します．
本研究は，長野県信州の木先進的利用加速化事業（県産材による高性能・低コスト木製遮音板開発事業）「長野県産材木製遮音壁の LCA 調査」および JSPS 科研費
16K21023 の支援により行われました．
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(2017. 8. 31 受付)

37木材利用研究論文報告集16, 31-38, 2017. 12

GREENHOUSE GAS BALANCE OF WOODEN ROADSIDE NOISE BARRIERSCONSIDERING CARBON STORAGE IN WOOD AND FORESTS
Chihiro KAYO, Ryu NODA, Masato YAMANOUCHI and Naoaki SHIBATA
Focusing on a wooden roadside noise barrier developed in Nagano Prefecture, this study clarified thelife cycle greenhouse gas (GHG) balance, taking into account both carbon storage in wood and forests
and GHG emissions and reductions associated with fossil fuel use. Additionally, we evaluated the effectof replacing concrete noise barriers with wooden noise barriers on the reduction of GHG emissions. The
results showed that the GHG emission reduction effects by substituting concrete noise barriers withwooden noise barriers could be expected after a service life of 15 years, and 230 kg-CO2-eq/m of those
could be obtained during an evaluation period of 30 years. However, both post-harvesting reforestationand energy use of forest residue and processing residue were essential. We found that global warming
mitigation effects were greater when considering the carbon balance of wood and forests compared towhen targeting only fossil fuel consumption.

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