Kennisdocument: Hoe zit het met CO2-opslag in hout?

Hout kan koolstofdioxide, C02, in zich opnemen en slaat dat op zolang het bestaat. Teveel CO2 in de atmosfeer is de hoofdoorzaak van de opwarming van de aarde. Het is één van de redenen waarom bouwen met hout zeer sterk in de belangstelling staat. Hoe zit het?

Bomen, struiken en planten nemen CO2 op uit de lucht. Dat doen ze door middel van fotosynthese (assimilatie). Voor dat proces is energie nodig. Die energie haalt het chlorofyl, een bestanddeel van de bladgroenkorrels in de bladeren, uit licht. Daarbij wordt koolstofdioxide (CO2) vastgelegd met drie koolstofatomen (koolstofassimilatie) en daarna omgezet in glucose en zuurstof. De zuurstof (O2) komt vrij bij dit proces: de boom levert dus zuurstof terug aan de lucht. De glucose (C6H12O6) vormt een bouwsteen voor cellulose. Dat is de vezelrijke polysacharide waar bomen voor een groot deel uit bestaan.y

Bomen geven ook CO2 af

Levende organismen, ook bomen, produceren ook zelf weer CO2. Deze zogenaamde dissimilatie vindt bij bomen voornamelijk in de nacht plaats, als er onvoldoende licht aanwezig is voor fotosynthese. Dissimilatie geschiedt via de huidmondjes in het blad en via de lenticellen bij de stengels en de wortels. De glucose gaat een reactie aan met zuurstofgas en wordt omgezet in koolstofdioxide (CO2) en waterdamp. Bij bomen is de dissimilatie veel kleiner dan de assimilatie. Per saldo neemt een bomen veel meer CO2 op dan hij uitstoot.

Hout is opgeslagen CO2

Gekapt hout leeft niet meer en geeft daarom geen CO2 meer af via dissimilatie. Het neemt ook geen CO2 meer op door assimilatie. Hout bestaat voor een groot deel uit cellulose dat uit koolstofdioxide gemaakt is. Daarom is hout een opslagmiddel van CO2. Dat is een groot verschil met andere bouwmaterialen. Die kosten veel CO2 bij het maken (soms heel veel, denk aan hoogovens voor staal en CO2 is een verbinding die vrij komt bij de productie van cement). Ze stoten daarnaast veel CO2 uit bij het vervoer. Ze slaan geen CO2 op.

Verschillende boomsoorten, verschillende CO2-opslag

De ene boomsoort is de andere niet. Allemaal slaan ze koolstofdioxine op, maar de één meer dan de ander. Het Centrum Hout heeft een tool waarin van elke houtsoort kengetallen zijn opgenomen over de CO2-opslag. Dit is NEN-genormeerd en bovendien is er rekening gehouden met kapafval en dergelijke. Hout van douglas (530 kg CO2 per kubieke meter) blijkt méér koolstofdioxide op te slaan dan meranti (500 KG/m3). De betrekkelijk onbekende tropische houtsoort Ipé, dat veel voor vlonders en gevels gebruikt wordt, spant de kroon met 1050 kg/m3. Met de tool kun je de CO2-opslag van elke hoeveelheid en elke in de handel bekende houtsoort berekenen.

Gebouwen als opslag van CO2

Kozijnen, spanten, muren, ze worden al sinds eeuwen van hout gebouwd. Veel houten gebindten doorstaande eeuwen moeiteloos. Het in het hout opgeslagen CO2 krijgt zo een nuttige functie. Dan gaat het om massief houten balken en planken.
Een al enige tientallen jaren bestaand houtproduct wint in korte tijd over de hele wereld aan populariteit: CLT of kruislaaghout. Hierbij wordt naaldhout, in het Engels taalgebied vaak aangeduid als softwood, omdat het van nature geen sterk bouwmateriaal is, verzaagd tot gevingerlaste lamellen, planken van enige centimeters breed en ca een centimeter dik (maten verschillen), die vervolgens kruislings met elkaar verlijmd worden tot massief houten platen van enige decimeters dikte. Met dit CLT (en met tal van andere gelamineerde houtsoorten, zie dat kennisdocument) kan uitstekend gebouwd worden, ook flatgebouwen. Waar dit materiaal beton en staal vervangt slaat het tonnen meer koolstofdioxine op dan die traditionele producten.

Hout kan CO2 ook weer afgeven

Als hout verrot of wordt verbrand komt de opgeslagen CO2 (deels) weer vrij. Dat behoort tot de natuurlijke zogenaamde Koolstofkringloop: de boom neemt tijdens het leven een bepaalde hoeveelheid CO2 op en geeft diezelfde hoeveelheid CO2 na afsterven weer af. Fossiele brandstoffen zoals steenkool, olie en gas bestaan uit organisch materiaal van miljoenen jaren geleden, waaronder planten en bomen, dat in de aarde verborgen was. Nu het verbrand wordt komt extra CO2 in korte tijd vrij in de atmosfeer. De Koolstofkringloop wordt daardoor verbroken met allerhande effecten voor de atmosfeer en het klimaat tot gevolg. Doordat hout bij einde levensduur CO2 afgeeft is een reden om het met steeds grotere prudentie te behouden.

Droge bouw en demontabiliteit

Zoals bij kastelen en bijvoorbeeld alle grachtenhuizen in het centrum van Amsterdam te zien is kan hout heel lang zijn functie als bouwmateriaal blijven vervullen. Daardoor blijft de CO2 opgeslagen. Daarnaast is houtbouw zogenaamde droogbouw: bouwhout wordt in elkaar geschroefd of gespijkerd. Daardoor zijn houten gebouwen makkelijker te demonteren. Bijvoorbeeld om ze elders weer op te bouwen maar ook om het gedemonteerde hout weer, eventueel na bewerking, weer elders te gebruiken. Hout is dus een enorm circulair materiaal, de downcycling van het materiaal gaat in meerdere stappen: hout dat helemaal niet meer constructief in te zetten is kan versnipperd worden en verwerkt tot plaatmateriaal of, in voorlaatste instantie, tot pulp voor papierproductie. Pas daarna volgt de stap van verbranding, waarbij energie en CO2 vrij komt. In die doorlooptijd, die in de eeuwen kan lopen, kunnen vele bomen groeien. De balans tussen opslag en vrijkomen van CO2 is zo gezien verre ten gunste van de opslag. Zo is er dus sprake van negatieve CO2-emissie. Garanties dat voor geoogste bomen weer nieuwe bomen groeien geven hout- en handellabels als FSC en PEFC.

Andere negatieve CO2-emissie, BECCS

Als hout wordt verbrand als bio-energie, en dit wordt gecombineerd met gecontroleerde CO2-afvang en –opslag, is er sprake van BECCS (Bio_Energy with Carbon Capture Storage) en kan er een per saldo negatieve emissie bereikt worden. Daarbij wordt het koolstofdioxidegas dat vrijkomt bij de verbranding afgevangen en opgeslagen in ondergrondse reservoirs. Zolang die CO2 niet vrijkomt en er voor elke verbrande hoeveelheid hout maar evenveel hout wordt teruggeplant is er sprake van terugdringen van de CO2-uitstoot. Voorstanders van BECCS zien het als een van de weinige mogelijkheden om op tamelijk korte termijn grootschalig CO2 uit de atmosfeer te halen, iets dat onder andere volgens het Intergovernemental Panel on Climate Change (IPCC) nodig zal zijn. Dat spreekt van 810 miljard ton CO2 dat tot 2100 uit de atmosfeer verwijderd zal moeten worden.

Bijplanten voor negatieve CO2-emissie

Een andere manier om CO2 af te vangen is het domweg planten van enorm veel bomen. Zoals berekend door een internationale onderzoeksgroep onder leiding van de Zwitser Jean Francois Bastin, dat in het wetenschapsblad Science werd gepresenteerd: op aarde zou nog 0,9 miljard hectare over zijn die noch door bestaande bossen, noch door bebouwing of landbouwgrond bezet is en waar bossen zouden kunnen groeien. Dit zou volgens de onderzoekers ruimte bieden aan 500 miljard bomen, die dan samen, als ze volgroeid zijn, 205 gigaton CO2 uit de atmosfeer zouden hebben opgeslagen. Een ideale koolstofdioxide-stofzuiger.

Verantwoord bosbeheer

Bij al deze voordelen van CO2-opslag van hout wordt uitgegaan van verantwoord beheerde bossen. Een doorsnee Douglasspar groeit in 30 jaar tot een kapklaar exemplaar, sommige tropische boomsoorten doen daar wat langer over. Bij verantwoord beheerde bossen wordt voor elke geoogste boom minstens een, meestal meer nieuwe bomen geplant, zo breidt het woud zich uit. Bij het oogsten van een boom zonder dat er aanplant tegenover staat verliest de wereld een CO2-stofzuiger.