La capacità fissativa di carbonio nei prodotti legnosi: una stima per l’Italia

La capacità fissativa di carbonio nei prodotti legnosi: una stima per l’Italia
a Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale (ISPRA), Istituto per la Certificazione Etica e Ambientale - ICEA
  Istituto Nazionale di Economia Agraria

Introduzione

Grazie alla fotosintesi le piante assorbono anidride carbonica (CO2) dall’atmosfera e rilasciano ossigeno; una parte della CO2 assorbita è restituita all'atmosfera con la respirazione delle piante, mentre una parte è «bloccata» nella biomassa come stock (letteralmente, deposito), sotto forma di composti organici vari. Lo stock di carbonio (C) di un ecosistema vegetale aumenta fintantoché non sia raggiunto il limite massimo (equilibrium), oltre al quale le perdite dovute alla respirazione, alla mortalità delle piante e a cause esterne di disturbo, quali incendi, uragani, attacchi di parassiti o patogeni, siccità, bilanciano l’aumento di C dovuto alla fotosintesi.
Nel caso di una foresta, quando avviene il taglio del soprassuolo e la biomassa legnosa viene esboscata, il C rimane fissato nel legno prelevato e trasformato in prodotti forestali legnosi per la fabbricazione di carta e cartoni, mobili, prodotti per l’edilizia, ecc., e per fini energetici (UNFCCC, 2003). I prodotti legnosi1 escludono quindi i residui delle utilizzazioni legnose (corteccia, ramaglie, eccetera) che sono lasciati in situ, i quali contribuiscono alla crescita della biomassa morta (necromassa).
I prodotti legnosi costituiscono quindi uno stock di carbonio, con un ruolo sul ciclo del carbonio e sull’effetto serra. Questo stock extraboschivo aumenterà, agendo pertanto da sink, fino a quando il deperimento e la distruzione per combustione o lo smaltimento in discarica dei vecchi prodotti resterà inferiore alla fabbricazione di nuovi.
Alla fine del loro ciclo di vita, i prodotti legnosi possono seguire diversi destini:

  • smaltimento in impianti di combustione, con o senza sfruttamento dell’energia.
  • smaltimento in discarica, dove la raccolta di metano costituisce un’altra possibilità di sostituzione di fonti energetici fossili. Le discariche formano ugualmente uno stock di C, che può anche superare per entità lo stock dei prodotti in use.
  • riciclaggio, delle fibre riutilizzate, mentre il C rimane fissato per un nuovo ciclo di vita.

La durata dello stock extraboschivo dipende dalla composizione dei prodotti legnosi, ovvero dal loro livello di produzione-consumo e dalla vita media degli stessi, un parametro estremamente variabile (dai pochi mesi della carta da giornale ai molti decenni di una trave lamellare).

Le opzioni di mitigazione

L'United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) ha riconosciuto l’importante ruolo delle foreste nel ciclo del C e, tra le azioni per ridurre le emissioni di gas-serra in atmosfera, invita i Paesi aderenti ad adottare misure per proteggere e accrescere gli stock e i sink di C forestale. Concretamente, le opzioni offerte dalle foreste sono rappresentate da:

  • tutela delle superfici forestali e loro espansione, attraverso il contenimento della deforestazione e la realizzazione di nuove foreste (afforestazione e riforestazione);
  • mantenimento o aumento della densità a scala stazionale della biomassa (e del C), attraverso l’allungamento dei turni forestali, la difesa antincendio, gli interventi di contenimento dei danni biotici (insetti, patogeni, ecc.) e abiotici (agenti meteo-climatici,ecc.), infittimenti, conversione di forma di governo;
  • produzione di materiali ad accumulo di C (legname con lungo ciclo di vita) o con effetti sostitutivi delle fonti fossili d’energia e a base di cemento.

Figura 1 - Bilancio di carbonio in un ipotetico progetto di realizzazione di un nuovo impianto forestale (afforestazione o riforestazione)


Fonte: [link]

La figura 1 indica le variazioni cumulate degli stock di C nei diversi compartimenti, boschivi ed extraboschivi. Il caso specifico si riferisce a un intervento di afforestazione con prelievo di prodotti legnosi per usi diversi, incluso quello energetico. Con l’affermazione e la crescita della piantagione, aumenta la massa di C nella biomassa viva, nella lettiera e nel suolo. Ipoteticamente, al taglio del soprassuolo dopo un turno di 40 anni, i residui delle utilizzazioni rilasciati in bosco vanno ad aumentare la lettiera, una parte del C estratto dal bosco con i prelievi legnosi si accumula nei prodotti legnosi (con diversi cicli di vita), una parte va a finire in discarica, una parte può essere usata per fini energetici.
Per dare un’idea del potenziale economico delle attività sopra descritte per le politiche di stabilizzazione climatica è opportuno citare le conclusioni dell’Intergovernmental Panel on Climate Change - IPCC (Nabuurs et al., 2007): al 2030, considerando uno scenario di politiche di stabilizzazione climatica con prezzi di 100 Us$ per tCO2 eq esse possono contribuire a compensare le emissioni per 3.140 milioni di tonnellate di CO2 equivalente (MtCO2 eq) l’anno (per confronto si tenga presente che nel 2008 le emissioni globali sono state pari a 40.685 MtCO2eq). Sempre l’IPCC (2007) stima che in Europa il carbon sink ottenibile grazie alle quattro opzioni forestali, da qui al 2040, sia compreso tra 90 e 180 MtCO2 eq l’anno.

Reporting

Delle tre opzioni forestali precedentemente indicate, il Protocollo di Kyoto (PK) contempla solo le prime due, peraltro con sostanziali limitazioni, come modalità valide per rendicontare il raggiungimento degli obiettivi di riduzione o contenimento delle emissioni di gas-serra (Schlamadinger et al., 2007).
Specificatamente, l’articolo 3.3 del PK si riferisce ai bilanci di assorbimento e di emissione di gas-serra derivanti da attività di afforestazione, riforestazione e deforestazione, mentre l’articolo 3.4 a quelli derivanti dalla gestione delle foreste già esistenti. Entrambe le categorie di attività devono rispettare due clausole: essere state avviate dal 1990 ed essere intenzionali. Viceversa, il PK non include, almeno per il periodo 2008-2012, l’effetto di fissazione del C nei prodotti legnosi forestali nei sistemi di contabilizzazione dei gas-serra.
Questa decisione fu assunta nonostante la posizione contraria di molti Paesi, per via dell’equivocità e indeterminatezza di termini, quali sink, source, reservoir dell’UNFCCC, dell’oggettiva difficoltà di contabilizzare i flussi di carbonio all’interno del pool “prodotti legnosi” (Schlamadinger et al., 2007), della complessità di seguire il movimento del legname (e dunque di allocare emissioni e fissazioni di C) tra i Paesi esportatori e importatori di prodotti grezzi, e quelli coinvolti nel commercio internazionale di prodotti trasformati e finiti.
Attualmente, per il reporting in ambito UNFCCC le metodologie dell’IPCC (Houghton et al., 1997) considerano, in maniera semplicistica, il prelievo di legname a uso industriale ed energetico come una fonte immediata di emissioni, le quali devono essere riportate come tali nello stesso anno del taglio boschivo (IPCC default method). Ovviamente, questo approccio non coglie il potenziale che i prodotti legnosi possono esercitare come stock temporaneo di CO2.
Già nel 1998, al termine di un incontro di esperti dell’IPCC a Dakar (Senegal), sono stati identificati tre diversi approcci per contabilizzare le emissioni di gas-serra nei prodotti forestali (Brown et al., 1998) (Tabella 1): (a) basato sulla variazione dello stock (stock change approach); (b) basato sulla produzione (production approach); (c) basato sul flusso in atmosfera (atmospheric flow approach).
Questi tre approcci sono stati ripresi e codificati nell’appendice 3a.1 delle Good Practice Guidance on Land Use, Land-use Change and Forestry dell’IPCC (Nabuurs et al., 2003)2 e dalle più recenti metodologie IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories, ora in uso (Pingoud et al., 2006)3. Queste ultime considerano un ulteriore approccio basato sulla sola decomposizione della biomassa (simple decay approach).
Esistono significative differenze tra i diversi approcci riguardo al “dove” e al “quando” le variazioni del carbon stock avvengono e sono contabilizzate, tenendo quindi presente in maniera diversa le importazioni ed esportazioni di prodotti legnosi. Queste differenze possono condurre a stime molto divergenti a scala nazionale del carbon stock e del carbon sink.
Lo stock change approach stima lo stock nei prodotti forestali legnosi nel paese consumatore e considera le variazioni dello stesso dentro i confini di un paese; in sostanza, i prodotti esportati da una paese A vengono trattati come emissioni nel paese A e i prodotti importati come assorbimento di carbonio nel paese B. L’import/export del legno porta quindi a un trasferimento del C da una Paese all’altro. Il Paese B potrebbe guadagnare crediti se aumenta il suo stock di C, oppure quando il suo consumo domestico e il net-import superano le perdite della decomposizione e combustione dei prodotti in use alla fine del loro ciclo di vita. Tale approccio è preferito dalla maggioranza dei Paesi europei, perché offre incentivi per la gestione forestale sostenibile e contemporaneamente per l’uso dei prodotti forestali legnosi per lunghi periodi e anche per fini energetici. Però questo approccio sfavorisce i paesi net-importer come Italia, primo importatore UE di legname e secondo nel mondo (Pettenella et al., 2009).
Il production approach è simile al precedente, tranne per il fatto che non considera il commercio del legno tra nazioni. Infatti, lo stock viene calcolato solamente sulla base del legno di provenienza interna, mentre il legno esportato è computato nel Paese produttore. Questo approccio è stato contestato da molti Paesi dell’UE, perché non calcola le emissioni “dove” e “quando” esse avvengono.
L’atmospheric flow approach cambia il punto di vista e considera i flussi di C nell’atmosfera e non i cambiamenti dello stock. Quindi, i flussi netti di C dalle foreste e dai prodotti legnosi verso l’atmosfera sono trattati come emissioni; viceversa, i flussi netti nella direzione opposta come assorbimento di C. Le emissioni derivanti dalla combustione e dalla decomposizione sono allocati da questo approccio nel Paese consumatore, mentre la fissazione di C dovuta alla crescita delle foreste viene allocata nel Paese produttore. Questo approccio favorisce Paesi con ampie risorse forestali, come Svezia, Finlandia, Norvegia, Canada e Nuova Zelanda, con bassi livelli di consumo e alti livelli di esportazione.

Tabella 1 - Incentivi/disincentivi dei quattro approcci IPCC nella stima dei flussi e degli stock di C nei prodotti legnosi rispetto a diverse optioni delle politiche di settore

Fonte: Grêt-Regamey et al. (2008), con modifiche.

L'inclusione dei prodotti forestali legnosi come attività per raggiungere gli impegni di riduzione delle emissioni ha sollevato problemi sulla possibilità di creare incentivi perversi. Ad esempio, il riconoscimento del ruolo dei prodotti legnosi come stock di C potrebbe determinare un incentivo ai prelievi forestali non sostenibili, oppure all’importazione di legno da fonti non correttamente gestite. Ancora, un Paese potrebbe avere interesse ad allungare il periodo di vita dei prodotti in discarica, disincentivando il riciclo o misure per estendere la durata dei prodotti in use (Tabella 1). I Paesi che hanno scelto l’opzione “gestione forestale”, secondo quanto previsto dall’articolo 3.4 del PK dovrebbero poter includere i prodotti legnosi nei bilanci, per evitare che i prelievi del bosco siano penalizzati. In ogni caso, l’uso dei prodotti legnosi deve sempre andare in sintesi con una gestione forestale sostenibile.

Stima per l’Italia

Uno studio di Kloehn e Ciccarese (2005) ha applicato i tre approcci proposti dall’IPCC (2003) per la stima dei bilanci di gas-serra nei prodotti legnosi in Italia4.

Figura 2 - Carbon flow Prodotti legnosi (1000tC)

Figura 3 - Carbon stock nei prodotti legnosi [1.000 tC]

Tale studio è stato aggiornato per la redazione di questo contributo e i risultati sono mostrati nelle figure 2 e 3.
Nel 2008, lo stock è stato stimato pari a 59 milioni di tonnellate di C (MtC), utilizzando il production approach; a 140 MtC, utilizzando lo stock change approach. Il sink di C è stato valutato pari a 0,25 (ossia 0,92 MtCO2) utilizzando il production approach; a 1,12 MtC (ossia da 4,11 MtCO2) utilizzando lo stock change approach.
Il più basso valore ottenuto usando il production approach riflette il grande volume del legno importato.
I risultati dello studio segnalano che, con l’atmospheric flow approach, i prodotti legnosi in Italia diventano un emettitore netto di C, fino a 0,46 MtC (ovvero 1,69 MtCO2). Questo metodo, evidentemente, penalizza l’Italia e i Paesi che, come il nostro, risultano tra i maggiori importatori netti di legname nel mondo e uno dei primi esportatori nel mondo di mobili e altri prodotti finiti a base di legno. Circa il 49% dello stock del C, secondo lo stock change approach, e il 63% secondo il production approach, sono fissati nelle discariche.
Le stime riportate si riferiscono al 2008. Esse si basano su alcune assunzioni e dati statistici che andrebbero meglio verificati, anche alla luce della dubbia qualità di alcune statistiche sui prelievi e sulle importazioni di legname in Italia (Pettenella e Ciccarese, 2009).

La sostituzione

Alla luce dei risultati delle stime sopra riportate, i prodotti legnosi possono giocare un ruolo ancor più significativo; infatti, essendo il legno una fonte di materiale rinnovabile relativamente efficiente dal punto di vista energetico, lo si può utilizzare al posto di altri materiali a maggiore intensità d’energia, riducendo così le emissioni di gas-serra. Si tratta, perciò, d’individuare soluzioni pratiche e tecniche valide per aumentare l’impiego del legno nelle applicazioni domestiche e industriali a scapito di altri materiali e per allungare il loro ciclo di vita.
Grazie alle sue caratteristiche fisiche, il legno è un ottimo materiale per vari tipi di costruzione. Ad esempio, in alcuni Paesi lo studio dell’energia richiesta per costruire edifici con diverse combinazioni di materiali suggerisce che massimizzare l’impiego del legno nelle nuove costruzioni potrebbe ridurre le emissioni di gas-serra causate dalla produzione di materiali edili dal 30% fino all’85% (Skog e Nicholson, 1998). Diverse analisi di ciclo di vita5 hanno mostrato il vantaggio del legno in confronto con altri materiali. Ad esempio l’energia richiesta per la produzione di una trave di ferro supera di nove volte quella corrispondente di legno (caratterizzata da stessa lunghezza e stessa capacità di portare un peso predefinito) (Burschel e Kürsten, 1992)6. Gustavsson et al. (2006), confrontando due edifici multipiano, uno costruito in legno e uno in calcestruzzo, dimostrano che le emissioni di CO2 per la costruzione dell’edificio in legno sono state significativamente inferiori a quelle dell’edificio in calcestruzzo, a causa del più basso consumo energetico del primo rispetto al secondo e per via delle più elevate emissioni per la produzione del cemento. L’uso energetico dei materiali legnosi provenienti dai residui dei prelievi in foresta, della produzione e costruzione dell’edificio e il legno usato dopo la demolizione a fine ciclo di vita, in sostituzione di fonti fossili, dà il contributo più significativo alla riduzione delle emissioni di CO2. In termini energetici, il consumo evitato di energia contenuta nel legno dell’edificio (inclusa l’energia contenuta nei residui dei prelievi legnosi, la produzione e la costruzione dell’edificio, nonché del legno dopo la demolizione) supera l’input di energia necessaria per la realizzazione e la demolizione dell’edificio.
Uno studio condotto in Svezia evidenzia che l’effetto della sostituzione viene più che compensato, anche se si includono le perdite temporanee nello stock di C in foresta a causa dei prelievi (Eriksson et al., 2007). Alla stessa conclusione arrivano Taverna et al. (2007) per la Svizzera dove, con prelievi più intensi di legname dalle foreste nazionali per favorirne l’uso nelle costruzioni, le emissioni del Paese potrebbero ridursi fino al 13%.
Il riscaldamento domestico può contribuire fino al 90% del totale di gas-serra emessi nella vita media di una casa, considerando anche quelli per la sua costruzione. L’uso delle biomasse legnose per il riscaldamento domestico può quindi giocare un ruolo importante nei bilanci di emissione. Nell’impiego come materiale da costruzione e come fonte energetica in sostituzione d'altri materiali edili o di combustibili fossili, il legno fornisce il maggior contributo alla riduzione delle emissioni, ancor più che attraverso gli incrementi di C nelle foreste. Oltretutto, a differenza degli incrementi di C nelle foreste, gli effetti della sostituzione non sono reversibili.

Le politiche nazionali

In molti Paesi industrializzati l’espansione degli stock di C nei prodotti legnosi e il loro uso in sostituzione di altri materiali sono ritenuti strumenti importanti per le politiche di mitigazione dei cambiamenti climatici. Ad esempio, la Francia ha introdotto recentemente un decreto riguardante la realizzazione di nuove costruzioni, il quale richiede un volume minimo di legno in rapporto alla superficie da usare per la costruzione di un nuovo edificio. La quantità relativa di legno da usare dipende dal tipo d’edificio, ma la nuova norma ne richiede un uso maggiore per gli edifici residenziali7.
In molti Paesi europei le norme edilizie sono state riviste, soprattutto per introdurre nuove e più stringenti misure antincendio. Ciò consente di realizzare una edilizia in legno fino a sei piani. Specialmente in Svezia, Norvegia e Regno Unito, la costruzione dei edifici multipiano in legno è aumentata. Dopo le penultime elezioni in Germania nel 2002, nel contratto della coalizione è stata approvata la “Carta per il legno”, dove i partiti hanno sottoscritto l’impegno di introdurre incentivi per l’aumento dell’uso del legno del 20%.
Un ulteriore stimolo per l’incremento dell’uso del legno in sostituzione d’altri materiali potrebbe essere l’introduzione di carbon tax sui materiali edili la cui produzione si caratterizzi per un alto tasso di emissioni di gas-serra.
Campagne di informazione come “Promo-legno” in Austria e Italia, “Wood for good” nel Regno Unito o quella del Nordic Timber Council valorizzano il potenziale del legno nelle strategie di mitigazione dei cambiamenti climatici per promuovere il settore.
La certificazione dei prodotti forestali può aumentare la richiesta di legno, informando i consumatori sulla gestione forestale sostenibile del legno acquistato. Anche la pubblicizzazione di costruzioni prestigiose può essere usata efficacemente per trasmettere i vantaggi ambientali dell’uso di legno. In questo senso, un caso di successo è il grande tetto costruito all’Expo 2000 di Hannover. Attualmente grande risonanza viene data alla costruzione di un edificio in legno di 16 piani in Norvegia.
In Italia, il carbon stock nei prodotti legnosi è in fase di crescita. La tendenza all’accumulo di C nei prodotti legnosi è destinata a continuare ancora nei prossimi decenni, anche se nel lungo periodo è probabilmente indirizzata a raggiungere una fase di equilibrio. Per un paese come l’Italia, nel quale il settore industriale del legno e della carta ha una rilevanza strategica in termini di valore aggiunto, occupazione e capacità di export, l’attenzione alle modalità di inclusione dei prodotti legnosi nella rendicontazione dei bilanci di gas di serra nel periodo post-2012 ha un’importanza notevole, anche in termini di immagine8. La grande apertura commerciale del sistema industriale italiano del legno e la grande capacità di lavorazione interna fanno sì che la scelta di un approccio di stima piuttosto che un altro possa avere esiti di un certo rilievo, trasformando i prodotti legnosi da sink di C a source di C, fino 1,69 MtCO2 l’anno con l’atmospheric-flow approach, in base alle simulazioni effettuate. Nondimeno, dette stime possono dare un’indicazione di massima ai decisori politici e al settore industriale della dimensione del fenomeno e dell’entità finanziaria della partita “prodotti legnosi”, anche a fronte di costi di negoziazione prima e di contabilizzazione poi. Insomma: il gioco vale la candela?
A questo proposito va ricordato, come riportato nel Capitolo di Brotto e Pettenella di questo volume, che nel quinquennio 2008-2012, in base agli accordi del PK e al trend delle emissioni di gas-serra registrato dal 1997 in poi, l’Italia deve tagliare 57,1 MtCO2 eq l’anno il volume delle emissioni nazionali di gas-serra. È un impegno estremamente gravoso (nonostante la riduzione delle emissioni nazionali di gas-serra registrate negli ultimi tre anni), per cui ogni soluzione per conseguire i risultati previsti in termini di riduzione delle emissioni, se correttamente impiegato, dovrebbe essere preso in dovuta considerazione.
È importante, quindi, anche alla luce delle decisioni che vanno maturando in ambito UNFCCC per il post-2012 (compresa quella che riguarda l’inclusione dei prodotti legnosi nel sistema di contabilizzazione dei bilanci di gas-serra), che il nostro Paese valuti l’opportunità di mantenere l’attuale regime, cioè di non inclusione dei prodotti legnosi nei bilanci dei gas-serra o, alternativamente, di negoziare un loro inserimento. In quest’ultimo caso è opportuno che siano esplorate le implicazioni che i diversi approcci IPCC, o altri che dovessero essere proposti in ambito UNFCCC, a partire dalla prossima Conferenza di Cancun (Messico), possono avere sui bilanci di gas-serra nei prodotti legnosi (la tabella 1 permette di evidenziare gli incentivi e i disincentivi che possono derivare dall’adozione di un approccio piuttosto che un altro).

Conclusioni

L’inclusione dei prodotti forestali nel sistema nazionale di contabilizzazione dei gas-serra potrebbe avere effetti di segno diverso rispetto ad alcune opzioni di politica di settore, quali l’invecchiamento e la crescita degli stock unitari di biomassa nelle foreste italiane, i prelievi legnosi interni, l’uso della legna a fini energetici e del legname in sostituzione di altri materiali (cemento, acciaio), il commercio di legname con paesi terzi, la promozione di recupero dei materiali legnosi a fine ciclo, l’uso di materiali a base di legno con lungo ciclo di vita, l’implementazione di politiche e accordi internazionali per combattere la deforestazione e il commercio illegale di legname. Come ha dimostrato in maniera evidente lo studio di Hashimoto (2008), nessuno degli approcci di stima per contabilizzare le emissioni di gas-serra nei prodotti forestali in discussione è in grado di fornire incentivi che siano coerenti e compatibili con gli obiettivi generali di politica forestale e ambientale. Si è, in effetti, di fronte ad un problema classico di individuazione di un compromesso da trovare pesando diversi obiettivi e considerando opportunamente il sistema dei vincoli. A questo riguardo si ritiene opportuno segnalare due soli requisiti fondamentali per impostare il processo decisionale: la disponibilità di una buona base informativa e la necessità di adottare decisioni condivise e coordinate tra le diverse istituzioni coinvolte nell’implementazione delle politiche climatiche, e tra queste e il mondo delle imprese e del lavoro.
Indipendentemente dalle decisioni del UNFCCC, un incremento nell’uso del legno non solo per fini energetici ma anche come materiale nei prodotti legnosi in sostituzione di altre materie prime contribuisce alla riduzione delle emissioni di gas serra e ad un modello di sviluppo più sostenibile.

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  • 1. Vale la pena ricordare che il carbonio rappresenta circa la metà del peso del legno secco
  • 2. Vedi [link]
  • 3. Vedi [link]
  • 4. Lo studio è disponibile sul sito www.isprambiente.it e ad esso si rimanda per l’esposizione dettagliata dei materiali, metodi e dei risultati.
  • 5. La Life Cycle Analysis (LCA) stima l’impatto ambientale d’un prodotto durante del suo ciclo vita, “dalla culla alla tomba”. I risultati dipendono dal punto a cui si spinge l’analisi e possono includere anche l’estrazione delle materie prime e lo smaltimento, oppure la possibilità del riciclo a fine vita, nonché i diversi sottoprodotti del processo di produzione.
  • 6. Cit. [link]
  • 7. [link]
  • 8. Evidentemente non è indifferente poter affermare che il settore, tenendo in considerazione la produzione finale, ha una rilevante capacità di fissazione di gas-serra o, all’opposto, considerando la forte dipendenza dall’estero per la materia prima grezza e ai semilavorati, evidenziare che l’Italia è un forte “consumatore” di carbonio fissato nelle foreste di altri Paesi.
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