多くの発電所で天然ガスが石炭に取って代わりつつあり、電力生産による炭素排出量を減らしていると聞いたことがあるかもしれません。しかし、石炭に代わるエネルギー源として利用が増えているものがもう一つあります。それは木材です。
木質ペレットは再生可能エネルギー源であり、木質エネルギーによって正味のCO2排出量を削減できる状況もあります。しかし、発電にバイオマスを利用すると、林業の経済性が変わり、ときに複雑な環境問題が数多く生じます。
欧州では、すべての加盟国に再生可能エネルギーの利用拡大と温室効果ガス排出量の削減を求めることで、大規模なペレット生産市場が形成されました。一部の旧式発電所では、石炭と混焼することで木質ペレットが石炭に代わって使われています。さらに、ペレット専焼の新たな発電設備も欧州の送電網に加わりました。米国南東部の森林は、欧州の発電事業者に2014年に約 400万トンの木質ペレット を供給しました。
森林は発電用燃料を供給しながら、既存の製紙産業にも供給できるのでしょうか。バイオマスを燃やすことは、石炭を燃やすよりも望ましいのでしょうか。米国とEUの現行政策は、森林の持続可能性に十分対処しているのでしょうか。こうした問いに答えるため、私たちは生態学的、経済的な両面から森林の仕組みを研究してきました。
炭素排出量の面で、木材は石炭より優れているのか？
一方で、発電のために木材を燃やすと、電力単位当たりの炭素排出量は石炭より 10～35％多く なります。つまり、電力を1キロワット発電する場合、石炭より木材のほうが多くの炭素を排出します。他方、森林として維持される土地から樹木を伐採する場合、新たに育つ木が成長するにつれて炭素を吸収します（木はおよそ半分が水分、半分が炭素です）。これにより、以前の伐採による正味の炭素排出量が減少します。
しかし、森林が排出量をどれほど減らすかを算出するのは複雑です。さまざまな用途のために樹木を育て、伐採することによる潜在的な炭素への影響については、膨大かつ増加し続ける研究文献があります。ある用途が別の用途に比べてどれほど優位かは、製品のライフサイクル全体にわたる正味の影響を分析して判断します。こうした異なる経路が炭素に及ぼす影響を追跡する研究分野は、ライフサイクル分析（LCA）と呼ばれています。
炭素の返済期間
樹木を伐採してエネルギーとして燃やすと、いわゆる「炭素債務」が生じます。炭素が固定された状態（樹木）から取り除かれ、大気中に排出されるためです。森林が再成長することで炭素の返済期間が決まります。これは、エネルギー利用のための燃焼で排出された量と同じ炭素を森林が再び吸収するまでの期間です。
炭素の返済期間は、木材の代替用途、森林の成長速度、置き換えられる燃料の種類、サプライチェーン、製造、輸送、発電活動の効率に左右されます。また、伐採された1エーカーごとに炭素債務を評価するのか、それとも森林景観全体を考慮するのかも重要です。価格上昇への反応として、伐採対象のエーカー以外の森林地を追加したり、その管理方法を変えたりする可能性があるためです。
したがって、発電用ペレットを作るために樹木を伐採し、これらの樹木の生産と利用に伴うすべての炭素排出（競合する用途を含む）を考慮するなら、一定の条件下では木材の排出量が石炭を下回る可能性があります。課題は、実際に木材利用が正味の炭素排出量を減らしているかを測定するため、科学的根拠に基づいた公平で妥当な方法を開発することです。
林業の経済性
技術的な観点からは、既存の製紙産業と、発電事業者から生まれつつある需要の双方に原材料を供給するだけの森林面積と木材成長量は、確かに十分あります。
しかし、新たな用途を加えるには代償があります。特に、製紙とペレット生産のために伐採される小径木の価格は、需要の増加によって上昇する可能性が高いでしょう。これは土地所有者にとっては良いことです。製紙工場にとっては良いことではありません。
しかし、小径木の価格がどれほど上昇するかにかかわらず、製材用の木材、つまり製材品に加工するために伐採される木材から企業が得る収益が、森林伐採量を左右する主な要因であり続けます。
木材価格が上昇すると、買い手と売り手の双方が、その上昇を一時的と見るか、長期的と見るかに応じて行動を変える可能性があります。特に製材用木材とエネルギー用バイオマスの価格が現在のように低い時期に一時的な変化が起きた場合、木材の買い手は中径木をより多く伐採したり、製材工場からさらに遠い場所の木材を購入したりするかもしれません。
買い手と売り手が価格の長期的な上昇を見込むなら、森林所有者は小径木を優先するよう森林を管理したり、限界的な農地に樹木を植えたりするかもしれません。大径木から得られる製材用木材の価格が低いままであれば、価格上昇によって伐採周期が短くなる可能性もあります。また、小径木の価格上昇により、南部の製紙産業は他の地域や国との競争力を失い、木材産業が設備投資の規模や場所を変えたり、より効率的な技術を開発したり、供給リスクの低減に投資したりする可能性もあります。
米国南部の森林には、利用されてきた歴史があります。過去50年間で、木材の伐採量と木材在庫量はともに50％以上増加しました。この期間、森林地の面積はおおむね一定でしたが、南部の都市化がその安定を脅かしています。
ペレット向けの伐採増加は、農地よりも森林の面積を相対的に増やす可能性があります。価格が上がると土地所有者は木材からより多くの収益を得られるため、伐採後も土地を森林のまま維持する可能性が高まるからです。しかし、エネルギー向けの伐採増加は森林地を増やす一方で、価格上昇を受けて土地所有者が天然林をプランテーションに転換すれば、森林の若齢化や森林タイプの変化につながる可能性もあります。
木材をバイオマスとして使わなくても、農業や都市開発との土地競合は続き、米国南部の森林面積は引き続き減少することに留意すべきです。
政策上の課題
木材をエネルギーに利用しても健全で持続可能な森林が保たれるようにする政策は、米国にもEUにも整っているでしょうか。
これは誰に尋ねるかによって異なり、主に健全で持続可能な森林をどう定義するかによります。木材生産性は低いものの、より古く自然に再生した森林を維持することが目的なら、現在の市場ベースの政策には懸念があります。
生産性が高く収益性のある森林管理下の土地面積を維持、あるいは増加させることが目的なら、現在の市場ベースの政策は適切なインセンティブとなるはずです。
EU加盟国が制定した新たな 持続可能性 政策 が米国南東部の森林に及ぼす影響は、まだ検証されていません。また、私有地に対する私的な支配を神聖視する米国の伝統と法制度を考えると、米国で新たな政策が導入される可能性は低いでしょう。
つまり、これまでと同様、当面は土地利用政策や環境政策ではなく、バイオマスを含む森林産物への経済的需要が、森林の変化を決定づけることになります。
この記事は、 The Conversationとの協力により掲載されています。掲載は、世界経済フォーラムが見解を支持することを意味するものではありません。
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著者：Robert C Abtは、ノースカロライナ州立大学の林学教授です。Karen Lee Abtは、米国森林局の研究エコノミストです。
画像：煙突から煙が立ち上る背後に太陽が見える。REUTERS/Stringer。
