IVL Swedish Environmental Research Institute

Arbetet inom forskningsprogrammet Mistra Digital Forest (MDF), arbetspaketet 2 task 2.5, syftar övergripande till att utveckla metoder för att med ett hållbarhetsperspektiv beskriva och visualisera alternativa, framtida scenarier för produktion och användning av skogsråvara, för dagens och framtidens skogsbruk.Denna rapport beskriver metoder för att bedöma klimatnyttan från träbaserade produkter i förhållande till de produkter de ersätter. Bedömningen svarar således på frågan:Vilken klimatpåverkan undviks om produktionen ökar marginellt av en träbaserade produkt, idag och i framtiden?

Rapporten förhåller sig till den föreslagna standarden ISO/DIS 13391-3:2024 kopplat till problemställningen. Den stora skillnaden gentemot ISO-standarden är att en allmän teknikutveckling inkluderas här som förenklat innebär att alla tillverkningsprocesser får lägre klimatpåverkan i en framtid. Vi kallar denna aspekt dekarbonisering. Den föreslagna metodiken gör det möjligt att beräkna den potentiella klimatpåverkan (uttryckt i GWP i kg CO2e) för substitutionseffekten. Huvudspåret i rapporten är implementering i BioMapp som ett systemanalytiskt verktyg. Substitutionsnyttan kommer i BioMapp att kunna ges som ett tillkommande beräkningsresultat med undvikna produktutsläpp som kan adderas till det redan befintliga beräkningsresultatet.

I detta fall så kan potentiellt alla tre aspekter nedan som uppstår vid tillverkning av produkten och dess substitut bestämmas:

1) Skogsbrukets additionella kolsänka2) Produktens temporära biogena kolsänka i samhället3) Produkttypens substitutionsnytta under dess livscykel.

Utöver detta vanliga systemanalytiska metodval så ges i rapporten också förslag på hur substitutionsnyttans additionella del kan bedömas och som vi här benämner ’eget nyckeltal’. Detta nyckeltal ersätter inte det vanliga systematiska resultatet, utan ska ses som tilläggsinformation om just additionalitet efterfrågas. Ett exempel på ett sådant system som utgår ifrån additionalitet är EUs frivilliga system för certifiering av kolupptag.  Substitutionsnyttan kan delas i in i nyttan för A produktions-, B användnings- och C slutskede. Den summerade analyserade klimatpåverkan GWP-GHG delas in i; fossila utsläpp/GWP-FOS, biogena utsläpp/GWP-BIO, utsläpp från markanvändning GWP-LULUC, samt bidraget från tillfälliga eller temporära kolsänkor/GWP-STORE.För att på ett förenklat sätt beskriva framtida utveckling och införandet av olika klimatförbättrande åtgärder så används en förenklad scenariometodik som vi benämner tre-punkt-scenario.

Detta scenario består av ett nuvärde, ett framtida värde och hur det ser ut runt år 2050, vilket sammanfaller med tidpunkten dit de flesta av våra miljöpolitiska mål sträcker sig. Efter denna tidpunkt antas värdet förbli konstant. Konceptuellt kan detta scenario baseras på dagens teknik, beslutande samt marknadsdrivna klimatåtgärder eller miljöpolitiska mål. Förslaget här är att per produkt samt livscykelskede tillämpa en gemensam allmän klimatförbättringsfaktor för alla tillverkningsprocesser, som baseras på ett scenario som utgår ifrån beslutande samt marknadsdrivna klimatåtgärder.

Metodiken för produktsubstitution och dess klimatnytta som beskrivs i rapporten kommer att användas i BioMapp som utvecklats inom ramen för forskningsprojektet Mistra Digital Forest. Om en bedömning inkluderar att inte bruka skogen så måste substitutionsnyttan inkluderas. BioMapp är ett digitalt visualiseringsverktyg som beräknar olika hållbarhetsindikatorer för svenskt skogsbruk och de produkter som produceras av skogsindustrierna i Sverige. Genom att implementera substitutionseffekter från träbaserade produkter så kan klimatnyttan kvantifieras för alla slags scenario som önskas analyseras. Dessutom möjliggör denna slags GWP-indikator att det teoretiska extrema scenarioalternativet ”inget skogsuttag” går att analysera. Den förändrade kolbalansen i skogen kan då ställas i relation till att de produkter som förut producerades från skogen måste nu tillverkas av andra, ofta fossilbara baserade material. I BioMapp kommer denna funktion att kunna aktiveras eller stängas av beroende på vilken fråga som ska analyseras.

Metoden att beräkna 1) Produktens temporära biogena kolsänka och 2) Produkttypens substitutionsnytta under livscykeln kan beräknas enligt CLEAR-modellen, som underlättar implementeringen. Dessa generiska data kan ersättas med specifika värden. Rapporten föreslår de indata som behövs för beräkningar av klimatnyttan och kommer i projektet följas upp med exempelberäkningar som ska illustrera effekter av olika metodval och antaganden.

The work within the Mistra Digital Forest (MDF) research programme, work package 2 task 2.5, aims overall to develop methods for describing and visualizing alternative, future scenarios for the production and use of forest raw materials, for current and future forestry, from a sustainability perspective.

This report describes methods for assessing the climate benefits of wood-based products in relation to the products they replace. The calculation thus answers the question:What climate impacts are avoided if there is a marginal increase in the production of a wood-based product, today and in the future?The report relates to the proposed standard ISO/DIS 13391-3:2024. The major difference from the ISO standard is that a general technology development is included which, in simple terms, means that all processes will have a lower climate impact in the future. We call this aspect decarbonization. The proposed methodology makes it possible to calculate the potential climate impact (expressed in GWP in kg CO2e) of the substitution effect. The central approach in the report is the implementation of BioMapp as a system analysis tool. In BioMapp, the substitution benefit can be provided as an additional calculation result, reflecting avoided product emissions that can be added to the existing calculation outcome.

In this case, it is possible to determine all three of the following aspects that arise during the production of the product and its substitute:1) The additional carbon sink of the forestry2) The product's temporary biogenic carbon sink in society3) The substitution benefit of the product type during its life cycleIn addition to the standard selection of system-analytical methods, the report also provides suggestions on how to assess the additional component of substitution benefits, which we refer to here as a "custom indicator." This indicator does not replace the standard systematic results but should be seen as supplementary information, particularly if additionality is specifically requested. An example of a system based on additionality is the EU’s Carbon Removal Certification Framework.The substitution benefit is in turn divided into A  production, B use and C end-of-life benefits. The total analyzed climate impact GWP-GHG is divided into; fossil emissions/GWP-FOS, biogenic emissions/GWP-BIO, emissions from land use GWP-LULUC, and the contribution from temporary or temporary carbon sinks/GWP-STORE.In order to describe in a simplified way future developments and the introduction of various climate improvement measures, a simplified scenario methodology is used, which we call the three-point scenario.

This scenario consists of a present value, a future value and what it looks like around the year 2050, which coincides with the time at which most of our environmental policy objectives extend. After this point, the value is assumed to remain constant. Conceptually, these scenarios can be based on today's technology, decision-making and market-driven climate action or environmental policy targets.. The proposal suggests applying a standardized climate improvement per product and life cycle stage for all manufacturing processes, grounded in a scenario driven by decision-making and market-oriented climate actions.

The methodology for product substitution and its climate benefits described in the report will be used in BioMapp developed within the framework of the Mistra Digital Forest research project. phase 1. BioMapp is a digital visualization tool that calculates various sustainability indicators for Swedish forestry and the products produced by the forest industries in Sweden. By implementing substitution effects from wood-based products, the climate benefit can be quantified. In addition, this kind of GWP indicator allows the theoretical extreme scenario alternative “no forest harvesting” to be analyzed. The change in forest carbon balance can then be related to the fact that the products previously produced from the forest now have to be made from other, often fossil-based materials. In BioMapp, this function will be able to be activated or deactivated depending on the question to be analyzed.The report will be followed up with documentation of the input data needed for example calculations.

The methodology to calculate 1) the product's temporary biogenic carbon sink and 2) the product type's life cycle substitution benefit is based on the CLEAR model, which facilitates implementation. These generic data can be replaced with specific values if desired.