Die Zukunft der Klimaleistungen von Wald und Holz

Die Klimaleistungen von Wald und Holz werden als «3S» bezeichnet. Sie umfassen die Sequestrierung von Kohlendioxid (CO₂) im Wald, die C-Speicherung in Holzprodukten sowie die materielle und energetische Substitution von kohlenstoffintensiveren Produkten (Abbildung 1). Die 3S haben einen direkten oder indirekten Einfluss auf die CO₂-Konzentration in der Atmosphäre. Deshalb wirken sie sich auch auf das Netto-Null-Ziel der Schweizer Klimapolitik aus.

Die KWHS-Studie untersucht für verschiedene Szenarien, wie die 3S-Klimaleistungen die Treibhausgasbilanz im In- und Ausland künftig beeinflussen und welche Einflussfaktoren den Beitrag der Sektoren Wald und Holz an den Klimaschutz steuern (Werner et al 2023). Die entwickelten Szenarien spiegeln die Konsequenzen von möglichen Weichenstellungen in der Waldpolitik und der Ressourcenpolitik Holz wider. Für diese Szenarien hat man die Entwicklung der biogenen Kohlenstoffspeicher im Wald sowie in Holzprodukten modelliert und die potenziellen Substitutionseffekte durch Veränderungen der Holzverwendung inner- und ausserhalb der Schweiz berechnet.

Als Ausgangsbasis dient ein Referenzszenario, das die gegenwärtige Entwicklung ohne markante Veränderungen fortschreibt. Dieses wird mit Varianten verglichen, die sich vor allem bezüglich der Annahmen zur Art und zur Intensität der künftigen Waldbewirtschaftung in der Schweiz, zur inländischen Nachfrage nach Holzprodukten sowie zum Holzenergiebedarf unterscheiden. Die Spannbreite reicht von einem weiteren Aufbau an Holzvorräten in den heimischen Wäldern bis hin zu einer Steigerung der Holzverwendung auf das Doppelte der heutigen Mengen.

Prägend für die gesamte Klimaleistung von Wald und Holz ist bei allen durchgespielten Varianten die Entwicklung der CO₂-Sequestrierung im Schweizer Wald. Verglichen damit verändert die C-Speicherung in Holzprodukten – beziehungsweise die Substitution – die gesamte Klimaleistung eines Szenarios nur unwesentlich.

Weil die C-Dynamik praktisch ausschliesslich von der lebenden Biomasse dominiert wird, führt eine erhöhte Holznutzung zu einem Abbau der C-Vorräte im Wald. Damit geht jedoch nicht zwingend eine signifikante Steigerung der Verwendung von Schweizer Holz im Inland einher. Preiswirksame Massnahmen führen nämlich immer zu Verschiebungen in der Aussenhandelsbilanz entlang der Wertschöpfungskette. So können Preiseffekte dazu führen, dass entweder vermehrt Schweizer Holz und Holzprodukte exportiert werden oder dass die Nachfrage nach Holzprodukten und -energie zu steigenden Importen führt. Im Rahmen des internationalen Klimaabkommens lassen sich jedoch nur Holzprodukte aus einheimischem Holz als «Harvested Wood Products (HWP)» anrechnen.

Bei einer nationalen Betrachtung (Abbildung 2) sind die totalen Klimaleistungen für das Szenario mit einem deutlich erhöhten Holzverbrauch im Inland am höchsten. Da die Modelle unter anderem die Holzhandelsbilanz berücksichtigt, fällt in diesem Szenario die Abnahme der C-Vorräte im Wald mehrheitlich im Ausland an. Auch heute werden rund 70 Prozent des hierzulande verwendeten Holzes oder der Holzprodukte importiert, was in der Schweiz zu erhöhten Substitutionseffekten führt.

Dass Wälder in ihrer Gesamtbilanz der Atmosphäre Treibhausgase entziehen, ist jedoch kein Naturgesetz. Je nach Zustand und Entwicklung können sie auch CO₂ freisetzen. In dieser Beziehung bringt der Klimawandel etliche Unsicherheiten mit sich. Als besonders klimasensitiv gelten standortfremd bestockte, struktur- und artenarme Wälder wie gepflanzte Fichtenbestände in Tieflagen. Sie sind von den fortschreitenden Auswirkungen des Klimawandels stark betroffen – so unter anderem durch das Auftreten von Trockenperioden oder Stürmen sowie durch eine Zunahme des Borkenkäferbefalls.

Was aussergewöhnliche Störungen im Wald anrichten können, hat Ende Dezember 1999 der Orkan Lothar veranschaulicht. Durch die Zerstörung von über 10 Millionen Bäumen wurde der Schweizer Wald zur CO₂-Quelle und setzte im Ausnahmejahr 2000 netto 3.7 Millionen Tonnen des Treibhausgases frei.

Wie die 2023 von der WSL veröffentlichten Zwischenergebnisse des LFI5 (2018–2022) zeigen, haben die Wetterextreme im Schweizer Wald auch nach 2018 deutliche Spuren hinterlassen. Die Störungen führen in den davon stark betroffenen Regionen wie Jura und Mittelland zu einem Abbau des C-Speichers in der lebenden Biomasse. In den höheren Lagen sind die Schadholzmengen deutlich kleiner ausgefallen, aber Mortalität und störungsbedingte Zwangsnutzungen haben in allen Produktionsregionen zugenommen. Von 2018 bis 2022 war der Schweizer Wald zwar eine kleinere CO₂-Senke, wies netto aber immer noch eine Senkleistung aus (BAFU 2024).

Um die Klimaleistungen von Wald und Holz langfristig zu erhalten, braucht es gezielte Massnahmen. Dazu gehört insbesondere eine Anpassung des Waldes an den Klimawandel durch eine naturnahe, nachhaltige und zukunftsgerichtete Waldbewirtschaftung und Holzverwendung. Die Biodiversität des Waldes bildet dabei die zentrale Basis für die Funktionalität und Resilienz des Ökosystems Wald. Die Bestände sind so zu pflegen, dass sie vital, regenerationsfähig, altersdurchmischt, biologisch vielfältig und auch sonst gut strukturiert bleiben. So lassen sich Klimaleistungen, Waldfunktionen und -leistungen langfristig sicherstellen.

Zwei Entwicklungen dürften das Holzangebot im Inland in den kommenden zwei Jahrzehnten deutlich erhöhen. Bedingt durch vermehrte und intensivere Extremereignisse sind einerseits mehr Zwangsnutzungen zu erwarten. Andererseits braucht es naturnahe und adaptive waldbauliche Eingriffe, damit die Wälder ihre Leistungen auch in einer wärmeren Klimazukunft nachhaltig erbringen. Beide Entwicklungen führen zumindest vorübergehend zu einer generellen Vorratsabnahme, weil man den Wäldern mehr Holz – und somit auch mehr Kohlenstoff – entnimmt, als gleichzeitig an Biomasse nachwächst.

Die absehbaren Verluste an gebundenem Kohlenstoff im Wald könnte die Schweizer Holzwirtschaft zumindest teilweise auffangen. Heute sind in Produkten aus Schweizer Holz gut 16.5 Millionen Tonnen C eingelagert. Die Bilanz der Holzprodukte, die im Inland aus einheimischem Holz hergestellt wurden, beruht vor allem auf einem lange zurückliegenden, grossen Zufluss. Im Zeitraum von 2013 bis 2022 betrug die jährliche Bilanz der C-Speicherung in Holzprodukten nämlich nur noch durchschnittlich –21 920 Tonnen CO₂ pro Jahr (BAFU 2024). Diese Durchschnittsmenge entspricht lediglich einem Anteil von 0.9 Prozent an der Gesamtbilanz des Wald- und Holzsektors.

Das Wertschöpfungspotenzial des hierzulande geernteten Holzes wird heute bei Weitem nicht ausgenutzt, weil gemäss dem Treibhausgasinventar im Durchschnitt der Jahre 2008 bis 2020 nur gerade 15 Prozent der Biomasse von gefällten und abgestorbenen Bäumen aus den hiesigen Wäldern in der Schweiz zu Holzprodukten verarbeitet wurden. Dagegen nutzte man zirka die Hälfte des Frischholzes ohne weitere Verarbeitungsschritte direkt als Energieträger. Nicht zuletzt im Interesse des Klimaschutzes sollte die Schweiz mehr Holz zuerst materiell verwerten.

Die Möglichkeit, Holz als erneuerbaren und klimaneutralen Brennstoff einzusetzen, wird damit nicht vergeben, sondern bloss um Jahrzehnte hinausgeschoben. Dies gilt etwa bei einer Kaskadennutzung.

Dies hat den Vorteil, dass die Klimaleistung der materiellen Substitution deutlich geringeren klimatischen Risiken ausgesetzt ist als die CO₂-Sequestrierung im Wald. Ein Ausbau ihrer Wirkung erfordert jedoch zusätzliche Produktions- und Absatzmärkte für die Verwendung von Holz unterschiedlicher Qualität in langlebigen Produkten. Voraussetzungen dafür sind etwa Innovationen im wichtigen Bausektor sowie die Entwicklung neuer Werkstoffe und Produkte aus Holzbestandteilen für die Bioökonomie. So könnten etwa holzbasierte Bioraffinerien aus minderen Holzqualitäten chemische Bausteine herstellen und diese als Ersatz fossiler Ausgangsstoffe und neuartiger Materialien für industrielle Produkte verwenden.

Holzprodukte speichern nicht nur Kohlenstoff, ihre Herstellung erspart der Atmosphäre auch CO₂-Emissionen, die bei der Herstellung von Stahl, Beton oder Kunststoffen in die Luft gelangen. Die KWHS-Studie beziffert die entsprechenden Minderemissionen im Durchschnitt auf –730 kg CO₂e pro Kubikmeter Holz (Tabelle 1). Je nach Art und Herkunft der ersetzten Rohstoffe entfallen etwa 45 Prozent dieser Einsparungen auf die Schweiz und der Rest auf andere Herkunftsländer.

Ins Gewicht fallen auch die energetischen Substitutionseffekte. Wenn Holz als Energieträger eingesetzt wird, braucht es dadurch weniger fossile Brennstoffe wie Heizöl, Erdgas oder Kohle. Hier macht der abgeschätzte mittlere Substitutionseffekt 575 Kilogramm CO₂e pro Kubikmeter Holz aus, wovon 80 Prozent der Schweiz und der Rest dem Ausland zugerechnet werden.

Die heute noch beachtliche Klimaleistung der materiellen Substitution dürfte allerdings eine Wirkung auf Zeit sein, denn die Netto-Null-Klimapolitik zwingt auch andere Branchen zu technologischen Neuerungen, die sich positiv auf die Klimabilanz konkurrierender Rohstoffe auswirken werden. Damit geht auch ein fortlaufender Rückgang des Substitutionspotenzials von Holz einher.

Bis es so weit ist, vergehen indes noch einige Jahre. Im Zeitraum von mehreren Dekaden, die notwendig sind, um Waldbestände klimaresilienter auszurichten, könnte die Holzbranche ihre ökologischen Trümpfe also voll ausspielen. Bezüglich der materiellen Substitution geht es darum, das begrenzte Zeitfenster zu nutzen. Damit lässt sich möglichst viel Kohlenstoff aus Schweizer Wäldern, der bei der Waldbewirtschaftung durch Anpassungsmassnahmen und Zwangsnutzungen in Form von Holz anfällt, in langlebige Produkte verschieben. Der Stellenwert der C-Speicherung in Holzprodukten wird dadurch als Klimaleistung gestärkt. Zudem fallen diese ökologischen Vorzüge der Substitution in eine Zeit, in der diese noch von erheblicher Bedeutung sind und angesichts der zur Verarbeitung anstehenden Holzmengen auch voll zum Tragen kommen.

Nach 2050 wird dies voraussichtlich nicht mehr im gleichen Umfang der Fall sein, weil die internationale Klimapolitik für den Ausstoss von Treibhausgasen auf diesen Zeitpunkt hin den Zielwert von Netto-Null anstrebt. Wenn die Bedeutung der Substitutionseffekte dadurch verringert wird, bieten sich neue Chancen für Wald und Holz als negative Emissionstechnologie mittels der Abscheidung und Einlagerung von CO₂ (BECCS). Zudem können die dem Klimawandel in der Zwischenzeit besser angepassten Bestände im Wald ihre angestammte Rolle als wichtige C-Speicher übernehmen.

Die Schweiz strebt als Klimaziel Netto-Null-Emissionen von Treibhausgasen bis 2050 an. Dazu sind die entsprechenden Emissionen so weit als möglich zu reduzieren und der verbleibende Ausstoss durch Negativemissionstechnologien (NET) zu kompensieren. Dazu leisten die 3S-Klimaleistungen, die Beeinflussung der Waldbewirtschaftung sowie die Holzverwendung zu deren Sicherstellung und Stärkung einen Beitrag.

Um diese Leistungen zu stärken, braucht es integrale Lösungsansätze. Grundvoraussetzungen für eine erfolgreiche Entwicklung und Umsetzung bilden ein naturnaher Waldbau, ein biodiverses, multifunktionales Waldökosystem sowie eine leistungsfähige Wald- und Holzwirtschaft. Die Wald- und Holzbranche müssen sich kurzfristig auf mehr Anpassungsmassnahmen und Zwangsnutzungen einstellen. Auf mittlere Sicht sind Qualitätseinbussen beim Holz und veränderte Sortimente zu erwarten. Nach einer vorübergehenden Abnahme des Kohlenstoffvorrats im Wald dürfte der naturnahe und adaptive Waldbau die Klimaleistung des Waldes weiter stärken. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, erarbeitet der Bund die Integrale Wald- und Holzstrategie 2050 (IWHS 2050).