WoodCarbonMonitor

Version des Modells

Aktuelle Version aus dem Jahr 2024 (v2.0)

Betreibende Organisation

Johann Heinrich von Thünen-Institut, Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei; Thünen-Institut für Holzforschung

Abschätzung biogener CO2 Emissionen und ihrer Einbindung in den Kohlenstoffspeicher in Holzprodukten sowie Berechnung von THG-Emissionen, die mit der Nutzung von Holz als Energieträger und Rohstoff in verschiedenen Verwendungsbereichen (z.B. Gebäudesektor) verbunden sind.

Das Modell:

berechnet die CO2-Bilanz der Quellgruppe "Holzprodukte" für das deutsche Treibhausgasinventar (UNFCCC Decision 24/CP.19)
schätzt im Rahmen nationaler und internationaler Projekte einen möglichen Beitrag der Verwendung von Holz zur Emissionsminderung ab (vgl. Rüter, S. et al. (2016): ClimWood2030 ‘Climate benefits of material substitution by forest biomass and harvested wood products: Perspective 2030’ Final Report; Rüter, S. (2023): Abschätzung von Substitutionspotentialen der Holznutzung und ihre Bedeutung im Kontext der Treibhausgas-Berichterstattung)

Primäre Modellergebnisse sind

CO2-Emissionen und ihre Einbindung in CRF-Tabelle 4.Gs1

Dokumentation

Eine detaillierte Dokumentation ist in Rüter (2017) enthalten. Weitere Informationen sind zu finden im Nationalen Inventardokument.

Mit dem Berechnungsmodell WoodCarbonMonitor wurde bereits in 2011 der Beitrag von Holzprodukten zum Referenzwert fuer die zweite Verpflichtungsperiode unter dem Kyoto-Protokoll auch fuer weitere EU Mitgliedsstaaten ermittelt. Nach einem Abgleich mit nationalen Daten und z. T. vorhandenen Modellen, verwendeten 16 weitere Laender die Daten zur Submission an das Klimasekretariat (Belgien, Bulgarien, Daenemark, Estland, Frankreich, Griechenland, Italien, Lettland, Litauen, Niederlande, Polen, Rumaenien, Slowakei, Spanien, Tschechische Republik und Ungarn), wo sie in der Folge zusammen mit dem Modell und den zugrundeliegenden Annahmen von einem internationalen Expertenteam evaluiert wurden (vgl. Rüter (2011) und UNFCCC (2011)).

Die Funktionsweise und Dokumentation des Modells lieferte eine wesentliche Grundlage für die Erstellung bzw. Aktualisierung der für diese Quellgruppe relevanten IPCC Berichterstattungsrichtlinien (vgl. IPCC 2019 Refinement bzw. KP Supplement). Im Zusammenhang mit der Erstellung und Veröffentlichung dieser IPCC Richtlinien durchliefen die im Modell hinterlegten Algorithmen und Parameter mehrere kritischen Begutachtungsrunden (vgl. Kapitel 12.4.2 "Tier 1: 'first order decay' method" in IPCC 2019 Refinement, bzw. Anhang in Rüter (2017)).

Im Rahmen der Evaluierung der Referenzwert-Projektionen der EU Mitgliedsstaaten gemaeß VO 2018/841 (European Parliament and Council of the European Union, 2018) wurde das Modell in 2019 wiederholt in Kombination mit dem Modell G4M der IIASA verwendet, um im Auftrag der EU Kommission einen Abgleich der laenderspezifischen Holzprodukte-Berechnungen inklusive der zugrundeliegenden Daten und Annahmen vornehmen zu koennen (s. Forsell et al. (2018) und Forsell et al. (2019)).

Weitere Validierungen werden jaehrlich im Rahmen der allgemeinen und kategoriespezifischen Qualitaetskontrolle und eine Qualitaetssicherung durch die fuer die THG-Berichterstattung der Quellgruppe "Holzprodukte" zustaendige Fachseite und durch die Nationale Koordinierungsstelle gemaeß den Anforderungen des QSE-Handbuchs bzw. dessen mitgeltenden Unterlagen durchgefuehrt (vgl. Kapitel 6.1.3 "Qualitaetssicherung und -kontrolle" sowie Kapitel 6.10 "Holzprodukte" des jaehrlichen Inventardokumentes bzw. der jaehrlichen Berichte zur "Berichterstattung unter der Klimarahmenkonvention der Vereinten Nationen", Umweltbundesamt, diverse Jahrgaenge).

Räumliche Abdeckung

Entsprechend der internationalen und europaeischen Vorgaben der THG-Berichterstattung für die Quellgruppe "Holzprodukte" (vgl. UNFCCC Decision 24/CP.19, UNFCCC Decision 18/CMA.1) werden die CO2-Emissionen der Quellgruppe "Holzprodukte" auf Basis des "Produktionsansatzes" ermittelt, wonach ausschließlich Holz aus heimischem Einschlag beruecksichtigt wird. Die Berechnung umfasst folglich sowohl biogene CO2-Emissionen und ihre Einbindung, die mit der inlaendischen Nutzung in Deutschland eingeschlagenen Holzes verbunden ist, als auch Holz, das nach seiner Weiterverarbeitung zu Holzhalbwaren (d.h. Schnittholz, Holzwerkstoffe und Papier und Pappe) exportiert wurde. Weitere Details zu den auch der Berechnung der Projektionen zugrundeliegenden Systemgrenzen finden sich in den Berechnungsvorgaben des IPCC (2019 Refinement, Kapitel 12)) wie auch in der aufgeführten Literatur zur Modelldokumentation.

Zeithorizont

bis 2100 möglich

Zeitliche Auflösung

Jährlich

Methodischer/mathematischer Ansatz

Siehe Dokumentation des Modells.

OpenSource

Der WoodCarbonMonitor stellt durch seine Implementierung als Daten und Funktionalität integrierende Excel-Dateien einerseits ein Modell und andererseits eine Datenbank dar. Aus urheberrechtlichen Gründen ist eine Open-Source-Veröffentlichung nicht möglich.

Parameter

Rohholzsortimente und Holzhalbwarenkategorien

Programmiersprache

MS Excel und VBA

Räumliche Auflösung

Die Kohlenstoffspeicheränderung in Holzprodukten wird gemäß der Vorgaben der Berichterstattung und der methodischen Leitlinien des IPCC (2019 Refinement, Kapitel 12)) untergliedert in Holzhalbwaren (Schnittholz, Holzwerkstoffe und Papier und Pappe) die entweder heimisch verbraucht (d.h. in Deutschland genutzt) oder als exportierte Holzprodukte in anderen Ländern in verschiedenen Anwendungsbereichen stofflich genutzt bzw. zu Fertigwaren weiterverarbeitet werden. Eine weitere raeumliche Aufloesung ist nicht vorgesehen.

Sektoren

WoodCarbonMonitor bildet die CO2-Emmissionsdaten der Kategorie "Holzprodukte" im Sektor LULUCF ab.

Software

MS Excel und VBA

Unsicherheit

Unsicherheiten werden nicht explizit quantifiziert. Detaillierte Informationen zu den mit der Modellierung der verzögerten Freisetzung biogener CO2 Emissionen durch die stoffliche Holznutzung verbundenen Unsicherheiten mit dem WoodCarbonMonitor, der die methodischen Vorgaben des IPCC auf Basis eines Tier2 Ansatzes umsetzt, finden sich in den entsprechenden Kapiteln 6.10.3 der jährlichen Inventardokumente (Umweltbundesamt, diverse Jahrgaenge), in den Kapiteln 5 und 6 von Rüter (2017) sowie in Kapitel 12.7 des IPCC 2019 Refinement.

Visualisierung des Modells und dessen Funktionsweisen

Eine detaillierte Dokumentation ist in Rüter (2017) enthalten.

Wesentliche endogene und exogene Strukturen/Variablen

Exogene Variablen:

Inventurdaten zu Abgang und Nutzung von Rohholz (historisch und projiziert)
LULUCF-Submission 2025

Endogene Variablen:

THG-Emissionen (positiv = Quelle, negative = Senke) für den Kohlenstoffpool Holzprodukte

Modellierungsprozess

Datenflüsse im Kontext des Modellierungsprozesses von WoodCarbonMonitor

Dieser Graph zeigt woher (und wieviele) Datensätze direkt oder indirekt in WoodCarbonMonitor fließen.

flowchart LR
classDef default text-decoration:none
matrix["Matrix"]
click matrix href "/Modell/matrix/"
lulucfmod["LULUCFmod"]
click lulucfmod href "/Modell/lulucfmod/"
wood_carbon_monitor__output(["2"])
click wood_carbon_monitor__output href "/Modellierungsprozess/wood_carbon_monitor__output/"
wood_carbon_monitor["WoodCarbonMonitor"]
click wood_carbon_monitor href "/Modell/wood_carbon_monitor/"
style wood_carbon_monitor fill:#9d579a,stroke:#9d579a;
wood_carbon_monitor__lulucfmod(["1"])
click wood_carbon_monitor__lulucfmod href "/Modellierungsprozess/wood_carbon_monitor__lulucfmod/"
matrix__wood_carbon_monitor(["1"])
click matrix__wood_carbon_monitor href "/Modellierungsprozess/matrix__wood_carbon_monitor/"
output(("Ergebnisdaten"))
wood_carbon_monitor__lulucfmod --> lulucfmod
matrix --> matrix__wood_carbon_monitor
wood_carbon_monitor --> wood_carbon_monitor__lulucfmod
wood_carbon_monitor__output --> output
matrix__wood_carbon_monitor --> wood_carbon_monitor
wood_carbon_monitor --> wood_carbon_monitor__output

Direkte Datenflüsse zu WoodCarbonMonitor

Dieser Graph zeigt an, welche Datensätze direkt in WoodCarbonMonitor fließen oder durch WoodCarbonMonitor ausgegeben werden.

flowchart LR
classDef default text-decoration:none
wood_carbon_monitor_result(["Holzprodukte (Projection)"])
click wood_carbon_monitor_result href "/Datensatz/wood_carbon_monitor_result/"
wood_carbon_monitor["WoodCarbonMonitor"]
click wood_carbon_monitor href "/Modell/wood_carbon_monitor/"
style wood_carbon_monitor fill:#9d579a,stroke:#9d579a;
matrix_result_table(["Emissionsfaktoren für die Treibhausgasberechnung und Nutzungszahlen für die Einschlagsprojektion der Biomasse im Wald"])
click matrix_result_table href "/Datensatz/matrix_result_table/"
wood_carbon_monitor --> wood_carbon_monitor_result
matrix_result_table --> wood_carbon_monitor
matrix_result_table --> wood_carbon_monitor_result