Von Fenstern bis zu Wearables: Innovation bei Holzprodukten

Obwohl Holzprodukte schon seit Jahrtausenden von der Menschheit genutzt werden, entdecken Forscher in jüngster Zeit neue und spannende Möglichkeiten, wie dieses Material zur Förderung der Nachhaltigkeit eingesetzt werden kann. Die Forstwirtschaft begrüßt diese spannenden neuen Möglichkeiten für Holzprodukte, insbesondere für Holzreststoffe wie Sägemehl, Rinde und Hackschnitzel. Holzreststoffe entstehen aus Baumkronen und Ästen bei der Holzernte, aus Durchforstungsmaßnahmen, minderwertigen Stämmen, Sägewerksaktivitäten und der Zerkleinerung von Recyclingholz, einschließlich ausgedientem Palettenmaterial.

Holzreststoffe werden für verschiedene Zwecke verwendet, darunter als Mulch, Bodenverbesserungsmittel, Belag für Spielplätze, Brennstoff für Heizkessel, Pellets sowie als Fasermaterial für Zellstoff und Bauplatten wie OSB. Die Nachfrage in vielen Marktsegmenten ist gut. In einigen Fällen boomt sie sogar! COVID-19 hat denAbsatzvon Holzrestprodukten für Verbraucher, wie z. B.Mulch für den Gartenbau und Pellets für die Heizung,zusätzlich angekurbelt, da die Menschen mehr Zeit zu Hause verbrachten und in Renovierungsprojekte investierten.

Andere Marktsegmente können unbeständiger sein. Eine der größten Herausforderungen für Hersteller von Holzprodukten besteht darin, dass der Transport von Holzfasern über große Entfernungen aufgrund ihres geringen Werts wirtschaftlich nicht rentabel ist. Als Faustregel gilt, dass der Transport von Holzhackschnitzeln und Sägemehl über Entfernungen von mehr als 100 Meilen unrentabel ist.

Aus diesem Grund sind die Märkte für Holzfasern in der Regel stark lokal geprägt und hängen von der lokalen Nachfrage nach Faserprodukten ab. Sind die Holzproduzenten in einer Region von einem großen lokalen Abnehmer von Reststoffen wie beispielsweise einem Zellstoff- und Papierwerk abhängig und geht diese lokale Bezugsquelle verloren, können die Unternehmen in Schwierigkeiten geraten, einen Absatzmarkt zu finden.

Eine besondere Herausforderung war die Schließung von Zellstoff- und Papierfabriken. Was den Zeitungsdruckpapiermarkt betrifft, so beobachten wir einen Nachfragerückgang, da die Menschen zunehmend auf digitale Medien umsteigen. Im Jahr 2019sank die weltweite Nachfragenach Zeitungsdruckpapier gegenüber dem Vorjahrum 13 %. Im Jahr 2020 gingdie Nachfrage nach Zeitungsdruckpapier in Europa um satte 20,5 % zurück.

Angesichts des Ausmaßes dieses Rückgangs wird es für die Forstwirtschaft wichtig sein, neue Märkte für ihre Holzreststoffe zu erschließen. Ein Bereich, in dem derzeit intensiv geforscht und investiert wird, sind Bioprodukte – eine schnell wachsende Produktkategorie, zu der Biochemikalien, Biomaterialien und Bioenergie gehören.

Holzdämmung für Gebäude

Der Markt für Holzfaserdämmstoffe für Wohngebäude hat in Europa ein Volumen von 700 Millionen Dollar, wird von 15 Produktionsstätten bedient und bietet Dämmprodukte mit einem deutlich geringeren CO₂-Fußabdruck als Alternativen. Obwohl sich die Produktlinie in Europa seit über 15 Jahren bewährt hat, wurde sie bislang nicht in den USA hergestellt. Diese Situation wird sich bald ändern, da ein neues Werk für Holzfaserdämmstoffe voraussichtlich 2022 die Produktion aufnehmen wird.

Die Anlagen für das neue Produktionswerk in Maine sind aus Deutschland eingetroffen. Die Anlage, die bei voller Auslastung bis zu 130 Mitarbeiter beschäftigen wird, nutzt das Gelände einer stillgelegten Zellstoff- und Papierfabrik. Als Rohstoff werden Holzreststoffe verwendet, wodurch ein wertvoller Absatzmarkt für dieses Material geschaffen wird.

Das Werk wird drei Produkte herstellen, darunter Dämmplatten, Dämmmatten und lose Holzfaserdämmung. Nach Angaben des Herstellers ist die CO₂-Bilanz der Holzdämmplatten viermal besser als die von Schaumstoffplatten und siebenmal besser als die von Mineralwolleplatten, ihren Hauptkonkurrenten. Bei der Dämmmatte ist der CO2-Fußabdruck fünfmal besser als bei Glasfaser und siebenmal besser als bei Mineralwolle. Weitere nennenswerte Vorteile sind, dass die Produkte keine Feuchtigkeit speichern und ohne spezielle Ausrüstung recycelt werden können. Außerdem sind sie ungiftig und biologisch abbaubar.

Kleidung aus Holzfasern

Ein in Finnland ansässiges Unternehmen entwickelt nachhaltigere Alternativen zu Fasermaterialien wie Baumwolle und Rayon, deren Verarbeitung den Einsatz von Chemikalien erfordert, was wiederum zu Wasserverschmutzung und Gesundheitsproblemen bei den Mitarbeitern führen kann.

Im Produktionsprozess des Unternehmens wird Holz, einschließlich Biomasse, in ein Material namens mikrofibrillierte Zellulose umgewandelt, aus dem wiederum umweltfreundliche Kleidung hergestellt werden kann. Das einzige Nebenprodukt der Produktion ist verdunstetes Wasser, und der Prozess verbraucht eine viel geringere Menge als bei der Baumwollproduktion erforderlich wäre. Das Unternehmen ist kürzlich ein 50:50-Joint-Venture eingegangen, um eine 61-Millionen-Dollar-Anlage zur Herstellung von Bekleidungsstoffen aus Zellstoff zu errichten, deren Eröffnung für 2022 geplant ist.

Transparentes Holz

Glas wird häufig für Fenster verwendet, doch Experten weisen darauf hin, dass dies mit erheblichen wirtschaftlichen und ökologischen Kosten verbunden ist. Die Regulierung der Raumtemperaturen macht 14 % des Primärenergieverbrauchs in den USA aus, und ein Viertel dieser Energie geht bei kaltem Wetter durch ineffiziente Glasfenster verloren.

Transparente Holzfenster hingegen weisen eine mehr als fünfmal geringere Wärmeleitfähigkeit als Glas und eine dreimal höhere Festigkeit auf. Frühere Versuche, transparentes Holz herzustellen, basierten auf der Entfernung von Lignin unter Einsatz giftiger Chemikalien und hoher Temperaturen; das Ergebnis war jedoch ein teures Produkt, das zudem spröde war.

Forscher haben jedoch eine neue kostengünstige und effektive Methode zur Herstellung von transparentem Holz entwickelt. Ein dünnes Furnier aus rotationsgeschnittenem Holz kann mit einer Wasserstoffperoxidlösung behandelt werden; nach einer Stunde in der Sonne oder unter einer UV-Lampe bleicht das Peroxid die Farbe aus, lässt das Lignin jedoch intakt und macht das Holz transparent. Auch wenn diese Technologie noch nicht kommerzialisiert wurde, sind die Forscher der Ansicht, dass sie großes Potenzial als neuer Baustoff birgt.

Die Forschung an Innovationen auf Zellulosebasis, die einen geringeren CO₂-Fußabdruck aufweisen als bestehende Produkte, ohne dabei Abstriche bei der Leistungsfähigkeit zu machen, wird fortgesetzt. Einige dieser Produkte bieten das Potenzial, Holzreststoffe besser zu verwerten und unterstreichen gleichzeitig die Bedeutung unserer Waldressourcen.