holz pur Eichendielen als Terrassenbelag Ökobilanz Eichenholz

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1 Auszug der Untersuchung des Institutes für Holzforschung holz pur Eichendielen als Terrassenbelag Ökobilanz Eichenholz Durchführung: am Department für Materialwissenschaften und Prozesstechnik (BOKU Wien) Auftraggeber: Marianne Frey-Amon - Holz und Holzprodukte

2 - 2 - Auszug der Untersuchung: holz pur Eichendielen als Terrassenbelag,, BOKU Wien Inhaltsverzeichnis Ökobilanz Eichenholz 1. Was ist eine Ökobilanz? Forstliche Produktion Rohstoffherstellung Produktherstellung - Schnittholzerzeugung Energieerzeugung aus Holz Zusammenfassung...13

3 - 3 - Auszug der Untersuchung: holz pur Eichendielen als Terrassenbelag,, BOKU Wien 1. Was ist eine Ökobilanz? In produktbezogenen Ökobilanzen soll der gesamte Lebensweg eines Erzeugnisses von der Rohstoffgewinnung über die Produktherstellung und die Nutzung des Produktes bis hin zur Entsorgung oder Rückführung in den Kreislauf beschrieben werden. Hierbei werden über den gesamten Lebensweg die Auswirkungen auf Umwelt und natürliche Lebensgrundlagen ermittelt und bewertet. Lebensweg eines Produktes, als Grundlage für eine Ökobilanz Eine Produkt-Ökobilanz ist eine ökologisch bewertete Stoff- und Energiebilanz, erstellt über den gesamten Lebensweg eines Produktes Verkauf Ausschnitt aus dem komplexen Lebensweg eines Holzproduktes Die Ökobilanz von Eichenholz-Dielen betrieft in diesem Fall hauptsächlich die Bereiche forstliche Produktion, Schnittholzerzeugung und Energieerzeugung Quelle: Ökobilanz Holz, Deutsche Gesellschaft für Holzforschung ev., Düsseldorf

4 - 4 - Auszug der Untersuchung: holz pur Eichendielen als Terrassenbelag,, BOKU Wien 2. Forstliche Produktion Rohstoffherstellung Österreich zählt zu den waldreichsten Ländern Europas. Auf Grund der geographischen (Flach- bis Gebirgsgebiete) und klimatischen (gemäßigte Zone) Lage hat unser Land eine Vielzahl verschiedener Baumarten aufzuweisen. Gut ausgebildete Forstleute bewirtschaften unsere Wälder nachhaltig und vorbildlich. Unter dem Begriff nachhaltige Forstwirtschaft ist zu verstehen, dass weniger Holz aus den Wäldern entnommen wird, als wieder nachwächst. Somit ist diese Rohstoffquelle auf für zukünftige Generationen gesichert. Am Beginn des Lebensweges jedes Holzproduktes steht der Wald und das darin wachsende Holz. Betrachtet man die in- und Outputgrößen der forstlichen Produktion entsteht dank der Photosynthese ein positives Bild. Über jene grüne Fabrik in jeder Pflanze wird Sonnenlicht in chemisch gebundene Energie umgewandelt und im Holz gespeichert. Die Holzproduktion im Wald hat eine Reihe weiterer positiver Umwelteinwirkungen: Aufnahme von Kohlendioxid (CO 2 ) und die Speicherung des Kohlenstoffes bzw. die Abgabe des Sauerstoffes, Minderung von Schadstoffen in der Luft (= natürlicher Luftfilter) oder die Regulierung des Wasserhaltes und die damit verbundene positive Steuerung des Klimas. Nutzfunktion Rohstofflieferant Mehr als 47 Prozent der österreichischen Staatsfläche sind mit Wald bedeckt. Jährlich wachsen in Österreich ca. 50 Millionen Vorratsfestmeter Vfm (= m³ Holz) zu. Es werden aber nur ca. 19 Millionen Vfm (davon ca Vfm Eichenholz) entnommen, d.h. der Holzvorrat von derzeit ungefähr 1,1 Milliarde Vorratsfestmeter steigt stetig an. Schutz- und Erholungsfunktion Neben der Nutzfunktion des Waldes, der Rohstoffproduktion von Holz, sollten auch die Schutzund Erholungsfunktionen angeführt werden: Sicherung des Trinkwassers - das Ökosystem Wald reinigt verschmutztes Wasser und führt es zurück in den Trinkwasserkreislauf Schutz vor Lawinen und Erosion feststehende Bäume und das dazugehörige Wurzelwerk sichern Wohngebiete oder Verkehrswege vor Naturkatastrophen Reinhaltung der Luft die Filterwirkung des Waldes bietet einen hervorragenden Immissionsschutz Lärmschutz Wälder absorbierten Schallwellen und bieten daher einen einfachen und billigen Schutz vor Lärmbelästigung Klimaregulator Waldflächen regulieren regional (besonders in der Nähe von Ballungszentren), aber global das Klima Erholungsbereich Wälder bieten Ruhe und Erholung für Menschen

5 - 5 - Auszug der Untersuchung: holz pur Eichendielen als Terrassenbelag,, BOKU Wien Rückzugsgebiet Wälder sind Lebensraum bzw. Rückzugsgebiet vieler Tier- und Pflanzenarten Stoffbilanz Die Stoffbilanz der forstlichen Produktion stellt Input und Output gegenüber und lässt interessante Rechenbeispiele zu: Input Output Kohlendioxid (CO 2 ) 1851 kg Holz 1000 kg > 1000 kg Holz beinhalten Wasser (H 2 O) 1082 kg Wasser (H 2 O) 541 kg 500 kg Kohlenstoff (C) Sauerstoff (O 2 ) 1392 kg 430 kg Sauerstoff (O) 60 kg Wasserstoff (H) 10 kg andere Stoffe Jeder Österreicher setzt durch seinen Energieverbrauch jährlich ca. 11 Tonnen CO 2 frei. Wie viel Holzzuwachs würde diesen CO 2 -Ausstoß kompensieren? Bei der Annahme, dass z.b. Eichenholz eine Dichte (im trockenem Zustand) von ungefähr 650 kg/m³ hat und eine Holzfeuchte von ca. 80% (frisches Holz aus dem Wald) besitzt, müssten ca. 16,5 m³ Holz zuwachsen dies entspricht zwei mächtigen Eichenbäumen. Wie viel CO 2 wird beim Verlegen von Eichendielen (Dicke 25 mm) auf einer Terrasse mit ca. 50 m² im Holz gespeichert? Es werden ca. 1,2 m³ Eichenholz (mit einer Dichte von ungefähr 650 kg/m³) eingesetzt. In dieser Menge Eichenholz sind ca kg CO 2 gespeichert und entspricht mehr als 13 Prozent des Jahresausstoßes CO 2 eines Österreichers. Wie viel CO 2 wird beim Bau eines Holzhauses gespeichert? Ein Einfamilienhaus in Holzbauweise mit ca. 250 m² Wohn- und Nutzfläche beinhaltet Tonnen Holzprodukte. Somit sind nach Abschluss der Bautätigkeit ca. 81 Tonnen CO 2 in diesem Gebäude gespeichert. Dies entspricht fast dem zweijährigen CO 2 -Ausstoß einer vierköpfigen Familie. All diese einfachen Rechenbeispiele sollen verdeutlichen, dass durch die Verwendung von Holzprodukten die CO 2 -Emission beträchtlich gemindert werden kann.

6 - 6 - Auszug der Untersuchung: holz pur Eichendielen als Terrassenbelag,, BOKU Wien Energiebilanz bei der forstlichen Produktion Beim Prozess der Photosynthese wird die Energie der Sonne im Holz gespeichert. Beschrieben wird diese Energiekennzahl mit dem Heizwert H u, der bei Holz unabhängig von der Art bei ca. 4 kwh/kg (bei einer Holzfeuchte von 20 Prozent) bis 5,2 kwh/kg (absolut trockenes Holz) liegt. Das bedeutet, dass ein m³ fast trockenes Eichenholz (ca. 15 Prozent Holzfeuchte) einen Heizwert von ca kwh besitzt. Für die forstliche Produktion werden 0,1 bis max. 0,2 Prozent der der gespeicherten Energie (3 bis 6 kwh/m³) aufgewendet, um einen m³ Holz bereitzustellen. Energiespeicher Eichenholz Verbrauch von fossiler Primärenergie zur Bereitstellung von Eichenholz Quelle: Ökobilanz Holz, Deutsche Gesellschaft für Holzforschung ev., Düsseldorf Die Gewinnung anderer Rohstoffe (im Kohlebergwerk oder beim Erzabbau) ist mit wesentlich höherem Energieaufwand verbunden. So wird zum Beispiel bei der Erdölförderung auf Hoher See bereits 1 bis 3 Prozent des Energieinhaltes des Öls (10 bis 12 kwh/kg) verbraucht.

7 - 7 - Auszug der Untersuchung: holz pur Eichendielen als Terrassenbelag,, BOKU Wien 3. Produktherstellung - Schnittholzerzeugung Produktionsdaten In Österreich wird überwiegend Nadelschnittholz erzeugt wurden ca. 11,3 Millionen m³ Schnittholz davon ca m³ Laubschnittholz produziert. Das in Österreich hergestellte Schnittholz besitzt einen Wert von über 2 Milliarden Euro. Trotz eines sehr hohen Pro-Kopf-Verbrauches von Holz in Österreich (0,61 m³ pro Person und Jahr) wird ein Grossteil des Holzes exportiert, hier vor allem nach Italien (ca. 60 Prozent) und Deutschland, aber auch in die USA oder Japan. Transportwege Rohstoff für die Schnittholzproduktion ist Rundholz aus der forstlichen Produktion. Die Verbindung zwischen Wald und Sägewerk, als Transport-Modul bezeichnet, beschreibt den Transportweg und dessen Energieverbrauch. Auf Grund des hohen Waldreichtums Österreichs liegen die Transportentfernung zwischen Wald (forstlichen Produktionsstätte) und Sägewerk (Schnittholzerzeugung) bei kleineren Betrieben bei 20 bis 50 km. Für große Sägewerke wird das Rundholz durchschnittlich aus einem Umkreis von ca. 100 km angeliefert. Je nach Lage des Sägewerkes sind die wichtigsten Transportmittel der LKW, die Bahn oder das Schiff. Die Transportwege von Tropenholz sind um ein vielfaches Länger - diese liegen bei bis km. Aber auch die Lieferdistanzen von Kies (durchschnittlich ca. 70 km) oder Zement (ca. 110 km) zur Betonherstellung oder von Erzen zur Metallgewinnung (bis zu km) übersteigen die Entfernungen des Holztransportes.

8 - 8 - Auszug der Untersuchung: holz pur Eichendielen als Terrassenbelag,, BOKU Wien Standort der Firma Frey-Amon Das Unternehmen Frey-Amon liegt mitten im natürlichen Wuchsgebiet der Eiche und kann somit mit sehr kurzen Transportwegen das Rundholz zur Produktionsstätte (Sägewerk) liefern lassen. Transportwege von Tropenholz Die wichtigsten Tropenholzgebiete liegen in Mittel- und Südamerika, Afrika und Südostasien. Die Transportwege können bis zu km betragen. Für den Transport von Rundholz vom Wald zum Sägewerk werden bei einer Entfernung bis 50 km ungefähr 0,5 Prozent (15 bis 20 kwh/m³) des Energieinhaltes von Holz in Form von fossiler Primärenergie verbraucht. Erhöht sich der Transportweg auf 300 km, so werden ca. 3% (90 bis 100 kwh/m³) und bei einer Entfernung von mehr als 1000 km bis zu 7% (200 bis 250 kwh/m³) verbraucht. Energiebilanz bei der Erzeugung von gehobelten bzw. profilierten Schnittholz Für die Erzeugung von Laubschnittholz dies schließt die Entrindung, den Einschnitt, den Nachschnitt, die Sortierung, sowie den Treibstoffverbrauch der innerbetrieblichen Transportmittel (z.b. Gabelstapler) ein werden 20 bis 30 kwh/m³ Holz verbraucht. In einem weiteren Produktionsschritt wird das Schnittholz in den meisten Fällen künstlich getrocknet (Frischluft/Abluft-Verfahren). Dafür werden 10 bis 15 kwh/m³ elektrische und 300 bis 500 kwh/m³ thermische Energie (Wärmeenergie) eingesetzt.

9 - 9 - Auszug der Untersuchung: holz pur Eichendielen als Terrassenbelag,, BOKU Wien Im letzten Arbeitsschritt wird das getrocknete Schnittholz gehobelt, evt. mit einem Profil versehen und verpackt. Hierfür werden 15 bis 20 kwh/m³ aufgewendet. Betrachtet man die ganze Schnittholzproduktion, so kann festgestellt werden, dass nur ein geringer Einsatz von elektrischer Energie (45 bis 70 kwh/m³) notwendig ist. Der Großteil der benötigten Energie wird als Wärme benötigt. Diese wird in den meisten Fällen von den Sägewerksunternehmen selbst produziert siehe Energieerzeugung. Einschnitt und Trocknung von Eichenholz Üblicherweise wird Eichenholz mit einer Bandsäge eingeschnitten und anschließend Holzfeuchten von 8-12 Prozent getrocknet. Verwendungszweck des Energieeinsatzes elektrische Energie (kwh/m³) thermische Energie (kwh/m³) Schnittholzerzeugung (ungetrocknet) Schnittholztrocknung Erzeugung der Hobelware Anmerkung: 1 inkl. Energieeinsatz der forstlichen Produktion (3 bis 6 kwh/m³)

10 Auszug der Untersuchung: holz pur Eichendielen als Terrassenbelag,, BOKU Wien Vergleicht man nun Holz mit anderen Werkstoffen, bezüglich des Erstellungsenergiebedarfes, so kann festgestellt werden, dass Holz sehr günstige energetische Zahlen aufweist. Baustoff Erstellungsenergiebedarf 1 (kwh/t) Erstellungsenergiebedarf 1 (kwh/m³) Normalbeton Gasbeton Zement Glas Kunststoffe Aluminium Holz Anmerkung: 1 ohne Berücksichtigung des Rohstoff-Transportes

11 Auszug der Untersuchung: holz pur Eichendielen als Terrassenbelag,, BOKU Wien 4. Energieerzeugung aus Holz Energieträger Holz Holz ist nicht nur ein hervorragender Werkstoff, sondern zugleich ein erneuerbarer Energieträger. Stehen Holzprodukte am Ende ihres Lebensweges ist eine vielfältige Weiternutzung möglich. Es kann in einem Recycling-Prozess einer neuen Anwendung zugeführt werden, durch Verbrennung energetisch genutzt werden oder kompostiert, d.h. dem biologischen Abbau hingegeben, werden. Holz hat, sowie als Werkstoff, auch als Energieträger viele positive Eigenschaften. Durch das Verbrennen von Holz wird der CO 2 Kreislauf geschlossen. Das heißt, es wird jene CO 2 Menge wieder freigesetzt, die der Atmosphäre beim Wachsen des Baumes entzogen wurde. Holz ist ein schwefel- und aschearmer Brennstoff. Es hat unter den biogenen Brennstoffen den geringsten Stickstoffgehalt und damit die niedrigsten NO x -Emissionen. Holz bietet mittlerweile den gleichen Komfort in der Heizungstechnik als andere Brennstoffe. 3 kg Holz können 1 kg Heizöl oder 1 m³ Erdgas ersetzten und schont unsere Umwelt. Brennstoff Heizwert 1 kg Heizöl (leicht) 11,40 kwh/kg 1 kg Steinkohle 8,06 kwh/kg 1 kg Koks 8,06 kwh/kg 1 kg Braunkohle 4,17 kwh/kg 1 m 3 Erdgas 10,28 kwh/m 3 1 kg Holz (20% Holzfeuchte) 4,0 kwh/kg 1 kg Rinde (20% Rindenfeuchte) ca. 4,0 kwh/kg Energieerzeugung in der Holzwirtschaft Bei der Herstellung von Schnittholz fallen neben dem Hauptprodukt auch marktfähige Nebenprodukte, wie Rinde, Späne oder Hackgut, an. Diese werden zu einem gewissen Teil der Platten- oder Papierindustrie zugeführt. Der andere Teil wird in den meisten Fällen betriebsintern zur Energiegewinnung genutzt.

12 Auszug der Untersuchung: holz pur Eichendielen als Terrassenbelag,, BOKU Wien Einschnittbild Neben dem Hauptprodukt (grün) sind auch die Nebenprodukte, Späne oder Schwarte aufgelistet Für die Produktion von Schnittholz wird einerseits elektrische Energie zum Auftrennen des Baumes in Latten und Bretter benötigt und anderseits wird thermische Energie zum Trocknen des Holzes eingesetzt. Die Ausbeute, d.h. das Verhältnis von eingesetztem Rundholz zum produzierten Schnittholz, liegt in der Sägeindustrie bei 60 bis 70 Prozent. Anhand eines einfachen Beispieles wird nun aufgezeigt, dass profiliertes Schnittholz theoretisch ohne außerbetrieblichen Energieinput erzeugt werden kann: Aus 1,55 m³ Eichenrundholz werden (bei einer Ausbeute von 65 Prozent) 1 m³ Schnittholz und 0,55 m³ Sägenebenprodukte hergestellt. Das Schnittholz wird getrocknet, der Weiterverarbeitung (z.b. Hobeln) zugeführt und schlussendlich verkauft. Auch ein Teil (0,2 m³) der Nebenprodukte (z.b. Rinde für Rindenmulch) werden ebenfalls verkauft. Um eine 100prozentige Verwertung zu gewährleisten, werden die restlichen 0,35 m³ Nebenprodukte der thermischen und elektrischen Energiegewinnung zugeführt. Mit Hilfe eines modernen Heizkraftwerkes können bei einem Heizwert von 3,5 kwh/kg und unter Berücksichtigung eines Wirkungsgrades von 80 Prozent ca. 590 kwh (100 kwh elektrische und 490 kwh thermische Energie) erzeugt werden. Im Vergleich dazu werden max. 70 kwh elektrische und max. 500 kwh thermische Energie zur Herstellung von 1 m³ Schnittholz benötigt.

13 Auszug der Untersuchung: holz pur Eichendielen als Terrassenbelag,, BOKU Wien 5. Zusammenfassung Die folgende Zusammenfassung soll zeigen, dass Holz ein nachhaltig zu produzierender und nachwachsender Roh- und Werkstoff ist. Die konsequente und vermehrte Holznutzung und - verwendung ist daher eine wesentliche Säule einer positiven Entwicklung unserer Zukunft. Die Nutzung und Verwendung von Holz aus nachhaltig betriebener Forstwirtschaft entlastet unsere Umwelt. Diese Aussage ist grundsätzlich gültig, unabhängig von der Baum- bzw. Holzart oder der Region in der die nachhaltige Forstwirtschaft (z.b. FSC- oder PEFC-Zertifizierung) betrieben wird. Je weiter die Transportwege, umso höher ist in der Regel der Verbrauch an fossilen Energieträgern. Holz wächst vor unserer Haustüre und braucht daher meist keine langen Transportwege. Die durchschnittlichen Wegstrecken von Wald ins Sägewerk liegen bei ca. 100 km, wobei für längere Strecken meist die Bahn oder das Schiff als Transportmittel verwendet wird. Tropenhölzer besitzen zwar oft sehr günstige Holzeigenschaften, sind aber auf Grund der langen Transportwege (bis zu km) und der oft nicht nachhaltigen Waldbewirtschaftung ökologisch bedenklich. Die Verwendung von Holz spart vielfach Energie und reduziert die CO 2 -Emissionen Durch die Bildung von Holz wird der Atmosphäre CO 2 entzogen. Jede(r) ÖsterreicherIn setzt jährlich ca. 11 Tonnen CO 2 frei. Zwei mächtige Eichenbäume entziehen während ihres Wachstums dieselbe Menge an CO 2 der Atmosphäre. Für die Bereitstellung des Rohstoffes Holz im Wald sowie für die Be- und Verarbeitung zu Produkten wird wenig Energie aufgewendet, im Vergleich zu anderen Werkstoffen. Zur Herstellung von gehobeltem und trockenem Schnittholz benötigt nur ein Zehntel der Energie gegenüber Kunstoffengewinnung oder nur ein Dreihundertstel gegenüber Aluminiumgewinnung. Auf Grund der hervorragenden Wärmedämmeigenschaften kann Holz wertvolle Heizenergie einsparen. Am Ende des Lebensweges eines Holzproduktes kann dieses leicht recycelt oder zu umweltfreundlicher Energie umgewandelt werden.

14 Auszug der Untersuchung: holz pur Eichendielen als Terrassenbelag,, BOKU Wien Die Verwendung von dauerhaften Holzarten kombiniert mit konstruktivem Holzschutz erspart in der Regel den chemischen Holzschutz und entlastet die Umwelt. Die heimischen Holzarten und deren hervorragenden Eigenschaften ermöglichen ein breites Anwendungsfeld. Auch für die Verwendung im Außenbereich sind Hölzer, wie die Eiche, Robinie oder Lärche, bestens geeignet. Hierbei kann der Einsatz von Holzschutzmittel vermieden werden und somit erspart der Umwelt giftige und gesundheitsgefährdende Stoffe. Holzprodukte denken schon während der Produktion an die Entsorgung Holz und Holzprodukte werden so produziert, dass die Entsorgung am Ende der Nutzungsdauer problemlos stattfinden kann. Die Erzeugnisse aus Holz müssen nicht um die halbe Welt zum Recycling transportiert werden, nehmen also nicht am zunehmenden Mülltourismus statt. Holzprodukte werden entweder für neue Anwendungsmöglichkeiten umgewandelt oder der energetischen Nutzung zugeführt. Substitution fossiler Brennstoffe ist durch den Einsatz von Holz möglich Durch den Ersatz fossiler Energieträger durch Holz vermindert sich die CO 2 -Emission und spart nicht erneuerbare Ressourcen. Zusätzlich können durch die Substitution verschiedenste Katastrophen durch die Gewinnung und den Transport fossiler Energieträger (z.b. undichte Erdgasquellen, Grubenunglücke oder Tankerkatastrophen) der Umwelt erspart werden. Ein Kubikmeter (m³) trockenes Eichenholz speichert ca kwh Sonnenenergie. Für die Brennholzerzeugung als Stückgut werden bei kurzen Transportwegen (bis zu 50 km) max. 1 Prozent dieser Energie verbraucht, d.h. beim heizen mit Holz wird fast 100 Prozent pure Sonnenenergie in Wärme umgewandelt.