NAWARO Potenziale aus dem Forst- und Holzsektor

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1 NAWARO Potenziale aus dem Forst- und Holzsektor Alt, R., Berrer, H., Jäger, T. (RiskRe Agentur für wirtschaftliche Risikoforschung) Helmenstein C., Stadlbauer M., Weyerstraß, K. (Economica Institut für Wirtschaftsforschung) Wimmer, R., Wöss, J. (Universität für Bodenkultur Wien) 23. Februar 2016 Präsentation im Parlament, Wien

2 Nachwachsende Rohstoffe NAWARO Nachwachsende Rohstoffe (NAWARO) aus land- und forstwirtschaftlicher Produktion werden stofflich in der industriellen Verarbeitung, aber auch energetisch zur Erzeugung von Wärme, Strom oder Kraftstoffen genutzt. Europäische Union Februar 2012: Politikstrategie Bioökonomie Innovative, ressourceneffiziente und wettbewerbsfähige Gesellschaft Bioökonomie beschreibt die wissensbasierte Erzeugung und Nutzung von biogenen Ressourcen (z.b. nachwachsenden Rohstoffen) zur Bereitstellung von Produkten, Verfahren und Dienstleistungen im Rahmen eines zukunftsfähigen Wirtschaftssystems. Hierfür ist besonders die vermehrte stoffliche Nutzung von nachwachsenden Rohstoffen von essentieller Bedeutung. Ziel: Innovation, Ressourceneffizienz und die Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Gesellschaft zu stärken. Österreich: Vielzahl an politischen Initiativen mit dem Thema biogener Ressourcen Stoffliche Nutzung von nachwachsenden Rohstoffen Klimaschutzinitiative klimaaktiv des BMLFUW mit dem Programm nawaro markt Aktionsplan stoffliche Nutzung nachwachsender Rohstoffe Auf dem Weg zur ressourcenschonenden und biobasierten Wirtschaft, Österreichischen Energieagentur (Austrian Energy Agency) Quelle: 2

3 Exemplarisches Sankey-Diagramm Biomasseflussbild Reststoff (Wiederverwertung): Verwertung im eigenen Produktionsprozess stoffliche Verwertung thermisch, energetische Nutzung Quelle: Biogene Materialflüsse in Österreich (2014), Österreichische Energieagentur 23. Februar

4 Holzströme in Österreich Kaskadische Nutzung von Holz weit verbreitet. Ziel: Erhöhung der Nutzungsstufen. Energetische Verwendung 2012: insgesamt 25,2 Mio. Festmeter Holz Quelle: Österreichische Energieagentur 23. Februar

5 Holzströme: Energetische Verwendung Nur schrittweise Anpassung möglich Investitionen in Wärmebzw. Energiegewinnungsanlagen haben lange Amortisationszeiten Quelle: Biogene Materialflüsse in Österreich (2014), Österreichische Energieagentur 23. Februar

6 Wertschöpfungskette Holz Aktuell überwiegend thermisch-energetische Verwendung von industriellen Holzreststoffen Höhere Wertschöpfungspotenziale durch kaskadische Nutzung Quelle: Erhöhung der Nutzungsstufen im Sinne der kaskadischen Nutzung von Holz durch stoffliche Verwertung von Holzreststoffen möglich. 23. Februar

7 Holzeinschlag in Österreich Technologische Veränderungen und der Ersatz von fossilen Energieträgern machen die Ressource Holz trotz gestiegenen inländischen Aufkommens zu einem knappen Gut. Österreich: über vier Mio. Hektar Wald 47,6 % der Gesamtfläche entspricht rund 1,1 Mrd. Festmeter (fm) Holz derzeitig jährliche Bestandserhöhungen Quelle: BMLFUW; Boku Wien, Economica, RiskRe (2015). 23. Februar

8 Aktuelle Verwertungswege von Holzreststoffen Grundsätzliche Möglichkeiten der Verwertung: Wiederverwendung bzw. Weiterverwendung Recycling Kompostierung naturbelassener, nicht behandelter Materialien als Strukturmaterial Thermische bzw. energetische Verwertung 23. Februar

9 Aktuelle Verwertungswege von Holzreststoffen Beispiele: Sägeindustrie, Papier- und Zellstoffindustrie, Nachgelagerte Industriezweige Sägewerke besitzen eine besondere (Verteiler-)Rolle nehmen eine vorgelagerte Position in der Wertschöpfungskette Holz ein. Viele Sägewerke leiten Hackgut bzw. Hackschnitzel an die Papier- und Zellstoffindustrie weiter. Säge- bzw. Hobelspäne werden in der Plattenindustrie sowie bei der Pelletserzeugung verwendet. Anfallende Rinde wird meist in Biomasseheizkraftwerken verheizt. In der Papier- und Zellstoffindustrie werden die restlichen Bestandteile häufig direkt im Betrieb verwertet. Dabei werden diverse Kuppelprodukte erzeugt, z. B. Tallseife, Terpentin oder Essigsäure. Bau- und Abbruchholz: unbelastete Hölzer: Wiederverwendung (z.b. als Bauhölzer) bzw. Weiterverwendung (z.b. im Garten- und Landschaftsbau), Recycling, Verbrennung. Belastete Hölzer: Verbrennung. Quelle: Berger (2005). BH Brennholz, IH Industrieholz, SRH Sägerundholz, SNP Sägenebenprodukte, Economica, RiskRe. 23. Februar

10 Verwertung von Holzreststoffen in diversen Werkstoffen möglich Quelle: Boku Wien (2015). 23. Februar

11 Potentielle Verwertungsmöglichkeiten Verwertung in Holz- und Verbundwerkstoffen (1) Holzwerkstoffe (Span-, Faserplatten, OSB) Verwendung alternativer bzw. wenig genutzter Holzarten bzw. Nichtholzrohstoffe (z.b. Hanfschäben, Biertreber, Gräser, etc.), Holzartenmischungen Dämm- und Schaumstoffen Einblasdämmstoffe mit Holzspänen; Zugabe von Rinde zu Spanplatten (Formaldehydfängerwirkung), Rinden-Dämmplatten, Schüttdämmungen; Holz- und Tanninschäume (BioFoamBark- Projekt) Formteile aus Holz und Rinden: Holz und Rindenpartikel mit Polymeren verpressen (press-moulding, etc.) 23. Februar

12 Dämmplatten aus Holzschaum Quelle: Fraunhofer WKI (2015). 23. Februar

13 Potentielle Verwertungsmöglichkeiten Verwertung in Holz- und Verbundwerkstoffen (2) Herstellung von Verbundwerkstoffen: Wood-Plastic-Composites (WPCs), oder Paper-Plastic-Composites (PPCs): Holzpartikel, Holzfasern, Papierreststoffe in (meist) thermoplastischer Kunststoffmatrix (ölbasiert bzw. biogen); Erhöhung der Zugfestigkeit von Beton durch Beimischung von Holzfasern (Faserbeton). Integrierte Holz-Mehrfachnutzung: Stofflichen Integrierung von Verwertungsmöglichkeiten von Holz mit Mehrfachnutzung (chemische Rohstoffe aus Vorextraktion, Werkstoffe aus Restfraktionen, ). Voraussetzung wäre eine stärkere Abstimmung und Zusammenarbeit bei Verarbeitungsketten der beteiligten Industriezweige Quelle: Wimmer (2015), Integrierte Holz-Mehrfachnutzung, in: Ressourceneffizienz in der Anwendung von Holz, Edition: Lignovisionen, Ch. 8, Publisher: Universität für Bodenkultur Wien, Editors: Alfred Teischinger, pp Februar

14 Potentielle Verwertungsmöglichkeiten Integrierte Holz-Mehrfachnutzung Quelle: Wimmer (2015), Integrierte Holz-Mehrfachnutzung, In: Ressourceneffizienz in der Anwendung von Holz, Edition: Lignovisionen, Ch 8, Publisher: Universität für Bodenkultur Wien, Editors: Alfred Teischinger, pp Februar

15 Potentielle Verwertungsmöglichkeiten Bioraffinerie von Reststoffen Bioraffinerie: Auftrennen von Biomasse in ihre Grundbestandteile. Neue Ansätze des Lignocellulose-Aufschlusses: Die neuesten Ansätze der LCF (Lignocellulosic Feedstock Biorefinery) gehen davon aus, dass sich beim chemischen Aufschluss von Holz ca % der Holzsubstanz stofflich verwerten lassen. Nachhaltigkeitsbewertungen kam zum Ergebnis, dass mit dem Aufschluss von ligno-cellulosehaltigen Rohstoffen und der vollständigen Nutzung der Komponenten ein beträchtlicher Teil der bisherigen Emissionen eingespart werden kann (Michels, 2014). Grüne Bioraffinerie mit Grassilage (Fabrik der Zukunft Projekt, Demo-Anlage in Utzenaich, Ökopark Hartberg; Dämmstoffe,...) 23. Februar

16 Hierarchischer Aufbau der Holzsubstanz Quelle: Harrington, mod Hinterstoisser 23. Februar

17 Bioraffinerie von Reststoffen Vielfache Verwendungsmöglichkeiten Cellulose Celluloseregeneratfasern, Textilindustrie (Viskose, Lycoel), Verpackung (Cellophan). Nanocellulose : Verstärkung von Leimen bzw. Lacken, Verbundwerkstoffe, medizinische Produkten, Herstellung von Membranen Hemicellulose Lignin Furfural und Furfuralderivaten (z. B. Furan und Furfurylalkohol) Grundstoffe der Naturstoff-, Arzneistoff- und Lösungsmittelchemie, Xylitol als Zuckerersatzstoff (z.b. diabetikergeeignete Kaugummi), Folien für die Lebensmittelverpackung, Bioethanol. Lignosulfonate als Zuschlagsstoff bei Asphalten, Farben oder Pestiziden sowie im Beton- und Zementbau, Aromastoffe (Vanillin), thermoplastische Kunststoffe (Automobilinnenraum). Sportgeräte, Schuhabsätze, Spielwaren (Tecnaro), Carbonfasern (Verstärkungselemente z.b. im Flugzeug-bau, bei Segelschiffen oder für Flügel von Windkraftanlagen), Lignin-basierte Aerogele (extrem-leichtbaustoffe), Lignin-basierte Harze und Klebstoffe (Organosolv; PF Harze,..) Extraktstoffe Terpene und Sterole (z.b. zur Herstellung von Lacken, waschaktiven Substanzen, Druckerfarben, Klebstoffen und Insektiziden), Tannine, Phenole und Flavonoide (z.b. als Gerbstoffe und Bindemittel) 23. Februar

18 Themenwolke der Patentanalyse Wood Waste Cellulose Regenerierung USEFUL Trockenbehandlung u. Zermalmen v. Papier Wood Recycling Quelle: Economica & RiskRe (2015). 23. Februar

19 Patentanalyse Netzwerkverbindungen Quelle: Economica & RiskRe (2015). 23. Februar

20 Patentdynamik und geografische Verteilung ABBILDUNG 1: PATENTDYNAMIK UND GEOGRAFISCHE VERTEILUNG Quelle: Economica & RiskRe (2015). 23. Februar

21 NAWARO Potenziale aus dem Forst- und Holzsektor Economica Institut für Wirtschaftsforschung, Liniengasse 50-52, 1060 Wien RiskRe Agentur für wirtschaftliche Risikoforschung, Liniengasse 50-52, 1060 Wien Universität für Bodenkultur, Gregor-Mendel-Straße 33, 1180 Wien 23. Februar 2016 Präsentation im Parlament, Wien