Bayern will holzbasierte Bioökonomie vorantreiben

Quelle:
IHB MK
Besucher:
444
  • text size

Am 1. Februar 2018 fand in Augsburg die Veranstaltung „Holz – Quelle einer nachhaltigen Bioökonomie“ statt. Organisiert wurde die sektorübergreifende Veranstaltung von proHolz Bayern, dem Cluster Forst und Holz in Bayern, dem ChemieCluster Bayern und bayern innovativ. Nicht nur die Cluster- und Innovationsorganisationen arbeiten bei diesem Thema zusammen, sondern auch gleich drei Ministerien, nämlich das Wirtschafts-, das Landwirtschafts- und das Umweltministerium. Auch von Seiten der Forschung wird das Thema offensiv angegangen: so wird es in Straubing ab dem kommenden Semester den weltweit ersten Studiengang Bioökonomie geben. Prof. Dr. Hubert Röder, Sprecher des Clusters Forst und Holz in Bayern, fast all dies in einem Satz zusammen: „Bayern soll führend werden in der holzbasierten nachhaltigen Bioökonomie.“

Die Anforderungen der Kunden ändern sich, sagte Staatssekretär Franz Josef Pschierer. Immer mehr Menschen wollen Produkte aus biologischen Ressourcen. Holz stehe in großen Menge zur Verfügung und sei deshalb die Biomasse-Quelle Nr. 1. Ziel sei eine Nutzung mit einer möglichst hohen Wertschöpfung.

Bioökononie-Urknall 2005

Dr. Christian Patermann ist quasi der „Vater“ der europäischen Bioökonomie und blickte auf ihre bisherige Entwicklung zurück. Unter seiner Ägide als Direktor für Umwelt und Nachhaltigkeit bei der Europäischen Kommission wurden 2005 erstmals biologische Ressourcen in den Vordergrund gestellt, sagte er. Dafür habe es vier gute Gründe gegeben: 1. Sie sind erneuerbar, 2. Sie sind klimafreundlich, 3. Sie lassen sich kaskadenartig in einer Kreislaufwirtschaft nutzen und 4. Sie sind auch in ökonomischer Hinsicht besser, was u.a. Toxizität, Haptik oder Robustheit angeht. Bereits 1997 hat Deutschland aufgrund dieser grundlegenden Erkenntnisse als erstes Land ein Kreislaufwirtschaftsgesetz gehabt. Was die Umsetzung der Bioökonomie angeht, waren die nordischen Staaten und allen voran Finnland schneller. Sie seien 2005 für sein EU Direktorat die wichtigsten Partner gewesen. 2006 entstand in Finnland die erste Bioraffinerie. Heute haben bereits 50 Staaten Bioökonomie-Konzepte. Die Europäische Forstinstitut (EFI) zeigt in einer neuen Studie mit dem Namen „Circular Sustainable Bioeconomy“ die vielfältigen Nutzungsmöglichkeiten von Holz auf.

Projekt HoKuRo als Ergebnis des ThinkNets

Dr. Rainer Seßner, Geschäftsführer des Mitveranstalters bayern innovativ stellte seine Institution kurz als Vernetzung von ThinkTanks, also quasi ein ThinkNet vor. Aus dieser Vernetzung sei das Cross-Cluster-Projekt HoKuRo entstanden, ein Roadmapping-Prozess und eine Matching-Plattform zur Initiierung von Technologiekooperationen für biobasierte Werkstoffe aus Holz und Kunststoff, an dem der Cluster Forst und Holz in Bayern sowie der Cluster Neue Werkstoffe beteiligt sind. Bayern innovativ unterstütze dabei die Partner im Umfeld der Bioökonomie.

Papierindustrie im Wandel

Dass die Zellstoff-und Papierindustrie derzeit eine gewaltige Metamorphose erlebt, machte Dr. Michael Duetsch, Director Biochemicals bei UPM, deutlich. Noch vor 15 Jahren habe der Konzern 90% seines Umsatzes von derzeit 9,8 Mrd. Euro mit Papier bestritten. Heute seien es nur noch 50%. Der Rest kommt aus Biochemikalien aus Holz. Im deutschen Werk Bruchsal produziert UPM Biokomposite, z.B. PPC ein Papier-Polymer-Komposit aus Etikettenresten und Kunststoff. Derzeit komme der Holzanteil dieser Komposite noch aus Fasern. In Zukunft werden diese Biomoleküle sein, so Duetsch. Allerdings gebe es in der Ligninforschung noch keinen Durchbruch, Lignin wirklich wirtschaftlich gewinnbringend zu nutzen. Was möglich ist, zeigen jedoch ein Sperrholzklebstoff aus Lignin, den UPM seit 2017 verwendet, sowie die Reifen des Biofore Concept Cars, das UPM in Augsburg präsentierte. Hier wurde Lignin statt Ruß eingesetzt, um den Reifen die nötige Festigkeit zu geben. Seit einiger Zeit wird zudem am UPM-Standort Lappeenranta in Finnland Biodiesel aus Tallöl hergestellt. Er ist chemisch identisch mit Diesel aus Erdöl. Die Papierindustrie habe, wie die Beispiele zeigen, die besten Voraussetzungen, um Bioraffinerien zu betreiben. Sie bringe sowohl den Rohstoff als auch die nötige Logistik mit. Den Weg zum Erfolg sieht Duetsch zunächst in der Nachstellung bewährter chemischer Produkte.

Konstruktionselemente aus Papier

Prof. Dr. Frank Miletzky, Honorarprofessor an der TU Dresden und Sprecher des Vorstandes der Papiertechnischen Stiftung, sieht in der Bioökonomie einen völlig neuen Ansatz. Sie gehe weit über die Fortführung heutiger Wertschöpfungen mit biogenen Rohstoffen hinaus. Als Beispiel nannte er Carbonfasern aus Lignin. Mit der Bioökonomie gelte es in der Chemie Anschluss an bestehende Wertschöpfungsketten zu finden. In der Papierindustrie gebe es nach wie vor Reststoffe, die verbrannt werden. Doch auch hier sei eine Kreislaufwirtschaft möglich, durch Veredelung dieser Reststoffe zu chemischen Produkten. Miletzky sieht aber auch für den Werkstoff Papier selbst eine Anwendungspalette, die weit über das heute übliche hinausgeht. Bereits heute gibt es Wandelemente aus einem Holz-Zellstoff-Verbund, bei denen der Zellstoff als Dämmmaterial dient. Ziel sei es, auch Papier stärker für konstruktive Zwecke zu etablieren. Eine Möglichkeit seien Leichtbauelemente für den Flugzeugbau mit Papierwaben als Mittellage, so Miletzky. Eine weitere sieht er in konstruktiven Werkstoffen aus recycelten Fasern und Papier.

Faserindustrie als Rohstofflieferant

Dass die Faserindustrie bereits Lieferant für chemische Grundstoffe ist, erläuterte Dr. Andrea Borgards, Head of Process Innovation bei der Lenzing Group. Lenzing hat acht Standorte weltweit, davon zwei Zellstoffwerke und sechs Faserproduktionsstandorte. Das Unternehmen produziert 300.000 Tonnen Zellstoff und 350.000 Tonnen Fasern pro Jahr und erzielt einen Umsatz von 2,1 Mrd. Euro. Nebenprodukte der Faserproduktion bei Lenzing sind Essigsäure und Furfural, der Beton-Hilfsstoff Magnesium-Lignosulfonal, Xylose, die zu dem Süßstoff Xylitose weiterverarbeitet wird, sowie Natriumcarbonat, auch als Soda bekannt. Aktuell geforscht wird bei Lenzing unter anderem an biologisch abbaubaren Textilien. Denn allein aus der Haushaltswäsche gelangen jährlich 500.000 Tonnen Mikropartikel in die Umwelt, erklärt Borgards.

Rohstoffwende in der Kunststoffindustrie

Helmut Nägele von der Tecnaro GmbH sagt: „Wir können aus Biomasse alles machen, was wir auch aus Erdöl machen!“ Tecnaro stellt Kunststoffgranulate auf der Basis von Biomasse-Rohstoffen her. Nägele fordert nach der allseits bekannten Energiewende auch eine Rohstoffwende in der Kunststoffindustrie. Sein Argument ist erschlagend einfach: Erdöl wird in absehbarer Zeit knapper und damit teurer werden. Und die Kunststoffindustrie braucht auch dann noch Rohstoffe für ihre Produktion. Nebenbei weist Nägele auf die Umweltgefahren der Erdölförderung hin. Sein Fazit: Die Erde verfügt über unendlich viele Rohstoffe. Lediglich 4-5% der landwirtschaftlichen Fläche reiche aus, um die komplette weltweite Kunststoffproduktion auf Biorohstoffe umzustellen. Und das gelte, wenn man ausschließlich landwirtschaftliche Flächen in Betracht zieht. Ziehe man den Wald mit ins Kalkül, sinke die benötigte landwirtschaftliche Fläche.

Chemische Industrie prüft Biorohstoffe

Als Vertreterin eines großen Chemiekonzerns beurteilte Dr. Cordula Mock-Knoblauch, Director Renewables & Sustainability bei BASF, die Verwendung biogener Rohstoffe. Für sie gebe es vier Treiber, sagte sie. Zum einen könnte ein biogener Rohstoff günstiger sein als seine Variante aus Erdöl, zweitens sind es die Ansprüche an die Nachhaltigkeit, entweder von BASF oder seitens des Kunden, drittens die Kundennachfrage oder Reglementierung durch Gesetze. Und viertens gehe es auch um Risikominimierung, die man durch eine Verbreiterung der Rohstoffbasis erziele. Entscheidend für die Eignung eines Rohstoffes für die Verwendung in der chemischen Industrie sind einerseits sein O/C-Verhältnis, also das Verhältnis von Sauerstoff und Kohlenstoff im Ausgangsmaterial, sowie das Molekulargewicht. Der normale Weg in der Chemieindustrie sei, aus einfachen Erdölbausteinen, sogenannten Naphthas, komplexere Moleküle zu bauen. Biorohstoffe müsse man deshalb zunächst zerlegen und reduzieren und zu Bio-Naphthas umwandeln. Aber auch Auswirkungen der Nutzung eines Bio-Rohstoffs werden untersucht. Landwirtschaftliche Rohstoffe bringen neben der notwendigen Landnutzung oftmals auch einen erhöhten Phosphor-Eintrag über die Düngung mit sich. Das letztere sei bei Holz zumindest nicht der Fall.

Bioökonomie-Gigant: Der Cluster Bioökonomie Mitteldeutschland

Prof. Dr. Matthias Zscheile, Professor für Holztechnik an der Hochschule Rosenheim, stellte den Cluster Bioökonomie Mitteldeutschland in der Leuna-Region in Sachsen-Anhalt und Sachsen vor. Dort ist Zscheile gleichzeitig Clustermanager. Die Leuna-Region war DIE Chemieregion in der ehemaligen DDR. Der Cluster ist in einem 2017 ausgelaufenen Projekt mit 80 Mio. Euro gefördert worden. Davon kamen 40 Mio. Euro aus der Industrie und 40 Mio. vom Bund. Ziel des Clusters ist es, Forschungsgrundlagen für die Bioökonomie zu schaffen. 2012 wurde der Cluster mit 23 Mitgliedern gegründet, 2017 hatte er bereits 80 Mitglieder. Im Cluster wurden die Industriezweige Holz, Kunststoffe, Chemie und Energie verknüpft. Neben zahlreichen Chemieunternehmen und Forschungseinrichtungen befindet sich der Cluster inmitten von 30% des deutschen Buchenholzaufkommens, das sich im Umkreis von 150 km befindet. Zscheile erklärt, in der Rohstoffversorgung müsse man mit dem Gegensatz zwischen kleinstrukturiertem Waldbesitz und den großen Strukturen der Chemieindustrie umgehen. Derzeit werden über 50% der geernteten Holzmenge bioenergetisch genutzt, sprich verbrannt. Das werde sich durch die Konkurrenz der Chemie bald ändern. Zellstoff sei DER Rohstoff der Zukunft. Bereits heute werden pro Sekunde 3.000 Tonnen Zellstoff produziert, fossiles Öl nur 150 Tonnen pro Sekunde. Zudem wachse die Waldfläche in Europa. Sie habe von 2005-2015 um einmal die Größe der Schweiz zugenommen. Die Treiber der Bioökonomie werden der DACH-Raum sowie Skandinavien sein. Das Folgeprojekt im Bioökonomie-Cluster heißt „BioToM“, kurz für „Bioecomomy to Market“. Ziel ist die Entwicklung marktfertiger Endprodukte. Das Projekt verfolgt einen europaweiten Ansatz mit Partnerclustern in Frankreich, den Niederlanden und Großbritannien im europäischen Netzwerk 3BI.

Fazit: Holzbasierte Bioökonomie noch Zwerg, aber mit besten Voraussetzungen zum Riesen

Prof. Dr. Klaus Richter, Professor für Holzwissenschaft an der TU München sowie Mitglied des Bayerischen Bioökonomierates, zog zum Abschluss der Veranstaltung Bilanz. Er sagte, die holzbasierte Bioökonomie sei in der Fläche noch wenig entwickelt. „Falsch wäre zu sagen: ‚Wir machen das schon immer!‘“, erklärte er mit Blick auf die Säge- und Holzwerkstoffindustrie. Die Ansprüche an die Nachhaltigkeit steigen, deshalb haben Produkte aus nachhaltig produzierten Rohstoffen gute Chancen am Markt. Holz sei als Rohstoff besonders geeignet, denn es werde quasi kostenlos biologisch produziert, ist multifunktional einsetzbar und ein langfristiger CO2-Speicher. Die Schwierigkeiten für eine holzbasierte Bioökonomie sieht Richter eher auf der organisatorischen und strukturellen Seite: So gebe es kaum Vernetzung zwischen Forschung und Anwendern, die Investitionsbereitschaft der Industrie sei gering, ebenso wie die Akzeptanz in der Öffentlichkeit durch fehlendes Verständnis. Dazu komme, dass die Zuständigkeiten in der Öffentlichen Hand heterogen und separiert sind. Zentrale Herausforderungen sieht Richter in der Sicherung Rohstoffverfügbarkeit in ausreichender Qualität, einer zielgerichteten Forschung und Entwicklung entlang der Wertschöpfungskette, der Verbesserung der politischen Rahmenbedingungen sowie in den wachsenden Ansprüchen an den Wald. Weltweit sei die Holzverfügbarkeit ein Risikofaktor. „Wir dürfen nicht meinen, wir könnten mit Holz die Weltprobleme lösen“, sagte Richter. Aber eine Vorreiterrolle könnte die holzbasierte Bioökonomie in Bayern durchaus einnehmen.

Veröffentliche Mitteilung