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Zum Verbrennen viel zu schade

Von Elke Bunge

Wissen

An der Universität für Bodenkultur wird für Mensch und Umwelt geforscht. | Abfallprodukte enthalten wertvolle Inhaltsstoffe für innovative Produkte. | Wien. Winterzeit. In etlichen Häusern und Wohnungen werden Kamine und Öfen mit Brennholz gefeuert. An kalten Abenden machen wir es uns gemütlich, eine Tasse Tee oder ein Glas Wein, dazu ein schönes Buch oder doch noch einen Blick in die Tageszeitung von heute - Holz als Material zum Heizen oder Holz verarbeitet zu Papier, Holz in Möbeln, das sind die gängigen Verwendungszwecke für diesen Rohstoff.


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Aber der nachhaltig wachsende Rohstoff Holz hat auch noch ganz andere Potenziale. Wissenschafter der Universität für Bodenkultur (BoKu) Wien haben hierzu zahlreiche Untersuchungen angestellt. Denn wenn das Holz prasselt, verfeuern wir wertvolle Inhaltsstoffe, die vielfache Verwendung finden können, von der Bodenverbesserung bis zur Blutdrucksenkung, wie sich zeigte.

Die Chemiker und Biotechnologen Falk Liebner, Thomas Rosenau, Emmerich Haimer und Georg Pour von der BoKu Wien gehen ganz neue Wege, den Rohstoff Holz zu nutzen. Ihre innovativen Vorschläge zielen nicht nur darauf ab, die Inhaltsstoffe des Holzes besser zu verwerten, sondern aus den Abfallprodukten der industriellen Holzverwertung ökologisch bedeutsame Materialien zu produzieren.

Böden verbessern

Holz besteht zu mehr als 90 Prozent aus Cellulose, Hemicellulose und Lignin. Lediglich aus Cellulose produzieren wir zurzeit in großem Maßstab die wertvollen Produkte wie Papier, Pappe oder Viskose. Das Lignin und die Hemicellulose sind Abfall. Von den 55 Millionen Jahrestonnen Lignin werden knapp fünf Prozent stofflich genutzt, der Hauptanteil wird in den Zellstofffabriken verbrannt, um dort einen Teil der benötigten Energie zu erzeugen.

Lignin hat eine hohe Resistenz gegenüber Mikroben. Die Wissenschafter haben eine Methode entwickelt, dem Material Stickstoff hinzuzufügen. Das so mit Stickstoff angereicherte Lignin wird in den Boden eingebracht und kann wegen seiner Mikrobenresistenz über einen längeren Zeitraum von ihm absorbiert werden. So dient das Abfallprodukt als Bodenverbesserer und kann als zentraler Baustein einer natürlichen Humifizierung genutzt werden.

Das mit bis zu sechs Prozent Stickstoff angereicherte Lignin könnte wesentlich dazu beitragen, degradierte Böden zu rekultivieren. Damit könnte einer fortschreitenden Verwüstung Einhalt geboten werden. Unsere Weltbevölkerung wächst stetig und landwirtschaftliche Flächen sind kostbar.

Blutdruck regulieren

Hemicellulose wird in der Papierindustrie bislang nur als Bindemittel bei der Papierherstellung verwendet. Neuesten Forschungen zufolge haben die in den Hemicellulosen enthaltenen natürlichen Polymere biochemische und medizinische Eigenschaften. Diese Xylane genannten Stoffe können den Blutdruck regulieren, hydrophobe Mutagene binden sowie erbgutverändernde Prozesse beeinflussen. Um zu voller Wirksamkeit zu gelangen, muss die Hemicellulose in reinster Form gewonnen werden. Das gelingt den Wissenschaftern durch ein spezielles Extraktionsverfahren mit Kohlendioxid. So werden aus Nebenprodukten der Holzindustrie aus unseren Wäldern wirksame Heilmittel in der Medizin.

Aerogele als Superfilter

Und auch die Cellulose, unser Rohstoff für Papier, hat noch weitere zukunftsträchtige Verwendungsmöglichkeiten. Die Wiener Wissenschafter haben ein Verfahren entwickelt, aus der Cellulose ultraleichte poröse Aerogele herzustellen. Diese vergleichsweise junge Klasse von Materialien zeichnet sich durch geringe Dichte und hohe Porenvolumina aus.

Das klingt wie Schaumstoff, doch im Gegensatz zu Schaumstoffen, die über geschlossene Poren verfügen, haben Aerogele eine zusammenhängende offenporige Struktur. Damit sind sie für besondere Anwendungen prädestiniert. Außer für die Schalldämmung und Wärmeisolierung eignen sie sich als Trägermaterial für Katalysatoren und als Abluft- bzw. Abwasserfilter zur Entfernung von Schadstoffen. So kann mit dem natürlichen Grundmaterial Holz Wasser aufbereitet und Luft gefiltert werden. Zudem wäre denkbar, aus cellulosischen Aerogelen Carbogele herzustellen, die sich in Primär- oder Brennstoffzellen, Hochleistungsbatterien oder -kondensatoren einsetzen lassen.

Bald umsetzen

Während wir also entspannt einen Abend vor dem Kamin oder Kaminofen verbringen und dabei vielleicht in einer Zeitung blättern, sind Forscher auf der Suche nach neuen Möglichkeiten, die natürliche Ressource Holz zu nutzen. Herausgekommen sind dabei für Mensch und Umwelt entscheidende Verbesserungen, die es nun nur so bald wie möglich in der industriellen Praxis anzuwenden gilt.