Chemierohstoffe aus Biomasse
Die jährlich nachwachsende Holzmenge beträgt weltweit mehr als 12 Milliarden Tonnen. Damit ist Holz der bedeutendste nachwachsende Rohstoff.
Aus Holz und verholzter Biomasse läßt sich grundsätzlich die gesamte Palette an chemischen Produkten, die heute durch die Petrochemie geliefert wird herstellen. Hierzu gibt es prinzipiell zwei Vorgehensweisen:
1. Nutzung der Synthesevorleistung der Natur
Durch chemisch-physikalische Verfahren der Chemie und durch Biotechnologische Prozesse werden wertvolle Bausteine verholzender Pflanzen wie Cellulose, Hemicellulosen, Lignin und Inhaltstoffe gewonnen. Diese werden entweder direkt in optimierten Prozessketten genutzt oder für Produkte mit hoher Wertschöpfung veredelt.
2. Aufspaltung der Naturstoffe in einfache Kohlenstoff-Moleküle
Mit thermochemischen und fermentativen Verfahrenstechniken können lignocellulosehaltige Rohstoffe in kurzkettige Kohlenstoff-Moleküle umgewandelt werden. Damit können bestehende Prozesse der Petrochemie für biobasierte Materialien genutzt werden.
Von besonderem Interesse ist die Kombination beider Verfahrenswege zur vollständigen Nutzung der Pflanzen inklusive aller Reststoffe im Rahmen von Bioraffinerien. Der hierbei eingeschlagene Weg trägt zur Ressourcenschonung bei und fördert langfristig die Entwicklung von nachhaltigen Wirtschaftsformen.
Faserstoffe, Papier und Verbundwerkstoffe
Die Industriezweige, die sich mit der Herstellung und Verarbeitung von Zellstoff, Holzstoff, Papier, Karton, Faser-, Span- und OSB-Platten befassen, leisten durch Verwendung von Durchforstungs-, Restholz einen wichtigen Beitrag zur Bestandeshygiene und zum Absatz großer Mengen an schwach dimensioniertem und qualitativ minderwertigem Rundholz. Zur Ausweitung der Rohstoffbasis können auch nicht schadstoffbelastete Altholzsortimente verwendet werden. Bedingt durch die erheblichen Kapazitätserhöhungen in der Zellstoff-, Säge- und Holzwerkstoffindustrie und die hohen Preise für fossile Energieträger besteht hier eine starke Konkurrenzsituation durch die energetische Nutzung von Holz. Um die aus ökologischer und volkswirtschaftlicher Sicht sinnvolle stoffliche Nutzung zu verstärken, müssen die bestehenden Herstellungsverfahren und Produkte ständig verbessert und Wege zu innovativen Verfahren und Produkten erarbeitet werden.
Im Zuge der Herstellung von zellstoff-, faserstoff- oder holzpartikel-basierten Produkten kommt eine Vielzahl an chemischen und mechanischen Grundprozessen zum Einsatz, für die es gilt, den Chemikalien- und Energieeinsatz und die daraus resultierenden Umweltbelastungen zu minimieren. Papier, Karton und Holzwerkstoffe sind als Verbundwerkstoffe zu verstehen, bei denen durch das Zusammenspiel verschiedener Komponenten und Bindungsformen Produkte mit spezifischen Eigenschaften hergestellt werden können. Den hierbei verwendeten Klebstoffen wird eine große Bedeutung beigemessen. In der Kombination von holzbasierten Materialien mit Kunststoffen, mineralischen Grundstoffen sowie Metall und Glas werden Potenziale für eine weitere Ausweitung der Holzverwendung gesehen. Die Aktivitäten der Forschung erstrecken sich auf folgende Gebiete:
- Zellstoff, Holzstoff, Papier, Sekundärfaserstoffe
- Holzwerkstoffe, Verbundwerkstoffe, WPC
- Polymere aus Lignocellulosen
- Klebstoffe und Additive
- Anpassung von Prozessen an Veränderungen im Rohstoffangebot