Holzverwendung als Beitrag zum Klimaschutz

Die Verwendung von Holz als Roh-, Werk- und Brennstoff hat eine sehr lange Tradition. Erste archäologische Funde sind über 400.000 Jahre alt. Im Jahr 2003 wurde die älteste Holzstiege Europas im Salzbergwerk Hallstatt entdeckt. Das dafür verwendete Holz konnte von der Wissenschaft mittels Jahrringanalyse auf das Jahr 1343 vor Christi Geburt datiert werden.

Weltweit ist eine unglaubliche Anzahl an Holzgewächsen bekannt. Diese unterscheiden sich in ihren spezifischen Eigenschaften und sind somit sehr variabel einsetzbar. Holz ist damit einer der universellsten Werkstoffe überhaupt. Je nach Einsatzgebiet werden leichte oder schwere, weiche oder harte, biegsame oder starre, dichte oder poröse Eigenschaften verlangt. Dieses große Spektrum bietet kaum ein anderer Rohstoff. Der Einsatz von Holz orientierte sich daher auch immer an seinen natürlichen Eigenschaften, die als Stärken genutzt wurden. So kamen Wissenschaftler zur Erkenntnis, dass in alten Holzhäusern bis zu 27 verschiedene Holzarten verwendet wurden. Für Groß- und Urgroßelterngeneration war es selbstverständlich, das vor Ort gewonnene Holz auch vor Ort zu verarbeiten. Dieser nahe liegende Ansatz ist aufgrund nahezu uneingeschränkter und kostengünstiger Mobilität sowie Verfügbarkeit anderer Baustoffe verloren gegangen.

Unter dem Aspekt der regionalen Wertschöpfung und der Ressourcenschonung bekommt dieser Ansatz wieder neue Anerkennung. Auch durch die Weiterentwicklung der diversen Holzverarbeitungstechnologien hat die Holzverwendung wieder an Fahrt gewonnen, da neue Formen der Holzverwendung möglich wurden. Damit gelangte Holz auch wieder vermehrt in den Fokus von Architekten, welche sich mit verschiedensten Holzbauten und Holzkonstruktionen in Szene setzten.

Ökologische Holz-Fabrik Wald

Bevor Holz vielfältig verwendet werden kann, muss es zunächst „hergestellt“ werden. Holz hat seinen Ursprung nicht etwa im Baumarkt, sondern kommt aus der wohl einzigen, öffentlich frei zugänglichen Fabrik – dem Wald. Jeder einzelne Baum entzieht beim Wachstum CO₂ aus der Atmosphäre und wandelt es mit Hilfe von Sonnenlicht und Wasser in kohlenstoffhältige Substanzen um. Der Kohlenstoff dient dem organischen Aufbau des Baumes und ist somit im Holz gespeichert. Die einzigen „Abfallprodukte“ bei der Produktion von Holz sind Sauerstoff und Wasserdampf, die wieder an die Umgebung abgegeben werden – ökologischer geht es wohl nicht! Dieser vereinfacht dargestellte Prozess heißt Photosynthese und ist Grundlage allen Lebens.

Klimaschutz durch CO_2-Speicherung

Holz besteht zu rund 50 % aus Kohlenstoff. Geht man von einem mittleren Darrgewicht von 500 kg pro Kubikmeter Holz aus, enthält dieser Kubikmeter 250 kg reinen Kohlenstoff. Im Zuge von Verrottung oder Verbrennung wird der Kohlenstoff durch Oxydation wieder in Kohlendioxid umgewandelt, aus 1 kg Kohlenstoff entstehen 3.67 kg CO₂. Aus den gespeicherten 250 kg reinem Kohlenstoff entstehen somit 917 kg CO₂. Somit speichert ein Kubikmeter Holz rund 1 Tonne CO₂.

Aktuell sind im österreichischen Wald ca. 800 Mio. Tonnen Kohlenstoff gespeichert. Das entspricht der 40-fachen Menge der jährlichen Treibhausgasemissionen Österreichs und entspricht 3.6 Milliarden Tonnen CO₂, die sich dadurch nicht in unserer Atmosphäre befinden. Jährlich werden es mehr, da in Österreich weniger Holz geerntet wird, als zuwächst. Der Wald hat aber aufgrund des begrenzt möglichen Holzvolumens je Hektar nur eine begrenzte Speicherkapazität. In reifen Waldökosystemen sterben einzelne Individuen ab, diese geben das gespeicherte CO₂ durch Verrottung wieder an die Atmosphäre ab. So kann Wald innerhalb gewisser Zeiträume auch von einer CO_2-Senke zu einer CO₂-Quelle werden.

Durch die Entnahme von Holz vor dem natürlichen Absterben eines Baumes und der Weiterverarbeitung in langlebigen Produkten wird das CO₂ nicht in die Atmosphäre abgegeben, sondern bleibt bis zum Ende der Nutzungsdauer im Holz gespeichert. Die Nettospeicherung von CO₂ in einem bewirtschafteten Wald ist daher auch höher als in einem nicht bewirtschafteten Wald. Diese wertvolle Speicherfunktion von Holzprodukten stellt den Klimaschutzbeitrag durch Holzverwendung sicher.

Klimaschutz durch CO_2-Substitution

Der Energieaufwand, der für die Gewinnung, Herstellung und den Transport von z.B. Bau- und Werkstoffen notwendig ist, nennt man „Graue Energie“. Auch in Holz steckt diese Graue Energie, aber bedeutend weniger als in Stahl, Aluminium, Ziegel oder Beton. Für das Entstehen von Holz aus CO₂, Wasser und Sonnenlicht ist kein externer CO₂-verursachender Energieeinsatz notwendig. Pflegemaßnahmen des Waldes und die Holzernte sind – verglichen mit anderen Rohstoffgewinnungsverfahren – vernachlässigbare Größen. Kein Baustoff benötigt für die Herstellung weniger Energie und stößt damit weniger CO₂ aus als Holz. Verweis auf Forstzeitungsartikel „Klimafreundliche Holzbereitstellung“ Forstzeitung 8/2021

Die regionale Verfügbarkeit mit kurzen Transportdistanzen sowie das geringe Gewicht im Vergleich zu den mechanischen Eigenschaften sind ebenfalls ein Vorteil von Holz. Eine Hauswand in Holzrahmenkonstruktion spart bei ihrer Herstellung bis zu 50 % des Primär-Energiebedarfs im Vergleich mit einer Ziegel- oder Betonwand. Eine Wand aus Ziegel oder ein Schwerbetonblock emittieren 5 Tonnen CO₂ pro 50 Quadratmeter Wand, eine Holzrahmenkonstruktion mit einer Schalung aus Weichholz hingegen emittiert nur 1.5 Tonnen CO₂ bei derselben Fläche. Somit können 3.5 Tonnen CO₂  eingespart werden.

Bei Lebenszyklusanalysen von Gebäuden werden die Treibhausgasemissionen von Errichtung über Instandhaltung bis zu Rückbau und Entsorgung betrachtet, zusätzlich werden Substitutionseffekte berücksichtigt. Dabei ergibt sich, dass pro eingesetztem Kubikmeter Holz rund 2 Tonnen CO₂ eingespart werden können. In Österreich werden jährlich 2,78 Mio. m³ Holz in Form von Bauprodukten verarbeitet. Damit werden jährlich 2.4 Mrd. Tonnen CO₂ durch Bauen mit Holz eingespart, was den jährlichen CO_2-Emissionen von 1.6 Mio. PKW entspricht. Die verstärkte Verwendung von Holz im Baubereich könnte einen noch wesentlich höheren Beitrag zum Klimaschutz bewirken.

Klimaschutz durch Recycling

Die Wiederverwertung ist ein wesentlicher Beitrag zum verantwortungsvollen Umgang mit den uns zur Verfügung stehenden Rohstoffen. Anders als andere Werk- und Baustoffe kann Holz auch nach seiner ersten Nutzungsphase stofflich weiterverwendet werden und das im Holz gespeicherte CO₂ bleibt weiterhin der Atmosphäre entzogen. So haben sich unter anderem innovative und kreative Verarbeitungszweige gebildet, die sich auf die Verwertung von abgewittertem Altholz spezialisieren und sogenannte Upcyclingprodukte erzeugen. Einzelne große Bauteile wie Balken werden wieder verbaut bzw. daraus andere Massivholzprodukte gefertigt. Möbel und andere Gebrauchsgegenstände werden als Rohstoff für Span- oder Faserplatten oder für Papier wieder verwendet. Durch den Einsatz des Holzes über mehrere Nutzungszyklen hinweg, wird die Freigabe des CO₂ langfristig verhindert und das Holz als Speicher optimal genutzt.

Klimaschutz durch CO₂-neutrale Verbrennung

Da beim Verbrennen von Holz nur jene Menge an CO₂ freigegeben wird, die während des Baumwachstums der Atmosphäre entzogen wurde, ist diese CO_2-neutral. Holz gehört zu den beliebtesten Energieträgern in Österreich. Fast die Hälfte der österreichischen Haushalte – das sind 1.5 Millionen – setzen auf Energieholzsortimente wie Scheitholz, Hackgut, Briketts und Pellets in Kachelöfen und Heizkesseln unterschiedlichster Bauart ein. Dennoch steht die stoffliche Verwertung dieses wertvollen Rohstoffs im Vordergrund. Aktuell gehen 80 % des bereitgestellten Frischholzes direkt in die Industrie und werden dort in unterschiedlichste CO₂-speichernde Produkte weiterverarbeitet. Nur 20 % gehen direkt in die energetische Verwertung. Wesentliche Anteile der Energieholzsortimente kommen dabei aus Baumarten, Baumteilen und Holzqualitäten, welche von der Industrie nicht nachgefragt bzw. verwertet werden können.

Holz als gespeicherte Sonnenenergie leistet einen sehr wichtigen Beitrag zur Erfüllung der Energieziele in Österreich und der EU. Der Anteil der sonstigen erneuerbaren Energieträger, wie Wasserkraft, Windkraft, Photovoltaik, Solarthermie, Wärmepumpe, etc. ist seit Jahrzehnten auf stabilem Niveau zwischen 10 % und 12 %. Ohne biogene Energieträger wie Holz hat Österreich keine Chance, die Zielvorgaben der EU zur Erhöhung des Anteils erneuerbarer Energien auf 34 % zu erreichen und würde sowohl bei der Versorgungssicherheit als auch beim Klimaschutz weiter zurückfallen. Durch die energetische Verwertung von Holz wird der Einsatz der fossilen Energieträger Kohle, Erdgas oder Erdöl reduziert. Ein Kubikmeter Holz substituiert 200 Liter Erdöl. Damit kann einerseits die Abhängigkeit Österreichs von zum Teil sehr brisanten Krisenregionen verringert, andererseits aber auch die Außenhandelsbilanz verbessert werden. Denn jährlich wendet Österreich ca. 13 Mrd. Euro zum Kauf fossiler Energieträger auf.

Klimaschutz durch Regionale Wertschöpfung

Klimaschutz wird häufig mit negativen Aspekten wie zusätzlichen Kosten und diversen Beschränkungen assoziiert. Neben dem Klimaschutz an sich können aber auch Einkommen und Wertschöpfung generiert werden. Eine wissenschaftliche Studie der BOKU in Kooperation mit dem Kompetenzzentrum Holz hat diesen Umstand eindrucksvoll veranschaulicht. In Oberösterreich wurde ein neues Feuerwehrhaus in Vollholzbauweise errichtet. Das dafür benötigte Holz wurde in den Wäldern der Region geerntet, beim ortsansässigen Sägewerk verschnitten und in der regionalen Zimmerei weiterverarbeitet. Die dabei eingesetzten Arbeiter kamen ebenso aus der unmittelbaren Region. Die verbauten Holzelemente wurden rechnerisch durch eine wirkungsgleiche mineralische Bauweise ersetzt und mit dem Vollholzbau verglichen. Daraus wurden ökonomische sowie ökologische Auswirkungen berechnet.

Durch den Einsatz der regionalen Holzprodukte und Verarbeitungsbetriebe konnte die Bruttowertschöpfung im Vergleich zur mineralischen Bauweise um 162 % gesteigert werden. Davon haben Holzlieferanten, das Sägewerk, das Holzbauunternehmen und andere Akteure profitiert. Sie alle haben durch die Vollholzbauweise Einkommen generieren können. In Bezug auf Klimaschutz zeigt dieses Beispiel, dass der CO_2-Fußabdruck auf ein siebtel reduziert werden konnte. Ausgehend vom Niveau der Treibhausgas-Emissionen, den eine mineralische Bauvariante verursacht hätte, könnten konstruktive Elemente für sieben Vollholzgebäude errichtet werden.

Ein weiterer nicht unwesentlicher Punkt in Bezug auf Bewusstseinsbildung ist, dass Bauwerke mit hoher regionaler Wertschöpfung nicht nur als einfache Nutzbauten gesehen werden, sondern auch Symbole für die regionale Gemeinschaft darstellen. Die Bevölkerung ist zurecht stolz auf derartige Bauwerke, die damit verbundenen Emotionen können verwendet werden, um die Holzverwendung weiter zu forcieren und somit den Klimaschutz durch die Verwendung von Holz weiter voran zu treiben.

Quellen

• https://www.architektur-kurz.de/wp-content/uploads/2019/08/Bauen-mit-holz-Klimaschutz.pdf

• 29.10.2019 – Klimakrise managen: Ausblick für Wald und Holznutzung::Stabsstelle Öffentlichkeitsarbeit::Stabsstellen::Rektorat::BOKU

• https://bfw.ac.at/cms_stamm/500/PDF/BFW_praxisinformation38_treibhausgasbilanz.pdf

• https://intep.com/wp-content/uploads/2020/11/Potenziale_von_bauen_mit_holz.pdf

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