Projekte am Forschungsbereich Stoffstrommanagement

Laubholznutzung im Rahmen einer effizienten Bioökonomie.

Entwicklung einer Entscheidungsmatrix für die zukünftige Laubholznutzung am Beispiel der Pilotregion Bayern (LauBiOek) Teilvorhaben 2: Bewertung spezifischer Produktlinien innovativer Laubholznutzung im regionalen Kontext.

Verbundprojektbeschreibung

Ziel des Projekts ist die Analyse der ökonomischen, ökologischen und sozialen Auswirkungen verschiedener Nutzungsformen von Laubholz als Bestandteil einer nationalen und regionalen Bioökonomie-Strategie am Beispiel des Bundeslandes Bayern. Dazu sollen die Potenziale und Herausforderungen einer innovativen Laubholzverwendung analysiert und Lösungsvorschläge entwickelt werden. Neben den Nachhaltigkeitsindikatoren soll auf Basis von technischen, rechtlichen und strukturellen Kriterien eine Entscheidungsmatrix für die Akteure der Wald-Forst-Holz-Kette erarbeitet werden. Mit Hilfe der Entscheidungsmatrix können verschiedene alternative Nutzungsmöglichkeiten für die zukünftige Laubholznutzung anhand von Produktlinien sowie regionaler Ressourcen-Szenarien bewertet und Handlungsmöglichkeiten abgeleitet werden.

Die Arbeitsplanung gliedert sich in fünf fachliche Pakete (Abb. 1). Im Arbeitspaket 1 „Ressourcenaufkommen“ werden mit Hilfe des Waldwachstumssimulators WEHAM das zukünftig zu erwartende Laubholzaufkommen sowie das gegenwärtige und zukünftige Aufkommen an Industrierestholz und Altholz ermittelt. Arbeitspaket 2 „Status Quo und Potenziale der Technischen Holznutzung“ umfasst die Ermittlung gegenwärtig etablierter und zukünftiger innovativer Laubholznutzungswege, die mit den Akteuren der Holzwirtschaft und Holzwissenschaft erörtert und hinsichtlich ihres Entwicklungspotenzials bewertet werden. Das Arbeitspaket 3 „Stoffstrombilanz“ beinhaltet die Darstellung der quantitativen Holzströme auf der Basis aktueller Daten sowie verschiedene Laubholz-Verwendungs-Szenarien auf bayerischer Ebene. Arbeitspaket 4 „Bewertung“ besteht aus der Untersuchung der einzelnen Wertschöpfungsketten von Laubholz und aller Laubholznutzungswege als Ganzes in der Region Bayern hinsichtlich ihrer ökologischen, ökonomischen und sozialen Aspekte. Zusätzlich werden Substitutionsmöglichkeiten im Vergleich bewertet. Eine Gesamtbewertung unter Einbezug aller drei Indikatoren wird mittels SWOT-Analysen durchgeführt, deren Ergebnisse in die Entscheidungsmatrix eingehen. Das Arbeitspaket 5 umfasst Berichterstattung und Kommunikation der Ergebnisse.

 
  Abbildung 1: Schema der Vorgehensweise im Verbundprojekt. AP: Arbeitspaket; KUP: Kurzumtriebsplantagen
   
Laufzeit: 2020 - 2023
Bearbeitung: Teilvorhaben 2: Lehrstuhl für Holzwissenschaft: Sander-Titgemeyer, Anna; Weber-Blaschke, Gabriele
Beschreibung des HFM Teilprojekts Der Projektteil des Lehrstuhls für Holzwissenschaften umfasst das Mitwirken an AP 3 und die Federführung von AP 4. Im AP 3 werden die aktuellen Mengenströme von Laubholz in Bayern für die Prozesse der verschiedenen Absatzstufen als Basisszenario ermittelt. Für die Bewertung im AP4 wird als Ausgangslage die Struktur der Laubholzprozessketten im aktuellen Zustand abgebildet. Dabei soll der Status Quo hinsichtlich traditioneller Laubholznutzung, z.B. Energieholznutzung, und weiterführender Verwendung analysiert werden. Die Veränderung der zukünftigen Struktur durch erhöhtes Laubholzaufkommen und innovative Laubholzverwendungen werden als mögliche Szenarien weiterentwickelt.
In der Bewertung soll u.a. die Untersuchung der Umweltwirkung der einzelnen Produktlinien sowie Szenarien durchgeführt werden. Hierfür wird die Methode des consequential Life Cycle Assements in Kombination mit der regionalen Stoffstromanalyse herangezogen. Dabei werden zum Vergleich verwendete Nichtholzprodukte ebenfalls bilanziert, um Substitutionswirkungen durch Laubholzprodukte zu analysieren. Zusätzlich wird die Klimabilanz der verschiedenen Szenarien der AP 1 bis 3 aufgestellt, so dass die Klimaleistung der Wald- und Holzaufkommensentwicklung unter Berücksichtigung der innovativen Laubholznutzung für die nächsten zwanzig Jahre ermittelt wird. Die Ergebnisse der Bewertung werden in die SWOT Analysen und Entscheidungsmatrix integriert.
Weitere Projektpartner:
  • Cluster-Initiative Forst und Holz in Bayern gGmbH (Dr. Jürgen Bauer, Stefan Torno) Koordination und Teilvorhaben 1 „Nutzungspotential und innovative Nutzungsmöglichkeiten von Laubholz und Erstellung einer Entscheidungsmatrix“
  • .bwc management consulting GmbH (Ludwig Lehner, Jakob Lehner) Teilvorhaben 3: „Stoffstrombilanz und Wertschöpfungsanalyse für eine innovative Laubholznutzung“
  • Lehrstuhl für Wald und Umweltpolitik (Tim Kunkowski, Michael Suda) Teilvorhaben 2: Bewertung spezifischer Produktlinien innovativer Laubholznutzung im regionalen Kontext. - Einsatz von Werkzeuge qualitativer Sozialforschung zu Ermittlung und Bewertung von Innovationspotentialen bei Experten und Akteuren.
Projektträger: Fachagentur für Nachwachsende Rohstoffe (FNR)
Gefördert durch: Waldklimafonds
Weitere Kooperation Im Rahmen von LauBiOek erfolgt eine Kooperation mit dem Projekt CarboRegio der Bayerischen Landesanstalt für Wald und Forstwirtschaft.
Ergebnisse und Veröffentlichungen
   
   

Entwicklung zukunftsweisender Konzepte zum landwirtschaftlichen Bauen mit Holz - von der Planung bis zum Rückbau (ZukunftLaWiBau) Teilvorhaben: Holzprodukte, Ressourcenpotenzial und Wertschöpfungsketten

  Mit dem Verbundprojekt wird das Ziel verfolgt, mittels zukunftsweisender Konzepte den Anteil von landwirtschaftlichen Bauten in Holzbauweise unter Berücksichtigung technischer und sozioökonomischer Fragestellungen langfristig zu erhöhen. Hierzu werden Planungsgrundlagen für landwirtschaftliche Gebäude anhand von Mustergebäuden in das 21. Jahrhundert überführt. Dabei werden insbesondere regionale Wertschöpfungsketten in ländlichen Räumen, sowie aktuelle Fragestellungen zur Hygieneleistung und spezifischer Einsatzfähigkeit relevanter Holzprodukte berücksichtigt. Darüber hinaus werden Möglichkeiten zur Nutzung des Potenzials der vorhandenen Holzressourcen vorgeschlagen. Zusätzlich wird die Datenbasis zu Klima- und Ressourcenschutz der landwirtschaftlichen Bauten aus Holz aktualisiert und vertieft, und für den „Charta für Holz 2.0“- Prozess nutzbar gemacht. Ergebnis des Projekts soll ein Planungsleitfaden (siehe AP9) „Landwirtschaftliches Bauen mit Holz im 21. Jahrhundert“ sein. Der Leitfaden bezieht aktuelle Fragestellungen zu Klimaschutz, Tierwohl, regionaler Wertschöpfung, Dauerhaftigkeit des Baustoffs Holz, Ressourceneffizienz und Wirtschaftlichkeit als Querschnittsfelder ein. Durch ein interdisziplinär aufgestelltes Forschungsteam werden die Fragestellungen ganzheitlich erarbeitet.
 
Laufzeit 2020 - 2023
Bearbeitung AP3 und AP4: Lehrstuhl für Holzwissenschaft: Rau, Margaretha; Wanschura, Regina; Windeisen-Holzhauser, Elisabeth; Richter, Klaus; Weber-Blaschke, G.
  Der Projektteil der Holzforschung München hat mit AP3 „Ressourcenpotenzial“ den Fokus auf einer grundsätzlichen Charakterisierung von landwirtschaftlichen Betrieben hinsichtlich ihrer Bedürfnisse und Möglichkeiten des Bauens mit Holz. Dies soll zum einen bundesweit in Annäherung quantitativ ermittelt, zum anderen in ausgewählten Regionen auch intensiver und qualitativ untersucht werden. Es werden Akteure der bisher genutzten Wertschöpfungskette sowie die Stoffströme ermittelt und Interviews hinsichtlich der Erfolgsfaktoren und Hemmnisse geführt. Es sollen die Potenziale des Bauens mit eigenem bzw. regionalem Holz dargestellt und Empfehlungen für eine Optimierung regionaler Wertschöpfungsketten aufgezeigt werden. Mit AP4 „Holzprodukte“ liegt der Fokus auf der experimentellen Untersuchung verschiedener Holzarten und (innovativer) Holzprodukte hinsichtlich ihrer Eigenschaften, die für die besonderen Bedingungen des landwirtschaftlichen Bauens notwendig sind. Dabei kommen Laborexperimente und Feldversuche zum Einsatz. Ziel ist, die Vor- und Nachteile jeder Holzart und jedes Holzwerkstofftyps in definierten Anwendungsbereichen anhand von ausgewählten Kriterien (chemische/ physikalische/ technische Eigenschaften) für landwirtschaftliches Bauen zu katalogisieren.
Projektpartner Ruhr-Universität Bochum (Lehrstuhl für Ressourceneffizientes Bauen, Prof. Dr.-Ing. Annette Hafner) Koordination und AP2 „LCA Gebäude“: Erstellung und Validierung der LCA von landwirtschaftlichen Gebäuden verschiedener Bauweise (z.B. KomplettHolzbau und Teil-Holzbau) sowie Herausarbeitung und Darstellung zugehöriger ökologischer Kennwerte
  Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL), Institut für Landtechnik und Tierhaltung, (Arbeitsgruppe Landwirtschaftliches Bauwesen (ILT 4c), Dipl.-Ing. Architekt Jochen Simon) AP1: „Status-Quo-Analyse“: Bestandsanalyse und Datenermittlung zu den landwirtschaftlichen Nutzgebäuden für die Tier- und Lagerhaltung, Auswahl der Mustergebäude und Harmonisierung des Datenmaterials, sowie AP8: „Wirtschaftliche Tragwerke“: Entwicklung exemplarischer Tragwerksvarianten unter dem Aspekt der Wirtschaftlichkeit
  Freie Universität Berlin (FUB), Fachbereich Veterinärmedizin, Institut für Tier- und Umwelthygiene (Prof. Uwe Rösler)
  Friedrich-Loeffler-Institut (FLI), Bundesforschungsinstitut für Tiergesundheit (Prof. Dr. Franz J. Conraths) AP5 „Hygiene“: Prüfung der Eigenschaften von Holzbaustoffen im Hinblick auf Hygieneanforderungen in der landwirtschaftlichen Erzeugung, Vergleich von Holz mit anderen Baustoffen (Stahl, Kunststoff, Beton) sowie Vergleich der Wirkung unterschiedlicher Oberflächenstrukturen von Holzprodukten
  TU München, Fakultät BGU, Lehrstuhl Holzbau und Baukonstruktion (Prof. Dr.-Ing. Stefan Winter, Dr.-Ing. Philipp Dietsch, Dipl.-Ing. MA Architekt Stephan Ott) AP6: „Dauerhafte Konstruktionen“: Konstruktionsarten und Verbindungstypen zu besonderen Beanspruchungssituationen für das landwirtschaftliche Bauen mit Holz, sowie AP7 „Design for Reuse“: Design for Reuse von landwirtschaftlichen Gebäuden in Holzbauweise (Kaskadennutzung)
  Das Projekt wird von einigen Institutionen sowie Interessensverbänden inhaltlich unterstützt, z.B. vom Landesinnungsverband des Bayerischen Zimmererhandwerks, von der Cluster-Initiative Forst und Holz in Bayern gGmbH mit proHolz Bayern, vom Deutschen Holzwirtschaftsrat (DHWR) und von der Studiengemeinschaft Holzleimbau e.V. (CCT Council of Timber Technology).
Projektträger Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR)
   
Gefördert durch
   
   
   

Auswirkungen der Kaskadennutzung von Holz auf die Umweltbilanz der nationalen Forst- und Holzbranche in Abhängigkeit von marktwirtschaftlichen und zeitlichen Effekten

 
  Die Kaskadennutzung von Holz stellt vor dem Hintergrund der zukünftigen Nutzung nachwachsender Rohstoffe und dem Schutz des Klimas ein wichtiges Konzept dar. Das Gesamtziel des Projekts ist es, Methoden zur Berücksichtigung zeitlicher und marktwirtschaftlicher Effekte mithilfe kosequenzieller und dynamischer Ökobilanzierung zu analysieren und diese Effekte auf repräsentative Wertschöpfungsketten zur Kaskadennutzung von Holz in Deutschland anzuwenden.
Zum einen liegt der Schwerpunkt der Ökobilanzierung auf indirekten Kaskadeneffekten, die durch marktwirtschaftliche Verschiebungen wie Innovationen oder Veränderungen der rechtlichen Grundlagen ausgelöst werden. Zum anderen stehen Auswirkungen einer verlängerten Kohlenstoffspeicherung durch die Verzögerung der Freisetzung des im Holz gespeicherten Kohlenstoffs im Fokus der Bilanzierung. Mithilfe diesen Vorgehens können kurz-, mittel- und langfristige Effekte sowie der Zeitpunkt positiver und negativer Umweltwirkungen der Kaskadennutzung aufgeschlüsselt werden. Erwartungsgemäß werden sich anhand dieser Ergebnisse Handlungsempfehlungen bezüglich der Umsetzung der Kaskadennutzung für Politik und Industrie ableiten lassen.
Die Kaskadennutzung und der Rohstoff Holz stellen eine Schlüsselposition im Konzept der biobasierten Ökonomie dar. Durch den Miteinbezug der marktwirtschaftlichen und zeitlichen Effekten soll eine ressourceneffiziente und nutzenoptimale Allokation sichergestellt werden, um den steigenden Bedarf nach Rohstoffen und Energieträgern in Deutschland decken zu können.
Laufzeit: Oktober 2019 - September 2022
Bearbeitung: Szichta, Pia; Risse, Michael; Richter, Klaus
Gefördert durch: Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft: BMEL-Förderprogramm „Nachwachsende Rohstoffe“
 
   

InFutUReWood Innovatives Design For the Future – Use and Reuse of Wood (building) Components

  InFutUReWood_Logo-w.png
Arbeitspaket 6 Ökologische und ökonomische Bewertung von Design for Recycling im Holzbau.
  Ziel des Projektes ist es, recyclinggerechtes Konstruieren (Design for Recycling) im Holzbau zu etablieren, neue Konzepte zur Wiederverwertung und zum Altholzrecycling in Form der Kaskadennutzung zu entwickeln, Bewertungssysteme zur qualitativen und quantitativen Bestimmung von Altholz herauszuarbeiten sowie ökologische und ökonomische Auswirkungen eines recyclinggerechten Konstruierens aufzuzeigen. Dabei soll die Ressourceneffizienz von Holz durch die Kreislaufwirtschaft erhöht werden um die steigende Nachfrage am Roh- und Baustoff Holz auch in Zukunft decken zu können und gleichzeitig dem Anspruch der nachhaltigen Forstwirtschaft gerecht zu werden. Um diesen Ansatz verfolgen zu können, müssen Gebäude so geplant werden, dass diese nach ihrer Nutzungsphase mit geringem Aufwand rückgebaut und das daraus gewonnene Altholz nahezu vollständig der stofflichen Verwertung zugeführt werden kann.
  Die Hauptaufgabe der Holzforschung München besteht darin, die neuen baulichen Konzepte aus ökologische und ökonomischer Sicht zu bewerten und mit etablierten Bauweisen zu vergleichen. Die Bearbeitung des nationalen Teilvorhabens erfolgt in Zusammenarbeit mit dem Architekturbüro Hariolf Brenner (Ellwangen).
  Das nationale Teilvorhaben ist angegliedert an ein europäisches Verbundprojekt mit Partnern aus Schweden, Slowenien, Spanien, Schottland und Finnland.
Laufzeit März 2019 – Februar 2022
Bearbeitung Ivanica, Raphaela; Risse, Michael; Richter, Klaus
Projektkoordinator RISE Research Institutes of Sweden
Projektpartner Architekturbüro Hariolf Brenner
  RISE Research Institutes of Sweden
  Edinburgh Napier University
  National University of Ireland Galway
  University College Dublin
  Technical University of Madrid
  University of Ljubljana
  Aalto-University
  Teknisk verken I Kiruna AB
  Svenskt Trä
  Derome Hus
  Isotimber
  Offsite Solutions Scotland
  Hegarty Demolition
  SIP Energy
  Connaught Timber
  Stora Enso Espana S.A.U.
  Klimark+Novadomus Hábitat
  Puutuoteteollisuus ry
  Jelovica HISE
  The Swedish Federation of Wood and Furniture Industry
  Balcas Limited
Gefördert durch

KMU-innovativ – Verbundvorhaben Ressourceneffizienz: Easy-EPD – Softwaregestützte Erstellung von Produktdeklarationen in der Holzindustrie, Teilvorhaben 2: Ökobilanzierung von Holzprodukten

  Ziel des Gesamtprojekts ist es, bestehende Hemmnisse hinsichtlich Komplexität und Kosten für Klein- und Mittelständische Unternehmen (KMU) der Säge- und Holzindustrie bei der Erfassung umweltbezogener Daten und bei der Erstellung von verifizierten Umweltproduktdeklarationen (Environmental Product Declarations, kurz EPDs) durch die Entwicklung einer Softwarelösung abzubauen. Die Softwarelösung ermöglicht KMU mit geringem Aufwand verifizierte EPDs zu erstellen. Dabei schafft die im Projekt erstellte Lösung Synergien zwischen den im Rahmen von Managementsystemen und anderen Labeln geforderten Informationen und ermöglicht die Betrachtung von Umweltwirkungen auf Branchenebene. Die erstellte Software wird quelloffen und damit kostenlos verfügbar sein. Sie ist somit für KMU wirtschaftlich hoch attraktiv.
Die Software wird von GreenDelta entwickelt (Teilvorhaben 1). Die Holzforschung München erstellt die Ökobilanzen, steuert die Informationen zur Umsetzung von Product Categories Rules (PCR) und Environmental Product Declarations (EPDs) bei und bestimmt die Potenziale zur Ressourceneffizienz in der Holzwirtschaft (Teilvorhaben 2). Die Hilbra GmbH formuliert die Anforderungen an die Software, führt Praxistests durch und unterstützt die Entwicklung zur Markreife (Teilvorhaben 3). Das Projekt wird zudem von weiteren Privatunternehmen sowie Interessensverbänden inhaltlich unterstützt, z.B. vom Deutschen Säge- und Holzindustrie Bundesverband e.V. (DeSH) sowie vom Institut Bauen und Umwelt e.V. (IBU).
Laufzeit 2019 - 2021
Bearbeitung Helm, S.; Weber-Blaschke, G.
Projektkoordinator GreenDelta GmbH
Projektpartner Hilbra GmbH
Gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages

Studie zum Aufkommen und zu energetischen sowie stofflichen Verwertungsmöglichkeiten biogener Reststoffe in den Landkreisen Pfaffenhofen und Neuburg-Schrobenhausen – Teilprojekt: Verwertungsmöglichkeiten holziger Reststoffe

  Auftrag der Studie ist die Evaluierung des vorhandenen Potenzials von biogenen Reststoffen zur energetischen und stofflichen Nutzung, der aktuellen Behandlungswege sowie der Einsatz möglicher optimierter Verwertungsverfahren in den beiden Landkreisen Pfaffenhofen und Neuburg-Schrobenhausen. Das Teilprojekt des Lehrstuhls für Holzwissenschaft befasst sich mit der Analyse der holzigen Reststoffe. Dazu zählen Waldrestholz, Sägenebenprodukte aus Sägewerken, Industrierestholz aus Zimmereien bzw. der Möbelbranche, Grünschnitt und Landschaftspflegeholz sowie Gebrauchtholz. Für die einzelnen Reststoffe werden Energiebilanzen, CO2-Bilanzen und ökonomische Bilanzen bestehender und potenzieller Verwertungsverfahren gegenübergestellt. Auf Basis der im Laufe der Studie erarbeiteten Ergebnisse werden Handlungsempfehlungen für die optimierte Verwertung der holzigen Reststoffe in den Landkreisen Pfaffenhofen und Neuburg-Schrobenhausen entwickelt.
Laufzeit 2018 - 2019
Bearbeitung Helm, S. ; Weber-Blaschke, G.
Projektkoordinator ia GmbH - Wissensmanagement und Ingenieurleistungen
Projektpartner Dr. Gehrig Management- & Technologieberatung GmbH
Projektauftraggeber Energie Effizient Einsetzen e.V.; Energie- und Solarverein Pfaffenhofen e.V.
Finanzierung LEADER-Projekt gefördert durch BayStMELF und ELER