Holz – ein nachwachsender Roh- und Baustoff

CO2-Fixierung durch Holzbildung

von Robert Stingl

Institut für Holztechnologie und Nachwachsende Rohstoffe Department für Materialwissenschaften und Prozesstechnik

Universität für Bodenkultur Wien

kurzer Überblick zum Inhalt

Kohlenstoffdioxid (CO2)

Photosynthese – von CO2 zum Holz

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Österreichs Wälder – unser Holzvorrat

Holzbauanteil in Österreich

praktische Beispiele – Exkursion

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OÖ

Werkstoffvergleich – CO2-Emission

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Kohlenstoffdioxid – CO2

ca. 1620: der flämische Chemiker Johan Baptista van Helmont entdeckte den Spiritus sylvestre („Wilder Geist“)

CO2: auch Kohlendioxid oder Kohlensäure; ein saures, unbrennbares, farb- und geruch-loses Gas, das sich gut in Wasser löst

Treibhausgas: Spurengas der Erdatmosphäre; Kohlenstoffdioxid absorbiert Infrarotstrahlung; neben Wasserdampf das zweitwirksamste Treibhausgas

Vorkommen: mittlere Konzentration von 0,039 Vol% = 390 ppm (2011); Gesamtmasse ca. 3000 Gigatonnen

3

Kohlenstoffdioxidgehalt weltweitQ

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4a

Kohlenstoffdioxidgehalt weltweit

Quelle: Sémhur, Atelier Graphique – the French Graphic Lab

4b

Quelle: Cozzarini Ch (1996) Emissionen und Immissionen von Abgaskomponenten. TU Wien, Institut für Verbrennungskraftmaschinen und Kraftfahrzeugbau

jährliche CO2-Emissionen weltweit: ca. 590 Gigatonnen

davon anthropogene CO2-Emissionen:ca. 40 Gigatonnen

Kohlenstoffdioxidgehalt weltweit5

natürliche CO2-Emissionen anthropogene CO2-Emissionen

Kohlenstoffdioxidemission in Österreich

Quelle: Fernandez R et al. (2009) Annual European Community greenhouse gas inventory 1990–2007 and inventory report 2009(Version 27 May 2009). Kopenhagen: European Environment Agency, Technical report No 04/2009

jährliche (1990 – 2007) anthropogene CO2-Emissionen in Österreich: ca. 85 Millionen Tonnen

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Photosynthese – vom CO2 zum Holz

Input Bilanz für 1 kg Holz Output1,46 kg CO2 1 kg Holz (C6H12O6)0,60 kg H20 1,06 kg O2

18,5 MJ Sonnenenergie 18,5 MJ gespeichert als chemische Energie

6 O2

6 H2O

6 CO2

1 m³ Holz = 916 kg CO2

1 m³ Holz als Werkstoff = ~ 0,7 t CO2unter Berücksichtigung der „grauen Energie“ der eingesetzten Baustoffe

C6H12O6

Animation von ML Zukal, BOKU Wien

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Holzaufbau - Struktur und Chemie

Quelle: Faix 2008

8

Österreichs Wald

Fläche Österreichs: 83.879 km²

Waldfläche Österreichs: ca. 39.910 km²

Bewaldungsgrad: 48 Prozent

Mittlerer Holzvorrat in Österreichs: 337 vfm/ha

Gesamtvorrat in Österreich: 1135 Mio vfm

9a

Österreichs Wald9b

Österreichs Wald9c

Österreichs Wald als C-Speicher

1 m³ Holz

Sauerstoff (O) 43%

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Österreichs Wald als C-Speicher

1 m³ Holz

mittlerer Holzvorrat Österreichs: 337 vfm / ha x 250 kg C / m³ Holz = ca. 84 t C / ha

Waldfläche Österreichs: 3.991.000 ha x 84 t C / ha = ca. 335 Mio t gespeicherter C (Holz + Waldboden = ca. 800 Mio t gespeicherter C)

CO2-Verbrauch während der Holzbildung: 335 t C x 3,667 = ca. 1230 Mio t CO2

Sauerstoff (O) 43%Darrgewicht: 500 kg

10b

Österreichs Wald Zuwachs und Nutzung

Quelle: www.waldinventur.at (Erhebung 2007 – 2009)

Jährlicher Zuwachs in Österreich : 30,4 Mio vfm

Jährliche Nutzung in Österreich : 25,9 Mio vfm

Jährliche Steigerung des Holzvorrates

in Österreich: 4,5 Mio vfm

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Holzbauanteil in Österreich

Erklärung zu den Ergebnissen:

Definition Holzbau: mehr als 50 Prozent der tragenden Konstruktion aus Holz

Bauvorhaben: alle genehmigungspflichtigen Hochbauvorhaben in Österreich

Quelle: Stingl R et al. 2011

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Holzbauanteil im urbanen Raum

Quelle: Stingl R et al. 2011

13a

Holzbauanteil in der Stadt Wien

Quelle: Stingl R et al. 2011

13b

Werkstoffvergleich - CO2-Emission

Rohstoff Holz

- 1.800 kg CO2

(Dichte ca. 500 kg/m³)

Werkstoff Holz

- 1.500 kg CO2

(Dichte ca. 300 - 800 kg/m³)

bezogen auf 1.000 kg des Werkstoffes

Quelle: IBO Baustoffkatalog

Ziegel

+ 1.150 kg CO2

(Dichte ca. 1.200 kg/m³)

Stahlbeton

+ 1.350 kg CO2

(Dichte ca. 2.400 kg/m³)

Glas

+ 950 kg CO2

(Dichte ca. 2.500 kg/m³)

Stahl 1)

+ 1.550 kg CO2

(Dichte ca. 7.500 kg/m³)

1) dieser Wert stellt eine Mischform von neugewonnenen Rohstahl vermengt mit Alteisen dar

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1 ha Wald

ca. 337 vfm Holz

916 kg CO2/m³ Holz

ca. 300 t CO2-Senke

1 ha Bauland

12 Einfamilienhäuser

(12 Wohneinheiten)

in Holzbauweise: 300 t CO2-Speicherung

in Ziegelbauweise: -54 t CO2-Emission

1 ha Bauland

3 mehrgeschossige Wohnbauten

(42 Wohneinheiten)

in Holzbauweise: 1.250 t CO2-Speicherung

in Massivbauweise (Ziegel/Beton):

-385 t CO2-Emission

CO2-Bilanz für 1 Hektar15

Steigerung der CO2-Speicherung durch Erhöhung des Holzbauanteils

16a

Steigerung der CO2-Speicherung durch Erhöhung des Holzbauanteils

20 % umbautes Volumen in Holzbauweise im Jahr 2008

CO2-Speicherung durch den Werkstoff Holz: ca. 1,4 Mio Tonnen CO2 im Jahr 2008

1,6 % Speicherung des CO2-Gesamtaus- stoßes in Österreich

40 % umbautes Volumen in Holzbauweise

CO2-Speicherung durch Holz:

ca. 2,8 Mio Tonnen CO2 im Jahr

3,2 % Speicherung des jährlichen Ge- samtausstoßes von Österreich

Ersatz der „anderen“ Werkstoffe (z.B. Ziegel, Beton, ...):

Reduzierung des CO2-Ausstoßes um 1,7 Mio Tonnen CO2 (– 1,9 %)

Verdoppelung

Substitution

16b

praktische Beispiele – Exkursion

Umbauten, Zubauten und Sanierungen„Aufstockung Bauernstraße“, Wels

Wohnbau„Wohnhaus Hochleitner“, Laakirchen

öffentlicher Bau„Agrarbildungszentrum Salzkammergut“,Altmünster

Oberösterreich

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praktische Beispiele – Exkursion

Gewerbe„Café Deli am Naschmarkt“,4. Bezirk

Wohnbau„Höchster Wohnbau Österreichs in massiver Holzbauweise“,22. Bezirk

öffentlicher Bau„Erdberger Steg“,2. bzw. 3. Bezirk

Wien

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praktische Beispiele – Exkursion

Umbauten, Zubauten und Sanierungen„Sanierung Dieselweg“ in Graz

Öffentlicher Bau„Kinderkrippe Schönbrunngasse“ in Graz

alte Bausubstanz„Österreichisches Freilichtmuseum Stübing“in Stübing bei Graz

Steiermark

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Holz – ein nachwachsender Roh- und Baustoff

CO2-Fixierung durch Holzbildung

Danke für die Aufmerksamkeit!

Institut für Holztechnologie und Nachwachsende Rohstoffe Department für Materialwissenschaften und Prozesstechnik

Universität für Bodenkultur Wien