Auf dem Holzweg

Armaturenbrett, Bleistift, Buntstift, Zaun, Fensterladen, Schneidbrett, Pergola, Spaten, Tapete, Dachstuhl, Gartenbank, Bett, Kleiderbügel, Gitarre, Krimi, Kochlöffel, Tapetenkleister, Vanillin, Tisch, Kellerregal, Blockflöte, Kaminofen, Parkett, Wand, Bilderrahmen, Viskosekleid, Lineal, Zeichenpapier, Babyrassel, Türe, Spielplatz, Bollerwagen, Balkon, Klopapier, Untersetzer, Skulptur, …

Was haben all diese Sachen gemeinsam (die Liste könnte noch sehr viel länger sein)? Richtig, all diese Dinge bestehen aus Holz.

Unser Leben ohne Holz?

Ein kurzes Gedankenexperiment zu Beginn dieses Beitrags:

Stellen Sie sich vor, jemand würde bei Ihnen daheim in Ihrer Wohnung oder Ihrem Haus alles wegzaubern, was mit Holz in Zusammenhang steht, wie würde es bei Ihnen dann wohl ausschauen?

Also los, Hokus Pokus…:

Schauen Sie sich in Gedanken einmal um. Schaut traurig aus, oder? Sie haben jetzt keine Holzmöbel mehr und müssen eventuell sogar auf dem Boden schlafen. Nur dass ihr Parkett leider auch verschwunden ist. Die Tapeten sind fort, aber immerhin können Sie jetzt, wenn Sie auf dem Boden liegen, die Sterne betrachten. Je nachdem wie Ihr Haus gebaut ist, fehlen entweder nur der Dachstuhl, oder sogar die Wände inklusive Holzfensterrahmen. An Ihren vielleicht doch noch vorhandenen Wänden fallen alle Bilder von der Wand , denn der Rahmen besteht aus Holz und ebenso haben sich die Bilder aufgelöst, denn Papier wird ja bekanntlich aus Holz gemacht. In diesem Fall haben alle E-Reader-Leser einen Vorteil, denn die Bücher sind dadurch ebenfalls verschwunden. In Ihrer Küche fehlen die Kochlöffel und das Nudelholz und somit die wichtigsten Utensilien einer Ehe, ebenfalls futsch sind die Schneidbretter und viel Untersetzer. Im Büro und Kinderzimmer verbleiben von allen Buntmal- und Bleistiften lediglich die Minen. Hoffentlich sind Ihre Kinder nicht allzu traurig, wenn zudem Ihr Holzspielzeug fehlt. In Ihrem Kleiderschrank – Moment! Sofern Sie noch einen Kleiderschrank haben (dann aus Plastik oder Edelstahl) – also in dem Kleiderhaufen im Schlafzimmer hat sich auch einiges getan, denn alles das aus Viskose war… ….war einmal. In Ihrem Bad mangelt es jetzt an Klopapier, ein besch… Situation und ein Toilettenbesuch in aller Privatsphäre wird schwer, denn es haben natürlich alle Zimmertüren in Luft aufgelöst. Ebenso ist es außerhalb des Hauses dem Gartenzaun, Carport, Gartenmöbeln und der Holzkohle in Ihrem Grill.

Holz ist aus unserem Leben nicht wirklich wegzudenken. Holz ist mit eines der ersten Materialien, welches die Menschheit verwendet hat, um sich eigene Behausungen anzulegen. Die ersten Waffen für die Jagd waren aus Holz und Stein. Denken Sie an Pfahlbauten aus der Jungsteinzeit. Diese besehen vor allem auf Bäumen, Zweigen, Rinde und Lehm. Dabei hat es Holz von der Steinzeithütte bis zur Architektur der Moderne geschafft. Bauen mit Holz gilt als klimafreundlich und als baulicher Fortschritt des 21. Jahrhundert. Mit 65 Metern Höhe entsteht derzeit in Hamburg beispielsweise das höchste Holzhochaus Deutschlands, das so genannte „roots“. Dass es noch höher geht, das zeigt beispielsweise das „HoHo“ in Wien (Hoho von Holz-Hochhaus) mit 84 Metern. Um nochmal eineinhalb Meter zeigt sich das 18 stöckige Holz-Hochhaus Mjøstårnet mitten in Norwegen.

Doch fangen wir von vorne an, was Holz eigentlich ist:  Am Anfang war der Baum.

Baum. Stamm. Holz.

Das Holz, das wir nutzen, kommt bis aus wenige Ausnahmen aus dem Stammbereich. Um Holz besser zu verstehen, macht es Sinn, sich den Aufbau eines Stammes im Querschnitt anzusehen:

Ganz innen, innerhalb des ersten Jahrrings, finden wir die Markröhre. Im ersten Lebensjahr des Baumes hat unser Keimling, der spätere junge Baum, hier sein Wasser und seine Nährstoffe transportiert. Von der Markröhre ausgehend wächst der Baum Jahr für Jahr in die Breite und in die Höhe. In unseren Breiten lässt sich dieses Wachstum – Jahr für Jahr – in den Jahrringen ablesen. Nach innen hin ist die Holzschicht eines Jahrringes in der Regel heller, die Holzzellen sind größer. Woher das kommt? Im Frühling, wenn die Winterruhe unserer Bäume endet, starten die Bäume ihr Wachstum, in der Regel mit ausreichend Wasser und Nährstoffen und warmen Temperaturen. Der Baum hat genügend Ressourcen, um große Zellen anzulegen. Je besser ein Baum versorgt wird, desto breiter wird ein Jahrring. Später, im Sommer, wenn es trockener und im Herbst, wenn es kühler wird, muss der Baum „kleinere Brötchen“ backen, die Jahrringe werden enger und dunkler. Ein Jahrring besteht somit aus dem hellen Bereich des Frühjahrwachstums und dem dunkleren Bereich des Sommer/Herbst Wachstums.

Hölzerne Detektivarbeit

Ein spannendes Thema in diesem Zusammenhang ist das Fachgebiet der Dendrochronologie, der Lehre vom Baumalter. Die Bäume einer Region weisen immer ein vergleichbares Muster aus einem Wechsel an breiteren und schmäleren Jahrringen auf. So werden Sie beispielsweise in Bäumen, die in den Jahren nach 1846 sowie um 1816 in Mitteleuropa gewachsen sind, immer die gleichen schmalen Jahrringe vorfinden. 1816 verursachte der Vulkanausbruch Tambora (im Jahr 1815) in Asien, Nordamerika und Mitteleuropa ein Jahr ohne Sommer. Wenige Jahrzehnte später brach 1846 im Pazifik auf der Inselgruppe Tonga der Vukan Fonualei aus. Dabei gelangten derart große Mengen an Asche in die Atmosphäre, dass weltweit das Klima davon beeinflusst wurde. Im August fiel Schnee, Ernten bleiben auf Grund der Kälte aus. Beide Katastrophen können Sie anhand der sehr engen Jahrringe im Holz der Bäume nachlesen, es ist wie ein Marker der die Jahre 1816 sowie 1846 bis 1849 anzeigt. Anhand solcher Marker können Sie sich durch die Geschichte tasten und eine Art Jahrringdatenbank anlegen. Auf diese Weise lassen sich beispielsweise Holzgebäude aus früheren Zeiten datieren auf der Grundlage der Jahrringe in den Holzbalken.

Jahrringe gibt es nicht bei allen Bäumen. Bäume, die in der Klimazone der Tropen wachsen, zeigen meist keine Jahrringe. Erraten Sie den Grund? – genau, dort, wo es nicht wirklich Jahreszeiten gibt, werden auch keine Temperatur bedingten Jahrringe angelegt. Allerdings können hier Regen- und Trockenzeiten, die periodisch im Jahresverlauf auftreten, ihre Spuren im Holz der Bäume hinterlassen.

Des Baumes Kern

Zurück zum Stamm. Die Stammscheibe mit den Jahrringen ist bei den Bäumen nochmals unterteilt in die Zone der inneren Jahrringe, diese Zone ist oft etwas dunkler, sowie der umliegenden Zone des helleren Holzes. Innen befindet sich bei vielen Baumarten das Kernholz, außerherum das Splintholz. Nachdem der Baum von innen nach außen wächst, liegt außen die jüngere Schicht des Baumes. Dieses so genannte Splintholz ist noch aktiv. Hier werden Nährstoffe und Wasser gespeichert und transportiert. Das Splintholz weist etwa dreimal so viel Feuchtigkeit auf, wie das Kernholz. Der Baum braucht diesen Bereich aktiv für seine Versorgung. Der Kernholzbereich innen im Stamm ist trockener und dient nicht mehr der Baumversorgung. Stattdessen lagern sich in das ältere Holz verstärkt Harze, Terpene, Phenole und andere chemische Verbindungen ein, die das Holz widerstandsfähiger und härter machen. Dadurch lässt sich der Kern auch optisch durch die dunklere Farbe erkennen. Dieses Kernholz ist das Non-Plus-Ultra des Holzes. Durch die Einlagerungen hat es mehr Bestand gegenüber äußeren Einflüssen, es ist härter, nimmt weniger Wasser auf, hat dadurch ein besseres Quellverhalten (quillt weniger), Schädlinge, Pilze und Bakterien können schlechter in das Holz eindringen. Schönes Kernholz finden Sie z.B. bei Eibenholz (Hier zeigt sich der Kern sehr deutlich: ein sehr dunkles Kernholz und außen herum das helle Splintholz). Klare Kerne gibt es auch bei der Kiefer und Lärche oder der Eiche, der Walnuss oder z.B. der Kirsche.

Es gibt aber auch Baumarten, die keinen Farbkern bilden. Auch hier sind die inneren Bereiche des Holzes wasserärmer und resistenter, als das umliegende Splintholz. Die Fichte und Tanne, aber auch die Buche und Linde gehören zu diesen Reifholzbäumen. Hier ist der Kern kaum vom Splint unterscheidbar. Dann wiederum gibt es auch ein paar wenige Bäume, die so gut wie keinen echten Kern bilden. Der ganze Stamm besteht auch innen aus Splintholz, bzw. der Unterschied zwischen Kern und Splint bleibt sehr gering. Das ist der Fall bei Weide, Pappel, aber auch Ahorn und Weißbuche.

Ach ja und dann gibt es noch Bäume, die sind eigentlich innen und außen ähnlich im Holz, aber sie lagern Farbpigmente ein und „betrügen“ dadurch. Sie sehen so aus, also ob sie einen härteren Kern gebildet hätten, haben sie aber nicht. Einen solchen Falschkern oder Farbkern findet man etwa bei der Buche, bei Esche, Ahorn, Borke oder der Birne. Bei der Buche entstehen diese Farbeinlagerungen im höheren Alter durch Oxidationsvorgänge. Das Holz ändert die Optik, ändert sich jedoch in keinster Weise seine technischen Eigenschaften (vgl. Wildbuche, Kernbuche). 

Kommen wir wieder zurück zum Stamm. Um das Splintholz herum wächst das Kambium, die Wachstumsschicht des Stammes. Hier werden nach innen hin Splintholzzellen gebildet, also die neuen Jahrringe angelegt, und nach außen hin bildet sich Bast. Im Bast verläuft die Versorgungsschnellstraße des Baumes, hier werden Wasser, Zucker und Nährsalze über den Stamm verschickt geschickt, eben all die Assimilate, die der Baum so braucht. Bast und Borke bilden gemeinsam die Rinde. Die Borke wirkt als äußerste Schutzschicht des Baumes.

Wir wissen jetzt, warum es Jahrringe gibt, wir kennen den Unterschied zwischen Splint- und Kernholz und außerdem, dass nicht alles, was nach Kern ausschaut, tatsächlich ein festerer Kern ist. Die Unterscheidung zwischen Kernholz, Reifholz und Splintholzbäumen ist neben den dekorativen Aspekten vor allem für die Verwertungsgebiete von Holz wesentlich (z.B. ob ein Holz für den Innen- oder auch den Außeneinsatz geeignet ist).

Die Chemie stimmt.

Um Holz und seine vielseitigen Einsatzmöglichkeiten zu verstehen, ist es sinnvoll, auch einen Blick auf die chemische Zusammensetzung des Naturmaterials zu werfen:  Was ist Holz aus chemischer Sicht? Ganz simpel und grundlegend betrachtet, muss Holz aus Wasserstoff, Sauerstoff und Kohlenstoff bestehen.

Erinnern Sie sich an die Photosynthese Gleichung Ihrer Schulzeit? Dazu müssen wir aus dem Stamm raus und hoch in die Krone zu den Blättern schauen. Während der Stamm die Holzfabrik ist, sind die Blätter das Kraftwerk des Baumes. Man nehme Kohlenstoffdioxid (CO₂), das in der Luft vorhanden ist. Kohlenstoffdioxid ist beispielsweise das Gasgemisch, das ausgestoßen wird, wenn wir mit dem Auto oder Flugzeug reisen: Ein typisches Abgasprodukt aus der Verbrennung kohlenstoffhaltiger Materialien, wie z.B. Diesel oder Cerosin. Die Blätter der Bäume nutzen das CO₂ aus der Luft. Zusammen mit Wasser und Licht wandeln sie es anhand der Prozesse der Photosynthese in Glucose-Zucker, Sauerstoff und eine Rest Zucker um (6 CO₂ + 12 H₂O + Licht –> C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ + 6 H₂O). Die gewonnene Glucose die nutzt der Stamm unter anderem, um später daraus Holz zu produzieren – aus Zucker mach Holz.

Soviel zu den Basis-Molekülen und Bausteinen von Holz. Diese setzten sich jedoch zu verschiedenen komplexeren chemischen Komponenten zusammen: Zellulose, Hemizellulose, Liginin, verschiedene Extrakstoffe und Asche. Je nachdem, ob wir es mit einem Nadelbaum oder einem Laubbaum zu tun haben, variieren die Anteile dieser Komponenten etwas. Allgmein besteht Holz zu etwas weniger als der Hälfte aus Zellulose, zu grob einem Viertel aus Hemizellulosen und zu ungefähr einem Viertel aus Lignin. Übrig bleiben 2 ‑ 10% Extraktstoffe sowie weniger als ein Prozent Asche. Nadelholz weist einen höheren Anteil an Lignin auf als Laubholz, dafür enthält Laubholz etwas mehr Zellulose und Hemizellulosen.

Holz aus Zucker

Zellulose und Lignin erfüllen wesentliche Aufgaben im Bauplan eines Baumes. Beginnen iwr mit Zellulose: Die Strukturformel von Zellulose ist (C₆H₁₀O₅)_n. Zwei Moleküle Wasserstoff und ein Molekül Sauerstoffweniger,doch ansonsten ähnelt die Zellulose dem Bauplan der Glucose, da es als Vielfachzucker (Polysaccherid) aus unzähligen β-D-Glucose-Molekülen zusammengesetzt ist. Neben der reinen Zellulose besteht Holz aus Hemizellulosen. Im Prinzip handelt es sich hierbei um einen ähnlichen chemischen Bauplan, nur mit veränderten Zusammensetzungen. 

Doch welche Rolle spielt Zellulose ganz praktisch für den Baum? Zellulose ist der Hauptbestandteil im Bauplan der Zellwände, nicht nur bei Bäumen, sondern auch allen anderen Pflanzen. Somit besteht das Grundgerüst des Holzes aus Zellulose. Besonders gut kann so ein Gerüst aus Zellulose Zugkräfte aufnehmen, weshalb auch im Zugholz ein höherer Celluloseanteil auftaucht (Vgl. Beitrag „Was Stämme erzählen“).

Die Zellulose ist für die stoffliche Verwertung von Holz von Bedeutung, dazu später mehr im Beitrag.

Ein Baum wie ein leeres Hemd?

Zunächst fehlt die Erklärung zur zweiten relevanten Holz-Zutat, dem Lignin: Stellen Sie sich vor, der Baum würde nur aus einem leichten Gerüst aus Zellulose-Fasern bestehen. Dem Baumstamm würde jede Stabilität fehlen. Baumwolle etwa besteht aus 100% Zellulose. Bestünde Holz nur aus Zellulose, wäre es zugfest wie Baumwolle, wäre aber nicht in der Lage stabil zu stehen. Hier kommt das Lignin ins Spiel. Das Lignin lagert sich in die Zellen ein und bewirkt die Verholzung, die Stabilisierung der Zellen. Lignin sogt also für die Stabilität des Holzes. Ein wenig erinnert dieses Zusammenspiel aus Zellulose und Lignin an das Prinzip von Stahlbeton (der Stahl sorgt für die Zugfestigkeit, der Beton für die Druckfestigkeit). Nur logisch ist es, dass genau dort, wo der Baum besonders stabil sein muss, besonders viel Lignin eingelagert wird. Dies ist z.B. im Druckholz der Fall, also etwa bei geneigt wachsenden Bäumen, auf der Seite, mit welcher der Stamm besonders viel des eigenen Gewichtes abfangen muss.

Die Strukturformel von Lignin? Nur so viel sei gesagt: Natürlich besteht Lignin ebenfalls aus den Molekülen Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff, die sich wiederum als dreidimensionale und amorphe Netzwerke zusammensetzen zu einer extrem mechanisch und chemisch widerstandsfähigen Zusammensetzung.

Jetzt sind Sie Profis in Sachen Holzchemie. Doch in der Regel sehen wir Holz ja nicht in seiner Strukturformel, sondern wir fühlen Holz, wir riechen Holz, wir sehen Holz, wir verwenden Holz.

CO₂ Held

Wir verwenden Holz für eine ganze Menge. Eine der ältesten Holzverwertung ist die thermische Holznutzung, das Verbrennen von Holz. Logisch, denn in Holz ist jede Menge CO₂ gebunden – doch wie viel CO₂ eigentlich genau? Ganz grob lautet die Faustformel: ein Kubikmeter Holz bindet eine Tonne CO₂. Da in der Forstwirtschaft wird nicht mit Kubikmetern als Volumenmaß gerechnet sondern sondern in Festmetern, eine kleine Veranschaulichung dieser Werte in Form eines Baumstammes:  Festmeter ist ebenfalls ein Raummaß, das für Holz eingesetzt wird. Spricht man von Holzstämmen mit Rinde, so redet man von Vorratsfestmetern. Für die Rechnung mit blanken Stämmen ohne Rinde wird in Festmetern kalkuliert. Stellen Sie sich dazu einen zylindrischen Baumstamm vor. Um das Volumen eines Baumstammes zu berechnen, passt der Form des Stammes entsprechend am ehesten die Zylinderformel. Ein Würfel mit dem Volumen ein Kubikmeter ist bekannt: das wäre ein Würfel der Größe 1m x 1m x 1m. Um einen Festmeter Baumstamm zu erhalten, brauchen Sie beispielsweise einen Stamm (möglichst zylindrisch) mit dem Durchmesser 35 cm und der Länge 10 Meter. Wenn Sie also eine Eiche fällen, die ohne Rinde einen Durchmesser von 35 cm aufweist und eine Stammlänge von 10 Metern, dann hat dieser Stamm etwa ein Volumen von einem Festmeter. Die Dichte von Eiche im Luft-trockenem Zustand beträgt 870 kg pro Kubikmeter, das heißt, in diesem Stamm von einem Festmeter wären auch etwa 870 kg, etwas unter einer Tonne CO₂, gebunden.  

Positiv, da neutral

Wie war das jetzt mit dem Verbrennen von Holz? Wenn wir Holz verbrennen, dann wird der Kohlenstoff wieder freigesetzt als CO₂. Ist das Verbrennen von Holz deshalb als klimaschädlich zu bewerten? Um die Antwort vorweg zu nehmen: Nein, das Heizen mit Holz ist prinzipiell positiv zu einzuordnen, sofern bestimmten Voraussetzungen eingehalten werden: Wenn wir Holz verbrennen, wird nur genauso viel CO₂ wieder freigesetzt, wie der Baum zuvor seiner Umgebungsluft entzogen hat.

Dies steht im krassen Gegensatz zur Nutzung fossiler Rohstoffe. Hier wird solches CO2 wieder freigesetzt, das zwischen Tausenden von Jahren und Jahrmillionen unter der Erde gebunden war und damit der Atmosphäre dauerhaft entzogen war. Bei der thermischen Verwertung organischer Stoffe, wird nur solches Kohlenstoffdioxid freigesetzt, das im natürlichen Zyklus aus Wachsen und Verrotten gebunden und wieder in die Luft abgegeben wird.

Positiv, da regional

In der Regel hat Holz eine neutrale Klimabilanz. Hundertprozentig stimmt das natürlich nicht, denn Holz wird mit Motorsägen oder Harvestern geerntet, die auf Dieselbasis laufen. Die Laster, die das Holz von A nach B transportieren verbrauchen ebenfalls Treibstoffe, Schmiermittel und Co. Deshalb ist es auch so wichtig, dass man auf Regionales Holz zurückgreift. Je kürzer die Wege, desto besser die Bilanz des Holzes.

Zudem funktioniert das Thema Klimaschutz nur dann, wenn zuverlässig wieder aufgeforstet wird. Jeder Baum der dem Bestand entnommen wird, muss natürlich wieder nachgepflanzt werden (oder Naturverjüngung, oder Saat). Dabei reicht ein Pflänzchen, sondern gleich mehrere müssen die Lücke auffüllen. Nicht jedes junge Bäumchen schafft es über die Jahrzehnte hin zum großen Baum. Wenn Sie aufforsten, benötigen Sie für einen späteren Altbestand mit ca. 200 ausgewachsenen Zukunftsbäumen etwa 8.000 – 10.000 junge Bäumchen pro Hektar (10.000 m²) bei der Pflanzung.

Zurück zum eigentlichen Thema: Klimaneutral kann Holz nur sein, wenn es nicht aus einer Rodung kommt, also der Lebenszyklus im Wald erhalten bleibt. Zudem gibt es die Aspekte des Lebensraumes Wald zu beachten. Wald ist ein Lebensraum für Tiere und Pflanzen, Entsprechendes muss bei der Bewirtschaftung einbezogen werden. Wenn Sie Holz aus Deutschland nutzen, können Sie sich in dieser Hinsicht sicher sein. Alleine unsere Waldgesetze sind die Wegweiser zu einem vernünftigen Mindeststandart an nachhaltiger Waldbewirtschaftung. Bei Holz aus vielen anderen Ländern dieser Erde können Sie sich diesbezüglich nicht so sicher sein. Alleine aus Slowenien, Rumänien und der Ukraine hat man die letzten Jahre immer wieder Berichte gehört, wie dort teilweise sogar wertvolle Urwälder ohne Rücksicht auf Verluste gerodet wurden.

Sicher ist sicher – ist zertifiziert

Wer sich ganz sicher sein will, dass sein Holz aus einer nachhaltigen Waldbewirtschaftung kommt, der sollte beim Kauf auf die Gütesiegel PEFC oder FSC achten. Die Zertifikate PEFC und FSC geben Auskunft darüber, welche Mindeststandards bei der Waldpflege, Bewirtschaftung, Holzernte, Transport und Weiterverarbeitung eingehalten wurden. Noch besser ist es, Holz aus der Region zu kaufen (z.B. „Holz von Hier“). Kurze Transportwege sparen klimaschädliche Emissionen, unsere Waldgesetze tragen Sorge dafür, dass Wald und Waldnatur zukunftfähig bewirtschaftet und gepflegt werden. Außerdem unterstützen Sie die Waldwirtschaft vor Ort und damit die Wirtschaftskraft der ländlichen Regionen.

Zu schade für’s Feuer!

Zurück zur Holznutzung. Zu ergänzen sei der Brennwert von Holz. Dadurch, dass in Holz viel Kohlenstoff enthalten ist, brennt Holz sehr gut, je trockener desto besser und sauberer in Sachen Feinstaubemission. Der Brennwert von Holz ist davon abhängig, welche Baumart Sie energetisch nutzen. Ein klassisches Brennholz ist die Buche: Trockenes Buchenholz weist einen Heizwert von 4,0kWh/kg auf. Damit kann 1 Tonne Buchenholz 360 bis 400 Liter Heizöl ersetzen.

ABER: Holz ist in der Regel viel zu schade, als dass es nur im Ofen landet. Idealerweise würde Holz eigentlich erst dann für die Gewinnung von Wärmeenergie genutzt werden, wenn es zuvor als materiell verwertet wurde. Idealerweise würde Holz eine Kaskadennutzung durchlaufen: Erst das Holz für den Dachstuhl nutzen, dann die Balken für Möbelstücke umwerten und erst, wenn alle Möglichkeiten der Nutzung ausgeschöpft sind, nach Jahren und Jahrzehnten der materiellen Nutzung, erst dann das Holz verbrennen.

Die materiellen Nutzungsmöglichkeiten von Holz sind unglaublich vielfältig. Holz ist aus unserem Alltag nicht herauszudenken. Oder denken Sie an die verschiedenen Berufsgruppen, die sich mit der Veredelung von Holz befassen: Tischler, Schreiner, Zimmerer, Holz-Instrumentenbauer, Bootsbauer, Spielzeugmacher, Holzbildhauer, Parkettbauer, Drechsler, Böttcher, Fensterbauer, Zellstofftechniker Textiltechniker, Lebensmittelchemiker, ….

Schreiner, Zimmerer, Tischler… diese Berufe sind ja bekanntermaßen mit Holz untrennbar verbunden, aber was hat es auf sich mit Zellstofftechniker, Textiltechniker, Lebensmittelchemiker?

Holz, Zellstoff, Papier

Holz ist nicht immer als Holz sichtbar, sondern versteckt sich in gewandelter Form in vielen Gegenständen und Hilfsmitteln des Alltags. Ein altes und bekanntes Beispiel sind Papier und Pappe. Das, was die Wespen können, das können wir Menschen auch: Für die Papierherstellung werden Stämme minderer Qualität, die für das Sägewerk nicht tauglich sind, in Sägespäne zerkleinert.

In Wasser und Chemikalien eingeweicht, werden die Späne zersetzt, es entsteht ein Brei aus Zellstoff. Zusammen mit Bleichmitteln und Leim wird dieser in Papierbrei umgewandelt. Dieser wird über Walzen gepresst und getrocknet, heraus kommt Papier, das wir zum Schreiben, Drucken, Lesen verwenden. Je nach Verarbeitungsart des Zellstoffgemisches erhalten wir Papier, Klopapier, Taschentücher, etc., all das, was aus Holz-Zellstoff gewonnen wird.

Waldseiden

Bleiben wir beim Zellstoff: Sie werden es vielleicht nicht wissen, aber manche Kleidungsstücke in Ihrem Schrank haben ihren Ursprung im Wald. Schauen Sie sich einmal den „Waschzettel“ Ihrer Kleidungsstücke an. Wenn Sie dort die Deklaration Viskose finden, dann tragen Sie ein echtes Holzprodukt. Der Stoff Viskose wird aus Zellulose synthetisiert. Zellulose ist einer der Hauptbestandteile von Holz. Entsprechend stammt die Zellulose für die Viskose vorwiegend aus Buchen- und Fichtenholz, ansonsten aus Eukalyptus. Für die Viskoseproduktion wird aus Holz Zellstoff gewonnen, welcher mit Natronlauge und anschließend mit Schwefeldioxid vermengt wird. Mehrere Produktionsschritte später ist ein wunderbar weiches Kunstfasererzeugnis entstanden.

Bereits Ende des 19. Jahrhunderts wurde mit der industriellen Fertigung von Viskose begonnen. Der Nachteil von Viskose sind die Produktionsschritte mit Schwefeldioxid gehört. „Schwefeldioxid ist ein farbloses, stechend riechendes, wasserlösliches Gas, das Mensch und Umwelt beeinträchtigt.“ (Quelle: Umweltbundesamt). Keine Sorge: Der Stoff Viskose ist in keinster Weise gesundheitsschädlich. Wichtig ist es, dass bei der Produktion alle Vorsichtsmaßnahmen eingehalten werden, dass keine Schwefeldioxis-Verbindungen in die Umwelt gelangen. Prinzipiell muss man dabei beachten, dass alles sein Für und Wider hat: Viskose, Polyester oder Baumwolle? Polyester ist fossilen Ursprungs und benötigt einen hohen Energieaufwand bei der Herstellung. Baumwolle hingegen verbraucht pro Kilogramm etwa 10.000 bis 17.000 Liter Wasser und das oft in Regionen, die bereits unter Wasserknappheit leiden. Hinzu kommt bei konventioneller Baumwolle ein nicht unerheblicher Einsatz von Pflanzenschutz- und Entlaubungsmitteln. Der Wasserverbrauch von Viskose entspricht etwa einem zwanzigstel dessen jedoch ist der energetische Aufwand zur Synthetisierung hoch.

Es geht noch nachhaltiger: Eine weitere Textilfaser, die aus Holz generiert wird, ist Lyocell. Auch hier wird Zellulose als Basis verwendet, jedoch kommt die Produktion ohne toxische Lösungsmittel aus, verwendet werden organische Lösungshilfsstoffe. Auch vom Tragekomfort sollen Stoffe mit bzw. aus Lyocell einige Vorteile haben, denn die Zellulosefasern des Lyocell nehmen doppelt so viel Wasser auf, wie Fasern aus Baumwolle. Gleichzeitig gibt der Stoff die Feuchtigkeit schnell wieder nach außen ab. Besonders für Sportler scheint es sich hierbei um eine optimale Faser zu handeln, eine Waldfaser aus vorwiegend Buchenholz.

Vanillefichten

Also erst eine Runde im Lyocell-Woodshirt durch den Wald joggen und danach eine kleine Stärkung aus Vanille-Jogurth – hmmm! Vanillejogurth? Wissen Sie eigentlich, was Sie da essen, wenn Sie Lebensmittel mit der Zutat Vanillin vernaschen? Vanillin ist nicht gleich Vanille. Während die echte Vanille aus einer Orchideenart (Vanilla Planifolia) gewonnen wird und relativ teuer ist, können Sie Geld sparen und bekommen mit Vanillin den Vanillegeschmack günstig extrahiert aus Fichtenholz. Zumindest ursprünglich: 1874 gelang es den Chemikern Wilhelm Haarmann und Ferdinand Tiemann aus Fichtenholz Vanillearoma zu synthetisieren. Genaugenommen gewannen die beiden Chemiker das Vanillin aus Coniferin. Das Coniferin wiederum extrahierten sie aus dem Saft im Kambium, der Wachstumszone des Baumes. Einige chemische Aufkoch-, Filter- und Reinigungsvorgänge, Enzyme und Säuren später war ihnen die Vanillinherstellung gelungen. Eine weitere Möglichkeit Vanillin aus Holz zu erhalten ist die Synthese aus Lignin. Lignin, ist grob die Substanz, die dem Holz seine Festigkeit verleiht oder hier den Grundstoff des guten Geschmacks bildet. Alternative Quellen zur Synthese von Vanillin sind heute Pilzkulturen oder Bakterienstämme der Pseudomonas Bakterien. Aber ursprünglich kommt der Vanilleersatz aus dem Wald.

Unersetzlich!

Ersatz ist das Stichwort, Holz ist nicht zu ersetzen: Ein Holzschneidebrett kann man zwar durch ein Kunststoffbrett ersetzen, dann verliert man jedoch die antibakterielle Wirkung. Ein Holzbett kann man durch ein Metallgestänge ersetzen, jedoch ohne die schlaffördernde Wirkung des Harzes im Zirbenholz. Man kann ein Holzhaus durch ein Beton- und Steinhaus ersetzen, büßt dadurch jedoch die Gesundheitsfördernde Wirkung des Wohnens in Holz ein. Und was man jedes Mal verliert, wenn man Holz ersetzt, das ist die klimafreundliche Wirkung von Holz. Die Klimabilanzen von Plastik, Beton, Metall, allesamt sind sie deutlich schlechter als Holz. Holz als nachwachsender Rohstoff hat in vielerlei Hinsicht die Holznase vorne: Der Holzweg ist nachwachsend, nachhaltig, klimafreundlich, gesundheitsfördernd, ästhetisch, beständig, warm, vielseitig, … ergänzen Sie die Liste nach Belieben.

Quellen