NFP 66 "Ressource Holz"

Das Nationale Forschungsprogramm NFP 66 "Ressource Holz" wurde 2011 mit einem Finanzrahmen von CHF 18 Millionen und einer Laufzeit bis 2017 bewilligt. Die Forschungsarbeiten haben 2012 begonnen.


Das NFP 66 hat zum Ziel, die Verfügbarkeit der Ressource Holz zu erhöhen sowie den Rohstoff Holz durch die Entwicklung von innovativen Technologien und Dienstleistungen nachhaltig und unter ökologischen, ökonomischen und sozialen Gesichtspunkten optimiert zu nutzen. Detaillierte Informationen können unter www.nfp66.ch eingesehen werden.


Aktuell laufen folgende Forschungsprojekte in den sechs Modulen des NFP 66 (Projektleiter; Weitere Partner):

 

Modul 1

Rohholz – Verfügbarkeit, Beschaffungspolitik und -Prozesse

Verlässliche Informationen über die Verfügbarkeit und Beschaffenheit von Holzressourcen sind für viele Forschungsbereiche des NFP 66 von Bedeutung. Die intensive und nachhaltige Holznutzung ist auf eine funktionsfähige und wirtschaftliche Holzversorgung angewiesen.

Wie in der Schweiz die Verfügbarkeit und Mobilisierung von Rohholz in der erforderlichen Art und Qualität verbessert werden kann, ist die Frage in diesem Querschnittsmodul. Die Forschungsresultate sollen die relevanten Akteure zu neuen Beschaffungspolitiken anregen, die effizientere Holzversorgung gewährleisten und die Konkurrenzfähigkeit der holzbasierten Industrie stärken.

  • MOBSTRAT: Strategien zur Holzmobilisierung aus Schweizer Wäldern (Dr. Peter Brang, WSL; SUPSI)
  • Ökonomische Analyse Schweizer Holzmärkte (Dr. Roland Olschewski, WSL; BFH, Uni ZH, Uni Konstanz)
  • Den Holzmarkt verstehen: zwischen Versorgung und Multifunktionalität (Prof. Milad Zarin-Nejadan, Uni NE; HEG)

Modul 2

Holz als Rohstoff für verwertbare chemische Substanzen

Besondere Bedeutung erlangt in Zukunft die Umwandlung von Rest- und Gebrauchtholz in hochwertige Komponenten, zum Beispiel für die chemische und pharmazeutische Industrie und für die Kunststoffherstellung.

Die Forschungsprojekte in diesem Modul befassen sich mit neuen Technologien für die Verwendung von Holz als Baustein für chemische Produkte und mit der Entwicklung neuer Anwendungen für Holzrohstoffe wie Fasern und Ligninderivate. Im Zentrum der Forschungsarbeiten stehen neuartige Verfahren, um Cellulose-Nanofibrillen zu gewinnen, Tannine zu extrahieren, Holz mittels biochemischer Methoden zu zerlegen und die Behandlung von Lignin im Oxidationsprozess zu erforschen.

  • Aufspaltung von Lignin zur Herstellung aromatischer Verbindungen (Prof. Philippe Corvini, FHNW; ETHZ)
  • Simultane Umwandlung von Holz in chemische Grundprodukte (Prof. Paul Dyson, EPFL)
  • Kombinierte Herstellung von Treibstoffen und Chemikalien aus Holz (Prof. Philipp Rudolf von Rohr, ETHZ)
  • Entwicklung künstlicher Proteine für eine bessere chemische Nutzung von Holz (Prof. Florian Seebeck, Uni Basel)
  • Einstufige Fermentation von Holz zu Ethanol in einem Membran-Biofilm-Reaktor (Dr. Michael Hans-Peter Studer, BFH)
  • Freie Radikale im Lignin als Schlüssel zur Herstellung "grüner" Chemikalien (Dr. Frédéric Vogel, PSI; ETHZ)

Modul 3

Energetische Nutzung von Holz

Grosses Interesse besteht heute daran, Technologien, Prozessketten und Systeme weiterzuentwickeln, um Schwach-, Rest und Gebrauchtholz in Wärme, Strom oder sogar in Treibstoffe umzuwandeln. Wichtig ist dabei, den Wirkungsgrad zu maximieren, möglichst wenig Schadstoffe freizusetzen und möglichst viel fossile Brennstoffe zu ersetzen.

Die Forschungsprojekte in diesem Modul schliessen spezifische Lücken in der "holznahen" Energieforschung. Sie sollen zur Überwindung von technischen Barrieren für die nachhaltige Verwendung von Holz als Energieträger beitragen. Zudem können sie neue Perspektiven für die kombinierte Nutzung verschiedener Energieformen und zur Identifikation holzbasierter Versorgungsketten mit höchster energetischer Qualität eröffnen.

  • Heissgasreinigung für eine hocheffiziente und wirtschaftliche Holzenergienutzung (Dr. Serge Biollaz, PSI; EPFL)
  • Herstellung von hochreinem Wasserstoff aus Holz (Prof. Christoph Müller, ETHZ)
  • Optimierte Rostfeuerungen für Holzbrennstoffe (Prof. Thomas Nussbaumer, HSLU)
  • Synthetisches Erdgas aus Holz – Wie kann man die Synthese optimieren? (Dr. Tilman J. Schildhauer, PSI)

Modul 4

Holz als Material für Komponenten

Mit hohen Erwartungen verbunden ist die Entwicklung einer neuen Generation von Holzkomponenten, die über besondere Materialeigenschaften verfügen und Chancen für attraktive Herstellungstechnologien eröffnen.

Die Forschungsprojekte in diesem Modul sprechen für die vielfältigen Möglichkeiten, neuartige Verbundstoffe und bislang unbekannte Kombinationen von Holz mit anderen Materialien zu entwickeln. Für die neue Generation von Holzkomponenten prüfen die Forschenden geeignete Kleb-, Verbindungs-, Schutz- und Modifikationsverfahren, die zu funktionsspezifischen und damit wertsteigernden Eigenschaften führen, aber dennoch den Anforderungen der Kaskadennutzung genügen.

  • Holz und Holzwerkstoffe mit verbesserten Eigenschaftsprofilen für den Holzbau (Prof. Ingo Burgert, ETHZ)
  • Nanotechnologie im Dienste der Holzkonservierung (Prof. Alke Fink, Uni FR; BFH)
  • Behandlung von Holzoberflächen mit Hilfe von Photoinitiatoren (Prof. Hansjörg Grützmacher, ETHZ; EMPA)
  • Klebverbindungen in Tragwerkselementen aus Laubholz (Prof. Peter Niemz, ETHZ)
  • Extraktion von Tanninen aus Rinden heimischer Nadelhölzer (Dr. Frédéric Pichelin, BFH-AHB; ZHAW, Uni LI)
  • Ultra-leichte bio-basierte Holzwerkstoffplatte mit Schaumkern (Dr. Heiko Thoemen, BFH-AHB; EPFL)
  • UV-Selbstschutz von Holzoberflächen durch Cellulosefasern (Dr. Thomas Volkmer, BFH-AHB; EMPA)
  • Neue Verarbeitungsmethoden für Cellulose-Nanokomposite (Prof. Christoph Weder, Uni FR)
  • Cellulose-Nanofibrillen in Holzbeschichtungen (Dr. Tanja Zimmermann, EMPA)

Modul 5

Holz als Material für Tragwerke und Gebäude

Der Einsatz von Holz für energieeffiziente Gebäudesysteme und vielfältige Tragkonstruktionen, Infrastrukturen und Möbel ist heute die wichtigste stoffliche Nutzungsform des Holzes. Diese muss jedoch weiter entwickelt und wettbewerbsfähiger werden, um sich fortan noch besser gegen fossile Rohstoffe durchsetzen zu können.

Die Forschungsprojekte in diesem Modul widmen sich unter anderem industriellen Fertigungs- und Konstruktionsmethoden, alternativen Verbindungstechniken sowie den Qualitätsverbesserungen bei Konstruktionen unter Einsatz von Holz.

  • Neuartige, zuverlässige Tragwerke aus Buchenholz (Prof. Andrea Frangi, ETHZ; EMPA)
  • Robotergestützte Assemblierung komplexer Holztragwerke (Prof. Matthias Kohler, ETHZ; BFH-AHB)
  • Akustisch optimierte Deckenkonstruktion aus Hartholz (Dr. Luboš Krajči, K+I Ingenieurbüro; University of Liverpool)
  • Erdbebengerechtes Holztragwerk für mehrgeschossige Bauwerke (Dr. René Steiger, EMPA; EPFL, HEIG-VD)
  • Bemessung geklebter Verbindungen im Holzbau (Dr. Anastasios Vasilopoulos, EPFL; BFH, University of British Columbia, HTA FR)
  • Holz und Holz-Leichtbeton als Baustoffe der Zukunft? (Prof. Daia Zwicky, HTA FR)

Modul 6:

Lebenszyklus-Analyse holzbasierter Stoffflüsse

Dynamische Materialflussanalysen stellen heute unverzichtbare Informationen für den nachhaltigen Ressourceneinsatz zur Verfügung. Aufschlussreich ist etwa eine vergleichende Abschätzung der Kohlenstoffspeicherung sowie des Substitutionspotenzials von Holz, wenn es als Chemierohstoff, Energieträger, Holzkomponente oder Konstruktionsmaterial verwendet wird.

Die Analyse der Lebenszyklen holzbasierter Stoffflüsse stellt im NFP 66 ein Querschnittsmodul dar. In Abstimmung mit Forschungsprojekten aus anderen Modulen werden die Effekte einzelner Anwendungen mit Hilfe von Materialflussmodellen ganzheitlich abgeschätzt. Erwartet werden davon Entscheidungshilfen für ein nachhaltiges Management der Ressource Holz über die Dauer des NFP 66 hinweg.

  • Ökologische Nutzung der Holzressourcen in der Schweiz (Prof. Stefanie Hellweg, ETHZ; Chalmers University of Technology)
  • Wood2CHem: Eine Informatikplattform für die Entwicklung der Bioraffinerie (Prof. François Maréchal, EPFL; ETHZ)
  •  

 

 

 

Aktuell

06. 03. 2017 Statusseminar

Neue Anwendungen für Holz Termin: 10. April...