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Neue, nachhaltige Rohstoffquellen für Cellulosefasern erschließen
Cellulosische Textilfasern wie Viskose oder Lyocell basieren bislang fast ausschließlich auf Zellstoff aus Holz. Der Faserexperte J. Rettenmaier & Söhne und die Universität Hamburg wollen nun die Rohstoffbasis für diese Fasern verbreitern und mit Stroh ein ohnehin anfallendes, landwirtschaftliches Nebenprodukt dafür nutzbar machen.
Das bis Ende 2024 laufende Vorhaben CRF-Straw wird vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) über den Projektträger Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR) gefördert.
Vorarbeiten der Projektpartner haben bereits gezeigt, dass sich hochreine Zellstoffe aus Weizenstroh gewinnen lassen. Für die Weiterverarbeitung zu Textilfasern mit dem Lyocellverfahren erreichten bestimmte Parameter aber noch nicht die erforderlichen Werte. Das Vorhaben CRF-Straw zielt darauf, das Verfahren so weiter zu optimieren, dass der Stroh-Zellstoff künftig die hohen Anforderungen für die Lyocellfaserproduktion erfüllt. Der Ansatz soll dabei nicht nur im Labor funktionieren, sondern auch im industriellen Maßstab. Dazu führen die Forschenden auch Versuche in einem Zellstoffwerk durch.
Die Suche nach dem Holzersatz findet vor dem Hintergrund einer wachsenden Weltbevölkerung und einer steigenden Nachfrage nach Textilfasern statt. Synthetische und Baumwollfasern werden diese Nachfrage allein nicht decken können, so dass auch der Bedarf an Cellulose-Fasern künftig voraussichtlich stark wächst. Doch woher soll die Cellulose kommen? Bäume wachsen langsam, die Holznachfrage für andere Zwecke nimmt ebenfalls zu und Plantagen mit schnellwachsenden Baumarten wie Bambus oder Eukalyptus beanspruchen Flächen und sind mitunter auch mit Umweltproblemen verbunden. Dem gegenüber versprechen agrarische Reststoffe wie Getreidestroh oder Bagasse aus dem Zuckerrohranbau Vorteile. Diese Biomasse ist „eh da“ und wird noch nicht vollständig genutzt. Als heimischer Reststoff ist Getreidestroh bei uns besonders interessant; das Deutsche Biomasseforschungszentrum (DBFZ) schätzt, dass das ungenutzte Strohpotenzial in Deutschland zwischen gut 4 und gut 9 Mio. Tonnen[1] pro Jahr beträgt. Zum Vergleich: Die Weltproduktion von holzbasierten Chemiezellstoffen[2] lag 2021 bei 8,6 Mio. Tonnen. Die Zellstoffausbeute aus einem Kilogramm Stroh liegt bei rund 40 Prozent. Zu bedenken ist allerdings, dass auch andere Verwender bereits ein Auge auf das große Strohpotenzial geworfen haben, so eignet sich der Rohstoff auch als Dämmstoff oder Energielieferant.
Vorteilhaft gegenüber Holz wäre schließlich auch der deutlich geringere Energie- und Chemikalienverbrauch beim Faseraufschluss von Stroh und anderen Einjahrespflanzen. Damit würde das neue Verfahren nicht nur Landwirten zusätzliche Wertschöpfungsoptionen bieten und zur Rohstoffversorgung der Textilindustrie beitragen, es würde die Textilproduktion auch umweltfreundlicher machen.
Das Vorhaben CRF-Straw fokussiert aus wirtschaftlichen Gründen zunächst auf Stroh. Perspektivisch wollen die Forscher auch weitere potenzielle Cellulosequellen untersuchen, wie zum Beispiel Gras bzw. Heu, Hanf, Flachs und weitere Faserpflanzen.
Informationen und Ansprechpartner stehen unter folgenden Förderkennzeichen bereit:
2221NR061A - https://www.fnr.de/index.php?id=11150&fkz=2221NR061A
und
2221NR061B - https://www.fnr.de/index.php?id=11150&fkz=2221NR061B
Hintergrund:
In Asien wird Zellstoff u. a. aus Bambus bereits im größeren Maßstab gewonnen. 2021 nahm in Mannheim das erste strohbasierte Zellstoffwerk Europas seinen Betrieb auf, das Papierzellstoff u. a. für Hygienepapiere produziert. Eine ähnliche Anlage gibt es in den USA. Für Textilfasern ist die Nutzung von strohbasierter Cellulose bislang noch nicht etabliert.
Über die FNR
https://www.fnr.de/fnr-struktur-aufgaben-lage/fachagentur-nachwachsende-rohstoffe-fnr
[1] Mobilisierbares technisches Biomassepotenzial unter Berücksichtigung des bereits genutzten und des für die Humusbilanz erforderlichen Strohs. Die Größe der Spannweite besteht aufgrund statistischer Unsicherheiten, https://webapp.dbfz.de/resource-database/?lang=de
[2] Holzbasierte Chemiezellstoffe werden zur Herstellung von biobasierten Kunststoffen, Additiven, Fasern und Folien genutzt.
Bild: volhavasilevich - stock.adobe.com
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