H

Vitsens dage kan være talte, for det hører måske snart fortiden til, at en træbil ikke kan køre.

»Træ kan anvendes i biler,« fastslår Liangbing Hu, der er materialeforsker ved University of Maryland. Han har netop fået en betragtelig sum penge til at fremstille biler af højteknologisk træ, og han er ikke den eneste, der forsker i det område. Forskere i Japan arbejder også med en trækonceptbil, der ventes afsløret ved sommer-ol i Tokyo i 2020.

Biler er imidlertid kun en del af den omsiggribende trærevolution. Verden over arbejdes der på en hel civilisation baseret på træ. I denne fremtidsverden er stål, beton, plastic og endog elektronik blevet besejret af træ. Træbiler kører på veje, der er flankeret af træskyskrabere med trævinduer. Træfly, der flyver på træbatterier, bevæger sig hen over det hele. Folk er iført trætøj og anvender træmobiltelefoner. Det kan godt være, at det lyder som en eventyrverden, men det er ramme alvor.

Den menneskelige civilisations stadier er altid blevet målt på materialefremgang. Stenalderen veg for Bronzealderen, som veg for Jernalderen. Nu lever vi i kulbrintealderen, hvor drivstofferne hedder kul, olie og naturgas. Disse tre dækker vort energibehov og muliggør de materialer, der definerer vor civilisation: stål, beton og plastic.

For ikke at ødelægge Jorden med plastaffald og CO2 bliver vi nødt til at holde op med at bruge kulbrinter. Det kunne ske ved at skabe en cirkulær økonomi, der er baseret på bæredygtige materialer, ikke mindst træ.

Træ har selvfølgelig længe været brugt i bygninger, til redskaber og til energiformål, men i en ikke fjern fremtid bliver træ måske det dominerende materiale.

»Alt, der er fremstillet af fossilt baserede materialer i dag, kan laves af træ i morgen,« erklærer Åsa Ek, der er direktør i den finskejede materialekoncern Cellutech.

Dog ikke træ, som man kender det. Råtræ har mange nyttige egenskaber: Det er stærkt og alligevel let og fleksibelt. Det er smukt og samtidig økonomisk og lettilgængeligt. Træ har imidlertid også nogle alvorlige mangler, der betød, at det blev overhalet af andre materialer. Det kan brænde, revne og rådne væk. Det fylder, og det er ikke gennemsigtigt.

Det samme kan imidlertid siges om andre råmaterialer. Råolie, jernmalm og grundbestanddelene i beton er ikke meget bevendte, som de er. De skal først forarbejdes. Det samme gælder træ. Vi skal blot finde ud af hvordan, og så skal vi sørge for den nødvendige infrastruktur. Når det er gjort, træder vi ind i Træalderen.

Træ så stærkt som stål

Byggebranchen er formentlig det første sted, hvor træ vil erstatte miljøbelastende materialer. Træ har længe været anvendt som byggemateriale, men dets ulemper har haft som konsekvens, at nye bygninger hovedsageligt er opført i stål og beton.

Stålproduktionen tegner sig for ca. 3 pct. af udledningen af drivhusgasser på verdensplan og beton ca. 5 pct. Det er ikke bæredygtigt. Ifølge en nylig rapport fra FN’S klimapanel om at holde den globale opvarmning under 1,5 grader celsius betyder de drastiske begrænsninger i udledningen af drivhusgasser, at byggeriet skal være CO2neutralt i 2020. Det indebærer ganske givet en begrænsning i brugen af stål og beton, og det er allerede begyndt at ske takket være CLT - krydslamineret tømmer, der kan erstatte både stål og beton. Materialet fremstilles ved at lime flere lag af træ sammen til store, flade plader.

CLT er dog meget mere end forarbejdet træ.

»Det ligner ikke en tilfældig træplanke, man kan købe i et byggemarked,« forklarer Darshil Shah fra University of Cambridges Centre for Natural Material Innovation.

Til forskel fra råtræ har CLT nemlig nogle forudsigelige og pålidelige egenskaber, som opnås ved, at lagene af brædder i et element limes sammen vinkelret på hinanden. Dermed opnås en styrke som i stål, og det bevirker, at CLT kan holde længe og er overraskende brandsikkert.

CLT blev opfundet i 1990’erne, men er i de senere år blevet populært takket være

Did you hear about the wooden car with wooden wheels, a wooden chassis, and a wooden engine? It wooden go.

Tørringsprocessen lægger beslag på ca. 90 pct. af den energi, der går til at fremstille CLT, oplyser Darshil Shah.

Løsningen på begge udfordringer er måske mere træ. Træ benyttes allerede som et bæredygtigt biobrændsel, og en udvidelse på det punkt spiller en betydelig rolle i alle scenarier, der fastholder den globale opvarmning på et niveau, som er til at styre. Det betragtes som et Co2-neutralt biobrændstof, så længe der sker nyplantning af træer.

Træ bliver også udviklet som en kilde til råmaterialer, som skal erstatte oliebaserede stoffer, der dominerer nutidens kemiske marked. Det er dér, hvor materialet træ, som vi kender det, begynder at forsvinde, og dets væsentlige bestanddele begynder at gøre sig gældende.

Træ er en blanding af organiske kemiske stoffer. Ca. 40 pct. af træ udgøres af nanocellulose; det er bundter af lange, stærke fibre, der ligner en naturlig udgave af det syntetiske materiale kevlar, som anvendes til f.eks. skudsikre veste. 30 pct. udgøres af lignin, som er en blanding af organiske stoffer, der minder om råolie. Resten udgøres af et stivelseslignende stof ved navn hemicellulose. Disse tre bestanddele tegner i fællesskab træets materialeegenskaber, og de kan alle udvindes og forarbejdes til nyttige og værdifulde stoffer.

Petrokemiske produkter udgør et andet kæmpemæssigt miljøproblem. Ifølge Det Internationale Energiagentur (IEA) lægger produktionen af dem beslag på ca. lige så megen energi som stål og cement tilsammen og nødvendiggør en masse stoffer, som er udvundet af olie. Branchens efterspørgsel efter dem stiger hastigt.

»Vi så gerne disse fossile ressourcer skiftet ud med træ,« pointerer Lars Berglund, der er direktør i Wallenberg Wood Science Center. Derfor arbejder han og hans kolleger på at etablere et træraffinaderi, som i lighed med et olieraffinaderi skal forarbejde råtræ til værdifulde slutprodukter.

Disse slutprodukter får flere og flere anvendelsesområder. De mest avancerede tager udgangspunkt i nanocellulose, som allerede nu benyttes som petrokemisk erstatning i maling, lim, kosmetik, bleer, emballage og elektronik. Bilindustrien undersøger desuden anvendelsen af nanocellulose i stedet for glasfiber i karosseriet, og langt flere anvendelsesområder ventes at komme til.

Erstatning for plastic

Næste i rækken er lignin, som er et restprodukt fra træmasseproduktionen og papirfremstillingsprocessen. Det meste af det bliver brændt til energiformål eller anvendt som tilsætningsstof i beton, men kemiske virksomheder forsøger at anvende det som erstatning for oliebaserede produkter. Den mest interessante udvikling finder sted inden for overfladebelægning, limprodukter og harpiks.

Det, der især halter bagefter, er hemicellulose. Ifølge Lars Berglund er det vanskeligt at forarbejde dette stivelsesholdige stof, men der sker fremskridt. Målet er at kunne anvende det som erstatning for plastic.

Der er intet, der som plastic er indbegrebet af den petrokemiske tidsalder. Plast er billigt, der er masser af det, men miljømæssigt er det en katastrofe. Det, der ikke bliver genanvendt, ender på lossepladsen som råmateriale i affaldsforbrændingsanlæg eller som næsten uforgængeligt skrald. Det ender ofte med at forvitre til mikroplastpartikler på 5 mm eller derunder. De udgør en risiko for miljøet og muligvis en sundhedsfare.

Løsningen hedder ikke uventet træ. Her forsøger adskillige virksomheder i Skandinavien sig allerede. EU’S forbud mod engangsprodukter af plast såsom sugerør, krus og vatpinde kan kun sætte skub i den udvikling.

Ambitionen om at finde nye måder at bruge træ på stopper ikke der. På University of Maryland arbejder Liangbing Hu og hans kollegaer på at anvende træ som erstatning for nogle af verdens mest avancerede materialer. En nyskabelse fra deres side er en teknologi, som kan omdanne blødt træ til et materiale, der er stærkere og mere holdbart end kvalitetsstål og endog de titaniumlegeringer, der benyttes i luftfartsindustrien.

Liangbing Hu og hans kolleger undersøger også muligheden for at lade træ erstatte dyre, tunge materialer i batterier.

Lars Berglund har udviklet en trælaser på basis af et organisk farvestof, som han har indlejret i de naturlige kanaler i gennemsigtigt træ.

Branchefolk er optimistiske

Spørgsmålet er, om det virkelig er muligt at udvikle en omfattende træbaseret økonomi på dette grundlag? I så henseende er materiallære en del af ligningen. Træ skal overvinde to andre forhindringer for at kunne erstatte det 20. århundredes materialer. Den ene er efterspørgslen efter jord

Bæredygtigt skovbrug er nøglen til at begrænse den globale opvarmning, men det er allerede nu en vanskelig balanceakt at tackle de konkurrerende behov, som landbrug, bioenergi og skovbrug har.

Ifølge Himlal Baral, der er seniorforsker ved Center for International Forestry Research, hvis hovedsæde ligger i den indonesiske by Bogor, er der imidlertid masser af jord.

»Der er konkurrence om jorden, men på globalt plan er der en betydelig mængde jord, der har forringet værdi og ikke er optimalt udnyttet,« forklarer han. Lars Berglund er tilsvarende optimistisk: »I de nordiske lande er dette bestemt ikke noget problem. Når man ser på den årlige vækst og på, hvor meget der skoves, udnytter vi ikke alle vore bæredygtige skove.«

Pris er en anden reel forhindring. Lignin kan endnu ikke konkurrere med petrokemiske stoffer, og prisen på nanocellulose er op mod 3.000 dollars pr. kg, dvs. ca. 100 gange så dyrt som kevlar. Det må imidlertid ikke holde os tilbage, mener Lars Berglund:

»Rent miljømæssigt befinder vi os i en situation, hvor vi bliver nødt til at gå over til bæredygtige ressourcer nu og så se på det med pengene hen ad vejen.« Liangbing Hu er også optimistisk. »Jeg mener, at vi gradvist bør erstatte nogle af de gamle materialer og se, i hvilket omfang træ kan gøre sig gældende,« fastslår han.

© New Scientist

Alt, der er fremstillet af fossilt baserede materialer i dag, kan laves af træ i morgen. Åsa Ek, direktør i materialekoncernen Cellutech