Передові розробки показують, як деревне волокно та матеріали можна використовувати як ключові інгредієнти або нові будівельні блоки для інноваційних продуктів
Вчені та підприємства продовжують розробляти нові та унікальні способи використання деревини. Це, безсумнівно, є хорошим сигналом для майбутнього лісової галузі.
Глобальна стурбованість зміною клімату та необхідністю скорочення викидів вуглекислого газу поставила галузь у стратегічне положення для вирішення цих проблем. Стале управління лісами може відігравати важливу роль у пом’якшенні зміни клімату. Здоровий, зростаючий ліс поглинає та зберігає вуглекислий газ у деревах, одночасно виділяючи кисень. Коли дерева зрубують для отримання лісової продукції, вуглець залишається в деревині протягом усього терміну служби продукції.
Інноваційні вироби з деревини постійно розробляються. Багато продуктів, якими люди користуються щодня, включаючи банні рушники, зубну пасту, лак для нігтів, ліки та фарби, виготовляються з використанням компонентів, отриманих з деревини. Крім того, висотні будівлі будуються з поперечно-ламінованої деревини (CLT), що замінює невідновлювані будівельні матеріали, такі як бетон і сталь. Деревна біомаса (щепа, кора, тирса тощо) перетворюється на стійкі біоматеріали, щоб замінити шкідливий і токсичний пластик, а також на біопаливо, яке є відновлюваним джерелом енергії.
Деревина альтернативний матеріал
Дерево все частіше розглядається як альтернативний матеріал для багатьох застосувань. Наприклад, Modvion, будівельники дерев’яних вітрових турбін, створили нові дерев’яні вітряні турбіни з клеєного бруса (LVL). Дерев’яні вітрові турбіни не тільки легкі та міцні, більш ефективні та дешевші, але їх також можна транспортувати окремими частинами та будувати на місці. Це дозволяє будувати турбіни вищими, у більшій кількості місць та з більшою гнучкістю.
Як щодо дерев’яних виробів у космосі? Sumitomo Forestry Group, японська лісова компанія, і Кіотський університет планують створити перший у світі супутник, частково виготовлений з дерева.
«Ми дуже стурбовані тим фактом, що всі супутники, які знову входять в атмосферу Землі, горять і створюють крихітні частинки глинозему, які будуть плавати у верхніх шарах атмосфери протягом багатьох років», — сказав Такао Доі, професор Кіотського університету та японський астронавт. «Дерев’яні супутники згоряли б, коли вони занурювалися назад на землю, не викидаючи в атмосферу шкідливих речовин і не викидаючи сміття на землю».
Kraft Heinz, виробник кетчупу та інших приправ, об’єднується з Pulpex, щоб розробити пляшку на паперовій основі, яка придатна для вторинної переробки та виготовлена з 100% екологічно чистої деревної целюлози. Heinz є першим брендом соусів, який перевірив потенціал екологічної упаковки Pulpex для своїх приправ. Уряди, які забороняють одноразовий пластик, зокрема продуктові пакети, кухонний посуд і соломинки, створюють більше можливостей для перероблених контейнерів і упаковки з деревини.
Існує великий інтерес до роботи та досліджень інноваційних виробів з деревини в дизайні меблів, внутрішньому будівництві та архітектурі. Уявіть собі, дерев’яні меблі, які поступово формуються в стілець або стіл. Цей феномен називається HygroShape. Процес, розроблений в Університеті Штутгарта в Німеччині, дозволяє багатошаровому пласкому дерев’яному шпону згинати форму стабільного крісла або шезлонга під час висихання на повітрі.
«Ця інноваційна концепція відкриває абсолютно нові можливості для дизайну меблів», — сказала Урсула Гейсманн, аналітик домашнього життя та виконавчий директор Initiative Furnier + Natur, яка представляє німецьку промисловість шпону.
Ініціатива Superwood має на меті максимально зберегти природні ресурси. Композитний матеріал для дизайну меблів і інтер’єру був розроблений німецьким дизайнером Софією Суіді у співпраці з Інститутом деревини Фраунгофера. Інноваційний матеріал, виготовлений з перероблених деревних волокон і біорозкладаного сполучного з молочних відходів, відповідає найвищим стандартам несучої здатності та стабільності.
Величезний потенціал у будівництві
У будівельній галузі спостерігається справжній бум використання деревини. Багатоповерхівки, стадіони та цілі термінали аеропорту плануються та будуються з дерев’яних конструкцій, що демонструє потенціал масової деревини в архітектурі.
Масове дерев’яне будівництво, зокрема, захоплює уяву провідних професіоналів у будівництві та дизайні, які продовжують розвивати його потенціал. Масова деревина — це нова категорія деревних виробів, яка може революціонізувати будівництво. Вона складається з кількох твердих дерев’яних панелей, прибитих або склеєних разом, що забезпечує виняткову міцність і стабільність. Це міцна альтернатива бетону та сталі з низьким вмістом вуглецю. Нові зміни будівельного кодексу в деяких районах тепер дозволяють масові дерев’яні будинки висотою до 18 поверхів. Конструкція з дерев’яних панелей CLT швидко набирає популярності в Сполучених Штатах після широкого впровадження в Європі. Міцність, розмірна стабільність і жорсткість матеріалу дозволяють використовувати його в середньому і висотному будівництві.
Деревина у біопаливі
ExxonMobil розширює свої інтереси в біопаливі, яке може допомогти зменшити викиди парникових газів у транспортному секторі, придбавши 49,9% акцій Biojet AS, норвезької біопаливної компанії, яка планує перетворювати лісове та деревне будівельне сміття на біопаливо з меншими викидами.
Biojet AS планує розробити до п’яти заводів з виробництва біопалива та компонентів біопалива. Компанія очікує, що комерційне виробництво почнеться в 2025 році на заводі, який буде побудовано в Норвегії. Угода дозволяє ExxonMobil купувати до 3 мільйонів барелів продукції на рік, виходячи з потенційної потужності п’яти об’єктів.
Згідно з Директивою Європейського Союзу про відновлювані джерела енергії, біопаливо, вироблене з відходів деревини, може допомогти скоротити викиди парникових газів протягом життєвого циклу на 85% порівняно з дизелем на основі нафти.
Після виробництва біопаливо Biojet AS може використовуватися для легкових автомобілів і важких вантажівок. З розширенням ринку біопалива з низьким рівнем викидів можуть з’явитися додаткові можливості для морського транспорту та авіації.
Можливості відходів з деревини
Ізраїльський стартап перетворює відходи лісопильних заводів на надміцний матеріал. Відходи деревини формують як основу для створення ряду побутових виробів. Це здорова альтернатива МДФ (ДВП середньої щільності), суміші деревних волокон, токсичних смол і воску, яка використовується для створення дешевих дерев’яних виробів, таких як шафи та столи, що продаються IKEA.
Daika Wood, ізраїльська компанія, що стоїть за інновацією, використовує спеціальний процес для змішування деревних відходів лісопильних заводів з водою та іншими натуральними інгредієнтами, такими як целюлоза та лігнін, матеріал, який робить деревину твердою. Цілком натуральний матеріал використовується для створення стільниць і настінних покриттів для офісних меблів компанії Steelcase, а також ручок для викруток для Stanley Black & Decker. Ці можливості безмежні.
«Ми беремо лише натуральні інгредієнти, нічого з нафтової промисловості», — сказав Майкл Лаяні, співзасновник і генеральний директор Daika. «Наш матеріал схожий на пластик – він може текти та формуватися в різні форми. Після затвердіння ви отримуєте фізичні властивості, які можуть конкурувати з існуючими матеріалами на ринку».
МДФ — це виготовлений із деревини виріб, який зазвичай зв’язаний формальдегідом. Як відомо, ця речовина загострює алергію, астму та інші респіраторні захворювання. МДФ також не є міцним або довговічним, як меблі з масиву. МДФ легко фарбується та швидко слабшає під дією тепла, вологості, використання та впливу води. Він не є водостійким і може набухнути під впливом.
«Ми не намагаємося повністю замінити пластик», — додав Лаяні. «У нього є свої переваги, наприклад застосування води. Є місце для обох застосувань, але ми пропонуємо інший набір продуктів, які можуть бути стійкими, можуть мати естетичну привабливість і бути повністю переробленими».
Допомога урядів
Федеральний грант у розмірі 20 мільйонів доларів розширить розробку виробу з деревини, створеного в Університеті Меріленда, міцнішого за сталь. Фінансування призначено для InventWood, компанії, заснованої Лянбінгом Ху, професором кафедри матеріалознавства та інженерії.
Грант фінансуватиме дослідження щодо розширення використання MettleWood. За словами компанії, її матеріал на 60% міцніший за будівельну сталь, але на 80% легший, набагато дешевший та набагато більш екологічний. Агентство заявило, що продукт «сприяє декарбонізації будівель і дозволить спорудженим структурам зберігати значно більшу кількість вуглецю».
Продукт MettleWood виготовляється шляхом видалення лігніну, природного «клею», який утримує клітини разом, і надзвичайного стиснення деревини, що залишилася, для створення міцного конструкційного матеріалу без іржі. Він може замінити сталеві балки, колони та з’єднання.
Нарешті, Каліфорнійська компанія Origin Materials, що займається виробництвом вуглець-негативних матеріалів, планує витратити щонайменше 750 мільйонів доларів на будівництво заводу з виробництва біомаси в Луїзіані. Завод перетворюватиме деревні залишки на ключову хімічну речовину, що використовується у пластику. Завод використовуватиме стійкі деревні відходи для виробництва рослинного поліетилентерефталату або ПЕТ. Сполука в основному використовується в упаковці, текстилі та одязі. Очікується також, що завод буде виробляти гідротермальний вуглець, який можна використовувати в паливних гранулах.
Усі ці передові розробки показують, як деревне волокно та матеріали можна використовувати як ключові інгредієнти або нові будівельні блоки для інноваційних продуктів. Враховуючи наслідки зміни клімату, а також оновлену увагу до сталого постачання продукції в усьому світі, деревина хороша альтернатива і має світле майбутнє.