Kohlenstoff-14 Analyse im Vergleich zum Verfahren des selektiven Lösens

 

  • Das Verfahren des selektiven Lösens ist für viele Proben nicht anwendbar
  • Die Kohlenstoff-14 Analyse ist im Gegensatz zu SDM nicht auf die biologische Abbaubarkeit der Proben beschränkt.
  • Beta Analytic bietet CEN 15440 Tests an, kein SDM

Die Notwendigkeit zwischen den biogenen und fossilen Anteilen der Kohlenstoff dioxidemissionen zu unterscheiden wurde ersichtlich, als der CO2 Emissionshandel nicht nur in Europa sondern auch in Nordamerika und anderen Teilen der Welt einsetzte. Die Regierungen und Industrien müssen Vorschriften einhalten, die ihre jährliche CO2 Emission abdecken. Sie müssen den biogenen Anteil derverwendeten Brennstoffe kennen, um die Vorschriften einhalten und Vergütungen in Anspruch nehmen zu können- Das Ziel der Bemühungen ist es den globalen Klimawandel zu verringern, indem der Ausstoß von Treibhausgas weltweit reduziert wird.

Die Bestimmung des biogenen Anteils von Brennstoffen war für Betriebe, die gemischte/heterogene Brennstoffe wie Ersatzbrennstoffe (SRF) oder Sekundärbrennstoffe (RDF) aus Abfall verwenden schwierig. Verschiedene Methoden wurden entwickelt um das Problem anzugehen. Eine der ersten Methoden die entwickelt wurden um biogene Anteile von Mischtreibstoffen messen zu können, war das Verfahren des selektiven Lösens.

Bestimmung des Biomassegehalts in Ersatzbrennstoffen

Ersatzbrennstoffe oder Sekundärbrennstoffe aus Abfällen sind Festbrennstoffe, die aus ungefährlichem Abfall, welcher zur Energierückgewinnung in Verbrennungsanlagen verwendet wird hergestellt. Es können Hausabfälle oder Abfälle aus kommerziellen Industriebetrieben sein. Die Brennstoffe werden als fossile Treibstoffsubstituten in Zementbrennöfen, Kraftwerken und Industriekesseln verwendet.

Das 2002 Mandat derEuropäischen Kommission an denEuropäischen Normungsausschuss (CEN) beschreibt Sekundärbrennstoffe (SRFs) aus Abfällen wie folgt: “Sollten aus einer Auswahl an Materialien zusammengesetzt sein von denen manche, obwohl sie wiederverwertbar sind, in solchem Maße verfügbar gemacht werden, dass die Wiederverwertung nicht umweltfreundlich ist. Einerseits sollten Materialien die gesammelt und/oder sortiert und in eine wiederverwertbare Form aufbereitet werden, nicht als ein Sekundärbrennstoff aus Abfällen bezeichnet werden. Andererseits sollten wiederverwertbare Materialien nicht von den Sekundärbrennstoffen aus Abfällen ausgeschlossen werden, denn solch ein Ausschluss könnte zu einer Entsorgung dieser Materialien und somit zu einem Verlust der in ihnen eingebundenen Ressourcen führen.

Dieses 2002 Mandat führte zu der Entwicklung durch das CEN basierend auf technischen Vorschriften genannt CEN/TS 15440:2006, welches die Methoden zur Bestimmung des Biomasseanteils der Sekundärbrennstoffe aus Abfällen darstellte. Das 2011 veröffentlichte CEN 15440 beinhaltet das Verfahren des selektiven Lösens, manuelle Sortierung und das Kohlenstoff-14 Verfahren.

Verfahren des selektiven Lösens (SDM)

Das Verfahren des selektiven Lösens setzt voraus, dass sich die Bestandteile des Biomassebrennstoffes der Sekundärbrennstoffe aus Abfällen (SRFs), im Gegensatz zum fossilen Anteil in Schwefelsäure oder Wasserstoffperoxid auflöst. SDM wurde ursprünglich als eine Methode entwickelt, um den biologisch abbaubaren Anteil in Kompost bestimmen zu können. Als die Methode auf Sekundärbrennstoffe aus Abfällen angewandt wurde, nahm man an, dass “Biomasse“ äquivalent zu “biologisch abbaubar“ ist. Dies ist allerdings nicht gerade exakt.

Die SDM Hypothese gilt in vielen Fällen, jedoch können Unsicherheiten auftreten, wenn Sekundärbrennstoffe aus Abfällen einen biologisch abbaubaren Anteil aufweisen, der nicht aus Biomasse besteht wie z.B. Nylon, oder Materialien aus Biomasse, die nicht vollständig biologisch abbaubar sind wie z.B. Wolle. CEN 15440 bestätigt, dass die SDM fürbestimmte Materialien, die gewöhnlich oder möglicherweise Teil von Sekundärbrennstoffen aus Abfällen sind nicht anwendbar ist. Diese Einschränkungen müssen in jedem Fall berücksichtigt werden.

CEN/TS 15540:200 erkennt die Kohlenstoff-14 Analyse als eine alternative Methode zur Bestimmung des Biomasseanteilsan.Ausgedrückt als Prozentanteil des Kohlenstoffgehaltes. Im Jahre 2006 war die C-14 Methode noch in der Anfangsphase der Entwicklung. Die Vorteile der C-14 Methode war CEN bekannt und führte zu der Entwicklung des CEN/TR 15591- Bestimmungen des Biomasseanteils in Sekundärbrennstoffen aus Abfällen, die auf dem Radiokarbon Datierungsverfahren beruhen. CEN 15591 wurde im Januar 2007 verabschiedet und diese Darstellung wurde im Jahre 2008 zur technischen Vorlage– dem CEN/TS 15747.EN 15440 ersetzteim Jahr 2011CEN/TS 15747.

Vorteile der Kohlenstoff-14 Methodegegenüber SDM

CEN 15591 bestätigt, dass die Grenzen des SMD Verfahrens nicht zu der effizientesten Methode bezüglich der Bestimmung des Biomassengehaltes der Sekundärbrennstoffe aus Abfällenbeitragen. Dies gilt besonders,wenn die Materialien fossilen und biogenen Kohlenstoff auf molekularer Ebene beinhalten. Obwohl die Radiokohlenstoff Datierungsmethoden teurer sind und geschultes Personal benötigen, sind diese Verfahren dazu in der Lage analytische Probleme zu lösen,die für andere Methoden, wie das manuelle Sortieren und die SDM unmöglich sind.

Die nationale Treibhaus und Energie Berichtserstattung (Messung) und technische Leitlinien, die von dem australischen Department ofClimate Change im Jahre 2008 festgelegt wurden, beurteilen die Technik der Radiokohlenstoffdatierung als besser als die SDM. Kohlenstoffdatierung kann auf jede Art von Treibstoffgemischen angewendet werden, einschließlich Gase, Flüssigkeiten und Festbrennstoffe. Die Analyse kann direkt an denBrennstoffmischungen oder dem Verbrennungsgas durchführen werden.Diese Eigenschaft ist für Anlagen mit Emissionsbeobachtungssystemen nützlich. Die C-14 Analyse ist außerdem besonders nützlich, wenn die Probenahme sich schwierig gestaltet, da für die C-14 Analyse weniger Proben benötigt werden als für die SDM.

Biomasseanteil durch Brennwertverfahren

Trotz ihrer Einschränkungen, kann das SDM den Biomasseanteil der Sekundärbrennstoffe aus Abfällen anhand der Brennwerte berechnen, während die Kohlenstoffdatierungsmethoden dazu nicht in der Lage sind, da die nicht-Biomasseanteile der Proben während der Kohlenstoff-14 Analyse nicht getrennt werden. Ebenso können die Kohlenstoffdatierungsverfahren den Biomassegehalt nicht anhand des Gewichtes bestimmen.

Der prozentuale Anteil der Biomasseenergie in Brennstoffgemischen, kann jedoch aus den Ergebnissen der Kohlenstoff-14 Analyse berechnet werden. Details der Berechnung wurden in einem Bericht aufgeführt,der von der Gesellschaft für erneuerbaren Energien in Zusammenarbeit mit der ColumbiaUniversität in Auftrag gegeben wurde, siehe Seite 8-9.

Beta Analytic bietet keine SDM Analysen an

Beta Analyticist ein ISO/IEC 17025:2005 akkreditiertes Radiokohlenstoff datierungs labor mit Sitz in Miami, Florida. Beta Analytic bietet CEN 15440 Tests an, welche eine industrielle Anwendung der Radiokohlenstoffdatierung für Nutzer von Ersatzbrennstoffen in Europa ist. Das Unternehmen bietet keine SDM Analysen an.