Der Artikel wurde ursprünglich auf der Website von European Bioplastics veröffentlicht.
Da fossile Materialien zunehmend an Attraktivität verlieren und die Politik den Einsatz fossiler Rohstoffe einschränkt, wird es immer wichtiger, die tatsächliche Zusammensetzung der verwendeten Rohstoffe zu kennen. Gleichzeitig können biobasierte Materialien chemisch identisch mit ihren erdölbasierten Gegenstücken sein, weshalb die Bestimmung des Ursprungs der Chemikalien unerlässlich ist.
Wie wird der Anteil biobasierter Komponenten gemessen?
Eine der genauesten Methoden zur Untersuchung der biobasierten und erdölbasierten Zusammensetzung eines Materials ist die Analyse des im Produkt enthaltenen Kohlenstoffs. Biobasierter Kohlenstoff pflanzlichen Ursprungs ist radioaktiv, während Kohlenstoff fossilen Ursprungs keine Radioaktivität mehr aufweist. Der Anteil an radioaktivem Kohlenstoff in der Probe kann daher zur Bestimmung des biobasierten Anteils im Material herangezogen werden.
Die Radioaktivität von biobasiertem Kohlenstoff hat ihren Ursprung in der Atmosphäre und der Photosynthese. Der Gehalt an Radiokohlenstoff in der Atmosphäre ist relativ stabil, sodass lebende Pflanzen denselben radioaktiven Kohlenstoffgehalt wie die Luft aufweisen. Solange die Pflanze lebt, nimmt sie während der Photosynthese kontinuierlich Kohlenstoff aus der Luft auf. Sobald die Pflanze abstirbt, beginnt der von ihr aufgenommene radioaktive Kohlenstoff mit einer bekannten Geschwindigkeit zu zerfallen, das ist die „Halbwertszeit“. Auf diese Weise lässt sich das Alter von Komponenten auf Biomassebasis anhand ihres Gehalts an radioaktivem Kohlenstoff bestimmen.
Der Gehalt an radioaktivem Kohlenstoff in organischem Material kann mithilfe von Beschleuniger-Massenspektrometrie (AMS) durch Messung der verschiedenen Kohlenstoffisotope in der Probe bestimmt werden. Diese Methode wird häufig zur Altersbestimmung organischer Materialien eingesetzt, kann jedoch auch dazu verwendet werden, zu ermitteln, welcher Anteil des Kohlenstoffs in einem Material aus erneuerbarer Biomasse stammt und welcher fossilen Ursprungs ist.
Analyseergebnisse verstehen und Fehlinterpretationen vermeiden
Es gibt standardisierte Methoden zur Bestimmung des biobasierten Kohlenstoffs, und der Anteil kann als Fraktion des gesamten organischen Kohlenstoffs oder des Gesamtkohlenstoffs in der Probe ausgedrückt werden. Enthält die Probe einen hohen Anteil an anorganischem Kohlenstoff (der weder auf Biomasse noch auf Erdöl basiert), beeinflusst dies den scheinbaren biobasierten Charakter des Materials.
Nehmen wir ein Beispiel: Wenn der gesamte organische Kohlenstoff in einem Material auf Biomasse basiert, beträgt der Anteil der biobasierten Kohlenstoffe am gesamten organischen Kohlenstoff 100 %. Enthält das Material jedoch auch anorganische Kohlenstoffe, ist der Anteil der biobasierten Kohlenstoffe am Gesamtkohlenstoff geringer als 100 %.
Die unterschiedlichen Messmethoden können zu Fehlinterpretationen hinsichtlich der Herkunft der Materialien führen, weshalb es wichtig ist anzugeben, wie der biobasierte Kohlenstoffgehalt bestimmt wurde.
Die wichtigsten Standardmethoden zur Bestimmung des biobasierten Kohlenstoffgehalts in einem Material sind ASTM D6866, bei der der biobasierte Kohlenstoffgehalt aus dem gesamten organischen Kohlenstoff bestimmt wird, sowie CEN 16137 und ISO 16620, die den Anteil des biobasierten Kohlenstoffs am Gesamtkohlenstoff angeben. Am häufigsten wird der biobasierte Kohlenstoffgehalt aus dem gesamten organischen Kohlenstoff bestimmt, da dies die genauesten Informationen liefert, wenn das Ziel darin besteht, festzustellen, wie viel des Kohlenstoffs eines Materials aus erneuerbaren Ressourcen stammt und wie viel erdölbasiert ist.
Bewertung des biobasierten Anteils des Endprodukts
Es ist wichtig zu beachten, dass der biobasierte Kohlenstoffgehalt sich ausschließlich auf den Anteil des Kohlenstoffs aus erneuerbaren Quellen bezieht und nicht auf den Grad des biobasierten Materials im Produkt als Ganzes. Es handelt sich daher nur um ein indirektes Maß dafür, wie biobasiert das Endprodukt ist.
Um Informationen darüber zu erhalten, wie biobasiert ein Produkt ist, muss der Gesamtkohlenstoffgehalt des Produkts bestimmt werden. Wenn der Anteil der biomassebasierten Kohlenstoffe am Gesamtkohlenstoff in Relation zum Kohlenstoffgehalt des Endprodukts berechnet wird, lassen sich Informationen darüber gewinnen, wie viel des Produkts aus erneuerbaren Quellen stammt.
Für Industrieanlagen, die Ersatzbrennstoffe oder andere gemischte Brennstoffe verwenden, ist die Bestimmung des Biomassenanteils am CO2 entscheidend für die Berechnung der Emissionen im Rahmen des EU-Emissionshandelssystems. Diese Messungen sind zudem wichtige Instrumente zur Bewertung potenzieller Subunternehmer, zur Kontrolle der Produktqualität sowie zur Förderung von Transparenz und Vertrauenswürdigkeit gegenüber Kunden und Stakeholdern.
Nicht zuletzt ist die präzise Quantifizierung des biobasierten Anteils des Endprodukts eines der Grundprinzipien der EU-Politik zu biobasierten Kunststoffen. Zuverlässige Daten über den Ursprung Ihrer Produkte sind daher für viele Geschäftsbereiche unerlässlich und sollten nicht vernachlässigt werden.