Pyrogene Kohlenstoffe
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Pyrogene Kohlenstoffe aus Biomassen, die durch Pyrolyse erzeugt werden (Pyrolysekoks und Pflanzenkohle) oder bei der Vergasung anfallen (Vergaserkoks), weisen interessante Eigenschaften auf. Dadurch ergeben sich eine Reihe potentieller Einsatz-/Nutzungsfelder oder Möglichkeiten im Sinne Negativer Emissionen Technologien (NET). Nutzungsbezogen werden die Stoffe bereits im Bereich der landwirtschaftlichen Anwendung (Bodenverbesserung, Futterzuschlagstoff) nachgefragt sowie für zahlreiche nicht-landwirtschaftliche Einsatzfelder wie z.B. als Zuschlagsstoffe für die Bau-, Kunststoff-, Papier-, Textil- oder Reifenindustrie ansatzweise eingesetzt. Darüber hinaus gibt es Bestrebungen, sie als Produkte Negativer Emissionen Technologien (NET) anerkennen zu lassen, die sowohl vom Weltklimarat (IPCC) als auch der EU und der Bundesregierung für unverzichtbar gehalten werden, um das 1,5°C-Ziel des Pariser Klimaabkommens einzuhalten. So könnten pyrogene Kohlenstoffe direkte Klimaschutzdienstleistungen erbringen.

Voraussetzung für beide Pfade sind standardisierte Qualitätsanforderungen.

Im Rahmen der Neugründung dieses Arbeitsausschusses und den zukünftigen Normungsprojekten soll eine Produktnorm zur Charakterisierung von pyrogenen Kohlenstoffen/Vergasungskoks sowie Normen zu Analyseverfahren für pyrogene Kohlenstoffe entwickelt werden.

Fachlicher Hintergrund

Bei den thermochemischen Konversionsprozessen Pyrolyse und Vergasung werden aus Biomasse kohlenstoffreiche Feststoffe erzeugt bzw. fallen diese als feste Reststoffe an. Beide Verfahren liefern visuell nicht immer zu unterscheidende feste Stoffgemische. Ihre Ähnlichkeit basiert auf den Kohlen­stoff­gerüsten. Bei gleichem Ausgangsmaterial sorgen sowohl die Prozessparameter während ihrer Entstehung, als auch die Umgebungsbedingungen beim Ausschleusen für ein breites Spektrum an Kohlenstoffstrukturen und Unterschieden im Gehalt an Mineralien. Verglichen mit den pyrogenen Kohlenstoffen aus der Pyrolyse sind die nicht vollständig umsetzbaren Koksanteile der Vergasung oft mit Aromaten belastet und können sehr unterschiedliche Ascheanteile besitzen.

Herausforderungen

Bei der Entwicklung einer Produktnorm für stoffliche Anwendungsmöglichkeiten von pyrogenen Kohlenstoffen kann auf Vorarbeiten aus der Pflanzenkohle-Zertifizierung (European Biochar Certificate – EBC) und auf nationalen Normungsvorhaben für Pflanzenkohle (ÖNORM S2211:2016) aufgebaut werden. Allerdings müssen bei der weiter zu fassenden Produktnorm für pyrogene Kohlenstoffe, die entsprechenden Analyseverfahren u.a. für den Gehalt an polyzyklischen aromatischen Kohlenstoff­verbindungen (PAK) und flüchtigen aromatischen Verbindungen (BTX) validiert werden. Die geplante Normfamilie soll zum einen die Prozesse und Ausgangsmaterialien beschreiben sowie validierte Analysevorschriften bereitstellen. In weiteren Normen der Normfamilie sollen dann die Anfor­derungen an die Eigenschaften, die Zusammensetzung und den Schadstoffgehalt für die jeweiligen Nutzungspfade beschrieben werden.

Insgesamt soll mit der Normfamilie sichergestellt werden, dass sich aus der stofflichen Nutzung keine Gefährdung für Mensch und Umwelt ergibt. Mit ihrer Hilfe können genehmigungsrechtliche Prozesse vereinfacht und Zertifizierungssysteme realisiert werden. Damit sollen die Voraussetzungen für eine verstärkte Nutzung geschaffen werden.

Wie kam es zu dem Themenvorschlag?

Im Rahmen des Projekts VergaFlex hat eine Arbeitsgruppe rund um Frau Dr. Annett Pollex (DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH), Herrn  Nikolas Hagemann (Ithaka Institute) und Herrn Axel Ulbricht (Eurofins Umwelt Ost GmbH) erste Grundlagen erarbeitet, die nun in die Beratungen zur nationale Normung im DIN-Normenausschuss Materialprüfung (NMP) überführt werden sollen.

Welcher DIN-Normenausschuss ist zuständig?

Der DIN-Normenausschuss Materialprüfung (NMP) prüft und bearbeitet Normungsanträge auf dem Gebiet der Materialprüfung. Die Schwerpunkte liegen auf Prüfungen, für die vom Gesetzgeber bzw. für die in Regeln und Vorschriften eine Prüfung durch eine dritte Partei vorgeschrieben ist, sofern sie nicht in den Bereich der Produktnormung anderer Normenausschüsse fallen, sowie Querschnittsthemen in der Prüfnormung.

Unter Querschnittsthemen versteht man Normung und Standardisierung von Prüfungen, die für mehrere Ausschüsse von Bedeutung sind wie übergreifende Verfahren. Beispiele hierfür sind Prüfverfahren für verschiedene Anwendungsgebiete und merkmalsbezogene Verfahren, bei denen die Merkmale in mehreren Anwendungsbereichen relevant sind.

Der NMP ist für die nationale, europäische und internationale Normung auf seinem Arbeitsgebiet zuständig. Er koordiniert die deutsche Mitarbeit auf diesem Gebiet in der europäischen Normung (CEN) und in der internationalen Normung (ISO) und führt auf ausgewählten Gebieten Sekretariate europäischer und internationaler Normungsgremien.

Im speziellen ist der NMP-Fachbereich 2 Baustoffe und nichtmetallische anorganische Stoffe I, zu dem auch der NA 062-02-85 AA gehört, derzeit unter anderem mit folgenden Zuständigkeitsgebieten präsent:

•                - Prüfverfahren für Kohlenstoff und Graphit
•                - Prüfung fester Brennstoffe

Nächster Schritt: Gründungsitzung des neuen Arbeitsausschusses NA 062-02-85 AA Pyrogene Kohlenstoffe

Die Gründungssitzung des NA 062-02-85 AA "Pyrogene Kohlenstoffe" ist für den 15. Dezember 2021, als Webmeeting in der Zeit von 09:00 Uhr bis ca. 13:00 Uhr  geplant.

Haben auch Sie Interesse an diesem Themengebiet? Dann möchten wir Ihnen gerne die Möglichkeit eröffnen, Ihre Fachexpertise einzubringen.

Wie kann man sich beteiligen?

Wir laden Sie herzlich ein, aktiv an der Erarbeitung mitzuwirken. Gerne greifen wir Ihre Anregungen und Ideen zu dem Thema auf, um die unterschiedlichen Ansprüche der verschiedenen Interessierten Kreise an eine solche Norm oder Normen-Reihe bestmöglich einfließen zu lassen. Bei Interesse an der Mitwirkung kontaktieren Sie bitte Herrn Jan Krafft, Projektmanager bei DIN e. V. (jan.krafft@din.de)