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Erneuerbare Energie Element-Analytik bringt erneuerbare Energie nach vorne

Autor / Redakteur: Dirk Wissmann und Olaf Schulz* / Dipl.-Chem. Marc Platthaus

Biokraftstoffe und Strom aus regenerativen Energiequellen haben im Zuge der Klimaschutzbemühungen viel Rückenwind bekommen. Während die herkömmlichen Energieträger laufend teurer werden, sind die Kosten für erneuerbare Energie in den letzten 15 Jahren bereits um etwa die Hälfte gesunken. Bis 2020 sollen die Kosten um weitere 40 Prozent fallen, vor allem durch Massenfertigung und Technologiefortschritte. Hieran hat leistungsfähige Element-Analytik wie ED-RFA und ICP-OES einen wichtigen Anteil.

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Stromerzeugung aus regenerativen Energien ist eines der Felder der Energieforschung in den nächsten Jahren.
Stromerzeugung aus regenerativen Energien ist eines der Felder der Energieforschung in den nächsten Jahren.
( Archiv: Vogel Business Media )

Angesichts abnehmender Erdölreserven gewinnen Biokraftstoffe aus Zuckerrohr, Palm-, Raps- oder Sojaöl sowie Bioethanol als ökologische Alternative zu Benzin und Diesel zunehmend an Bedeutung. Die Entwicklung und der Einsatz solcher alternativer Treibstoffe werden durch die Gesetzgeber stark forciert. Bereits 2003 verabschiedete die Europäische Union die Direktive 2003/30/EG, die im Jahr 2009 von der Erneuerbare-Energien-Richtlinie 2009/28/EG abgelöst wurde. Darin ist festgeschrieben, dass bis zum Jahr 2020 zehn Prozent der Treibstoffe aus erneuerbaren Energien stammen müssen. Biokraftstoffe werden in der Regel als höchstens zehnprozentige Beimischung in herkömmlichen Kraftstoffen verwendet.

Biodiesel gilt gemeinhin als ökologisch unbedenklich: Er enthält keine Giftstoffe wie Benzol und Toluol und produziert kaum schädliche Emissionen. Aber er enthält Schwefel – ein Element, für das weltweit strenge Höchstwerte in Kraftstoffen gelten. Zudem gilt es, den Phosphoranteil und die Gehalte der Alkali- und ErdalkalimetalleNatrium, Kalium, Magnesium und Kalzium im Auge zu behalten, die bereits in kleinen Konzentrationen zu Schäden am Motor bzw. der Abgasreinigung führen können. Für Bioethanole gelten außerdem Grenzwerte für Chlor, Kupfer und Blei.

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Bevor Hersteller oder Händler Biokraftstoffe in großer Menge in den freien Verkauf bringen, müssen Analyseprozesse definiert werden, mit denen sich die Zusammensetzung der Produkte durchgehend kontrollieren lassen. Für die Überwachung und Dokumentation der Biokraftstoffqualität und -zusammensetzung empfehlen sich Elementanalysen mit energiedispersiver Röntgenfluoreszenz (ED-RFA) und optischer Emissionsspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-OES).

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