Przegląd metod stosowanych do określania udziału węgla biogenicznego w stałych paliwach alternatywnych, wykorzystywanych do obliczania biogennych współczynników emisji CO2

• Autorzy: Biernacki Marcin , Poluszyńska Joanna , Wieczorek Piotr P.

Identyfikatory

DOI

10.15199/62.2025.8.7

Warianty tytułu

EN

A review of the methods used in determining the share of biogenic carbon in solid alternative fuels used to calculate biogenic CO2 emission factors

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Jednym ze sposobów na ograniczenie emisji ditlenku węgla jest wykorzystanie do celów energetycznych odpadów zawierających biomasę. Przedstawiono aktualny stan wiedzy na temat dostępnych metod oznaczania zawartości biomasy, omówiono ich zalety oraz wady, a także wskazano najdokładniejszą metodę badawczą i perspektywy na przyszłość. Do oznaczenia biogennej emisji CO₂ konieczne jest wyznaczenie zawartości biomasy. Klasyczne metody oznaczania zawartości biomasy znane od lat, takie jak metoda sortowania ręcznego (MSM) i metoda selektywnego rozpuszczania (SDM), okazują się niewystarczające z uwagi na dużą niejednorodność paliw alternatywnych z odpadów. Zawarte w paliwach tworzywa sztuczne i inne materiały, które są nieodzownymi składnikami takich paliw, uniemożliwiają prawidłowe oznaczenie zawartości biomasy metodą SDM. Od 2011 r. możliwe jest oznaczanie zawartości biomasy w paliwach stałych metodami wykorzystującymi izotop węgla ¹⁴C. Do takich metod należą: akceleratorowa spektrometria mas (AMS) oraz technika ciekłej scyntylacji (LSC). Badania potwierdzają wyższość metod opartych na izotopie ¹⁴C, ponieważ zapewniają one dokładniejsze i bardziej powtarzalne wyniki.

EN

A review, with 32 refs., of current methods for analyzing biomass content in solid alternative fuel samples. Classic methods for detg. the biomass content, such as the manual sorting method (MSM) and the selective dissolution method (SDM), were discussed, which turn out to be insufficient because the waste is too fragmented and diversified, and on the other hand, plastics and other materials effectively prevent the correct detn. of the biomass content using the SDM method. The latest methods for detg. biomass content using the ¹⁴C isotope were presented. These methods include accelerator mass spectrometry (AMS) and liquid scintillation spectrometry (LSC). These studies confirm the superiority of ¹⁴C-based methods, as they provide more accurate and repeatable results.

Słowa kluczowe

PL

biomasa; radiowęgiel; ciekła scyntylacja; spektroskopia mas; paliwa alternatywne; odpady

EN

biomass; radiocarbon; liquid scintillation; mass spectroscopy; alternative fuels; waste

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przemysł Chemiczny
• Rocznik: 2025
• Tom: T. 104, nr 8
• Strony: 804--813
• Opis fizyczny: Bibliogr. 32 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Biernacki Marcin

• Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych, ul. Cementowa 8, 31-983 Kraków
• Uniwersytet Opolski

• https://orcid.org/0000-0002-8041-4208

autor

Poluszyńska Joanna

• Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych, Kraków

• https://orcid.org/0000-0001-7326-9615

autor

Wieczorek Piotr P.

• Uniwersytet Opolski

• https://orcid.org/0000-0002-0016-0114

Bibliografia

• [1] United Nations Framework Convention on Climate Change, Report of the Conference of the Parties on its twenty-first session, Paris 30.11 - 13.12. 2015, Part two: Action taken by the Conference of the Parties at its twenty-first session, 2016.
• [2] M. Séverin, C. A. Velis, P. J. Longhurst, S. J. T. Pollard, Waste Manage. 2010, 30, 1171, doi: 10.1016/J.WASMAN.2010.01.012.
• [3] S. W. L. Palstra, H. A. J. Meijer, Bioresour. Technol. 2010, 101, 3702, doi: 10.1016/j.biortech.2009.12.004.
• [4] Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2018/2001 z dnia 11 grudnia 2018 r. w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych, Dz.U. UE L 328.
• [5] G. K. P. Muir, S. Hayward, B. G. Tripney, G. T. Cook, P. Naysmith, B. M. J. Herbert, M. H. Garnett, M. Wilkinson, Waste Manage. 2015, 35, 293, doi: 10.1016/J.WASMAN.2014.09.023.
• [6] A. C. Kahawalage, M. C. Melaaen, L. A. Tokheim, Cleaner Waste Syst. 2023, 4, 100072, doi: 10.1016/J.CLWAS.2022.100072.
• [7] C. Rosik-Dulewska, Podstawy gospodarki odpadami, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2010.
• [8] Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2010/75/UE z dnia 24 listopada 2010 r. w sprawie emisji przemysłowych (zintegrowane zapobieganie zanieczyszczeniom i ich kontrola), Dz.U. UE L 334.
• [9] G. Spurek, Struct. Environ. 2012, 4, 37.
• [10] PN-EN ISO 21640:2021, Stałe paliwa wtórne - specyfikacje i klasy.
• [11] Rozporządzenie wykonawcze Komisji (UE) 2018/2066 z dnia 19 grudnia 2018 r. w sprawie monitorowania i raportowania w zakresie emisji gazów cieplarnianych na podstawie dyrektywy 2003/87/WE Parlamentu Europejskiego i Rady oraz zmieniające rozporządzenie Komisji (UE) nr 601/2012, Dz.U. UE L 334.
• [12] R. Wasilewski, S. Stelmach, Chemik 2011, 65, 572.
• [13] PN-EN ISO 21644:2021, Solid recovered fuels. Methods for the determination of biomass content.
• [14] B. Jagustyn, R. Wasilewski, A. Sobolewski, Przem. Chem. 2010, 89, nr 6, 800.
• [15] I. Krajcar Bronić, B. Obelić, N. Horvatinčić, J. Barešić, A. Sironić, K. Minichreiter, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A 2010, 619, 491, doi: 10.1016/J.NIMA.2009.11.032.
• [16] M. Obermoser, J. Fellner, H. Rechberger, Waste Manag. Res. 2009, 27, 907, doi: 10.1177/0734242X09349763.
• [17] P. P. Povinec, I. Kontul, M. Ješkovský, J. Kaizer, M. Richtáriková, A. Šivo, J. Zeman, J. Environ. Radioact. 2024, 274, 107401, doi: 10.1016/j.jenvrad.2024.107401.
• [18] ASTM D6866, Test methods for determining the biobased content of solid, liquid, and gaseous samples using radiocarbon analysis.
• [19] I. Krajcar Bronić, A. Sironić, J. Barešić, Phys. Chem. 2023, 204, 110721, doi: 10.1016/J.RADPHYSCHEM.2022.110721.
• [20] S. P. H. T. Freeman, E. Dunbar, B. G. Tripney, P. L. Ascough, D. Fabel, P. Gulliver, C. McIntyre, P. Naysmith, R. P. Shanks, S. Xu, Nucl. Instr. Meth. Phys. Res., B 2023, 535, 267, doi: 10.1016/j.nimb.2022.12.014.
• [21] K. Tudyka, F. Pawełczyk, A. Michczyński, Measurement 2021, 167, 108263, doi: 10.1016/j.measurement.2020.108263.
• [22] A. G. Hogg, G. T. Cook, Radiocarbon 2022, 64, 541, doi: 10.1017/RDC.2021.91.
• [23] J. B. Baranyika, N. Piotrowska, A. Michczyński, Radiocarbon 2024, 66, 437, doi: 10.1017/RDC.2024.51.
• [24] S. Chałupnik, M. Wysocka, A. Lubowicz, Prace Nauk. GIG Górnictwo Środowisko 2011, 2, 17.
• [25] A. M. Tate, J. Heile, J. Giacomo, U. Zoppi, Nucl. Instr. Meth. Phys. Res., B. 2023, 537, 23, doi: 10.1016/j.nimb.2023.01.013.
• [26] N. Chipanovska, R. Krištof, P. Gerjol, J. K. Logar, J. Environ. Radioact. 2022, 251-252, doi: 10.1016/j.jenvrad.2022.106985.
• [27] K. M. Finstad, M. M. Smith, G. Beaudoin, G. M. Dipple, R. D. Aines, Nucl. Instr. Meth. Phys. Res., B. 2023, 534, 35, doi: 10.1016/J.NIMB.2022.10.026.
• [28] J. Schnöller, P. Aschenbrenner, M. Hahn, J. Fellner, H. Rechberger, Waste Manage. 2014, 34, 2171, doi: 10.1016/J.WASMAN.2014.07.002.
• [29] L. S. Rodríguez, J. M. Bermejo Muñoz, A. Zambon, J. P. Faure, [w:] Biomass volume estimation and valorization for energy (red. J. S. Tulumuru), InTech, 2017, doi: 10.5772/65830.
• [30] F. Carcione, G. A. Defeo, I. Galli, S. Bartalini, D. Mazzotti, Coatings 2023, 13, 892, doi: 10.3390/coatings13050892.
• [31] M. Casau, M. F. Dias, J. C. O. Matias, L. J. R. Nunes, Resources 2022, 11, 35, doi: 10.3390/resources11040035.
• [32] S. Basu, S. J. Lehman, J. B. Miller, A. E. Andrews, C. Sweeney, K. R. Gurney, X. Xu, J. Southon, P. P. Tans, Resources 2020, 117, 13300, doi: 10.1073/pnas.1919032117.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki (2025).