Prozessdetails: AufbereitungTonerde-RU-2020

1.1 Beschreibung

GUS - Tonerdeherstellung: Die Aufarbeitung des aluminiumhaltigen Bauxiterzes (vgl. Bauxit-Mixer für Tonerdeherstellung GUS) erfolgt nach dem Bayer-Verfahren durch Zermahlen und Aufschluß in 50 % Natronlauge. Die Mischung wird in Druckbehältern bei Temperaturen bis zu 270 oC mehrere Stunden verrührt. Die unlöslichen Bestandteile des Bauxits fallen als sogenannter Rotschlamm an. Die entstehende Natriumaluminatlauge wird verdünnt und abgekühlt. Das sich in Rührbehältern abscheidende Aluminiumhydroxid (Al(OH)3 wird auf Vakuumfiltern abgetrennt und mit Wasser gewaschen. Anschließend erfolgt die Kalzination (= Wasserentzug) in Drehrohr- oder Wirbelschichtöfen bei 1.000 bis 1.300 oC zu reiner Tonerde (Al2O3) (WIKUE 1995b).
Allokationen: keine
Genese der Daten: Die Daten für den Einsatz von Brennstoffen für thermische Energie werden generiert, da in der Datenquelle (Metall 1995) keine spezifischen Werte für die GUS genannt werden. Für GEMIS werden 11000 MJ/t Tonerde Gesamtbrennstoff (Achtung. dieser Wert liegt zwischen dem Bedarf in Australien (10920 MJ) und Lateinamerika (11850 MJ)) als GUS-Daten angesetzt, die wie folgt aufgeteilt werden:
Steinkohle 7330 MJ/t Tonerde
Dieselöl 10 MJ/t Tonerde
Erdgas 3660 MJ/t Tonerde
Alle anderen Prozessdaten (pro Tonne Tonerde) wie elektr. Strom (839 MJ), Einsatz von Bauxit (2520 kg), Einsatz von 50 % Natronlauge (226 kg) Einsatz von Branntkalk (46 kg) sowie die Daten zu Prozeßwasser (5000 kg), BSB5 (0,4 kg) und CSB (10 kg) werden von #2 entnommen. Als Rückstand fällt nach #1 Rotschlamm mit durchschnittlich 600 kg TS/t Tonerde an.

1.2 Referenzen

  1. Altenpohl 1994: Aluminium von innen. Das Profil eines modernen Metalles, 5. Auflage, Aluminium Verlag, Düsseldorf
  2. Bundesamt für Umwelt, Waldwirtschaft, Agrarwesen und Landwirtschaft (BUWAL) 1991: Ökobilanz von Packstoffen, Stand 1990, K. Habersatter, Schriftenreihe Umwelt Nr. 132, Bern
  3. Metall 1995: Energy for Production of metallurgical alumina 1994, in: Metall, 49. Jhg. Nr. 10/95, S. 637
  4. Originaldokumentation von 'AufbereitungTonerde-RU-2020'

1.3 ProBas-Anmerkungen

Kurzinfo: Datensatz aus GEMIS. Negative Werte durch Gutschriftenrechnung. Werte des Prozesses in Spalte ‚Prozess direkt’, Werte des Prozesses einschließlich Vorkette in Spalte ‚Prozess inkl. Vorkette’. Weiter…

GEMIS steht für „Globales Emissions-Modell Integrierter Systeme&“; es ist ein Softwaretool des Öko-Instituts. GEMIS wurde 1987 erstmals angewendet und wird seitdem weiterentwickelt.

Die GEMIS-Datensätze beruhen - je nach Anwendung - auf unterschiedlichen Methoden; auch der zeitliche und der örtliche Bezug der Datensätze sind verschieden.

Methode bei Prozessen mit mehreren Outputs:

Zur Modellierung der Datensätze zu Multi-Output Prozessen wird in GEMIS die Methode der Systemerweiterung verwendet. Hierbei werden Datensätze, in denen jeweils alle Inputs, alle Outputs und alle Umweltaspekte eines Multi-Output Prozesses ausgewiesen sind, als „Brutto&“ bezeichnet. Durch Subtraktion von ‚Bonus’-Prozessen, die jeweils einen der Outputs auf herkömmliche Weise bereitstellen, entsteht ein Nettoprozess, in denen das substituierte Nebenprodukt als Gutschrift erscheint. Die Gutschrift ist dabei kein realer Output des Prozesses, sondern ein rechnerischer ‚Merker’.

Beispiel (s.a. Bild 1):

Multi-Output Prozess Biogas-BZ-MC-HKW-D-2020/brutto: Output ist 1 TJ Elektrizität und 0,6 TJ Wärme, der „Netto&“-Datensatz soll sich aber nur auf die Elektrizität beziehen. Durch Subtraktion des Bonusprozesses Wärme-Bonus-Gas-Hzg-D-2020 mit dem Output Wärme(0,6 TJ) entsteht der „Netto&“-Datensatz Biogas-BZ-MC-HKW-D-2020/Gas, für den als Output 1 TJ Elektrizität und 0,6 TJ ‚Gutschrift Wärme-Bonus-für-KWK (Bio)-2020 bei Wärme-Bonus-Gas-Hzg-D-2020’ angegeben werden; die Gutschrift stellt keinen Stoff- oder Energiefluss des Prozesses dar, sie ist allein rechnerisch begründet.

Bild 1: Beispiel zur GEMIS-Methode der Gutschriftsrechnung / Systemerweiterung

Transport:

Angaben zu den angesetzten Transportdistanzen werden nicht gegeben.

Abschneidekriterien:

Wasser wird in der Regel nur auf der Inputseite angegeben (etwa als Kühlwasser), auch wenn es den Prozess wieder verlässt als Abwasser.
Weitere Angaben zu angewendeten Abschneidekriterien werden nicht gegeben.

Besondere Nomenklatur:

Zahlreiche Abkürzungen für Brennstoffe aus Biomasse und entsprechende Technologien, siehe Glossar #link#.

Besonderheiten auf Datensatzebene:

Die Datensätze sind mit Vorketten-Datensätzen verknüpft, in denen die jeweils benötigten Vorprodukte, Energien und Transportleistungen erzeugt werden. Die Daten zu den Umweltaspekten werden erstens „direkt&“ (d.h., nur aus dem jeweiligen Prozess, falls dieser direkt zu Umweltaspekten beiträgt) als auch „mit Vorkette&“ (d.h., einschließlich aller vorausgehenden Prozesse) ausgewiesen.
Negative Werte für Stoffflüsse kommen in GEMIS regelmäßig vor; sie entstehen durch die Anwendung von Systemerweiterung (#link auf Systemerweiterung oben) um Multi-Output Prozesse in Single Output Prozesse umzurechnen.
Teilweise werden Aufwendungen für Produktionsmittel (Anlagen, Fahrzeuge etc.) aufgeführt (als Stoffflüsse im Input); diese sind jedoch nicht auf die funktionelle Einheit bezogen, sondern werden als absolute Werte angegeben; sie werden nur als Input und nicht als Output (Entsorgung der Betriebsmittel) angegeben.
Die durch die Herstellung dieser Produktionsmittel verursachten Umweltaspekte sind dagegen über Leistung, jährliche Auslastung und Lebensdauer auf die funktionelle Einheit bezogen

Weiterführende Hinweise und Literatur:

#1: Fritsche, U.R., Schmidt, K.: Globales Emissions-Modell Integrierter Systeme (GEMIS), Version 4.2, Handbuch, Darmstadt, August 2004.
#2: Fritsche, U.R., Schmidt, K.: Globales Emissions-Modell Integrierter Systeme (GEMIS), Version 4.1, Handbuch, Darmstadt, Darmstadt, Januar 2003.
#3: Fritsche, U., et al.: Stoffstromanalyse zur nachhaltigen energetischen Nutzung von Biomasse, Verbundprojekt gefördert vom BMU im Rahmen des ZIP, Projektträger: FZ Jülich, Mai 2004, Anhangband zum Endbericht.
#4: Fritsche, U., et al.: Umweltanalyse von Energie-, Transport- und Stoffsystemen: Gesamt-Emissions-Modell integrierter Systeme (GEMIS) Version 2.1 - erweiterter und aktualisierter Endbericht, U. Fritsche u.a., i.A. des Hessischen Ministeriums für Umwelt, Energie und Bundesangelegenheiten (HMUEB), veröffentlicht durch HMUEB, Wiesbaden 1995

Website: http://www.gemis.de

1.4 Weitere Metadaten

Quelle Öko-Institut
Projekte -
Bearbeitet durch Öko-Institut
Datensatzprüfung nein
Ortsbezug Russische Föderation
Zeitbezug 2020

1.5 Technische Kennwerte

Funktionelle Einheit 1 kg Bauxit
Auslastung 5000 h/a
Brenn-/Einsatzstoff Rohstoffe
gesicherte Leistung 100 %
Jahr 2020
Lebensdauer 20 a
Leistung 1 t/h
Nutzungsgrad 39,7 %
Produkt Rohstoffe

Funktionelle Einheit ist »1 kg Bauxit«.

Inputs - Aufwendungen für den Prozess

Input Aus Vorprozess Menge Einheit
Bauxit MetallBauxit-Import-mix-RU-2020 2,52 kg
Branntkalk (CaO) Steine-ErdenCaO-mix-DE-2020 0,046 kg
Elektrizität El-KW-Park-RU-2020 839*10-9 TJ
mechanische Energie Dieselmotor-RU-2020 10*10-9 TJ
NaOH Chem-anorgNaOH-mix-DE-2000 0,226 kg
Prozesswärme Kohle-Kessel-RU-2020 7,33*10-6 TJ
Prozesswärme Gas-Kessel-RU-2020 3,66*10-6 TJ
Wasser (Stoff) Xtra-generischWasser 5 kg

Outputs

Output Menge Einheit
Bauxit 1 kg
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Funktionelle Einheit ist »1 kg Bauxit«.

Ressourcen

Ressource inkl. Vorkette Einheit
Atomkraft 1,16*10-6 TJ
Biomasse-Anbau 230*10-12 TJ
Biomasse-Anbau 181*10-9 kg
Biomasse-Reststoffe 187*10-9 kg
Biomasse-Reststoffe 1,43*10-9 TJ
Braunkohle 591*10-9 TJ
Eisen-Schrott 0,000784 kg
Erdgas 5,85*10-6 TJ
Erdgas 54,2*10-6 kg
Erdöl 1,5*10-6 kg
Erdöl 1,99*10-6 TJ
Erze 2,52 kg
Geothermie 10,4*10-9 TJ
Luft 0,00013 kg
Mineralien 0,183 kg
Müll 224*10-9 TJ
NE-Schrott 729*10-9 kg
Sekundärrohstoffe 1,51*10-6 kg
Sekundärrohstoffe -160*10-9 TJ
Sonne 352*10-12 TJ
Steinkohle 9,12*10-6 TJ
Wasser 15,5 kg
Wasserkraft 214*10-9 TJ
Wind 11,5*10-9 TJ

Ressourcen (Aggregierte Werte, KEA, KEV, KRA)

Ressource inkl. Vorkette Einheit
KEA-andere 64,1*10-9 TJ
KEA-erneuerbar 238*10-9 TJ
KEA-nichterneuerbar 18,7*10-6 TJ
KEV-andere 64,1*10-9 TJ
KEV-erneuerbar 238*10-9 TJ
KEV-nichterneuerbar 18,7*10-6 TJ

Luftemissionen

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
As (Luft) 1,48*10-9 kg
Cd (Luft) 785*10-12 kg
CH4 0,00263 kg
CO 0,00286 kg
CO2 1,49 kg
Cr (Luft) 2,38*10-9 kg
H2S 1,37*10-9 kg
HCl 0,000851 kg
HF 69,6*10-6 kg
HFC-125 0 kg
HFC-134 0 kg
HFC-134a 0 kg
HFC-143 0 kg
HFC-143a 0 kg
HFC-152a 0 kg
HFC-227 0 kg
HFC-23 0 kg
HFC-236 0 kg
HFC-245 0 kg
HFC-32 0 kg
HFC-43-10mee 0 kg
Hg (Luft) 1,88*10-9 kg
N2O 32,3*10-6 kg
NH3 690*10-9 kg
Ni (Luft) 2,55*10-9 kg
NMVOC 99,7*10-6 kg
NOx 0,00518 kg
PAH (Luft) 70,9*10-15 kg
Pb (Luft) 8,31*10-9 kg
PCDD/F (Luft) 9,96*10-15 kg
Perfluoraethan 236*10-12 kg
Perfluorbutan 0 kg
Perfluorcyclobutan 0 kg
Perfluorhexan 0 kg
Perfluormethan 1,88*10-9 kg
Perfluorpentan 0 kg
Perfluorpropan 0 kg
SF6 0 kg
SO2 0,00753 kg
Staub 0,0145 kg

Luftemissionen (Aggregierte Werte, TOPP-Äquivalent, SO2-Äquivalent, inkl. Vorkette)

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
CO2-Äquivalent 1,56 kg
SO2-Äquivalent 0,012 kg
TOPP-Äquivalent 0,00677 kg

Gewässereinleitungen

Gewässereinleitung inkl. Vorkette Einheit
anorg. Salze 0,00243 kg
AOX 21,3*10-12 kg
As (Abwasser) 212*10-18 kg
BSB5 0,000402 kg
Cd (Abwasser) 519*10-18 kg
Cr (Abwasser) 513*10-18 kg
CSB 0,0101 kg
Hg (Abwasser) 259*10-18 kg
Müll-atomar (hochaktiv) 468*10-9 kg
N 3,61*10-9 kg
P 155*10-12 kg
Pb (Abwasser) 3,38*10-15 kg

Abfälle

Abfall direkt inkl. Vorkette Einheit
Abraum 0 4,74 kg
Klärschlamm 0 26,7*10-6 kg
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