Prozessdetails: Sprengen (ANFO)-DE-2000

1.1 Beschreibung

Sprengen mit ANFO-Sprengstoff; als komerzieller Sprengstoff zum Einsatz in Tagebauminen wird sehr häufig ein Gemisch aus Ammoniumnitrat (AN ca. 91 bis 94 Gew.-%), Aluminium (0-5 Gew.-%) und Mineralöl (Fuel Oil - FO 4 bis 6 Gew.-%) genutzt. Das Amoniumnitrat- Fuel Oil (ANFO) kann vor Ort in mobilen Einheiten zubereitet werden und gilt als besonders sicher und billig. ANFO wird in die Sprenglöcher gefüllt und mit Zündern (z.B. Dynamit) gezündet. Die Formulierung von ANFO wurde aus Beispielen in #1 abgeleitet. ANFO soll aus 93 % Ammoniumnitrat, 5 % Dieselöl und 2 % Aluminium bestehen. Bei der Explosion werden folgende Emissionen nach freigesetzt:
Schadstoff Einheit Quelle
CO2 kg /t 119 stöchiometrisch
CO kg /t 25 Öko-Inventare 1994
NOx kg /t 10 Öko-Inventare 1994
SO2 kg /t 0,16 stöchiometrisch
Die Emissionen an CO2 und SO2 wurden stöchiometrisch berechnet. Dabei wurde der CO2 -Emission um den CO-Anteil korregiert. Für NOx und CO sind nur sehr ungenaue Werte des US-EPA, zitiert nach #2, angegeben.

1.2 Referenzen

  1. Ullmann 1985: Ullmann`s Encyclopedia of Industrial Chemistry, Fifth Completely Revised Edition, Vol. A 3, Weinheim
  2. ESU (Gruppe Energie-Stoffe-Umwelt ETH Zürich)/PSI (Paul-Scherrer-Institut)/BEW (Bundesamt für Energiewirtschaft) 1996: Ökoinventare von Energiesystemen, R. Frischknecht u.a., /PSE/BEW, Zürich (3. Auflage mit CDROM)
  3. Originaldokumentation von 'Sprengen (ANFO)-DE-2000'

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 generisch
Zeitbezug 2000

1.5 Technische Kennwerte

Funktionelle Einheit 1 kg Sprengstoff
Auslastung 5000 h/a
Brenn-/Einsatzstoff Grundstoffe-Chemie
gesicherte Leistung 100 %
Jahr 2000
Lebensdauer 20 a
Leistung 1 t/h
Nutzungsgrad 108 %
Produkt Stoffe-Sonstige

Funktionelle Einheit ist »1 kg Sprengstoff«.

Inputs - Aufwendungen für den Prozess

Input Aus Vorprozess Menge Einheit
Aluminium MetallAluminium-mix-DE-2000 0,02 kg
Ammoniumnitrat Chem-AnorgAmmoniumnitrat-DE-2000 0,926 kg
Öl-leicht-DE-HH/KV-2000 RaffinerieÖl-leicht-DE-2000 2,1*10-6 TJ

Transportaufwendungen

Transport Menge Einheit
Transport von Öl-leicht-DE-HH/KV-2000 mit Lkw-Diesel-DE-2005 2347 tkm

Outputs

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

Ressourcen

Ressource inkl. Vorkette Einheit
Atomkraft 633*10-9 TJ
Biomasse-Anbau -3,11*10-9 kg
Biomasse-Anbau -92,7*10-12 TJ
Biomasse-Reststoffe -54,1*10-9 kg
Biomasse-Reststoffe 960*10-12 TJ
Braunkohle 386*10-9 TJ
Eisen-Schrott 0,00109 kg
Erdgas 5,44*10-6 TJ
Erdgas 0,184 kg
Erdöl 3,41*10-6 kg
Erdöl 2,95*10-6 TJ
Erze 0,0938 kg
Geothermie 2,13*10-12 TJ
Luft 0,000172 kg
Mineralien 0,0115 kg
Müll 143*10-9 TJ
NE-Schrott 421*10-9 kg
Sekundärrohstoffe 0,00931 kg
Sekundärrohstoffe 1,77*10-9 TJ
Sonne -19,5*10-12 TJ
Steinkohle -944*10-9 TJ
Wasser 93,3 kg
Wasserkraft 373*10-9 TJ
Wind 1,17*10-9 TJ

Ressourcen (Aggregierte Werte, KEA, KEV, KRA)

Ressource inkl. Vorkette Einheit
KEA-andere 145*10-9 TJ
KEA-erneuerbar 375*10-9 TJ
KEA-nichterneuerbar 16,7*10-6 TJ
KEV-andere 145*10-9 TJ
KEV-erneuerbar 375*10-9 TJ
KEV-nichterneuerbar 8,47*10-6 TJ

Luftemissionen

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
As (Luft) -4,04*10-9 kg
Cd (Luft) 2,85*10-9 kg
CH4 0,00204 kg
CO 0,028 kg
CO2 0,993 kg
Cr (Luft) 458*10-12 kg
H2S 8,31*10-9 kg
HCl 19,9*10-6 kg
HF 19,3*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) -4,46*10-9 kg
N2O 0,00402 kg
NH3 73,3*10-6 kg
Ni (Luft) 55,2*10-9 kg
NMVOC 0,000104 kg
NOx 0,0138 kg
PAH (Luft) 3,6*10-12 kg
Pb (Luft) -4,51*10-9 kg
PCDD/F (Luft) 9,76*10-15 kg
Perfluoraethan 1,05*10-6 kg
Perfluorbutan 0 kg
Perfluorcyclobutan 0 kg
Perfluorhexan 0 kg
Perfluormethan 8,35*10-6 kg
Perfluorpentan 0 kg
Perfluorpropan 0 kg
SF6 0 kg
SO2 0,00147 kg
Staub 0,000731 kg

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

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
CO2-Äquivalent 2,32 kg
SO2-Äquivalent 0,0113 kg
TOPP-Äquivalent 0,02 kg

Gewässereinleitungen

Gewässereinleitung inkl. Vorkette Einheit
anorg. Salze 90,7*10-6 kg
AOX 528*10-12 kg
As (Abwasser) 40,7*10-18 kg
BSB5 17,4*10-6 kg
Cd (Abwasser) 99,4*10-18 kg
Cr (Abwasser) 98,3*10-18 kg
CSB 0,000457 kg
Hg (Abwasser) 49,7*10-18 kg
Müll-atomar (hochaktiv) 249*10-9 kg
N 406*10-9 kg
P 6,92*10-9 kg
Pb (Abwasser) 648*10-18 kg

Abfälle

Abfall direkt inkl. Vorkette Einheit
Klärschlamm 0 42,1*10-6 kg
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