Prozessdetails: AufbereitungFe-Pellets-SE-2005

1.1 Beschreibung

Eisenerz - Pelletierung: Eisenerz hoher Qualität aber feiner Körnung wird konditioniert, mit Zusätzen vermischt und pelletiert.

Prozeßsituierung: Der Pelletierprozeß findet am Ort der Aufbereitung des Eisenerzes statt. Hauptbezugsländer für Deutschland sind Brasilien, Schweden und Kanada.

Allokation: keine

Genese der Daten:
Den Energiebedarf zur Pelletierung wird in (Öko-Inventar 1995) und (Worrell 1992) wie folgt angegeben:
Energiebedarf der Pelletierung, Angaben pro to Pellet
Eisatzstoff Einheit Öko-Inventar Worrell diese Studie
Schweden / Canada Brasilien
S-Öl MJ 258 - - 610
Erdgas MJ 327 343 610 -
Kohle MJ 0 317 - -
Strom MJel 22 140 140 140
Beide Studien gehen von einem Energiebedarf von ca 600 bis 660 MJ/t aus. Die Verteilung der Energieträger wird deutlich vom Lieferland abhängen. Beide Erhebungen beziehen sich auf Lieferländer (Öko-Inventar - USA), (Worrel - Niederlande), die für deutsche Importe nicht maßgebend sind. Es wird daher ein länderspezifischer Energieinsatz ausgewählt. Für den Strombedarf ist die Anlieferungsform entscheident. Da zum Pelletieren eine Korngröße von kleiner 0,045 mm (Ullmann 1989) verlangt wird, erscheint der Wert von 140 MJel von (Worrell 1992) zutreffender.
Für Brasilien wird der Einsatz von Schweröl und für Kanada und Schweden aufgrund der geographischen Nähe von Erdgasfeldern der alleinige Einsatz von Erdgas angenommen.

1.2 Referenzen

  1. 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)
  2. Umweltbundesamt (UBA) 1989: Luftreinhaltung '88 - Materialien zum 4. Immissionsschutzbericht, Berlin
  3. E. Worrell et. al. 1992: Energy Conservation in the Iron and steel Industry, Paper presented at "Energy Efficiency in Process Technology"; Vouliagmeni, Greece 19-22 Oct. 1992
  4. Originaldokumentation von 'AufbereitungFe-Pellets-SE-2005'

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 GEMIS-Stammdaten
Bearbeitet durch Öko-Institut
Datensatzprüfung nein
Ortsbezug Schweden
Zeitbezug 2005

1.5 Technische Kennwerte

Funktionelle Einheit 1 kg Eisen-Pellets
Auslastung 5000 h/a
Brenn-/Einsatzstoff Metalle - Eisen/Stahl
gesicherte Leistung 100 %
Jahr 2005
Lebensdauer 20 a
Leistung 1 t/h
Nutzungsgrad 111 %
Produkt Grundstoffe-Sonstige

Funktionelle Einheit ist »1 kg Eisen-Pellets«.

Inputs - Aufwendungen für den Prozess

Input Aus Vorprozess Menge Einheit
Eisen-Erz Xtra-AbbauFe-Erz-SE-2005 0,901 kg
Elektrizität El-KW-Park-SE-2005 140*10-9 TJ
Mineralstoffe Xtra-AbbauMineralien-DE-2000 0,1 kg
Prozesswärme Gas-Kessel-SE-2005 520*10-9 TJ

Outputs

Output Menge Einheit
Eisen-Pellets 1 kg
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Funktionelle Einheit ist »1 kg Eisen-Pellets«.

Ressourcen

Ressource inkl. Vorkette Einheit
Abwärme -181*10-15 TJ
Atomkraft 324*10-9 TJ
Biomasse-Anbau -34,3*10-12 kg
Biomasse-Reststoffe 13,4*10-12 TJ
Biomasse-Reststoffe 4,53*10-12 kg
Braunkohle 3,35*10-9 TJ
Eisen-Schrott 74,8*10-6 kg
Erdgas 646*10-9 TJ
Erdgas 0,000135 kg
Erdöl 346*10-9 TJ
Erdöl 32,7*10-9 kg
Erze 0,901 kg
Fe-Schrott 1,45*10-9 kg
Geothermie 4,08*10-12 TJ
Luft 11,4*10-6 kg
Mineralien 0,101 kg
Müll 115*10-9 TJ
NE-Schrott 2,55*10-9 kg
Sekundärrohstoffe 6,53*10-6 kg
Sekundärrohstoffe 497*10-12 TJ
Sonne -403*10-15 TJ
Steinkohle 15,1*10-9 TJ
Wasser 1,64 kg
Wasserkraft 109*10-9 TJ
Wind 29,5*10-12 TJ

Ressourcen (Aggregierte Werte, KEA, KEV, KRA)

Ressource inkl. Vorkette Einheit
KEA-andere 116*10-9 TJ
KEA-erneuerbar 109*10-9 TJ
KEA-nichterneuerbar 1,34*10-6 TJ
KEV-andere 116*10-9 TJ
KEV-erneuerbar 109*10-9 TJ
KEV-nichterneuerbar 1,33*10-6 TJ

Luftemissionen

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
As (Luft) 16,3*10-12 kg
Cd (Luft) 12,4*10-12 kg
CH4 28,7*10-6 kg
CO 0,000114 kg
CO2 0,071 kg
Cr (Luft) 70,2*10-12 kg
H2S 21*10-12 kg
HCl 650*10-9 kg
HF 63*10-9 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) 23,5*10-12 kg
N2O 4,83*10-6 kg
NH3 380*10-9 kg
Ni (Luft) 113*10-12 kg
NMVOC 8,44*10-6 kg
NOx 0,000374 kg
PAH (Luft) 3,97*10-15 kg
Pb (Luft) 413*10-12 kg
PCDD/F (Luft) 654*10-18 kg
Perfluoraethan 737*10-12 kg
Perfluorbutan 0 kg
Perfluorcyclobutan 0 kg
Perfluorhexan 0 kg
Perfluormethan 5,86*10-9 kg
Perfluorpentan 0 kg
Perfluorpropan 0 kg
SF6 0 kg
SO2 49,6*10-6 kg
Staub 28,2*10-6 kg

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

Luftemission direkt inkl. Vorkette Einheit
CO2-Äquivalent 0 0,0732 kg
SO2-Äquivalent 0 0,000312 kg
TOPP-Äquivalent 0 0,000478 kg

Gewässereinleitungen

Gewässereinleitung inkl. Vorkette Einheit
anorg. Salze 66,3*10-9 kg
AOX 1,92*10-12 kg
As (Abwasser) -359*10-21 kg
BSB5 155*10-9 kg
Cd (Abwasser) -878*10-21 kg
Cr (Abwasser) -868*10-21 kg
CSB 5,41*10-6 kg
Hg (Abwasser) -439*10-21 kg
Müll-atomar (hochaktiv) 148*10-9 kg
N 406*10-12 kg
P 6,69*10-12 kg
Pb (Abwasser) -5,73*10-18 kg

Abfälle

Abfall direkt inkl. Vorkette Einheit
Klärschlamm 0 6,08*10-6 kg
Produktionsabfall 0 84,3*10-6 kg
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