Prozessdetails: Zement

1.1 Beschreibung

Systemraum: von Rohstoffen bis Mischen und Mahlen
Geographischer Bezug: Deutschland
Zeitlicher Bezug: 2000 - 2004
Weitere Informationen: Mischung aus verschiedenen Zementtypen
Die Bereitstellung von Investionsgütern wird in dem Datensatz nicht berücksichtigt.
Allgemeine Informationen zur Produktion:
Produktion: 2215000000 t im Jahr 2005
Anteile Länder: VR China 46,1% Indien 6,4% USA 4,7% Japan 3,1% Spanien 2,3% Russland 2,1%
Zusammensetzung : Kalkstein/Kreide und Ton oder ihr natürliches Gemisch Kalksteinmergel; 95-100 Klinkenanteil für Portlandzement und entsprechend Hüttensand, Puzzolane, Flugasche, Silicastaub; zum Mahlgut dann noch Zusatz Gips-/Anhydrit-Gemisch

1.2 Referenzen

  1. HBEFA 2.1: Keller, M.; de Haan, P.; Knörr, W.; Hausberger, S.; Steven, H.: Handbuch Emissionsfaktoren des Straßenverkehrs, Bern, Heidelberg, Graz, Essen 2004
  2. IPCC, 2007: Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment. Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. [Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M. Tignor and H.L. Miller (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 996 pp.
  3. WMO, 1991: World Meteorological Organisation: Scientific assessment of ozone depletion: 1991. Global Ozone Research and Monitoring Project - Report no. 25. Geneva.
  4. WMO, 1995: World Meteorological Organisation: Scientific assessment of ozone depletion: 1994. Global Ozone Research and Monitoring Project - Report no. 37. Geneva.
  5. WMO, 1999: World Meteorological Organisation: Scientific assessment of ozone depletion: 1998. Global Ozone Research and Monitoring Project - Report no. 44. Geneva.
  6. Hauschild 98: Hauschild, M H. Wenzel: Environmental Assessment of products. Volume 2: Scientific background. Chapman Hall, London 1998
  7. Jenkin 99: Jenkin, M.E. G.D. Hayman, 1999: Photochemical ozone creation potentials for oxygenated volatile organic compounds: sensitivity to variations in kinetic and mechanistic parameters. Atmospheric Environment 33: 1775-1293.
  8. Derwent 98: Derwent, R.G., M.E. Jenkin, S.M. Saunders M.J. Pilling: Photochemical ozone creation potentials for organic compounds in Northwest Europe calculated with a master chemcal mechanism. Atmosperic Environment, 32. p 2429-2441. 1998
  9. Heijungs 92: Heijungs, R., J. Guinée, G. Huppes, R.M. Lankreijer, H.A. Udo de Haes, A. Wegener Sleeswijk, A.M.M. Ansems, P.G. Eggels, R. van Duin, H.P. de Goede: Environmental Life Cycle Assessment of products. Guide and Backgrounds. Centre of Environmental Sciense (CML), Leiden University, Leiden 1992
  10. Ecoinvent 2.0: ecoinvent Centre (2007) ecoinvent data v2.0. ecoinvent reports No. 1-25, Swiss Centre for Life Cycle Inventories, Dübendorf, 2007
  11. EAPA 2006: European Asphalt Pavement association, Verbandsinformationen, http://www.eapa.org/default_news.htm, abgerufen am 20.08.2008
  12. STABA: Emailkontakt Destatis Wiesbaden, Fr. Anke Markert vom 05.09.2008

1.3 ProBas-Anmerkungen

Zielstellung

Es wurden Umweltprofile für wirtschaftlich und ökologisch bedeutsame Rohmaterialien sowie ausgewählte Fertigwaren erarbeitet, die anhand von aggregierten Kennzahlen der ökologischen Charakterisierung von Gütern und der Bewertung der Ressourceninanspruchnahme dienen.

Allgemeine Vorgehensweise

Das grundsätzliche Vorgehen zur Erstellung des Umweltprofils entspricht dem von Ökobilanzen. In einem Modell werden die Lebenswege für die ausgewählten Güter abgebildet und darauf basierend cradle-to-gate Sachbilanzen ermittelt. Für die betrachteten Rohmaterialien, Halb- und Fertigwaren wurden die Lebenswege von der Extraktion der Rohstoffe in Lagerstätte bis zur Bereitstellung der Güter in Deutschland abgebildet. Hierbei wurden die Vorketten der benötigten Materialien und die Transporte bis zur deutschen Grenze jeweils berücksichtigt. Die Lebenswege wurden in der Software UMBERTO 5 modelliert und dabei alle verfügbaren Angaben zu Rohstoffverbräuchen und Emissionen auf Einzelprozessebene einbezogen.

Daten

Als Datenquellen standen neben IFEU internen Daten aus anderen Projekten die Ökobilanz-Datenbank Ecoinvent in der Version 2.1 (2009) und für Transporte das Handbuch für Emissionsfaktoren des Straßenverkehrs (HBEFA 2.1, 2004) und TREMOD (2009) zur Verfügung. Bei Verwendung von Daten aus Ecoinvent wurden entlang der Prozesskette Daten ergänzt bzw. ausgetauscht, z.B. durch aktuellere und spezifischere Datensätze für Transporte und Energiebereitstellung. Investitionsgüter Die Bereitstellung und Erhaltungsmaßnahmen von Investitionsgütern wie z.B. Verkehrswege, Fahrzeuge, Maschinen und Gebäude wurden nicht betrachtet - zum einen, da die Daten methodisch konsistent zur Datenbank ProBas erstellt worden sind und zum anderen, weil für Investitionsgüter häufig nur grobe Abschätzungen vorliegen. Erfahrungen aus Ökobilanzen weisen auch darauf hin, dass der Beitrag nicht ergebnisrelevant ist und deshalb vernachlässigt werden kann. Transporte Die wesentlichen Transportprozesse wurden durch aktuelle IFEU-Transportdatensätze ersetzt. Grundlage hierfür waren die oben bereits erwähnten Quellen HBEFA2.1 und TREMOD 2009. Dies betrifft die folgenden Transportprozesse:

Transportprozess Räumlicher Bezug
Betrieb, Frachter Übersee OCE
Transport, BinnentankschiffRER
Transport, Frachter ÜberseeOCE
Transport, Frachter, BinnengewässerRER
Transport, HochseetankerOCE
Transport, Lieferwagen 3.5tCH
Transport, Lkw 20-28t, FlottendurchschnittCH
Transport, Lkw 3.5-16t, FlottendurchschnittRER
Transport, Lkw 16t, FlottendurchschnittRER
Transport, Lkw 28t, FlottendurchschnittCH
Transport, Fracht, SchieneRER
Transport, Fracht, SchieneCH

Die Herstellung biotischer Rohstoffe wurde überwiegend auf Basis IFEU-interner Daten modelliert. In den Daten werden grundsätzlich folgende landwirtschaftliche Produktionsschritte bzw. Teilprozesse berücksichtigt:

  • Feldarbeiten und Ernte
  • Mineraldüngereinsatz
  • Organische Dünger (Wirtschaftsdünger)
  • Pestizide
  • Saatgut (außer bei mehrjährigen Kulturen)
  • Futtermittel
  • Trocknung von Nahrungs- und Futtermitteln (Haltbarkeit)
  • Energieeinsatz zur Bewässerung

Neben den eigentlichen landwirtschaftlichen Arbeitsgängen wurden auch die indirekten Aufwendungen der vorgelagerten Prozessketten berücksichtigt. So ist die Herstellung der Pflanzenschutzmittel, Mineraldünger, elektrischen Energie und Diesel enthalten.

Der Fokus des Projektes lag auf der Erstellung von Umweltprofilen von Primärrohstoffen und -materialien. Dies konnte aus methodischen Gründen bei allen Profilen bis auf Stahl durchgeführt werden. Für die Herstellung von Primärstahl (Hochofen) wird teilweise Schrott zu Kühlzwecken eingesetzt. Hier wurden die für die Sammlung und Aufbereitung der Stahlschrotte benötigten Aufwendungen berücksichtigt. Darüber hinaus wurden für den Einsatz von Stahlschrott weder Gut- noch Lastschriften vergeben (Cut off).

Allokation - Koppelproduktion

Viele Metalle liegen in ihren Erzen vergesellschaftet mit anderen Metallen vor. Da diese gemeinsam gewonnen werden, lassen sich die Ressourcenaufwendungen und Emissionen, die bei der gemeinsamen Gewinnung entstehen, nicht eindeutig einem den Metallen zuordnen. In vorliegendem Projekt wurde diese Problematik durch Wertallokation gelöst. Hierbei wurde der Metallgehalt im Erz mit dem jeweiligen monetären Wert des Metalls verrechnet. Um kurzfristige Preisschwankungen auszugleichen, wurden die durchschnittlichen Metallpreise über 20 Jahre verwendet (USGS 2006). Als Referenzzeitraum für Weltmarkt-Metallpreise wurde die Zeitspanne von 1978 bis 1998 gewählt, da hierfür durchgängig Angaben für alle Metalle in USGS verfügbar sind. Erze unterschiedlicher Herkunft weisen stark differierende Metallgehalte auf. Damit wird auch deutlich, dass rohstoffbezogene Ressourcenindikatoren wie der kumulierte Rohstoffaufwand KRA mit Metallerzgehalten umgekehrt proportional korrelieren und auch von der Wertentwicklung von vergesellschafteten Metallen abhängig sind.

Review

Die Erstellung der Umweltprofile wurde in einem iterativen Prozess durch GreenDeltaTC kritisch begleitet und geprüft. Gegenstand dieser Prüfung waren neben den Einzelergebnissen in den Umweltprofilen auch die Berechnungen, deren Methodik und die Datenquellen. Die Kommentare und Verbesserungsvorschläge wurden soweit möglich und zielführend in die aktuellen Berechnungen mit aufgenommen.

1.4 Weitere Metadaten

Quelle ifeu - Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg
Projekte Umweltprofile (UBA 2012)
Bearbeitet durch GreendeltaTC
Datensatzprüfung ja
Ortsbezug Deutschland
Zeitbezug 2000

1.5 Technische Kennwerte

Funktionelle Einheit 1 t Zement
Anteile Länder an Stückzahlen k.A.
Anteile Länder an Tonnen Luxemburg 9,7% Niederlande 14,9% Tschechische Republik 17,5% Belgien 21,9% Frankreich 22,9%
Import 1726789 t

Funktionelle Einheit ist »1 t Zement«.

Outputs

Output Menge Einheit
Zement 1 t
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Funktionelle Einheit ist »1 t Zement«.

Ressourcen

Ressource inkl. Vorkette Einheit
Flächeninanspruchnahme - Acker- und Forstflächen 0,102 (m²*a)/t
Flächeninanspruchnahme - Versiegelte Flächen 0,533 (m²*a)/t
Flächenverbrauch 0,00993 m²/t
Wasserbedarf 2130 L/t

Ressourcen (Aggregierte Werte, KEA, KEV, KRA)

Ressource inkl. Vorkette Einheit
KEA, absolut (Kumulierter Energieaufwand) 3116 MJ/t
KEA, erneuerbar 127 MJ/t
KEA, fossil 2424 MJ/t
KEA, nuklear 564 MJ/t
KEA, sonstige 0,0212 MJ/t
KEV, absolut (Kumulierter Energieverbrauch) 3116 MJ/t
KEV, erneuerbar 127 MJ/t
KEV, fossil 2424 MJ/t
KEV, nuklear 564 MJ/t
KEV, sonstige 0,0212 MJ/t
KRA, absolut (Kumulierter Rohstoffaufwand) 1,47 t/t
KRA, Biotisch. Rohstoffaufwand 0,000219 t/t
KRA, Energierohstoffe 0,0865 t/t
KRA, Metallrohstoffe 0,00236 t/t
KRA, sonstige mineral. Rohstoffe 0,000595 t/t
KRA, Steine und Erden 1,38 t/t

Luftemissionen

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
1,1,1-Trichlorethan (TCE) 129*10-12 kg/t
1,2-Dichlorethan (DCE) 109*10-9 kg/t
Arsen (gesamt, als As) 11,1*10-6 kg/t
Benzo(a)pyren (aus POP) 0,000282 kg/t
Benzol 0,000282 kg/t
Blei (gesamt, als Pb) 76,4*10-6 kg/t
Cadmium (gesamt, als Cd) 6,8*10-6 kg/t
CFC (fluor. + chlor. KW gesamt) 963*10-9 kg/t
CH4, biogen 0,000401 kg/t
CH4, fossil 0,586 kg/t
CHC (chlorierte KW als gesamt) 1,36*10-6 kg/t
Chrom (gesamt, als Cr) 46,9*10-6 kg/t
CO 0,449 kg/t
CO2, fossil 735 kg/t
CO2, regenerativ 13,2 kg/t
Dichlormethan (DCM) 2,55*10-9 kg/t
Dioxine and Furane (als Teq) 803*10-12 kg/t
Ethen 0,000147 kg/t
Feinstaub PM 10 0,0973 kg/t
Formaldehyd 0,000287 kg/t
Gesamtstaub 0,264 kg/t
H2S 42,2*10-6 kg/t
HCl 0,00587 kg/t
Hexachlorbenzol (HCB) 766*10-12 kg/t
HF 0,000107 kg/t
HFCs (fluorierte KW)1) 29,5*10-9 kg/t
Kupfer (gesamt, als Cu) 66,7*10-6 kg/t
N2O 0,00119 kg/t
NH3 0,024 kg/t
Nickel (gesamt, als Ni) 27,6*10-6 kg/t
NMVOC 1,05 kg/t
NOx (as NO2) 1,08 kg/t
PCB (aus POP) 1,16*10-9 kg/t
Pentachlorphenol (PCP) 90,4*10-9 kg/t
PFCs (perfluorierte KW)2) 1,22*10-6 kg/t
Polyzyklische aromatische KW 4,81*10-6 kg/t
Quecksilber (gesamt, als Hg) 28,5*10-6 kg/t
SF6 2,29*10-6 kg/t
SOx (as SO2) 0,366 kg/t
Tetrachlorethen (PER) 277*10-12 kg/t
Tetrachlormethan (TCM) 8,99*10-9 kg/t
Trichlormethan 22,7*10-9 kg/t
Zink (gesamt, als Zn) 0,000109 kg/t

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

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
Aquatische Eutrophierung 0,00531 kg PO4-Äq./t
Sommersmog 0,0368 kg Ethen-Äq./t
Stratosphärischer Ozonabbau 0,0203 g FCKW-Äq./t
Terrestrische Eutrophierung 0,149 kg PO4-Äq./t
Treibhauseffekt 752 kg CO2-Äq./t
Versauerung 1,17 kg SO2-Äq./t

Gewässereinleitungen

Gewässereinleitung inkl. Vorkette Einheit
Arsen (gesamt, als As) 9,07*10-6 kg/t
Benzol, Toluol, Ethylbenzol, Xylole (als BTEX) 0,000462 kg/t
Blei (gesamt, als Pb) 51,3*10-6 kg/t
BSB-5 0,145 kg/t
Cadmium (gesamt, als Cd) 3,43*10-6 kg/t
Chloride (als gesamt Cl) 1,27 kg/t
Chrom (gesamt, als Cr) 30,5*10-6 kg/t
CSB 0,217 kg/t
Cyanide (als gesamt CN) 31,7*10-6 kg/t
Fluoride (als gesamt F) 0,000236 kg/t
halgogenhaltige org. Verb. AOX 727*10-9 kg/t
Kupfer (gesamt, als Cu) 80,9*10-6 kg/t
NH4 0,000259 kg/t
Nickel (gesamt, als Ni) 0,000192 kg/t
Nitrate 0,000487 kg/t
Org. Zinnverbindungen (als Sn) 619*10-9 kg/t
Organischer Kohlenstoff (TOC) 0,0497 kg/t
Phenole (als gesamt C) 0,000101 kg/t
Polyzyklische aromatische KW 7,79*10-6 kg/t
Quecksilber (gesamt, als Hg) 355*10-9 kg/t
Schwebstoff 0,0033 kg/t
Sulfate (als SO4) 0,0981 kg/t
Summe Phosphor (als P) 70,4*10-6 kg/t
Summe Stickstoff (als N) 0,000778 kg/t
Zink (gesamt, als Zn) 0,000224 kg/t
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