Prozessdetails: Deponie-Hausmüll

1.1 Beschreibung

Deponie für hausmüllähnlichen Abfall mit einem C-Gehalt von 16%
Allokation:
- Luftemissionen: bezogen auf C-Gehalt des Abfalls
- Sickerwasser: bezogen auf allgemeine Zusammensetzung von Abfall in Hausmülldeponien
Bilanzrahmen: Der Prozess umfasst den Deponiekörper, die Anlagen zur Nachbehandlung von Deponiegas und Sickerwasser sowie die Energiebereitstellung.
Vorprozesse:
Energie Netzstrom DeutschlandBereitstellung thermischer Energie
Transporte Vorketten Diesel
Repräsentativität: Durchschnittliche Werte für Deutschland
Mittelwertbildung: je nach Spurenstoff mehrere Messungen

Deponiegas (DG): 25 % des sich bildenden Deponiegases (DG) wird nicht erfaßt, da es auf Deponien ohne Gasfassunsanlagen entsteht. (UBA, unveröffentlicht) 75% entsteht auf Deponien mit Gasfassungssystemen.
Für diese Deponien gilt: In Phase A, der Einbauphase mit ungefähr 10 Jahren, ist auf diesen Deponien keine Abdeckung, weshalb eine Fassungsrate von 30% als realistisch angesehen wird.In Phase nach Verfüllende wird eine Abdeckung als Standart angenommen und die DG-Fassungsrate steigt im Idealfall auf 70%. Es wird angenommen, das die gesamte entstehende DG-Menge je zu 50% in Phase A und in Phase gebildet wird. Daraus ergibt sich, daß in Phase A (75%*50%*30%= ) 11,25% des gesamten pro Tonne Hausmüll entstehenden DG gefaßt wird und 26,25% diffus entweicht. In Phase B wird dagegen 26,25% des DG gefaßt und 11,25% entweicht.Insgesamt entweichen also 62,5% des entstehenden DG diffus und 37,5% werden gefaßt.
Die gesamte entstehende Gasmenge pro Tonne Hausmüll unter Deponiebedingungen errechnet sich nach [Weber, 1990b] mit:
G = 1,868 * Corg * 0,5 Corg = Gehalt des organ. Kohlenstoffs im Abfall. Im Hausmüll zwischen 160kg/t - 200kg/t.
Auf der Deponie werden ungefähr nur 50% des theoretisch möglichen Gases gebildet, da einerseits die Bedingungen für den vollständigen mikrobiellen Abbau nicht gegeben sind und andererseits nicht der gesamte Corg umgesetzt werden kann (Lignin,...). Je nach Corg-Gehalt können so zwischen 150 - 190 m3/t DG gebildet werden. (Literaturwerte aus Simulationsversuchen und Deponie- messungen zwischen 110 - 250 m3/t).
Sickerwasser: 130 von 396 Deponien besitzen keine SW-Fassungsanlage. Bezogen auf das dort abzulagernde Müllvolumen sind das 15%, d.h. 15% des im Betrachtungszeitraum gebildeten SW wird diffus freigesetzt. 85 % des gebildeten SW wird auf Deponien mit SW-Fassungsanlage gebildet (UBA, unver.). Für die Anteile des gefaßten SW und des diffus freigesetzten SW auf diesen Deponien konnten keinen genauen Werte bestimmt werden, weshalb angenommen wird, daß 90% des entstehenden SW gefaßt werden und 10% diffus freigesetzt werden.Bei Deponien mit und ohne Sickerwasserfassung werden in Phase A, der Verfüllphase ohne Oberflächenabdeckung, für die Menge des entstehenden SW je 40% der Jahres-Niederschlagsmenge angenommen. In Phase B, nach Verfüllende mit einer Oberflächenabdichtung /-abdeckung werden für die SW-Menge 8% des Jahresniederschlags angenommen [Weber, 1990b, Rettenberger/ Schneider, 1997].Für das Aufsplitten in Anteile für die verschiedenen SW-Entsorgungen wurden insgesamt 177 Deponien ausgewertet (aus UBA, unver.). Berechnungsgröße für die Anteile war das noch zu verfüllende Deponie-Restvolumen. Es handelt sich hier also um einen Behandlungssplit für das entstehende SW und nicht um einen Anlagensplit auf Deponieebene.
Bei 750mm Niederschlag/Jahr, 20m Deponiehöhe, Einbaudichte 1t/m3: entstehen in Phase A 15 l Sickerwasser /t Abfall und Jahr und in Phase 3 l/t Abfall und Jahr.
Betrachtungszeitraum : 50 Jahre
Literaturquellen:
Weber, B.(1990a): Sickerwasserreinigung in Verbindung mit der Gasverwertung. In: Forschungs- und Entwicklungsinstitut für Industrie- und Siedlungswasserwirtschaft sowie Abfallwirtschaft e.V. et al. (Hrsg., 1990): Zeitgemäße Deponietechnik IV. Stuttgarter Berichte zur Abfallwirtschaft Bd. 38
WEBER, B.(1990b): Minimierung von Emissionen der Deponie. Veröffentlichungen des Instituts für Siedlungswasserwirtschaft und Abfalltechnik der Universität Hannover. H. 74. Hannover
Rettenberger, G.; Schneider,R. (1997): Überblick über die Anforderungen und den Stand der Sickerwasserreinigungstechnik. In: Rettenberger,G.; et al.: Neue Aspekte der Deponiegasnutzung. Trierer Ber. Z. Abfallwirtschaft Bd. 11. Bonn, 1997
Gibis,G. (1997): Reststoffe aus der Deponiegasreinigung Entsorgung/Verwertung. In: Rettenberger, 1997
Umweltbundesamt (Hrsg.): Projektträger Abfallwirtschaft und Altlastensanierung BMBF, Ehrig, H.J. (1997): Verbundvorhaben Deponiekörper.- Für die prozentualen Mengenabschätzungen und Behandlungssplits wurden die Mitteilungen von UBA ausgewertet.
UBA (unveröffentl. Mittteilungen, Fr. Nowack, Fachgebiet III 4.4): Auflistung der Hausmülldeponien nach Bundesländern- Standorte / Restlaufzeiten / Restvolumina; Angaben zur Abdichtung, Angaben zur Gasfassung, Angaben zur Sickerwasserfassung

1.2 Referenzen

  1. UBA (Umweltbundesamt) 1999: Ökobilanz Getränkeverpackung; Datenanhang, Berlin
  2. Originaldokumentation von 'Deponie-Hausmüll'

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 UBA
Projekte -
Bearbeitet durch IINAS - International Institute for Sustainability Analysis
Datensatzprüfung ja
Ortsbezug Deutschland
Zeitbezug 2005

1.5 Technische Kennwerte

Funktionelle Einheit 1 kg
Auslastung 8760 h/a
Flächeninanspruchnahme 21900 m²
gesicherte Leistung 100 %
Jahr 2005
Lebensdauer 50 a
Leistung 1 t/h
Nutzungsgrad 100 %
Produkt behandelter Reststoff
Verwendete Allokation Allokation durch Gutschriften

Funktionelle Einheit ist »1 kg «.

Inputs - Aufwendungen für den Prozess

Input Aus Vorprozess Menge Einheit
Braunkohle generisch Xtra-dummyBraunkohle (ohne Vorkette) 182*10-9 TJ
Elektrizität Xtra-dummyWasserkraft (ohne Vorkette) 5,09*10-9 TJ
Erdgas-generisch Xtra-generischErdgas 20,9*10-9 TJ
Kalksandstein Xtra-generischKalkstein 0,000123 kg
Öl-roh Xtra-dummyErdöl (ohne Vorkette) 43,6*10-9 TJ
Steinkohle-generisch Xtra-dummySteinkohle (ohne Vorkette) 77,5*10-9 TJ
Uran Xtra-generischUran 90,6*10-9 TJ
Wasser (Stoff) Xtra-generischWasser 0,582 kg

Outputs

Output Menge Einheit
Gutschrift Strom-Bonus-für-KWK-DE-2000 bei Strom-Bonus-el-mix-DE-2000 574*10-9 TJ/kg
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Funktionelle Einheit ist »1 kg «.

Ressourcen

Ressource inkl. Vorkette Einheit
Atomkraft -432*10-9 TJ
Biomasse-Anbau 294*10-12 kg
Biomasse-Reststoffe 37,9*10-12 kg
Biomasse-Reststoffe -7,3*10-9 TJ
Braunkohle -247*10-9 TJ
Eisen-Schrott -87,5*10-6 kg
Erdgas -129*10-9 TJ
Erdgas -25,5*10-6 kg
Erdöl -1,27*10-6 kg
Erdöl 16,7*10-9 TJ
Erze -0,000231 kg
Geothermie -1,45*10-12 TJ
Luft -13,4*10-6 kg
Mineralien -0,00222 kg
Müll -32*10-9 TJ
NE-Schrott -427*10-9 kg
Sekundärrohstoffe -1,13*10-6 kg
Sekundärrohstoffe -586*10-12 TJ
Sonne 1,95*10-12 TJ
Steinkohle -323*10-9 TJ
Wasser 0,0433 kg
Wasserkraft -25,3*10-9 TJ
Wind -9,29*10-9 TJ

Ressourcen (Aggregierte Werte, KEA, KEV, KRA)

Ressource inkl. Vorkette Einheit
KEA-andere -32,6*10-9 TJ
KEA-erneuerbar -41,9*10-9 TJ
KEA-nichterneuerbar -1,12*10-6 TJ
KEV-andere -32,6*10-9 TJ
KEV-erneuerbar -41,9*10-9 TJ
KEV-nichterneuerbar -1,11*10-6 TJ

Luftemissionen

Luftemission direkt inkl. Vorkette Einheit
As (Luft) 98,2*10-12 -1,45*10-9 kg
Cd (Luft) 71,4*10-12 -198*10-12 kg
CH4 0,0906 0,0904 kg
CO 0,000514 0,000481 kg
CO2 0,0208 -0,079 kg
Cr (Luft) 162*10-12 -927*10-12 kg
Cu (Luft) 15,5*10-18 15,5*10-18 kg
H2S 27,3*10-6 27,3*10-6 kg
HCl 15,4*10-6 12,9*10-6 kg
HF 2,8*10-6 2,62*10-6 kg
HFC-125 0 0 kg
HFC-134 0 0 kg
HFC-134a 0 0 kg
HFC-143 0 0 kg
HFC-143a 0 0 kg
HFC-152a 0 0 kg
HFC-227 0 0 kg
HFC-23 0 0 kg
HFC-236 0 0 kg
HFC-245 0 0 kg
HFC-32 0 0 kg
HFC-43-10mee 0 0 kg
Hg (Luft) 96,8*10-18 -1,39*10-9 kg
N2O 231*10-9 -3,19*10-6 kg
NH3 3,21*10-6 3,11*10-6 kg
Ni (Luft) 3,32*10-9 -2,64*10-9 kg
NMVOC 44,7*10-6 39,7*10-6 kg
NOx 0,00031 0,000212 kg
PAH (Luft) 10,4*10-9 10,4*10-9 kg
Pb (Luft) 165*10-18 -4,86*10-9 kg
PCDD/F (Luft) 6,91*10-15 4,59*10-15 kg
Perfluoraethan 0 -180*10-12 kg
Perfluorbutan 0 0 kg
Perfluorcyclobutan 0 0 kg
Perfluorhexan 0 0 kg
Perfluormethan 0 -1,43*10-9 kg
Perfluorpentan 0 0 kg
Perfluorpropan 0 0 kg
SF6 0 0 kg
SO2 0,000127 62,8*10-6 kg
Staub 0,153 0,153 kg
Zn (Luft) 143*10-18 143*10-18 kg

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

Luftemission direkt inkl. Vorkette Einheit
CO2-Äquivalent 2,29 2,18 kg
SO2-Äquivalent 0,000418 0,000283 kg
TOPP-Äquivalent 0,00175 0,00162 kg

Gewässereinleitungen

Gewässereinleitung direkt inkl. Vorkette Einheit
anorg. Salze 1,15*10-12 -82,7*10-9 kg
AOX 7,12*10-9 7,12*10-9 kg
As (Abwasser) 598*10-12 598*10-12 kg
Aschen-Schlacken zur Verwertung 0,000346 0,000346 kg
BSB5 5,11*10-6 4,94*10-6 kg
Cd (Abwasser) 2,04*10-9 2,04*10-9 kg
Cr (Abwasser) 1,16*10-9 1,16*10-9 kg
CSB 14*10-6 7,91*10-6 kg
Hg (Abwasser) 38,3*10-12 38,4*10-12 kg
Müll-atomar (hochaktiv) k.A. -192*10-9 kg
N 3,95*10-6 3,95*10-6 kg
P 13,4*10-9 13,3*10-9 kg
PAH (Abwasser) 2,61*10-9 2,61*10-9 kg
Pb (Abwasser) 618*10-12 619*10-12 kg

Abfälle

Abfall direkt inkl. Vorkette Einheit
Klärschlamm 92,1*10-9 -288*10-9 kg
Produktionsabfall 0,000143 17,8*10-6 kg
REA-Reststoff 294*10-12 -0,00165 kg
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