Prozessdetails: Altpapierstoff

1.1 Beschreibung

Die hier modellierte Herstellung von Altpapierstoff umfasst die Sammlung von Altpapier, den Einsatz von Chemikalien, Wasser und Energie zur Herstellung von deinktem Altpapierstoff. Die Sammlung wurde mit dem EI 2.0-Prozess „waste paper, sorted, for further treatment, RER“ abgebildet, welche den europäischen Durchschnitt widerspiegelt. Dieses Modul enthält neben den Transporten (6 km Spezialtransport, 250 km LKW-Transport) auch die Aufwendungen für die Sortierung, welche als europäischer Durchschnitt anzusehen sind. Die verschiedenen zur Deinkung verwendeten Chemikalien wurden inklusive der zu ihrer Herstellung benötigten Vorprozesse mit den entsprechenden Prozessen der Ecoinvent-Datenbank modelliert. Die zur Herstellung von Altpapier benötigten Mengen an Chemikalien und gesammelten Altpapiers wurden aus (IFEU 2008) übernommen. Der dort angegebene Energieträgermix des für die Herstellung von deinktem Altpapierstoff erzeugten Stroms wurde ebenfalls nachmodelliert.

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. FAOStat 2008: Datenbankabfrage von http://faostat.fao.org/site/567/default.aspx#ancor, abgerufen am 28.08.2008
  12. StaJaLW 2007: Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz, Statistisches Jahrbuch über Ernährung Landwirtschaft und Forsten 2007, Münster 2007

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; aus EI und IFEU-Daten
Zeitbezug 2004

1.5 Technische Kennwerte

Funktionelle Einheit 1 t Altpapierstoff
Eingesetzte Menge Altpapierstoff 13633000 t

Funktionelle Einheit ist »1 t Altpapierstoff«.

Outputs

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

Ressourcen

Ressource inkl. Vorkette Einheit
Flächeninanspruchnahme - Acker- und Forstflächen 64,3 (m²*a)/t
Flächeninanspruchnahme - Versiegelte Flächen 0,828 (m²*a)/t
Flächenverbrauch 0,00708 m²/t
Wasserbedarf 8962 L/t

Ressourcen (Aggregierte Werte, KEA, KEV, KRA)

Ressource inkl. Vorkette Einheit
KEA, absolut (Kumulierter Energieaufwand) 37468 MJ/t
KEA, erneuerbar 29923 MJ/t
KEA, fossil 6211 MJ/t
KEA, nuklear 1334 MJ/t
KEA, sonstige 0,111 MJ/t
KEV, absolut (Kumulierter Energieverbrauch) 22258 MJ/t
KEV, erneuerbar 14713 MJ/t
KEV, fossil 6211 MJ/t
KEV, nuklear 1334 MJ/t
KEV, sonstige 0,111 MJ/t
KRA, absolut (Kumulierter Rohstoffaufwand) 0,437 t/t
KRA, Biotisch. Rohstoffaufwand 0,0985 t/t
KRA, Energierohstoffe 0,276 t/t
KRA, Metallrohstoffe 0,0101 t/t
KRA, sonstige mineral. Rohstoffe 0,0242 t/t
KRA, Steine und Erden 0,0276 t/t

Luftemissionen

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
1,1,1-Trichlorethan (TCE) 360*10-12 kg/t
1,2-Dichlorethan (DCE) 10,3*10-6 kg/t
Arsen (gesamt, als As) 15,1*10-6 kg/t
Benzo(a)pyren (aus POP) 1,43*10-6 kg/t
Benzol 0,00541 kg/t
Blei (gesamt, als Pb) 0,000147 kg/t
Cadmium (gesamt, als Cd) 6,71*10-6 kg/t
CFC (fluor. + chlor. KW gesamt) 12,2*10-6 kg/t
CH4, biogen 0,0022 kg/t
CH4, fossil 0,872 kg/t
CHC (chlorierte KW als gesamt) 41,8*10-6 kg/t
Chrom (gesamt, als Cr) 31,3*10-6 kg/t
CO 0,668 kg/t
CO2, fossil 511 kg/t
CO2, regenerativ 170 kg/t
Dichlormethan (DCM) 5,71*10-9 kg/t
Dioxine and Furane (als Teq) 372*10-12 kg/t
Ethen 0,00473 kg/t
Feinstaub PM 10 0,278 kg/t
Formaldehyd 0,00485 kg/t
Gesamtstaub 0,406 kg/t
H2S 0,00157 kg/t
HCl 0,0128 kg/t
Hexachlorbenzol (HCB) 35,4*10-9 kg/t
HF 0,00157 kg/t
HFCs (fluorierte KW)1) 29,5*10-9 kg/t
Kupfer (gesamt, als Cu) 0,000125 kg/t
N2O 0,0333 kg/t
NH3 0,0335 kg/t
Nickel (gesamt, als Ni) 0,000142 kg/t
NMVOC 1,64 kg/t
NOx (as NO2) 1,39 kg/t
PCB (aus POP) 11,2*10-9 kg/t
Pentachlorphenol (PCP) 357*10-9 kg/t
PFCs (perfluorierte KW)2) 710*10-9 kg/t
Polyzyklische aromatische KW 34,9*10-6 kg/t
Quecksilber (gesamt, als Hg) 23*10-6 kg/t
SF6 5,79*10-6 kg/t
SOx (as SO2) 0,946 kg/t
Tetrachlorethen (PER) 787*10-12 kg/t
Tetrachlormethan (TCM) 319*10-9 kg/t
Trichlormethan 14,9*10-9 kg/t
Zink (gesamt, als Zn) 0,00177 kg/t

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

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
Aquatische Eutrophierung 0,151 kg PO4-Äq./t
Sommersmog 0,103 kg Ethen-Äq./t
Stratosphärischer Ozonabbau 0,037 g FCKW-Äq./t
Terrestrische Eutrophierung 0,207 kg PO4-Äq./t
Treibhauseffekt 546 kg CO2-Äq./t
Versauerung 2,35 kg SO2-Äq./t

Gewässereinleitungen

Gewässereinleitung inkl. Vorkette Einheit
Arsen (gesamt, als As) 0,000141 kg/t
Benzol, Toluol, Ethylbenzol, Xylole (als BTEX) 0,000747 kg/t
Blei (gesamt, als Pb) 0,0015 kg/t
BSB-5 0,727 kg/t
Cadmium (gesamt, als Cd) 30,5*10-6 kg/t
Chloride (als gesamt Cl) 3,38 kg/t
Chrom (gesamt, als Cr) 0,000997 kg/t
CSB 3,08 kg/t
Cyanide (als gesamt CN) 26,5*10-6 kg/t
Fluoride (als gesamt F) 0,0018 kg/t
halgogenhaltige org. Verb. AOX 0,0162 kg/t
Kupfer (gesamt, als Cu) 0,0202 kg/t
NH4 0,00182 kg/t
Nickel (gesamt, als Ni) 0,00207 kg/t
Nitrate 0,43 kg/t
Org. Zinnverbindungen (als Sn) 1,23*10-6 kg/t
Organischer Kohlenstoff (TOC) 0,314 kg/t
Phenole (als gesamt C) 0,000164 kg/t
Polyzyklische aromatische KW 12,7*10-6 kg/t
Quecksilber (gesamt, als Hg) 4,87*10-6 kg/t
Schwebstoff 0,0129 kg/t
Sulfate (als SO4) 1,73 kg/t
Summe Phosphor (als P) 0,00706 kg/t
Summe Stickstoff (als N) 0,141 kg/t
Zink (gesamt, als Zn) 0,00382 kg/t
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