Prozessdetails: AnbauBaumwolle-konventionell-US-2000

1.1 Beschreibung

Baumwollanbau vom Typ "USA" repräsentiert konventionelle und industrielle Farmsysteme, wie sie in den USA, Australien oder den ehemaligen GUS zu finden sind.
Diese Länder produzieren weltweit etwa 35% der Rohbaumwolle.

Baumwollanbau in den USA:

1. Maschineneeinsatz [Borken, J. et. al., 1999]:
Landbearbeitung mit schwerem Schlepper = 8,5 h/ha
3 Erntedurchgänge mit schwerer Erntemaschine = 4,5 h/ha

schwerer Schlepper Erntemaschine
Arbeitsstunden pro ha 8.5 4.5
MJ pro Arbeitsstunde 564 884
MJ/ha in einer Saison
(ohne Vorketten) 4794 3978
Summe = 8772 MJ/ha
8772 MJ/ha : 735 kg/ha = 11,93 MJ/kg
bei 30% Wirkungsgrad Dieselmotor-USA --> 3,58 MJ/ha

2. Düngemittel
114 kg N/ha
70 kg PK/ha
58 kg K/ha [Schmidt, K. 1999]

3. Pflanzenschutz [Schmidt, K. 1999]
Ausbringung mit Flugzeug: 0,5 km Flugweg pro ha
Insektizide: 1,84 kg Wirkstoff pro ha
Herbizide: 3,50 kg Wirkstoff pro ha

kleines Transportflugzeug (USA) für das Sprühen von Pestiziden benötigt 339 MJ/km
bei 20 m Sprühbreite braucht das Flugzeug 500 m Weg pro ha.
für 735 kg BW-Ertrag pro ha --> 500m/ha : 735 kg/ha = 0,7 m Weg pro kg



4. Ertrag: 735 kg/ha (1997/1998) [Myers, D., 2000]
5. Bewässerung 9000m³ pro ha
keine Daten über den Energiebedarf der Bewässerung

1.2 Referenzen

  1. Schmidt, K. (1999) Zur ökologischen Produktbewertung in der Textil- und Bekleidungsindustrie - theoretische Grundlagen und praktische Umsetzung. Dissertation am Fachbereich Umweltwissenschaften der Universität Witten/Herdecke. Witten/Herdecke.
  2. Myers, D. and S. Stolton (1999) Organic Cotton. From filed to final product. London, Intermediate Technology Publications
  3. Borken, J., A. Patyk, et al. (1999): Basisdaten für ökologische Bilanzierung. Braunschweig/Wiesbaden, Vieweg Verlag.Dierke Atlas
  4. Wiegmann, K. (2000) Ökobilanz für ein "Long-Life T-Shirt" der Hess Naturtextilien GmbH. Bewertung und Optimierung der Stoffströme der Produktlinie Baumwolle von der Rohstoffproduktion bis zum Versand Diplomarbeit am Institut für Geografie und Geoökologie, Technischen Universität Braunschweig (unveröffentlicht)
  5. Originaldokumentation von 'AnbauBaumwolle-konventionell-US-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 IINAS - International Institute for Sustainability Analysis
Datensatzprüfung ja
Ortsbezug Vereinigte Staaten von Amerika
Zeitbezug 2000

1.5 Technische Kennwerte

Funktionelle Einheit 1 kg Baumwolle
Auslastung 1 h/a
Brenn-/Einsatzstoff Ressourcen
Flächeninanspruchnahme 4082 m²
Jahr 2000
Lebensdauer 1 a
Leistung 1 t/h
Nutzungsgrad 40 %
Produkt Textilien

Funktionelle Einheit ist »1 kg Baumwolle«.

Inputs - Aufwendungen für den Prozess

Input Aus Vorprozess Menge Einheit
Biozide Chem-OrgBiozide-DE-2000 0,007 kg
Dünger-K Chem-anorgDünger-K-2000 0,08 kg
Dünger-N Chem-anorgDünger-N-DE-2000 0,163 kg
Dünger-P Chem-anorgDünger-P-2000 0,1 kg
mechanische Energie Dieselmotor-US-2000 3,58*10-6 TJ
Wasser (Stoff) Xtra-generischWasser 12857 kg

Transportaufwendungen

Transport Menge Einheit
Transport von Biozide mit Flugzeug-US-klein (Landwirtschaft) 700*10-9 tkm

Outputs

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

Ressourcen

Ressource direkt inkl. Vorkette Einheit
Atomkraft 0 472*10-9 TJ
Biomasse-Anbau 0 -131*10-12 TJ
Biomasse-Anbau 1 1 kg
Biomasse-Reststoffe 0 5,57*10-9 TJ
Biomasse-Reststoffe 0 -76,2*10-9 kg
Braunkohle 0 336*10-9 TJ
Eisen-Schrott 0 0,00157 kg
Erdgas 0 8,31*10-6 TJ
Erdgas 0 0,00719 kg
Erdöl 0 14,5*10-6 TJ
Erdöl 0 1,72*10-6 kg
Erze 0 0,00388 kg
Geothermie 0 261*10-12 TJ
Luft 0 0,000244 kg
Mineralien 0 1,37 kg
Müll 0 36,8*10-9 TJ
NE-Schrott 0 780*10-9 kg
Sekundärrohstoffe 0 4,14*10-6 kg
Sekundärrohstoffe 0 10,5*10-9 TJ
Sonne 0 -31,8*10-12 TJ
Steinkohle 0 2,28*10-6 TJ
Wasser 0 12863 kg
Wasserkraft 0 46,7*10-9 TJ
Wind 0 7,17*10-9 TJ

Ressourcen (Aggregierte Werte, KEA, KEV, KRA)

Ressource inkl. Vorkette Einheit
KEA-andere 47,3*10-9 TJ
KEA-erneuerbar 59,5*10-9 TJ
KEA-nichterneuerbar 26,3*10-6 TJ
KEV-andere 47,3*10-9 TJ
KEV-erneuerbar 59,5*10-9 TJ
KEV-nichterneuerbar 25,9*10-6 TJ

Luftemissionen

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
As (Luft) 7,01*10-9 kg
Cd (Luft) 3,15*10-9 kg
CH4 0,00435 kg
CO 0,0303 kg
CO2 1,77 kg
Cr (Luft) 5,52*10-9 kg
H2S 5,51*10-9 kg
HCl 34,2*10-6 kg
HF 880*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) 6*10-9 kg
N2O 0,00252 kg
NH3 0,00109 kg
Ni (Luft) 58,9*10-9 kg
NMVOC 0,000383 kg
NOx 0,0149 kg
PAH (Luft) 204*10-12 kg
Pb (Luft) 29,2*10-9 kg
PCDD/F (Luft) 248*10-15 kg
Perfluoraethan 559*10-12 kg
Perfluorbutan 0 kg
Perfluorcyclobutan 0 kg
Perfluorhexan 0 kg
Perfluormethan 4,45*10-9 kg
Perfluorpentan 0 kg
Perfluorpropan 0 kg
SF6 0 kg
SO2 0,0045 kg
Staub 0,00161 kg

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

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
CO2-Äquivalent 2,63 kg
SO2-Äquivalent 0,0169 kg
TOPP-Äquivalent 0,0219 kg

Gewässereinleitungen

Gewässereinleitung inkl. Vorkette Einheit
anorg. Salze 0,837 kg
AOX 501*10-12 kg
As (Abwasser) 214*10-18 kg
BSB5 3,11*10-6 kg
Cd (Abwasser) 523*10-18 kg
Cr (Abwasser) 517*10-18 kg
CSB 0,000109 kg
Hg (Abwasser) 262*10-18 kg
Müll-atomar (hochaktiv) 178*10-9 kg
N 377*10-9 kg
P 6,42*10-9 kg
Pb (Abwasser) 3,41*10-15 kg

Abfälle

Abfall direkt inkl. Vorkette Einheit
Abraum 0 1,24 kg
Produktionsabfall 0 3,95 kg
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