Prozessdetails: AufbereitungTonerde-DE-2010

1.1 Beschreibung

Tonerdeherstellung in Deutschland: Die Aufarbeitung des aluminiumhaltigen Bauxiterzes (vgl. Bauxitdispatcher für Tonerdeherstellung BRD) erfolgt nach dem Bayer-Verfahren durch Zermahlen und Aufschluß in 50 % Natronlauge. Die Mischung wird in Druckbehältern bei Temperaturen bis zu 270 oC mehrere Stunden verrührt. Die unlöslichen Bestandteile des Bauxits fallen als sogenannter Rotschlamm an. Die entstehende Natriumaluminatlauge wird verdünnt und abgekühlt. Das sich in Rührbehältern abscheidende Aluminiumhydroxid (Al(OH)3 wird auf Vakuumfiltern abgetrennt und mit Wasser gewaschen. Anschließend erfolgt die Kalzination (= Wasserentzug) in Drehrohr- oder Wirbelschichtöfen bei 1.000 bis 1.300 oC zu reiner Tonerde (Al2O3) - siehe #3.
Allokation: keine
Genese der Daten: Die Daten für den Einsatz von Brennstoffen für thermische Energie wurden aus #1 entnommen. Die dort aufgeführten Daten (Bezug 1995) beziehen sich auf die Tonerdeproduktion eines deutschen Herstellers. Diese Daten werden für die Tonerdeproduktion für GEMIS als „BRD" Daten übernommen. Die Werte zu BSB5 (0,4 kg) und CSB (10 kg) sind aus #2 entnommen.

1.2 Referenzen

  1. Interne Mitteilung eines bundesdeutschen Tonerdeherstellers; 1996.
  2. Bundesamt für Umwelt, Waldwirtschaft, Agrarwesen und Landwirtschaft (BUWAL) 1991: Ökobilanz von Packstoffen, Stand 1990, K. Habersatter, Schriftenreihe Umwelt Nr. 132, Bern
  3. Wuppertal Institut für Klima, Umwelt und Energie (WI) 1995b: Materialintensitätsanalysen von Grund-, Werk- und Baustoffen (2), Der Werkstoff Aluminium, C. Liedtke. H. Rohn, C. Manstein, Wuppertal Papers Nr. 37, Wuppertal
  4. Originaldokumentation von 'AufbereitungTonerde-DE-2010'

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 Öko-Institut
Datensatzprüfung nein
Ortsbezug Deutschland
Zeitbezug 2010

1.5 Technische Kennwerte

Funktionelle Einheit 1 kg Bauxit
Auslastung 5000 h/a
Brenn-/Einsatzstoff Rohstoffe
gesicherte Leistung 100 %
Jahr 2010
Lebensdauer 20 a
Leistung 1 t/h
Nutzungsgrad 50 %
Produkt Rohstoffe

Funktionelle Einheit ist »1 kg Bauxit«.

Inputs - Aufwendungen für den Prozess

Input Aus Vorprozess Menge Einheit
Bauxit MetallBauxit-Importmix-DE-2010 2 kg
Branntkalk (CaO) Steine-ErdenCaO-mix-DE-2010 0,04 kg
Elektrizität Netz-el-DE-Verbund-HS-2010 929*10-9 TJ
NaOH Chem-anorgNaOH-mix-DE-2000 0,122 kg
Prozesswärme Gas-Kessel-DE-2010 8*10-6 TJ
Wasser (Stoff) Xtra-generischWasser 1 kg

Outputs

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

Ressourcen

Ressource inkl. Vorkette Einheit
Atomkraft 1,05*10-6 TJ
Biomasse-Anbau 2,98*10-6 kg
Biomasse-Anbau 77,7*10-9 TJ
Biomasse-Reststoffe 82,1*10-9 TJ
Biomasse-Reststoffe 43,3*10-6 kg
Braunkohle 905*10-9 TJ
Eisen-Schrott 0,00341 kg
Erdgas 10,4*10-6 TJ
Erdgas 67,4*10-6 kg
Erdöl 15,5*10-6 kg
Erdöl 4,87*10-6 TJ
Erze 2,01 kg
Geothermie 280*10-12 TJ
Luft 0,000515 kg
Mineralien 0,132 kg
Müll 224*10-9 TJ
NE-Schrott 3,57*10-6 kg
Sekundärrohstoffe 5,52*10-6 kg
Sekundärrohstoffe -67,3*10-9 TJ
Sonne 18,7*10-9 TJ
Steinkohle 879*10-9 TJ
Wasser 7,26 kg
Wasserkraft 56,7*10-9 TJ
Wind 59,1*10-9 TJ

Ressourcen (Aggregierte Werte, KEA, KEV, KRA)

Ressource inkl. Vorkette Einheit
KEA-andere 157*10-9 TJ
KEA-erneuerbar 295*10-9 TJ
KEA-nichterneuerbar 18,1*10-6 TJ
KEV-andere 157*10-9 TJ
KEV-erneuerbar 295*10-9 TJ
KEV-nichterneuerbar 18,1*10-6 TJ

Luftemissionen

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
As (Luft) 3,25*10-9 kg
Cd (Luft) 1,46*10-9 kg
CH4 0,0015 kg
CO 0,00281 kg
CO2 1,16 kg
Cr (Luft) 5,63*10-9 kg
H2S 14,8*10-9 kg
HCl 5,71*10-6 kg
HF 453*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) 4,09*10-9 kg
N2O 27,9*10-6 kg
NH3 17,5*10-6 kg
Ni (Luft) 15*10-9 kg
NMVOC 0,000294 kg
NOx 0,00658 kg
PAH (Luft) 1,22*10-12 kg
Pb (Luft) 26,4*10-9 kg
PCDD/F (Luft) 33*10-15 kg
Perfluoraethan 758*10-12 kg
Perfluorbutan 0 kg
Perfluorcyclobutan 0 kg
Perfluorhexan 0 kg
Perfluormethan 6,01*10-9 kg
Perfluorpentan 0 kg
Perfluorpropan 0 kg
SF6 0 kg
SO2 0,00446 kg
Staub 0,0106 kg

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

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
CO2-Äquivalent 1,21 kg
SO2-Äquivalent 0,00908 kg
TOPP-Äquivalent 0,00865 kg

Gewässereinleitungen

Gewässereinleitung inkl. Vorkette Einheit
anorg. Salze 0,00154 kg
AOX 77,6*10-12 kg
As (Abwasser) 25,6*10-15 kg
BSB5 0,000407 kg
Cd (Abwasser) 62,5*10-15 kg
Cr (Abwasser) 61,8*10-15 kg
CSB 0,0102 kg
Hg (Abwasser) 31,2*10-15 kg
Müll-atomar (hochaktiv) 383*10-9 kg
N 10,6*10-9 kg
P 818*10-12 kg
Pb (Abwasser) 407*10-15 kg

Abfälle

Abfall direkt inkl. Vorkette Einheit
Abraum 0 3,06 kg
Klärschlamm 0 67,6*10-6 kg
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