Prozessdetails: Gas-KW-GuD-BE-2020

1.1 Beschreibung

grosses künftiges gasbefeuertes Gas-und-Dampfturbinen- (GuD) Kraftwerk (KW) mit Low-NOx-Brennkammer, Daten zu Effizienz und Kosten aus #2, alle anderen Daten aus #1. CO-Emissionen korrigiert auf 50 mg/m3. Es wird angenommen, daß 1/3 der Leistung aus der Dampfturbine stammt, für die eine Naß/Rückkühlung über Kühlturm angesetzt wurde (Wasserbedarf nach eigener Schätzung).

1.2 Referenzen

  1. Öko-Institut (Institut für angewandte Ökologie e.V.) 1994: 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
  2. Öko-Institut (Institut für angewandte Ökologie e.V.)/FhI-UMSICHT (Fraunhofer-Institut für Umwelt- und Sicherheitstechnik) 2003: Zukunftstechnologien; Arbeitspapier und Excel-Datenblätter erstellt im Rahmen des Projekts "Stoffstromanalyse zur nachhaltigen energetischen Nutzung von Biomasse", Darmstadt/Oberhausen
  3. Originaldokumentation von 'Gas-KW-GuD-BE-2020'

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 Belgien
Zeitbezug 2020

1.5 Technische Kennwerte

Funktionelle Einheit 1 TJ Elektrizität
Auslastung 6000 h/a
Brenn-/Einsatzstoff Brennstoffe-fossil-Gase
Flächeninanspruchnahme 22500 m²
gesicherte Leistung 100 %
Jahr 2020
Lebensdauer 15 a
Leistung 450 MW
Nutzungsgrad 58 %
Produkt Elektrizität

Funktionelle Einheit ist »1 TJ Elektrizität«.

Inputs - Aufwendungen für den Prozess

Input Aus Vorprozess Menge Einheit
Erdgas-EU-KW/IN-2020 PipelineGas-BE-2020 1,72 TJ
Wasser (Stoff) Xtra-generischWasser 190500 kg

Inputs - Aufwendungen für Produktionsmittel

Produkt Aus Vorprozess Menge Einheit
Stahl MetallStahl-mix-DE-2000 11250000 kg
Zement Steine-ErdenZement-DE-2000 33750000 kg

Outputs

Output Menge Einheit
Elektrizität 1 TJ
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Funktionelle Einheit ist »1 TJ Elektrizität«.

Ressourcen

Ressource inkl. Vorkette Einheit
Abwärme -85,5*10-12 TJ
Atomkraft 0,00114 TJ
Biomasse-Anbau -14,6*10-6 TJ
Biomasse-Anbau -0,00116 kg
Biomasse-Reststoffe -0,00833 kg
Biomasse-Reststoffe 95*10-6 TJ
Braunkohle 0,000743 TJ
Eisen-Schrott 153 kg
Erdgas 1,89 TJ
Erdgas 0,208 kg
Erdöl 0,0386 kg
Erdöl 0,00314 TJ
Erze 422 kg
Fe-Schrott 579*10-9 kg
Geothermie 20,1*10-6 TJ
Luft 25,6 kg
Mineralien 1198 kg
Müll 0,000426 TJ
NE-Schrott 25*10-6 kg
Sekundärrohstoffe 0,00358 kg
Sekundärrohstoffe 0,00116 TJ
Sonne -8,6*10-6 TJ
Steinkohle 0,00832 TJ
Wasser 196579 kg
Wasserkraft 0,00081 TJ
Wind 0,0002 TJ

Ressourcen (Aggregierte Werte, KEA, KEV, KRA)

Ressource inkl. Vorkette Einheit
KEA-andere 0,00159 TJ
KEA-erneuerbar 0,0011 TJ
KEA-nichterneuerbar 1,91 TJ
KEV-andere 0,00159 TJ
KEV-erneuerbar 0,0011 TJ
KEV-nichterneuerbar 1,91 TJ

Luftemissionen

Luftemission direkt inkl. Vorkette Einheit
As (Luft) k.A. 30,3*10-6 kg
Cd (Luft) k.A. 18,3*10-6 kg
CH4 3,62 170 kg
CO 54,3 80,4 kg
CO2 95089 103840 kg
Cr (Luft) k.A. 0,000146 kg
H2S 0 0,000913 kg
HCl 0 0,0138 kg
HF 0 0,000932 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) k.A. 42,2*10-6 kg
N2O 3,26 3,61 kg
NH3 0 -0,00186 kg
Ni (Luft) k.A. 0,000131 kg
NMVOC 7,24 11 kg
NOx 72,4 115 kg
PAH (Luft) k.A. 1,24*10-9 kg
Pb (Luft) k.A. 0,00093 kg
PCDD/F (Luft) k.A. 1,46*10-9 kg
Perfluoraethan 0 489*10-9 kg
Perfluorbutan 0 0 kg
Perfluorcyclobutan 0 0 kg
Perfluorhexan 0 0 kg
Perfluormethan 0 3,9*10-6 kg
Perfluorpentan 0 0 kg
Perfluorpropan 0 0 kg
SF6 0 0 kg
SO2 0,738 3,36 kg
Staub 0,724 2,55 kg

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

Luftemission direkt inkl. Vorkette Einheit
CO2-Äquivalent 96150 109173 kg
SO2-Äquivalent 51,1 83,7 kg
TOPP-Äquivalent 102 163 kg

Gewässereinleitungen

Gewässereinleitung inkl. Vorkette Einheit
anorg. Salze -0,0396 kg
AOX 3,45*10-6 kg
As (Abwasser) -2,9*10-12 kg
BSB5 0,333 kg
Cd (Abwasser) -7,08*10-12 kg
Cr (Abwasser) -7*10-12 kg
CSB 11,9 kg
Hg (Abwasser) -3,54*10-12 kg
Müll-atomar (hochaktiv) 0,00051 kg
N 0,000134 kg
P 2,21*10-6 kg
Pb (Abwasser) -46,2*10-12 kg

Abfälle

Abfall direkt inkl. Vorkette Einheit
Abraum 0 2523 kg
Asche 0 22,5 kg
Produktionsabfall 0 151 kg
REA-Reststoff 0 4,66 kg
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