Prozessdetails: Xtra-AbbauSand-DE-2005

1.1 Beschreibung

Abbau von Sand und Kies im Tagebau. Der Kies wird zum größten Teil gebrochen. Der Sand wird meist noch vor Ort klassiert (Siebung). Die Daten, die in der vorliegenden Studie verwendet wurden, werden nach #1 zitiert. Sie spiegeln den Stand zu Beginn der neunziger Jahre wider. Der Bezugsraum sind die Niederlande.
Da der Prozess der Extraktion für Sand und Kies in den anschließenden Prozessketten als untergeordnet einzuschätzen ist, ist die Datenqualität als ausreichend anzusehen.
Allokation: keine
Genese der Daten: Massenbilanz: In GEMIS wird nicht wie in #1 von einem 100 %igen Wirkungsgrad ausgegangen. Als Schätzung wird angenommen, dass pro Tonne geförderter Sand und Kies 1100 kg Erdmasse bewegt werden müssen. Diese Annahme deckt sich gut mit den Annahmen in #2.
Energiebedarf: Der Energiebedarf bei der Förderung von Sand und Kies wird über Strom und Diesel in Baumaschinen und zu internen Transporten gedeckt. Die Mengen sind in der folgenden Tabelle dargestellt:
Tab.: Energiebedarf bei der Extraktion von Sand und Kies (nach #1).
Energieträger Sand Kies
Diesel in GJ/t 0,018 0,018
elektr. Strom in GJ/t 0,009 0,033

#2 geht von geringeren Mengen aus. Er geht von einem Brennstoffbedarf von 6 MJ/t und einem Strombedarf von ca. 7 MJ/t aus. Da jedoch keine Quellen für diese Angaben genannt werden, werden in GEMIS die Angaben von #1 berücksichtigt.

Prozessbedingte Luftemissionen: Abgesehen von den Emissionen über die Bereitstellung der Energie werden keine weiteren prozeßbedingten Emissionen bilanziert.
Wasserinanspruchnahme: Im Rahmen von GEMIS wird nicht von einer Wasserinanspruchnahme bei der Förderung von Kies und Sand ausgegangen. Die Grundwasserabsenkung bzw. Wasserumleitung der Gruben kann aufgrund fehlender Daten nicht berücksichtigt werden.
#2 geht bei seiner Abschätzung von einer Wasserinanspruchnahme von 1,25 m³ aus. Da aber auch diese Angabe unkommentiert ist, wird sie in GEMIS nicht verwendet.
Abwasserinhaltsstoffe In dem Prozess fällt kein verunreinigtes Abwasser an.
Reststoffe: Wie aus der Massenbilanz hervorgeht, werden pro Tonne Sand und Kies 1100 kg Erdmasse bewegt. Somit verbleiben ca. 100 kg Reststoffe, die als Abraum bilanziert werden.
Flächenverbrauch
A. #1 gibt für den spezifischen Flächenverbrauch für die Gewinnung von Sand und Kies einen Durchschnittswert von 0,18 m² pro Tonne Sand und Kies an. Darin eingeschlossen ist der Flächenbedarf, der durch die mit dem Abbau verbundenen Erschließungsbauten, die Grenzabstände und weitere technische Einrichtungen zustande kommt. Nicht berücksichtigt werden die Flächen, die auf die Infrastruktur der Werke zurückzuführen sind. Der Wert aus #1 wird in GEMIS übernommen. Eine qualitative Bewertung des Flächenverbrauchs wird in GEMIS nicht vorgenommen.

1.2 Referenzen

  1. ESU (Gruppe Energie-Stoffe-Umwelt ETH Zürich)/PSI (Paul-Scherrer-Institut)/BEW (Bundesamt für Energiewirtschaft) 1996: Ökoinventare von Energiesystemen, R. Frischknecht u.a., /PSE/BEW, Zürich (3. Auflage mit CDROM)
  2. Wuppertal Institut für Klima, Umwelt und Energie (WI) 1995a: Materialintensitätsanalysen von Grund-, Werk- und Baustoffen (1) - Die Werkstoffe Beton und Stahl, T. Merten u.a., Wuppertal-Papers Nr. 27; Wuppertal
  3. Originaldokumentation von 'Xtra-AbbauSand-DE-2005'

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 2005

1.5 Technische Kennwerte

Funktionelle Einheit 1 kg Sand
Auslastung 1 h/a
Brenn-/Einsatzstoff Ressourcen
Flächeninanspruchnahme 0,0278 m²
gesicherte Leistung 100 %
Jahr 2005
Lebensdauer 1 a
Leistung 1 t/h
Nutzungsgrad 91 %
Produkt Baustoffe

Funktionelle Einheit ist »1 kg Sand«.

Inputs - Aufwendungen für den Prozess

Input Aus Vorprozess Menge Einheit
Elektrizität Netz-el-DE-Verteilung-NS-2005 9*10-9 TJ
mechanische Energie Dieselmotor-DE-2005 18*10-9 TJ

Outputs

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

Ressourcen

Ressource direkt inkl. Vorkette Einheit
Atomkraft 0 7,71*10-9 TJ
Biomasse-Anbau 0 2,97*10-9 kg
Biomasse-Reststoffe 0 -1,34*10-12 kg
Biomasse-Reststoffe 0 616*10-12 TJ
Braunkohle 0 6,35*10-9 TJ
Eisen-Schrott 0 7,46*10-6 kg
Erdgas 0 3,48*10-9 TJ
Erdgas 0 405*10-9 kg
Erdöl 0 145*10-9 kg
Erdöl 0 61,4*10-9 TJ
Erze 0 18,8*10-6 kg
Geothermie 0 48,8*10-15 TJ
Luft 0 1,26*10-6 kg
Mineralien 1 1 kg
Müll 0 647*10-12 TJ
NE-Schrott 0 38,7*10-9 kg
Sekundärrohstoffe 0 37,8*10-9 kg
Sekundärrohstoffe 0 45,2*10-12 TJ
Sonne 0 18,7*10-12 TJ
Steinkohle 0 6,14*10-9 TJ
Wasser 0 0,0108 kg
Wasserkraft 0 480*10-12 TJ
Wind 0 413*10-12 TJ

Ressourcen (Aggregierte Werte, KEA, KEV, KRA)

Ressource inkl. Vorkette Einheit
KEA-andere 693*10-12 TJ
KEA-erneuerbar 1,53*10-9 TJ
KEA-nichterneuerbar 85,1*10-9 TJ
KEV-andere 693*10-12 TJ
KEV-erneuerbar 1,53*10-9 TJ
KEV-nichterneuerbar 85,1*10-9 TJ

Luftemissionen

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
As (Luft) 54,1*10-12 kg
Cd (Luft) 80,8*10-12 kg
CH4 3,72*10-6 kg
CO 13*10-6 kg
CO2 0,00618 kg
Cr (Luft) 60,7*10-12 kg
H2S 37,4*10-12 kg
HCl 126*10-9 kg
HF 8,03*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) 26,9*10-12 kg
N2O 238*10-9 kg
NH3 6,61*10-9 kg
Ni (Luft) 1,68*10-9 kg
NMVOC 1,33*10-6 kg
NOx 55,8*10-6 kg
PAH (Luft) 123*10-15 kg
Pb (Luft) 240*10-12 kg
PCDD/F (Luft) 213*10-18 kg
Perfluoraethan 8,35*10-12 kg
Perfluorbutan 0 kg
Perfluorcyclobutan 0 kg
Perfluorhexan 0 kg
Perfluormethan 66,4*10-12 kg
Perfluorpentan 0 kg
Perfluorpropan 0 kg
SF6 0 kg
SO2 7,51*10-6 kg
Staub 4,71*10-6 kg

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

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
CO2-Äquivalent 0,00634 kg
SO2-Äquivalent 46,5*10-6 kg
TOPP-Äquivalent 70,9*10-6 kg

Gewässereinleitungen

Gewässereinleitung inkl. Vorkette Einheit
anorg. Salze 242*10-9 kg
AOX 13,2*10-12 kg
As (Abwasser) 144*10-18 kg
BSB5 16,5*10-9 kg
Cd (Abwasser) 353*10-18 kg
Cr (Abwasser) 349*10-18 kg
CSB 524*10-9 kg
Hg (Abwasser) 176*10-18 kg
Müll-atomar (hochaktiv) 2,85*10-9 kg
N 10,5*10-9 kg
P 179*10-12 kg
Pb (Abwasser) 2,3*10-15 kg

Abfälle

Abfall direkt inkl. Vorkette Einheit
Asche 0 77,2*10-6 kg
Klärschlamm 0 880*10-9 kg
Produktionsabfall 0 13*10-6 kg
REA-Reststoff 0 19,3*10-6 kg
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