Prozessdetails: Chem-OrgR134a-DE-2000

1.1 Beschreibung

Die Herstellung von R134a kann auf diversen Wegen erfolgen und hängt im wesentlichen vom Preis und der Verfügbarkeit der Rohstoffe (chlorierte C2-Kohlenwasserstoffe) ab. In #1 ist eine vereinfachte aggregierte Bilanz (der komplexen Reaktionen) ausgehend von Methan, Kochsalz und Fluorwasserstoff aufgestellt. Die Daten beziehen sich auf Deutschland Anfang der Neunziger Jahre.
Allokation: Die Allokation der benötigten Chemikalien, der Energie und Belastung der einzelnen Koppelprodukte erfolgt nach #1 im Verhältnis der Marktpreise der Koppelprodukte, d.h die Belastung der Umwelt wird im Verhältnis ihrer Marktpreise aufgeschlüsselt. Analog zu #1 werden in GEMIS nur die anteiligen Belastungen für R134a aufgenommen (d.h. es werden keine Gutschriften für Koppelprodukte erteilt).
Genese der Daten: Die Kennziffern für den Einsatz von Kochsalz (NaCl), Wasser, Heizöl EL (100 kW Heizung) und elektrischer Energie (Mittelspannung) stammen alle aus #1 und basieren auf Herstellerangaben. Die Einsatzmengen von Methan (Erdgas) und Flußsäure (HF) werden stöchiometrisch (aus den C- bzw. F-Anteilen in R134a) ermittelt. Zu prozeßspezifischen Emissionen wurden von dem betreffenden Unternehmen Angaben zu R134a-Emissionen und dem Anfall von Aluminiumoxid gemacht.

1.2 Referenzen

  1. Eidgenössische Technische Hochschule (ETH) 1996: Vergleichende Umweltrelevanz des Einsatzes alternativer Kältemittel in Kompressions-Wärmepumpen und -Kälteanlagen, T. Weibel, Institut für Energietechnik, Laboratorium für Energiesysteme, ETH Zürich
  2. Originaldokumentation von 'Chem-OrgR134a-DE-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 GEMIS-Stammdaten
Bearbeitet durch Öko-Institut
Datensatzprüfung nein
Ortsbezug Deutschland
Zeitbezug 2000

1.5 Technische Kennwerte

Funktionelle Einheit 1 kg FKW R134a
Auslastung 5000 h/a
Brenn-/Einsatzstoff Brennstoffe-fossil-Gase
gesicherte Leistung 100 %
Jahr 2000
Lebensdauer 20 a
Leistung 1 t/h
Nutzungsgrad 319 %
Produkt Grundstoffe-Chemie

Funktionelle Einheit ist »1 kg FKW R134a«.

Inputs - Aufwendungen für den Prozess

Input Aus Vorprozess Menge Einheit
Elektrizität El-KW-Park-DE-2000-Chem-Industrie 57,6*10-9 TJ
Erdgas-DE PipelineGas-DE-2000-mix 14,1*10-6 TJ
Flußsäure Chem-AnorgFlußsäure-DE-2000 0,784 kg
Prozesswärme Wärme-Prozess-mix-DE-Chemie-Industrie-2000 19,8*10-6 TJ
Steinsalz Xtra-AbbauSteinsalz-DE-2000 0,079 kg
Wasser (Stoff) Xtra-generischWasser 2,9 kg

Outputs

Output Menge Einheit
FKW R134a 1 kg
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Funktionelle Einheit ist »1 kg FKW R134a«.

Ressourcen

Ressource inkl. Vorkette Einheit
Atomkraft 762*10-9 TJ
Biomasse-Anbau -10,4*10-9 kg
Biomasse-Anbau -283*10-12 TJ
Biomasse-Reststoffe -159*10-9 kg
Biomasse-Reststoffe 9,13*10-9 TJ
Braunkohle 613*10-9 TJ
Eisen-Schrott 0,00325 kg
Erdgas 6,62*10-6 TJ
Erdgas 0,318 kg
Erdöl 4*10-6 TJ
Erdöl 1,59*10-6 kg
Erze 1,54 kg
Geothermie 3,23*10-12 TJ
Luft 0,000504 kg
Mineralien 0,125 kg
Müll 58,7*10-9 TJ
NE-Schrott 1,39*10-6 kg
Sekundärrohstoffe 0,647 kg
Sekundärrohstoffe 21,8*10-9 TJ
Sonne -64,9*10-12 TJ
Steinkohle 12,4*10-6 TJ
Wasser 83,5 kg
Wasserkraft 75,9*10-9 TJ
Wind 11,5*10-9 TJ

Ressourcen (Aggregierte Werte, KEA, KEV, KRA)

Ressource inkl. Vorkette Einheit
KEA-andere 80,5*10-9 TJ
KEA-erneuerbar 96,2*10-9 TJ
KEA-nichterneuerbar 38,8*10-6 TJ
KEV-andere 80,5*10-9 TJ
KEV-erneuerbar 96,2*10-9 TJ
KEV-nichterneuerbar 24,4*10-6 TJ

Luftemissionen

Luftemission direkt inkl. Vorkette Einheit
As (Luft) k.A. 55,2*10-9 kg
Cd (Luft) k.A. 9,09*10-9 kg
CH4 0 0,00757 kg
CO 0 0,0017 kg
CO2 0 1,92 kg
Cr (Luft) k.A. 43,1*10-9 kg
H2S 0 13,4*10-9 kg
HCl 0 0,000127 kg
HF 0 0,000201 kg
HFC-125 0 0 kg
HFC-134 0 0 kg
HFC-134a 1,15*10-6 1,15*10-6 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. 52,9*10-9 kg
N2O 0 67,6*10-6 kg
NH3 0 136*10-9 kg
Ni (Luft) k.A. 1,19*10-6 kg
NMVOC 0 0,000186 kg
NOx 0 0,003 kg
PAH (Luft) k.A. 13*10-12 kg
Pb (Luft) k.A. 208*10-9 kg
PCDD/F (Luft) k.A. 74,7*10-15 kg
Perfluoraethan 0 398*10-12 kg
Perfluorbutan 0 0 kg
Perfluorcyclobutan 0 0 kg
Perfluorhexan 0 0 kg
Perfluormethan 0 3,17*10-9 kg
Perfluorpentan 0 0 kg
Perfluorpropan 0 0 kg
SF6 0 0 kg
SO2 0 0,0114 kg
Staub 0 0,107 kg

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

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
CO2-Äquivalent 2,13 kg
SO2-Äquivalent 0,0139 kg
TOPP-Äquivalent 0,00413 kg

Gewässereinleitungen

Gewässereinleitung inkl. Vorkette Einheit
anorg. Salze 13,9*10-6 kg
AOX 866*10-12 kg
As (Abwasser) 347*10-18 kg
BSB5 6,42*10-6 kg
Cd (Abwasser) 848*10-18 kg
Cr (Abwasser) 839*10-18 kg
CSB 0,000225 kg
Hg (Abwasser) 424*10-18 kg
Müll-atomar (hochaktiv) 283*10-9 kg
N 643*10-9 kg
P 11*10-9 kg
Pb (Abwasser) 5,53*10-15 kg

Abfälle

Abfall direkt inkl. Vorkette Einheit
Abraum 0 2,38 kg
Klärschlamm 0 57,1*10-6 kg
Produktionsabfall 0,0005 2,9 kg
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