Prozessdetails: Kohle-HKW-EK-DE-Chem-el (proportional)

1.1 Beschreibung

größeres Steinkohle-Heizkraftwerk mit Entnahme-Kondensations-(EK) Turbine, Staubfeuerung mit Nass-REA + SCR-DeNOx, alle Daten nach #1, nur Effizienz nach #2. Prozess dient zur Bereitstellung von Dampf und Strom in der chemischen Grundstoffindustrie. Die zuordnung der Nutzungsgrade von Strom und Dampf basiert auf folgenden Schritte:
1) dem Dampf wird ein Nutzungsgrad von 85% zugeteilt
2) insgesamt wird eine Brennstoffausnutzung von 64% nach #2 angenommen.
3) der Stromnutzungsgrad wird aus der Bilanz mit einer Stromkennzahl von 0,56 bilanziert

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. Fraunhofergesellschaft- Institut für Systemtechnik und Innovationsforschung Karlsruhe, M. Patel, E. Jochen, F. Marscheider-Weidemann, P. Radgen, N. von Thielen: " C-Ströme"-Abschätzung der Material-, Energie- und CO2-Ströme für Modellsysteme im Zusammenhang mit dem nichtenergetischen Verbrauch, orientiert am Lebensweg, 1999
  3. Originaldokumentation von 'Kohle-HKW-EK-DE-Chem-el (proportional)'

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 2000

1.5 Technische Kennwerte

Funktionelle Einheit 1 TJ Elektrizität
Auslastung 5000 h/a
Brenn-/Einsatzstoff Brennstoffe-fossil-Kohle
Flächeninanspruchnahme 10000 m²
gesicherte Leistung 100 %
Jahr 2000
Lebensdauer 25 a
Leistung 100 MW
Nutzungsgrad 42,9 %
Produkt Elektrizität

Funktionelle Einheit ist »1 TJ Elektrizität«.

Inputs - Aufwendungen für den Prozess

Input Aus Vorprozess Menge Einheit
Steinkohle-DE-Vollwert-subv-2000 Kohle-mix-DE-gesamt-2000-Transport 2,33 TJ

Inputs - Aufwendungen für Produktionsmittel

Produkt Aus Vorprozess Menge Einheit
Stahl MetallStahl-mix-DE-2000 10000000 kg
Zement Steine-ErdenZement-DE-2000 40000000 kg

Outputs

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

Ressourcen

Ressource inkl. Vorkette Einheit
Abwärme -68,4*10-12 TJ
Atomkraft 0,00636 TJ
Biomasse-Anbau -0,00054 kg
Biomasse-Anbau -14,1*10-6 TJ
Biomasse-Reststoffe -0,00788 kg
Biomasse-Reststoffe 8,17*10-6 TJ
Braunkohle 0,00739 TJ
Eisen-Schrott 152 kg
Erdgas 0,0189 TJ
Erdgas 104 kg
Erdöl 0,00718 kg
Erdöl 0,0485 TJ
Erze 373 kg
Fe-Schrott 385*10-9 kg
Geothermie 13,3*10-9 TJ
Luft 23,2 kg
Mineralien 4033 kg
Müll 82,8*10-6 TJ
NE-Schrott 0,00283 kg
Sekundärrohstoffe 0,219 kg
Sekundärrohstoffe 0,00102 TJ
Sonne -3,38*10-6 TJ
Steinkohle 2,42 TJ
Wasser 169795 kg
Wasserkraft 0,00238 TJ
Wind 9,15*10-6 TJ

Ressourcen (Aggregierte Werte, KEA, KEV, KRA)

Ressource inkl. Vorkette Einheit
KEA-andere 0,0011 TJ
KEA-erneuerbar 0,00238 TJ
KEA-nichterneuerbar 2,51 TJ
KEV-andere 0,0011 TJ
KEV-erneuerbar 0,00238 TJ
KEV-nichterneuerbar 2,5 TJ

Luftemissionen

Luftemission direkt inkl. Vorkette Einheit
As (Luft) k.A. 0,000233 kg
Cd (Luft) k.A. 44,1*10-6 kg
CH4 4,13 935 kg
CO 41,3 62,5 kg
CO2 218346 232679 kg
Cr (Luft) k.A. 0,000235 kg
H2S 0 4,41*10-6 kg
HCl 8,18 9,7 kg
HF 0,419 0,534 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. 0,000238 kg
N2O 11,6 12,1 kg
NH3 0 0,000796 kg
Ni (Luft) k.A. 0,000541 kg
NMVOC 4,13 7,48 kg
NOx 74,4 133 kg
PAH (Luft) k.A. 1,4*10-6 kg
Pb (Luft) k.A. 0,00146 kg
PCDD/F (Luft) k.A. 1,52*10-9 kg
Perfluoraethan 0 25*10-6 kg
Perfluorbutan 0 0 kg
Perfluorcyclobutan 0 0 kg
Perfluorhexan 0 0 kg
Perfluormethan 0 0,000199 kg
Perfluorpentan 0 0 kg
Perfluorpropan 0 0 kg
SF6 0 0 kg
SO2 143 222 kg
Staub 5,6 15,9 kg

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

Luftemission direkt inkl. Vorkette Einheit
CO2-Äquivalent 221898 259648 kg
SO2-Äquivalent 203 324 kg
TOPP-Äquivalent 99,5 189 kg

Gewässereinleitungen

Gewässereinleitung inkl. Vorkette Einheit
anorg. Salze -0,0145 kg
AOX 4,26*10-6 kg
As (Abwasser) -3,96*10-12 kg
BSB5 0,293 kg
Cd (Abwasser) -9,67*10-12 kg
Cr (Abwasser) -9,57*10-12 kg
CSB 10,4 kg
Hg (Abwasser) -4,84*10-12 kg
Müll-atomar (hochaktiv) 0,00274 kg
N 0,00111 kg
P 18,7*10-6 kg
Pb (Abwasser) -63,1*10-12 kg

Abfälle

Abfall direkt inkl. Vorkette Einheit
Abraum 0 328018 kg
Asche 11197 12192 kg
Produktionsabfall 0 136 kg
REA-Reststoff 4018 4235 kg
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