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

1.1 Beschreibung

größeres Steinkohle-Heizkraftwerk mit Entnahme-Kondensations-(EK) Turbine, Staubfeuerung mit Nass-REA + SCR-DeNOx
zur Bereitstellung von Dampf und Strom in der chemischen Grundstoffindustrie. inkl. Schwermetall- und PCDD/F-Emissionen nach #3.
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. Öko-Institut (Institut für angewandte Ökologie e.V.) 2001: Nachhaltiger Umgang mit Verpackung - eine Vision für das DSD im Jahre 2020, Wollny, V.; Dehoust, G.; Dopfer, J.; Gebers, B.; Hochfeld, C.; Stahl, H.; Cames M.; Matthes F.; Darmstadt/Berlin
  4. Originaldokumentation von 'Kohle-HKW-EK-DE-Chem-th (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 Prozesswärme
Auslastung 5000 h/a
Brenn-/Einsatzstoff Brennstoffe-fossil-Kohle
Flächeninanspruchnahme 10000 m²
gesicherte Leistung 100 %
Jahr 2000
Lebensdauer 25 a
Leistung 100 MW
Nutzungsgrad 84,9 %
Produkt Wärme - Prozess

Funktionelle Einheit ist »1 TJ Prozesswärme«.

Inputs - Aufwendungen für den Prozess

Input Aus Vorprozess Menge Einheit
Steinkohle-DE-Vollwert-subv-2000 Kohle-mix-DE-gesamt-2000-Transport 1,18 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
Prozesswärme 1 TJ
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Funktionelle Einheit ist »1 TJ Prozesswärme«.

Ressourcen

Ressource inkl. Vorkette Einheit
Abwärme -52,4*10-12 TJ
Atomkraft 0,00338 TJ
Biomasse-Anbau -11,3*10-6 TJ
Biomasse-Anbau -0,000433 kg
Biomasse-Reststoffe -0,00632 kg
Biomasse-Reststoffe 4,55*10-6 TJ
Braunkohle 0,00436 TJ
Eisen-Schrott 122 kg
Erdgas 0,00957 TJ
Erdgas 52,4 kg
Erdöl 0,0251 TJ
Erdöl 0,00337 kg
Erze 299 kg
Fe-Schrott 301*10-9 kg
Geothermie -5,51*10-9 TJ
Luft 18,6 kg
Mineralien 2771 kg
Müll 49,6*10-6 TJ
NE-Schrott 0,00188 kg
Sekundärrohstoffe 0,113 kg
Sekundärrohstoffe 0,000816 TJ
Sonne -2,71*10-6 TJ
Steinkohle 1,23 TJ
Wasser 87495 kg
Wasserkraft 0,00123 TJ
Wind 4,78*10-6 TJ

Ressourcen (Aggregierte Werte, KEA, KEV, KRA)

Ressource inkl. Vorkette Einheit
KEA-andere 0,000866 TJ
KEA-erneuerbar 0,00122 TJ
KEA-nichterneuerbar 1,27 TJ
KEV-andere 0,000866 TJ
KEV-erneuerbar 0,00122 TJ
KEV-nichterneuerbar 1,27 TJ

Luftemissionen

Luftemission direkt inkl. Vorkette Einheit
As (Luft) 0,004 0,00413 kg
Cd (Luft) 0,0004 0,000427 kg
CH4 2,09 473 kg
CO 20,9 34,4 kg
CO2 110327 118121 kg
Cr (Luft) 0,0019 0,00206 kg
H2S 0 1,91*10-6 kg
HCl 4,13 4,9 kg
HF 0,212 0,27 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) 0,0038 0,00393 kg
N2O 5,85 6,12 kg
NH3 0 -0,000468 kg
Ni (Luft) 0,0039 0,00421 kg
NMVOC 2,09 3,82 kg
NOx 37,6 68,2 kg
PAH (Luft) k.A. 706*10-9 kg
Pb (Luft) 0,0012 0,00218 kg
PCDD/F (Luft) 3,9*10-9 5,06*10-9 kg
Perfluoraethan 0 13*10-6 kg
Perfluorbutan 0 0 kg
Perfluorcyclobutan 0 0 kg
Perfluorhexan 0 0 kg
Perfluormethan 0 0,000103 kg
Perfluorpentan 0 0 kg
Perfluorpropan 0 0 kg
SF6 0 0 kg
SO2 72,3 113 kg
Staub 2,83 8,37 kg

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

Luftemission direkt inkl. Vorkette Einheit
CO2-Äquivalent 112122 131776 kg
SO2-Äquivalent 102 165 kg
TOPP-Äquivalent 50,3 97,4 kg

Gewässereinleitungen

Gewässereinleitung inkl. Vorkette Einheit
anorg. Salze -0,018 kg
AOX 3,1*10-6 kg
As (Abwasser) -3,27*10-12 kg
BSB5 0,235 kg
Cd (Abwasser) -7,98*10-12 kg
Cr (Abwasser) -7,9*10-12 kg
CSB 8,37 kg
Hg (Abwasser) -3,99*10-12 kg
Müll-atomar (hochaktiv) 0,00144 kg
N 0,000632 kg
P 10,7*10-6 kg
Pb (Abwasser) -52,1*10-12 kg

Abfälle

Abfall direkt inkl. Vorkette Einheit
Abraum 0 166949 kg
Asche 5658 6164 kg
Produktionsabfall 0 108 kg
REA-Reststoff 2030 2141 kg
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