Prozessdetails: Miscanthus-Heizwerk-5-MW-2010 (Endenergie)

1.1 Beschreibung

Heizwerk zur Verbrennung von getrockneten Miscanthus-Ballen, Emissionsdaten nach #1, aktualisiert mit #2 und #3, Kosten und Effizienz sowie Beschäftigte übernommen aus #4 für Strohballen-Heizwerk; Datenänderung für 2010: Kosten -10%, Effizienz +1%Punkte, Emissionen von CO, CH4 und N2O -20%. Hier Nutzungsgrad mit 100% angesetzt zur direkten Verrechnung mit inputbezogenene Endenergie-Daten !

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. FNR (Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe) 2001: Energetische Nutzung von Stroh, Getreideganzpflanzen und weiterer halmgutartiger Biomasse, Schriftenreihe "Gülzower Fachgespräche", Band 17, Gülzow
  3. FNR (Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe) 2002: Biomasse als erneuerbarer Energieträger - Eine technische, ökologische und ökonomische Analyse im Kontext der übrigen Energien; Gülzow
  4. Fichtner 2002: Erarbeitung von energetischen und ökonomischen Kenndaten zur Bioenergie, Bericht i.A. des Öko-Instituts im Rahmen des Projekts "Stoffstromanalyse zur nachhaltigen energetischen Nutzung von Biomasse", Stuttgart
  5. Originaldokumentation von 'Miscanthus-Heizwerk-5-MW-2010 (Endenergie)'

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 System
Datensatzprüfung ja
Ortsbezug Deutschland
Zeitbezug 2010

1.5 Technische Kennwerte

Funktionelle Einheit 1 TJ Raumwärme
Auslastung 4000 h/a
Brenn-/Einsatzstoff Brennstoffe-Bio-fest
Flächeninanspruchnahme 500 m²
gesicherte Leistung 100 %
Jahr 2010
Lebensdauer 20 a
Leistung 5 MW
Nutzungsgrad 100 %
Produkt Wärme - Heizen

Funktionelle Einheit ist »1 TJ Raumwärme«.

Inputs - Aufwendungen für den Prozess

Input Aus Vorprozess Menge Einheit
Elektrizität Netz-el-DE-Verteilung-NS-2010 0,002 TJ
Miscanthus (Chinaschilf)-DE-2010-getrocknet FabrikMiscanthus-2010 1 TJ

Transportaufwendungen

Transport Menge Einheit
Transport von Gütertransport-Dienstleistung mit LKW-2010-mix-DE 3279 tkm

Outputs

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

Ressourcen

Ressource inkl. Vorkette Einheit
Abwärme -5,84*10-9 TJ
Atomkraft 0,00472 TJ
Biomasse-Anbau 0,0155 kg
Biomasse-Anbau 1 TJ
Biomasse-Reststoffe 0,000468 TJ
Biomasse-Reststoffe 0,225 kg
Braunkohle 0,00399 TJ
Eisen-Schrott 10,2 kg
Erdgas 0,0165 TJ
Erdgas 4,48 kg
Erdöl 4,11 kg
Erdöl 0,0315 TJ
Erze 34,6 kg
Fe-Schrott 42,4*10-6 kg
Geothermie 1,55*10-6 TJ
Luft 1,61 kg
Mineralien 5817 kg
Müll 0,000597 TJ
NE-Schrott 0,213 kg
Sekundärrohstoffe 1,02 kg
Sekundärrohstoffe 5,98*10-6 TJ
Sonne 97,2*10-6 TJ
Steinkohle 0,00522 TJ
Wasser 37547 kg
Wasserkraft 0,000347 TJ
Wind 0,000325 TJ

Ressourcen (Aggregierte Werte, KEA, KEV, KRA)

Ressource inkl. Vorkette Einheit
KEA-andere 0,000603 TJ
KEA-erneuerbar 1 TJ
KEA-nichterneuerbar 0,0623 TJ
KEV-andere 0,000603 TJ
KEV-erneuerbar 1 TJ
KEV-nichterneuerbar 0,0619 TJ

Luftemissionen

Luftemission direkt inkl. Vorkette Einheit
As (Luft) k.A. 30,7*10-6 kg
Cd (Luft) k.A. 43,6*10-6 kg
CH4 1,52 6,05 kg
CO 75,8 81,8 kg
CO2 0 4263 kg
Cr (Luft) k.A. 39,8*10-6 kg
H2S 0 0,0588 kg
HCl 65,8 65,8 kg
HF 0 0,00522 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. 19,9*10-6 kg
N2O 7,58 14,8 kg
NH3 0 9,73 kg
Ni (Luft) k.A. 0,000851 kg
NMVOC 3,79 5,79 kg
NOx 56,9 73,6 kg
PAH (Luft) k.A. 360*10-9 kg
Pb (Luft) k.A. 0,000165 kg
PCDD/F (Luft) k.A. 523*10-12 kg
Perfluoraethan 0 0,000122 kg
Perfluorbutan 0 0 kg
Perfluorcyclobutan 0 0 kg
Perfluorhexan 0 0 kg
Perfluormethan 0 0,000963 kg
Perfluorpentan 0 0 kg
Perfluorpropan 0 0 kg
SF6 0 0 kg
SO2 86,5 90,4 kg
Staub 5,02 7,28 kg

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

Luftemission direkt inkl. Vorkette Einheit
CO2-Äquivalent 2298 8832 kg
SO2-Äquivalent 184 218 kg
TOPP-Äquivalent 81,5 105 kg

Gewässereinleitungen

Gewässereinleitung inkl. Vorkette Einheit
anorg. Salze 5100 kg
AOX 25,3*10-6 kg
As (Abwasser) 244*10-9 kg
BSB5 0,0366 kg
Cd (Abwasser) 595*10-9 kg
Cr (Abwasser) 588*10-9 kg
CSB 0,795 kg
Hg (Abwasser) 297*10-9 kg
Müll-atomar (hochaktiv) 0,00173 kg
N 0,00755 kg
P 94,6*10-6 kg
Pb (Abwasser) 3,88*10-6 kg

Abfälle

Abfall direkt inkl. Vorkette Einheit
Abraum 0 6121 kg
Asche 2154 2205 kg
Produktionsabfall 0 24060 kg
REA-Reststoff 0 14,6 kg
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