Prozessdetails: Xtra-AbbauKalkstein-DE-2030

1.1 Beschreibung

Reinsteingewinnung Kalk: Unter der Reinsteingewinnung werden die Prozesse subsummiert, die einen Einsatz des Kalksteins in den Brennprozeß bzw. für die Mahltrocknung ungebrannter Produkte vorbereiten. Im einzelnen sind dies der Steinbruch, die Abraumbeseitigung, ein erstes Brechen und Waschen, sowie eine Grobklassierung (Scholz 1994). Der beschriebene Prozeß ist obligatorisch für die Weiterverarbeitung des Rohsteins zu einsatzfähigen Produkten (gebrannt und ungebrannt). Der Datensatz von Scholz spiegelt die Verhältnisse in Deutschland 1994 wider. In dem Datensatz wird vereinfachend angenommen, daß der Steinbruch und die Weiterverarbeitung örtlich eine Einheit bilden, so daß keine Transporte des Rohsteins berücksichtigt werden (Scholz 1994).
Allokation: keine
Genese der Kennziffern
Massenbilanz: Zur Herstellung einer Tonne Reinsteins werden insgesamt 1260 kg Erd- und Steinmassen bewegt. Davon fallen 85 kg Abraum an, 103 kg verlassen den Bilanzraum als Waschverluste über das Waschwasser (Scholz 1994). Die verbleibende Differenz fällt als Staubemissionen an (s. Prozeßbedingte Luftemissionen).
Energiebedarf: Energiebedarf besteht sowohl für die Zerkleinerungs- und Klassieraggregate als auch für den innerbetrieblichen Transport. Bei der Reinsteingewinnung besteht ein Energiebedarf von 45 MJ/t Reinstein, der sich folgendermaßen aufgliedert:
· 32 MJ/t Brennstoff
· 13 MJ/t Strom.
Als Brennstoff wird Diesel angesetzt. Der Strom wird über das lokale Netz bereitgestellt. Die zur Sprengung notwendige Energie wird im Rahmen dieser Studie vernachlässigt, da ihr Anteil an den Gesamtaufwendungen zu gering ist.
Prozeßbedingte Luftemissionen: Bei den prozeßbedingten Luftemissionen handelt es sich um die Staubemissionen bei der Sprengung im Steinbruch und beim vorbereitenden Brechen des Rohsteins. Sie werden mit 72 kg/t Reinstein angegeben (BUWAL 1991), hier aber NICHT berücksichtigt, da es sich überwiegend um Grobstaub handelt.
Wasserinanspruchnahme: Zum Waschen des Rohsteins werden bezogen auf eine Tonne Reinstein 1,1 m³ Wasser benötigt (Scholz 1994). Die Waschverluste können nach dem Waschprozeß in einem Sedimentationsbecken abgesetzt werden. Das Wasser kann dann zum größten Teil wiederverwendet werden.
Abwasserinhaltsstoffe: Eine organische Belastung (BSB5, CSB, AOX) des Abwassers ist aufgrund der Beschaffenheit des Rohsteins nicht zu erwarten. Von einer Belastung mit Nährstoffen (N, P) ist ebenfalls nicht auszugehen.
Reststoffe: Während der Reinsteingewinnung fallen Abraum und Waschverluste an (s.o.). Summarisch ergeben sich somit 188 kg Reststoffe pro Tonne Reinstein (Scholz 1994). Die Stäube werden in dieser Betrachtung nicht berücksichtigt.

1.2 Referenzen

  1. Scholz, R. et al 1994: Umweltgesichtspunkte bei der Herstellung und Anwendung von Kalkprodukten - Teil 1, in: ZKG International 06/95, 84. Jhg., S. 571-581
  2. Bundesamt für Umwelt, Waldwirtschaft, Agrarwesen und Landwirtschaft (BUWAL) 1991: Ökobilanz von Packstoffen, Stand 1990, K. Habersatter, Schriftenreihe Umwelt Nr. 132, Bern
  3. Originaldokumentation von 'Xtra-AbbauKalkstein-DE-2030'

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 2030

1.5 Technische Kennwerte

Funktionelle Einheit 1 kg Kalkstein (CaCO3)
Auslastung 1 h/a
Brenn-/Einsatzstoff Ressourcen
Flächeninanspruchnahme 0,00533 m²
gesicherte Leistung 100 %
Jahr 2030
Lebensdauer 1 a
Leistung 1 t/h
Nutzungsgrad 79 %
Produkt Rohstoffe

Funktionelle Einheit ist »1 kg Kalkstein (CaCO3)«.

Inputs - Aufwendungen für den Prozess

Input Aus Vorprozess Menge Einheit
Elektrizität Netz-el-DE-Verteilung-NS-2030 13*10-9 TJ
mechanische Energie Dieselmotor-DE-2030 32*10-9 TJ
Wasser (Stoff) Xtra-generischWasser 1,1 kg

Outputs

Output Menge Einheit
Kalkstein (CaCO3) 1 kg
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Funktionelle Einheit ist »1 kg Kalkstein (CaCO3)«.

Ressourcen

Ressource direkt inkl. Vorkette Einheit
Atomkraft 0 431*10-12 TJ
Biomasse-Anbau 0 974*10-12 TJ
Biomasse-Anbau 0 248*10-9 kg
Biomasse-Reststoffe 0 96,1*10-9 kg
Biomasse-Reststoffe 0 3,51*10-9 TJ
Braunkohle 0 2,17*10-9 TJ
Eisen-Schrott 0 14,4*10-6 kg
Erdgas 0 6,15*10-9 TJ
Erdgas 0 449*10-9 kg
Erdöl 0 99,4*10-9 TJ
Erdöl 0 1,13*10-6 kg
Erze 0 42,4*10-6 kg
Geothermie 0 170*10-12 TJ
Luft 0 3,19*10-6 kg
Mineralien 1 1 kg
Müll 0 961*10-12 TJ
NE-Schrott 0 219*10-9 kg
Sekundärrohstoffe 0 310*10-9 kg
Sekundärrohstoffe 0 102*10-12 TJ
Sonne 0 1,86*10-9 TJ
Steinkohle 0 3,52*10-9 TJ
Wasser 0 1,11 kg
Wasserkraft 0 763*10-12 TJ
Wind 0 4,75*10-9 TJ

Ressourcen (Aggregierte Werte, KEA, KEV, KRA)

Ressource inkl. Vorkette Einheit
KEA-andere 1,06*10-9 TJ
KEA-erneuerbar 12*10-9 TJ
KEA-nichterneuerbar 112*10-9 TJ
KEV-andere 1,06*10-9 TJ
KEV-erneuerbar 12*10-9 TJ
KEV-nichterneuerbar 112*10-9 TJ

Luftemissionen

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
As (Luft) 54,7*10-12 kg
Cd (Luft) 134*10-12 kg
CH4 2,49*10-6 kg
CO 21,4*10-6 kg
CO2 0,00721 kg
Cr (Luft) 87,3*10-12 kg
H2S 187*10-12 kg
HCl 15,7*10-9 kg
HF 1,76*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) 23,2*10-12 kg
N2O 401*10-9 kg
NH3 33,2*10-9 kg
Ni (Luft) 2,49*10-9 kg
NMVOC 1,29*10-6 kg
NOx 89,5*10-6 kg
PAH (Luft) 197*10-15 kg
Pb (Luft) 378*10-12 kg
PCDD/F (Luft) 362*10-18 kg
Perfluoraethan 43,9*10-12 kg
Perfluorbutan 0 kg
Perfluorcyclobutan 0 kg
Perfluorhexan 0 kg
Perfluormethan 343*10-12 kg
Perfluorpentan 0 kg
Perfluorpropan 0 kg
SF6 0 kg
SO2 3,02*10-6 kg
Staub 7,6*10-6 kg

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

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
CO2-Äquivalent 0,0074 kg
SO2-Äquivalent 65,4*10-6 kg
TOPP-Äquivalent 0,000113 kg

Gewässereinleitungen

Gewässereinleitung inkl. Vorkette Einheit
anorg. Salze 2,35*10-6 kg
AOX 21,6*10-12 kg
As (Abwasser) 683*10-18 kg
BSB5 49,6*10-9 kg
Cd (Abwasser) 1,67*10-15 kg
Cr (Abwasser) 1,65*10-15 kg
CSB 1,65*10-6 kg
Hg (Abwasser) 834*10-18 kg
Müll-atomar (hochaktiv) 215*10-12 kg
N 17*10-9 kg
P 317*10-12 kg
Pb (Abwasser) 10,9*10-15 kg

Abfälle

Abfall direkt inkl. Vorkette Einheit
Asche 0 61,9*10-6 kg
Klärschlamm 0 1,42*10-6 kg
Produktionsabfall 0 48,6*10-6 kg
REA-Reststoff 0 11*10-6 kg
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