Prozessdetails: PipelineGas-DE-2020-frack-low (UBA)

1.1 Beschreibung

Hochdruck- (HD-) Pipeline in Deutschland (liefert an Grosskunden und lokale Unterverteiler): Die Energiebedarfsdaten beruhen auf #1, die Emissionsdaten auf #2. Als CH4-Emissionen wurde eine spezifische Leckagerate von 0,006 % pro 100 km angenommen. Der Materialaufwand wurde nach #3 angesetzt, da diese Angaben einer eigenen Modellrechnung für den Stahlbedarf einer DN-90-Leitung entsprechen.

1.2 Referenzen

  1. Deutsche Wissenschaftliche Gesellschaft für Erdöl, Erdgas und Kohle e.V. (DGMK) 1992: Ansatzpunkte und Potentiale zur Minderung des Treibhauseffektes aus Sicht der fosilen Energieträger, DGMK-Projekt 448-2, Hamburg
  2. 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
  3. ESU (Gruppe Energie-Stoffe-Umwelt ETH Zürich)/PSI (Paul-Scherrer-Institut)/BEW (Bundesamt für Energiewirtschaft) 1996: Ökoinventare von Energiesystemen, R. Frischknecht u.a., /PSE/BEW, Zürich (3. Auflage mit CDROM)
  4. Öko-Institut (Institut für angewandte Ökologie e.V.): Stand und Entwicklung von Treibhausgasemissionen in den Vorketten für Erdöl und Erdgas; Uwe R. Fritsche/Lothar Rausch/Klaus Schmidt, Endbericht i.A. des Instituts für wirtschaftliche Ölheizung (IWO), Darmstadt (siehe www.gemis.de)
  5. IINAS (Internationales Institut für Nachhaltigkeitsanalyen und -strategien GmbH) 2014: Aufbereitung des Forschungsstands zu Energie- und Klimabilanzen (AP4) und Scoping-Untersuchung der Klimabilanz in Deutschland (AP5); Fritsche U, Fingerman K, Hunt S; in: RiskCom u.a. 2014: Umweltauswirkungen von Fracking bei der Aufsuchung und Gewinnung von Erdgas aus unkonventionellen Lagerstätten - Teil 2: Monitoring, Frackingchemikalien und Flowback, Klimabilanz, induzierte Seismizität, Flächenverbrauch, Auswirkungen auf die Natur; Endbericht zum UBA-F&E-Vorhaben FKZ 3712 23 220; Dessau http://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/378/publikationen/texte_53_2014_umweltauswirkungen_von_fracking_28.07.2014_0.pdf
  6. Originaldokumentation von 'PipelineGas-DE-2020-frack-low (UBA)'

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 IINAS
Projekte -
Bearbeitet durch IINAS - International Institute for Sustainability Analysis
Datensatzprüfung ja
Ortsbezug Deutschland
Zeitbezug 2020

1.5 Technische Kennwerte

Funktionelle Einheit 1 TJ Erdgas-DE-KW-2020
Auslastung 7500 h/a
Brenn-/Einsatzstoff Brennstoffe-fossil-Gase
Jahr 2020
Länge 250 km
Lebensdauer 30 a
Leistung 10000 MW
Produkt Brennstoffe-fossil-Gase
Verlust 0,0006 %/100 km

Funktionelle Einheit ist »1 TJ Erdgas-DE-KW-2020«.

Inputs - Aufwendungen für den Prozess

Input Aus Vorprozess Menge Einheit
Erdgas-DE-KW-2020 AufbereitungGas-DE-2020-frack-low (UBA) 1 TJ
mechanische Energie Verdichter-GT-DE-2020 0,00144 TJ

Inputs - Aufwendungen für Produktionsmittel

Produkt Aus Vorprozess Menge Einheit
Sand Xtra-AbbauSand-DE-2020 250000000 kg
Stahl MetallStahl-mix-DE-2020 60000000 kg

Outputs

Output Menge Einheit
Erdgas-DE-KW-2020 1 TJ
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Funktionelle Einheit ist »1 TJ Erdgas-DE-KW-2020«.

Ressourcen

Ressource inkl. Vorkette Einheit
Abwärme -2,42*10-9 TJ
Atomkraft 0,00255 TJ
Biomasse-Anbau 0,0814 kg
Biomasse-Anbau 0,000391 TJ
Biomasse-Reststoffe 0,00191 TJ
Biomasse-Reststoffe 0,228 kg
Braunkohle 0,00338 TJ
Eisen-Schrott 53,3 kg
Erdgas 1,02 TJ
Erdgas 0,356 kg
Erdöl 0,365 kg
Erdöl 0,0108 TJ
Erze 172 kg
Fe-Schrott 22,5*10-6 kg
Geothermie 21,4*10-6 TJ
Luft 10,2 kg
Mineralien 1540 kg
Müll 0,000476 TJ
NE-Schrott 0,0655 kg
Sekundärrohstoffe 0,104 kg
Sekundärrohstoffe 0,00047 TJ
Sonne 0,000503 TJ
Steinkohle 0,00628 TJ
Wasser 6219 kg
Wasserkraft 0,000309 TJ
Wind 0,00137 TJ

Ressourcen (Aggregierte Werte, KEA, KEV, KRA)

Ressource inkl. Vorkette Einheit
KEA-andere 0,000946 TJ
KEA-erneuerbar 0,0045 TJ
KEA-nichterneuerbar 1,04 TJ
KEV-andere 0,000946 TJ
KEV-erneuerbar 0,0045 TJ
KEV-nichterneuerbar 1,04 TJ

Luftemissionen

Luftemission direkt inkl. Vorkette Einheit
As (Luft) k.A. 22,8*10-6 kg
Cd (Luft) k.A. 24,7*10-6 kg
CH4 0,277 16,5 kg
CO 0 7,38 kg
CO2 0,00452 3317 kg
Cr (Luft) k.A. 72,6*10-6 kg
H2S 3,2*10-6 96,9*10-6 kg
HCl 0 0,0167 kg
HF 0 0,00147 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. 25,4*10-6 kg
N2O 0 0,132 kg
NH3 0 0,0817 kg
Ni (Luft) k.A. 0,000346 kg
NMVOC 0,0252 0,352 kg
NOx 0 13,3 kg
PAH (Luft) k.A. 22,3*10-9 kg
Pb (Luft) k.A. 0,000438 kg
PCDD/F (Luft) k.A. 615*10-12 kg
Perfluoraethan 0 13,4*10-6 kg
Perfluorbutan 0 0 kg
Perfluorcyclobutan 0 0 kg
Perfluorhexan 0 0 kg
Perfluormethan 0 0,000106 kg
Perfluorpentan 0 0 kg
Perfluorpropan 0 0 kg
SF6 0 0 kg
SO2 0 1,07 kg
Staub 0 1,36 kg

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

Luftemission direkt inkl. Vorkette Einheit
CO2-Äquivalent 6,92 3769 kg
SO2-Äquivalent 6,02*10-6 10,5 kg
TOPP-Äquivalent 0,0291 17,6 kg

Gewässereinleitungen

Gewässereinleitung inkl. Vorkette Einheit
anorg. Salze 1,2 kg
AOX 3,61*10-6 kg
As (Abwasser) 308*10-12 kg
BSB5 0,15 kg
Cd (Abwasser) 752*10-12 kg
Cr (Abwasser) 744*10-12 kg
CSB 5,33 kg
Hg (Abwasser) 376*10-12 kg
Müll-atomar (hochaktiv) 0,000943 kg
N 0,0018 kg
P 40,8*10-6 kg
Pb (Abwasser) 4,91*10-9 kg

Abfälle

Abfall direkt inkl. Vorkette Einheit
Abraum 0 5438 kg
Asche 0 38,8 kg
Produktionsabfall 0 73,2 kg
REA-Reststoff 0 9,35 kg
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