Prozessdetails: Bio-KW-DT-EU-2010

1.1 Beschreibung

Verbrennung von Biomasse (Holz-Hackschnitzel, Stroh) in einem neuen DT-Kraftwerk mit hochwertiger Dampfturbine, Kühlturmbetrieb mit nasser Rückkühlung angenommen. Daten geschätzt nach #1.

1.2 Referenzen

  1. Öko-Institut (Institut für angewandte Ökologie e.V.): Gesamt-Emissions-Modell Integrierter Systeme (GEMIS) Version 4.3 - Datenaktualisierung und -fortschreibung 2000-2030 für die EU-25; Fritsche, Uwe R. u.a., gefördert von BMU, IWO und EEA, Darmstadt (siehe www.gemis.de)
  2. Originaldokumentation von 'Bio-KW-DT-EU-2010'

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 IINAS - International Institute for Sustainability Analysis
Datensatzprüfung ja
Ortsbezug Europa
Zeitbezug 2010

1.5 Technische Kennwerte

Funktionelle Einheit 1 TJ Elektrizität
Auslastung 6000 h/a
Brenn-/Einsatzstoff Brennstoffe-Bio-fest
Flächeninanspruchnahme 3000 m²
gesicherte Leistung 100 %
Jahr 2010
Lebensdauer 30 a
Leistung 30 MW
Nutzungsgrad 34,9 %
Produkt Elektrizität

Funktionelle Einheit ist »1 TJ Elektrizität«.

Inputs - Aufwendungen für den Prozess

Input Aus Vorprozess Menge Einheit
Holz-DE-Wald-Hackschnitzel-2010 Hacker-grossHolz-HS-Wald-DE-2010 2,87 TJ
Wasser (Stoff) Xtra-generischWasser 513889 kg

Inputs - Aufwendungen für Produktionsmittel

Produkt Aus Vorprozess Menge Einheit
Stahl MetallStahl-mix-DE-2010 4800000 kg
Zement Steine-ErdenZement-DE-2010 13200000 kg

Transportaufwendungen

Transport Menge Einheit
Transport von Gütertransport-Dienstleistung mit LKW-2010-mix-DE 21438 tkm

Outputs

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

Ressourcen

Ressource inkl. Vorkette Einheit
Abwärme -13,2*10-9 TJ
Atomkraft 0,000543 TJ
Biomasse-Anbau -48,7*10-6 kg
Biomasse-Anbau 0,00419 TJ
Biomasse-Reststoffe -0,00238 kg
Biomasse-Reststoffe 2,9 TJ
Braunkohle 0,000855 TJ
Eisen-Schrott 751 kg
Erdgas 0,000927 TJ
Erdgas 7,68 kg
Erdöl 0,0612 TJ
Erdöl 146 kg
Erze 1809 kg
Fe-Schrott 91,9*10-6 kg
Geothermie 386*10-9 TJ
Luft 111 kg
Mineralien 1799 kg
Müll 54,1*10-6 TJ
NE-Schrott 0,985 kg
Sekundärrohstoffe 5,47 kg
Sekundärrohstoffe 0,00463 TJ
Sonne 109*10-9 TJ
Steinkohle 0,0271 TJ
Wasser 536781 kg
Wasserkraft 0,000517 TJ
Wind -1,24*10-6 TJ

Ressourcen (Aggregierte Werte, KEA, KEV, KRA)

Ressource inkl. Vorkette Einheit
KEA-andere 0,00469 TJ
KEA-erneuerbar 2,9 TJ
KEA-nichterneuerbar 0,0968 TJ
KEV-andere 0,00469 TJ
KEV-erneuerbar 2,9 TJ
KEV-nichterneuerbar 0,0906 TJ

Luftemissionen

Luftemission direkt inkl. Vorkette Einheit
As (Luft) k.A. 0,000161 kg
Cd (Luft) k.A. 0,000153 kg
CH4 5,56 18,3 kg
CO 22,2 74,9 kg
CO2 0 7419 kg
Cr (Luft) k.A. 0,000662 kg
H2S 0 0,0269 kg
HCl 17,6 17,7 kg
HF 0 0,0142 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. 0,000209 kg
N2O 5,56 5,96 kg
NH3 0 0,823 kg
Ni (Luft) k.A. 0,00207 kg
NMVOC 5,56 9,02 kg
NOx 334 367 kg
PAH (Luft) k.A. 147*10-9 kg
Pb (Luft) k.A. 0,00402 kg
PCDD/F (Luft) k.A. 6,36*10-9 kg
Perfluoraethan 0 0,000641 kg
Perfluorbutan 0 0 kg
Perfluorcyclobutan 0 0 kg
Perfluorhexan 0 0 kg
Perfluormethan 0 0,00507 kg
Perfluorpentan 0 0 kg
Perfluorpropan 0 0 kg
SF6 0 0 kg
SO2 98,5 105 kg
Staub 4,95 9,42 kg

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

Luftemission direkt inkl. Vorkette Einheit
CO2-Äquivalent 1796 9698 kg
SO2-Äquivalent 346 377 kg
TOPP-Äquivalent 415 466 kg

Gewässereinleitungen

Gewässereinleitung inkl. Vorkette Einheit
anorg. Salze 23 kg
AOX 36,2*10-6 kg
As (Abwasser) 111*10-9 kg
BSB5 1,4 kg
Cd (Abwasser) 272*10-9 kg
Cr (Abwasser) 269*10-9 kg
CSB 49,6 kg
Hg (Abwasser) 136*10-9 kg
Müll-atomar (hochaktiv) 0,000229 kg
N 0,0124 kg
P 0,000194 kg
Pb (Abwasser) 1,77*10-6 kg

Abfälle

Abfall direkt inkl. Vorkette Einheit
Abraum 0 6520 kg
Asche 985 1005 kg
Klärschlamm 0 1,15 kg
Produktionsabfall 0 22225 kg
REA-Reststoff 0 3,85 kg
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