Prozessdetails: Solar-KW-CSP-ES-2030 (o. backup)

1.1 Beschreibung

solarthermisches Parabolrinnen-Kraftwerk mit Dampfturbine, ohne backup. Kostendaten beruhen auf Fortschreibung der realen Anlagen Andasol 1-3 nach #3. Der solare Jahresanteil ist 100%. Die Kosten umfassen die Ausgaben für die gesamte Anlage, ohne Kessel und dessen Brennstoffkosten, da diese nicht im Prozess enthalten sind. Eine grosse Menge an Wasser wird zur Reinigung der Parabolspiel benötigt. Der Materialaufwand für die Anlage stammt aus #1-2.

1.2 Referenzen

  1. Deutsche Luft- und Raumfahrtagentur (DLR) 1995: Solar Electricity Generation - description and comparison, Stuttgatt/Cologne
  2. Pilkington Solar International Gmbh 1995: Status report on solar thermal power plants, ISBN 3-9804901-0-6
  3. DLR (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt)/IWES (Fraunhofer Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik)/IfnE (Ingenieurbüro für neue Energien) 2010: Langfristszenarien und Strategien für den Ausbau der erneuerbaren Energien in Deutschland bei Berücksichtigung der Entwicklung in Europa und global - „Leitstudie 2010“; Nitsch, Joachim et al.; i.A. des BMU, FKZ 03MAP146; Stuttgart usw.
  4. Originaldokumentation von 'Solar-KW-CSP-ES-2030 (o. backup)'

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 IINAS - International Institute for Sustainability Analysis
Datensatzprüfung ja
Ortsbezug Spanien
Zeitbezug 2030

1.5 Technische Kennwerte

Funktionelle Einheit 1 TJ Elektrizität
Auslastung 3000 h/a
Brenn-/Einsatzstoff Ressourcen
Flächeninanspruchnahme 1000000 m²
gesicherte Leistung 100 %
Jahr 2030
Lebensdauer 25 a
Leistung 50 MW
Nutzungsgrad 100 %
Produkt Elektrizität

Funktionelle Einheit ist »1 TJ Elektrizität«.

Inputs - Aufwendungen für den Prozess

Input Aus Vorprozess Menge Einheit
Wasser (Stoff) Xtra-generischWasser 1320000 kg

Inputs - Aufwendungen für Produktionsmittel

Produkt Aus Vorprozess Menge Einheit
Stahl MetallStahl-mix-DE-2030 10000000 kg
Zement Steine-ErdenZement-DE-2030 75000000 kg

Outputs

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

Ressourcen

Ressource direkt inkl. Vorkette Einheit
Abwärme 0 -841*10-12 TJ
Atomkraft 0 0,000156 TJ
Biomasse-Anbau 0 0,000153 TJ
Biomasse-Anbau 0 0,0386 kg
Biomasse-Reststoffe 0 0,016 kg
Biomasse-Reststoffe 0 0,000571 TJ
Braunkohle 0 0,00671 TJ
Eisen-Schrott 0 253 kg
Erdgas 0 0,000585 TJ
Erdgas 0 0,567 kg
Erdöl 0 0,00581 TJ
Erdöl 0 0,162 kg
Erze 0 822 kg
Fe-Schrott 0 8,31*10-6 kg
Geothermie 0 26,6*10-6 TJ
Luft 0 48,3 kg
Mineralien 0 9049 kg
Müll 0 0,000173 TJ
NE-Schrott 0 0,0332 kg
Sekundärrohstoffe 0 0,0681 kg
Sekundärrohstoffe 0 0,00226 TJ
Sonne 1 1 TJ
Steinkohle 0 0,0207 TJ
Wasser 0 1334368 kg
Wasserkraft 0 0,000217 TJ
Wind 0 0,00074 TJ

Ressourcen (Aggregierte Werte), KEA, KEV, KRA)

Ressource direkt inkl. Vorkette Einheit
KEA-andere 0 0,00243 TJ
KEA-erneuerbar 1 1 TJ
KEA-nichterneuerbar 0 0,034 TJ
KEV-andere 0 0,00243 TJ
KEV-erneuerbar 1 1 TJ
KEV-nichterneuerbar 0 0,034 TJ

Luftemissionen

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
As (Luft) 57,4*10-6 kg
Cd (Luft) 40,2*10-6 kg
CH4 5,08 kg
CO 20,9 kg
CO2 5975 kg
Cr (Luft) 0,000279 kg
H2S 28,9*10-6 kg
HCl 0,0214 kg
HF 0,00111 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) 71,3*10-6 kg
N2O 0,131 kg
NH3 0,00522 kg
Ni (Luft) 0,000318 kg
NMVOC 0,405 kg
NOx 13,4 kg
PAH (Luft) 8,26*10-9 kg
Pb (Luft) 0,00181 kg
PCDD/F (Luft) 2,79*10-9 kg
Perfluoraethan 9,03*10-6 kg
Perfluorbutan 0 kg
Perfluorcyclobutan 0 kg
Perfluorhexan 0 kg
Perfluormethan 70,9*10-6 kg
Perfluorpentan 0 kg
Perfluorpropan 0 kg
SF6 0 kg
SO2 2,34 kg
Staub 3,12 kg

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

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
CO2-Äquivalent 6142 kg
SO2-Äquivalent 11,7 kg
TOPP-Äquivalent 19,1 kg

Gewässereinleitungen

Gewässereinleitung inkl. Vorkette Einheit
anorg. Salze 0,322 kg
AOX 7,43*10-6 kg
As (Abwasser) 106*10-12 kg
BSB5 0,651 kg
Cd (Abwasser) 259*10-12 kg
Cr (Abwasser) 256*10-12 kg
CSB 23,2 kg
Hg (Abwasser) 130*10-12 kg
Müll-atomar (hochaktiv) 64,2*10-6 kg
N 0,000804 kg
P 18*10-6 kg
Pb (Abwasser) 1,69*10-9 kg

Abfälle

Abfall direkt inkl. Vorkette Einheit
Abraum 0 12658 kg
Asche 0 20,6 kg
Produktionsabfall 0 291 kg
REA-Reststoff 0 3,59 kg
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