Prozessdetails: SolarKollektor-Flach-EU-2030

1.1 Beschreibung

Solarkollektor-flach zur Warmwassergewinnung in Deutschland, inkl. Pumpe und Speicher. Materialaufwendungen inkl. 10% Aufschlag für Montage und 5% für Wartung (Ersatzbedarf). Energie- und Materialdaten nach #1, Kosten nach #4

1.2 Referenzen

  1. Verein Deutscher Ingenieure (VDI) 1997: Richtlinie "Kumulierter Energieaufwand", VDI 4600 Blatt 1, Entwurf: Definition und Beispiele, Beuth Verlag 10772 Berlin
  2. DLR (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Institut für Technische Thermodynamik)/IFEU (Institut für Energie- und Umweltforschung)/WI (Wuppertal Institut für Klima, Umwelt und Energie) 2004: Ökologisch optimierter Ausbau der Nutzung erneuerbarer Energien in Deutschland; Endbericht zum Forschungsvorhaben i.A. des BMU, FKZ 901 41 803, Stuttgart/Heidelberg/Wuppertal
  3. Originaldokumentation von 'SolarKollektor-Flach-EU-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 EUPOPP 2011
Bearbeitet durch IINAS - International Institute for Sustainability Analysis
Datensatzprüfung ja
Ortsbezug Europa
Zeitbezug 2030

1.5 Technische Kennwerte

Funktionelle Einheit 1 TJ Warmwasser
Auslastung 2000 h/a
Brenn-/Einsatzstoff Ressourcen
Flächeninanspruchnahme 5,2 m²
Jahr 2030
Lebensdauer 20 a
Leistung 0,001 MW
Nutzungsgrad 25 %
Produkt Wärme - Heizen

Funktionelle Einheit ist »1 TJ Warmwasser«.

Inputs - Aufwendungen für den Prozess

Input Aus Vorprozess Menge Einheit
Elektrizität El-KW-Park-EU-27-2030 (PRIMES) 0,02 TJ

Inputs - Aufwendungen für Produktionsmittel

Produkt Aus Vorprozess Menge Einheit
Aluminium MetallAluminium-mix-DE-2030 30 kg
Glas-flach Steine-ErdenGlas-flach-DE-2030 71,5 kg
Gummi Chem-OrgGummi-EPDM-DE-2000 4,5 kg
HDPE-Granulat Chem-OrgHDPE-DE-2030 52,4 kg
Kupfer MetallKupfer-DE-primär-2030 84,6 kg
Propylenglycol Chem-OrgPropylenglycol-DE-2030 10 kg
PVC-Granulat Chem-OrgPVC-mix-DE-2030 0,4 kg
Stahl MetallStahl-mix-DE-2030 62,8 kg
Steinwolle Steine-ErdenSteinwolle-DE-2030 12,5 kg

Outputs

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

Ressourcen

Ressource direkt inkl. Vorkette Einheit
Abwärme 0 -17,3*10-6 TJ
Atomkraft 0 0,0186 TJ
Biomasse-Anbau 0 0,204 kg
Biomasse-Anbau 0 0,000401 TJ
Biomasse-Reststoffe 0 0,0486 kg
Biomasse-Reststoffe 0 0,00228 TJ
Braunkohle 0 0,00529 TJ
Eisen-Schrott 0 163 kg
Erdgas 0 0,0213 TJ
Erdgas 0 5,76 kg
Erdöl 0 0,0269 TJ
Erdöl 0 722 kg
Erze 0 2607 kg
Fe-Schrott 0 0,128 kg
Geothermie 0 0,000208 TJ
Luft 0 43,4 kg
Mineralien 0 1449 kg
Müll 0 0,0102 TJ
NE-Schrott 0 335 kg
Sekundärrohstoffe 0 -268 kg
Sekundärrohstoffe 0 0,00161 TJ
Sonne 1 1 TJ
Steinkohle 0 0,0339 TJ
Wasser 0 -6887 kg
Wasserkraft 0 0,00674 TJ
Wind 0 0,00542 TJ

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

Ressource direkt inkl. Vorkette Einheit
KEA-andere 0 0,0118 TJ
KEA-erneuerbar 1 1,02 TJ
KEA-nichterneuerbar 0 0,135 TJ
KEV-andere 0 0,0118 TJ
KEV-erneuerbar 1 1,02 TJ
KEV-nichterneuerbar 0 0,106 TJ

Luftemissionen

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
As (Luft) 55,9*10-6 kg
Cd (Luft) 76,1*10-6 kg
CH4 23,4 kg
CO 58,7 kg
CO2 8921 kg
Cr (Luft) 0,000209 kg
H2S 0,000119 kg
HCl 0,56 kg
HF 0,213 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) 56*10-6 kg
N2O 0,342 kg
NH3 0,0419 kg
Ni (Luft) 0,00108 kg
NMVOC 3,68 kg
NOx 29,7 kg
PAH (Luft) 75,1*10-9 kg
Pb (Luft) 0,00131 kg
PCDD/F (Luft) 1,9*10-9 kg
Perfluoraethan 0,0121 kg
Perfluorbutan 0 kg
Perfluorcyclobutan 0 kg
Perfluorhexan 0 kg
Perfluormethan 0,0942 kg
Perfluorpentan 0 kg
Perfluorpropan 0 kg
SF6 0 kg
SO2 24,3 kg
Staub 10,3 kg

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

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
CO2-Äquivalent 10452 kg
SO2-Äquivalent 45,9 kg
TOPP-Äquivalent 46,8 kg

Gewässereinleitungen

Gewässereinleitung inkl. Vorkette Einheit
anorg. Salze 91,6 kg
AOX 14*10-6 kg
As (Abwasser) 371*10-12 kg
BSB5 0,647 kg
Cd (Abwasser) 906*10-12 kg
Cr (Abwasser) 896*10-12 kg
CSB 21,3 kg
Hg (Abwasser) 453*10-12 kg
Müll-atomar (hochaktiv) 0,0074 kg
N 0,00788 kg
P 0,000161 kg
Pb (Abwasser) 5,91*10-9 kg

Abfälle

Abfall direkt inkl. Vorkette Einheit
Abraum 0 73665 kg
Asche 0 497 kg
Produktionsabfall 0 34079 kg
REA-Reststoff 0 51,1 kg
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