Prozessdetails: FermenterBiogas-Rutenhirse-0LUC-DE-2030-inkl.Aufbereitung

1.1 Beschreibung

Erzeugung von Biogas in Fermenter inkl. Gasaufbereitung für Einspeisung; Input: Mais-Silage; Daten nach #1 + #2; CH4-Emission Biogasanlage = 0,25%, CH4-Schlupf Aufbereitung = 0,1%

1.2 Referenzen

  1. IE (Institut für Energetik und Umwelt) 2003: eigene Berechnungen und Daten, Leipzig
  2. IE (Institut für Energetik und Umwelt) 2007: Möglichkeiten einer europäischen Biogaseinspeisungsstrategie - Teilbericht I, D. Thrän et al., i.A. der Bundestagsfraktion Die GRÜNEN, Leipzig
  3. Originaldokumentation von 'FermenterBiogas-Rutenhirse-0LUC-DE-2030-inkl.Aufbereitung'

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 WBGU-Bio ÖKO 2008
Bearbeitet durch IINAS - International Institute for Sustainability Analysis
Datensatzprüfung ja
Ortsbezug Deutschland
Zeitbezug 2030

1.5 Technische Kennwerte

Funktionelle Einheit 1 TJ Biogas-aufbereitet-für-Gasnetz
Auslastung 8000 h/a
Brenn-/Einsatzstoff Brennstoffe-Bio-fest
Flächeninanspruchnahme 9100 m²
gesicherte Leistung 100 %
Jahr 2030
Lebensdauer 15 a
Leistung 2,6 MW
Nutzungsgrad 67 %
Produkt Brennstoffe-Bio-Gase

Funktionelle Einheit ist »1 TJ Biogas-aufbereitet-für-Gasnetz«.

Inputs - Aufwendungen für den Prozess

Input Aus Vorprozess Menge Einheit
Elektrizität El-KW-Park-DE-2030 0,05 TJ
Rutenhirse-DE-2030 (switchgrass) AnbauRutenhirse-0LUC-DE-2030 1,49 TJ
Warmwasser Wärme-Prozess-Biogas-Fermenter (BHKW)-2000 0,1 TJ

Inputs - Aufwendungen für Produktionsmittel

Produkt Aus Vorprozess Menge Einheit
Beton Steine-ErdenBeton-DE-2030 3803436 kg
PVC-Granulat Chem-OrgPVC-mix-DE-2030 6105 kg
Stahl MetallStahl-mix-DE-2030 12342 kg
Steinwolle Steine-ErdenSteinwolle-DE-2030 6565 kg

Transportaufwendungen

Transport Menge Einheit
Transport von Gütertransport-Dienstleistung mit Lkw-Diesel-DE-2030 5268 tkm

Outputs

Output Menge Einheit
Biogas-aufbereitet-für-Gasnetz 1 TJ
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Funktionelle Einheit ist »1 TJ Biogas-aufbereitet-für-Gasnetz«.

Ressourcen

Ressource inkl. Vorkette Einheit
Abwärme -6,05*10-9 TJ
Atomkraft 0,00322 TJ
Biomasse-Anbau 1,5 TJ
Biomasse-Anbau 0,926 kg
Biomasse-Reststoffe 0,384 kg
Biomasse-Reststoffe 0,0151 TJ
Braunkohle 0,0109 TJ
Eisen-Schrott 24,9 kg
Erdgas 0,0522 TJ
Erdgas 2,45 kg
Erdöl 9,44 kg
Erdöl 0,0316 TJ
Erze 85 kg
Fe-Schrott 94,1*10-6 kg
Geothermie 0,000604 TJ
Luft 7,56 kg
Mineralien 17297 kg
Müll 0,00377 TJ
NE-Schrott 0,687 kg
Sekundärrohstoffe 1,38 kg
Sekundärrohstoffe 0,000198 TJ
Sonne 0,00697 TJ
Steinkohle 0,0166 TJ
Wasser 87293 kg
Wasserkraft 0,00255 TJ
Wind 0,0177 TJ

Ressourcen (Aggregierte Werte, KEA, KEV, KRA)

Ressource inkl. Vorkette Einheit
KEA-andere 0,00397 TJ
KEA-erneuerbar 1,54 TJ
KEA-nichterneuerbar 0,115 TJ
KEV-andere 0,00397 TJ
KEV-erneuerbar 1,54 TJ
KEV-nichterneuerbar 0,114 TJ

Luftemissionen

Luftemission direkt inkl. Vorkette Einheit
As (Luft) 0 37,8*10-6 kg
Cd (Luft) 0 74*10-6 kg
CH4 46,7 57,7 kg
CO 0 12,7 kg
CO2 0 8278 kg
Cr (Luft) 0 93,7*10-6 kg
H2S 0 0,000716 kg
HCl 0 0,176 kg
HF 0 0,00788 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) 0 62,9*10-6 kg
N2O 0 15,4 kg
NH3 0 31,5 kg
Ni (Luft) 0 0,000799 kg
NMVOC 0 1,51 kg
NOx 0 29 kg
PAH (Luft) 0 1,01*10-6 kg
Pb (Luft) 0 0,000531 kg
PCDD/F (Luft) 0 1,22*10-9 kg
Perfluoraethan 0 0,000169 kg
Perfluorbutan 0 0 kg
Perfluorcyclobutan 0 0 kg
Perfluorhexan 0 0 kg
Perfluormethan 0 0,00132 kg
Perfluorpentan 0 0 kg
Perfluorpropan 0 0 kg
SF6 0 0 kg
SO2 0 11,5 kg
Staub 0 4,94 kg

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

Luftemission direkt inkl. Vorkette Einheit
CO2-Äquivalent 1168 14316 kg
SO2-Äquivalent 0 91,1 kg
TOPP-Äquivalent 0,654 39,1 kg

Gewässereinleitungen

Gewässereinleitung inkl. Vorkette Einheit
anorg. Salze 10795 kg
AOX 7,24*10-6 kg
As (Abwasser) 2,55*10-9 kg
BSB5 0,121 kg
Cd (Abwasser) 6,24*10-9 kg
Cr (Abwasser) 6,17*10-9 kg
CSB 4,26 kg
Hg (Abwasser) 3,12*10-9 kg
Müll-atomar (hochaktiv) 0,00121 kg
N 0,00522 kg
P 0,00019 kg
Pb (Abwasser) 40,7*10-9 kg

Abfälle

Abfall direkt inkl. Vorkette Einheit
Abraum 0 19701 kg
Asche 0 257 kg
Produktionsabfall 0 50982 kg
REA-Reststoff 0 45,5 kg
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