Prozessdetails: SolarKollektor-Vakuum-Röhre-DE-2010

1.1 Beschreibung

Vakuum-Röhren-Solarkollektor zur Warmwasserbereitstellung inkl. Pump- und Regelstation, Rohrleitungen (Länge 20 m) sowie Warmwasserspeicher (200 l), System als typisch für Deutschland aus Firmenangaben erzeugt für den Referenzstandort Würzburg; Bruttofläche beträgt 4,39m2, der jährliche Stromverbrauch 55 kWh/a. Energie und Materialbilanz nach #2.

1.2 Referenzen

  1. ITW (Institut für Thermodynamik und Wärmetechnik der Universität Stuttgart) 2011: Prüfbericht Nr. 04EA5; Stuttgart
  2. Originaldokumentation von 'SolarKollektor-Vakuum-Röhre-DE-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 BMU LCA-EE 2012
Bearbeitet durch IINAS - International Institute for Sustainability Analysis
Datensatzprüfung ja
Ortsbezug Deutschland
Zeitbezug 2010

1.5 Technische Kennwerte

Funktionelle Einheit 1 TJ Warmwasser
Auslastung 1500 h/a
Brenn-/Einsatzstoff Ressourcen
Flächeninanspruchnahme 4,38 m²
gesicherte Leistung 100 %
Jahr 2010
Lebensdauer 20 a
Leistung 0,00125 MW
Nutzungsgrad 100 %
Produkt Wärme - Heizen

Funktionelle Einheit ist »1 TJ Warmwasser«.

Inputs - Aufwendungen für den Prozess

Input Aus Vorprozess Menge Einheit
Elektrizität Netz-el-DE-Verteilung-NS-2010 0,029 TJ

Inputs - Aufwendungen für Produktionsmittel

Produkt Aus Vorprozess Menge Einheit
Aluminium MetallAluminium-mix-DE-2010 21,3 kg
EPS KunststoffEPS-DE-2010 6,25 kg
Glas-flach Steine-ErdenGlas-flach-DE-2010 33,8 kg
HDPE-Granulat Chem-OrgHDPE-DE-2010 6,25 kg
Kupfer MetallKupfer-DE-primär-2010 18,8 kg
Propylenglycol Chem-OrgPropylenglycol-DE-2010 1,25 kg
Stahl MetallStahl-mix-DE-2010 100 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 -2,79*10-9 TJ
Atomkraft 0 0,0252 TJ
Biomasse-Anbau 0 0,104 kg
Biomasse-Anbau 0 0,0027 TJ
Biomasse-Reststoffe 0 1,5 kg
Biomasse-Reststoffe 0 0,00286 TJ
Braunkohle 0 0,0206 TJ
Eisen-Schrott 0 322 kg
Erdgas 0 0,0193 TJ
Erdgas 0 2,88 kg
Erdöl 0 0,0121 TJ
Erdöl 0 169 kg
Erze 0 1737 kg
Fe-Schrott 0 30,7*10-6 kg
Geothermie 0 11*10-6 TJ
Luft 0 52,3 kg
Mineralien 0 917 kg
Müll 0 0,00373 TJ
NE-Schrott 0 79,4 kg
Sekundärrohstoffe 0 -12,7 kg
Sekundärrohstoffe 0 0,00206 TJ
Sonne 1 1 TJ
Steinkohle 0 0,0383 TJ
Wasser 0 33194 kg
Wasserkraft 0 0,00435 TJ
Wind 0 0,00204 TJ

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

Ressource direkt inkl. Vorkette Einheit
KEA-andere 0 0,00578 TJ
KEA-erneuerbar 1 1,01 TJ
KEA-nichterneuerbar 0 0,122 TJ
KEV-andere 0 0,00578 TJ
KEV-erneuerbar 1 1,01 TJ
KEV-nichterneuerbar 0 0,115 TJ

Luftemissionen

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
As (Luft) 0,000127 kg
Cd (Luft) 69*10-6 kg
CH4 20,9 kg
CO 47 kg
CO2 8714 kg
Cr (Luft) 0,000338 kg
H2S 0,000232 kg
HCl 0,448 kg
HF 0,173 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) 0,000167 kg
N2O 0,383 kg
NH3 0,598 kg
Ni (Luft) 0,000823 kg
NMVOC 3,42 kg
NOx 16,6 kg
PAH (Luft) 58,5*10-9 kg
Pb (Luft) 0,00192 kg
PCDD/F (Luft) 2,8*10-9 kg
Perfluoraethan 0,00849 kg
Perfluorbutan 0 kg
Perfluorcyclobutan 0 kg
Perfluorhexan 0 kg
Perfluormethan 0,0672 kg
Perfluorpentan 0 kg
Perfluorpropan 0 kg
SF6 0 kg
SO2 16,5 kg
Staub 7,69 kg

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

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
CO2-Äquivalent 9952 kg
SO2-Äquivalent 29,9 kg
TOPP-Äquivalent 29,2 kg

Gewässereinleitungen

Gewässereinleitung inkl. Vorkette Einheit
anorg. Salze 53,8 kg
AOX 8,64*10-6 kg
As (Abwasser) 887*10-12 kg
BSB5 0,736 kg
Cd (Abwasser) 2,17*10-9 kg
Cr (Abwasser) 2,14*10-9 kg
CSB 24,9 kg
Hg (Abwasser) 1,08*10-9 kg
Müll-atomar (hochaktiv) 0,00934 kg
N 0,0022 kg
P 59,8*10-6 kg
Pb (Abwasser) 14,1*10-9 kg

Abfälle

Abfall direkt inkl. Vorkette Einheit
Abraum 0 47940 kg
Asche 0 302 kg
Produktionsabfall 0 8464 kg
REA-Reststoff 0 76,3 kg
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