Prozessdetails: Solar-PV-mono-Rahmen-mit-Rack-DE-2005

1.1 Beschreibung

Photovoltaikanlage aus 20 monokristallinen Solarmodulen mit 175 Wp in Deutschland, Daten aus #1. Einstrahlung mit 1.000 kWh/m2*a angenommen (guter Standort), System mit Alu-Rahmen inkl. Aufständerung nach DIN. Die Installation erfolgt auf einem Dach. Daten für Stahl-, Alu-, Kupferaufwand geschätzt. Die Anlage ist mit einem Winkel von 30° aufgeständert sind. Der Wechselrichter hat einen mittleren Wirkungsgrad von 96%. Je Modul sind 1,25 m² nötig, die Flächeninanspruchnahme beträgt 21,65 m². Das Gewicht beträgt pro Modul 17,4 kg, insgesamt 103,6 kg/kW.
Der Nutzungsgrad der Module beträgt 11,56 %, bezogen auf die solare Einstrahlung. Hier wurde der Nutzungsgrad auf 100% gesetzt, um den Regeln der KEV-Bilanzierung zu genügen.

1.2 Referenzen

  1. Energy Centre of the Netherlands (ECN) 2005: Environmental life cycle inventory of crystalline silicon photovoltaic module production, M.J. de Wild-Schoten; E.A. Alsema (Utrecht University); Table I.
  2. Originaldokumentation von 'Solar-PV-mono-Rahmen-mit-Rack-DE-2005'

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 Deutschland
Zeitbezug 2005

1.5 Technische Kennwerte

Funktionelle Einheit 1 TJ Elektrizität
Auslastung 1000 h/a
Brenn-/Einsatzstoff Ressourcen
Flächeninanspruchnahme 21,7 m²
Jahr 2005
Lebensdauer 30 a
Leistung 0,00336 MW
Nutzungsgrad 100 %
Produkt Elektrizität

Funktionelle Einheit ist »1 TJ Elektrizität«.

Inputs - Aufwendungen für Produktionsmittel

Produkt Aus Vorprozess Menge Einheit
Aluminium MetallAluminium-mix-DE-2005 60,5 kg
Kupfer MetallKupfer-DE-mix-2005 16,8 kg
Silizium FabrikSilizium-Modul-mono-DE-2005 348 kg
Stahl-WW MetallStahl-WarmWalz-DE-2005 672 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 -6,07*10-9 TJ
Atomkraft 0 0,087 TJ
Biomasse-Anbau 0 -36,8*10-6 TJ
Biomasse-Anbau 0 159 kg
Biomasse-Reststoffe 0 -0,0227 kg
Biomasse-Reststoffe 0 0,00693 TJ
Braunkohle 0 0,07 TJ
Eisen-Schrott 0 903 kg
Erdgas 0 0,207 TJ
Erdgas 0 136 kg
Erdöl 0 0,0279 TJ
Erdöl 0 422 kg
Erze 0 3859 kg
Fe-Schrott 0 42,1*10-6 kg
Geothermie 0 149*10-9 TJ
Luft 0 756 kg
Mineralien 0 3076 kg
Müll 0 0,00759 TJ
NE-Schrott 0 61,4 kg
Sekundärrohstoffe 0 216 kg
Sekundärrohstoffe 0 0,00745 TJ
Sonne 1 1 TJ
Steinkohle 0 0,115 TJ
Wasser 0 255326 kg
Wasserkraft 0 0,0113 TJ
Wind 0 0,00449 TJ

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

Ressource direkt inkl. Vorkette Einheit
KEA-andere 0 0,015 TJ
KEA-erneuerbar 1 1,02 TJ
KEA-nichterneuerbar 0 0,529 TJ
KEV-andere 0 0,015 TJ
KEV-erneuerbar 1 1,02 TJ
KEV-nichterneuerbar 0 0,507 TJ

Luftemissionen

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
As (Luft) 0,000414 kg
Cd (Luft) 0,000165 kg
CH4 84,2 kg
CO 510 kg
CO2 33829 kg
Cr (Luft) 0,000937 kg
H2S 0,0134 kg
HCl 1,73 kg
HF 0,434 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) 0,000476 kg
N2O 0,933 kg
NH3 0,0661 kg
Ni (Luft) 0,00282 kg
NMVOC 2,81 kg
NOx 48,1 kg
PAH (Luft) 107*10-9 kg
Pb (Luft) 0,0544 kg
PCDD/F (Luft) 7,71*10-9 kg
Perfluoraethan 0,0199 kg
Perfluorbutan 0 kg
Perfluorcyclobutan 0 kg
Perfluorhexan 0 kg
Perfluormethan 0,158 kg
Perfluorpentan 0 kg
Perfluorpropan 0 kg
SF6 0 kg
SO2 35,9 kg
Staub 18,1 kg

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

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
CO2-Äquivalent 37622 kg
SO2-Äquivalent 71,7 kg
TOPP-Äquivalent 119 kg

Gewässereinleitungen

Gewässereinleitung inkl. Vorkette Einheit
anorg. Salze 119 kg
AOX 23,4*10-6 kg
As (Abwasser) 1,57*10-9 kg
BSB5 2,49 kg
Cd (Abwasser) 3,83*10-9 kg
Cr (Abwasser) 3,79*10-9 kg
CSB 85,8 kg
Hg (Abwasser) 1,92*10-9 kg
Müll-atomar (hochaktiv) 0,0323 kg
N 0,0058 kg
P 98,2*10-6 kg
Pb (Abwasser) 25*10-9 kg

Abfälle

Abfall direkt inkl. Vorkette Einheit
Abraum 0 110595 kg
Asche 0 924 kg
Produktionsabfall 0 2983 kg
REA-Reststoff 0 229 kg
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