Prozessdetails: Geothermie-KW-ORC-DE-2030

1.1 Beschreibung

Geothermisches Dampfturbinen-ORC-Kraftwerk, inkl. Bohrung (dampfdominiertes Feld unter 1000 m Tiefe), Daten nach #1; ohne direkte Emissionen wg. gekapseltem System; Hilfsstrom aus Netz (wg. EEG-Einspeisung); Investitionskosten gegenüber Referenz-Wert von 2005 um 35% gesenkt

1.2 Referenzen

  1. 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.
  2. Originaldokumentation von 'Geothermie-KW-ORC-DE-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 -
Bearbeitet durch IINAS - International Institute for Sustainability Analysis
Datensatzprüfung ja
Ortsbezug Deutschland
Zeitbezug 2030

1.5 Technische Kennwerte

Funktionelle Einheit 1 TJ Elektrizität
Auslastung 7500 h/a
Brenn-/Einsatzstoff Ressourcen
Flächeninanspruchnahme 1000 m²
gesicherte Leistung 100 %
Jahr 2030
Lebensdauer 30 a
Leistung 1 MW
Nutzungsgrad 100 %
Produkt Elektrizität

Funktionelle Einheit ist »1 TJ Elektrizität«.

Inputs - Aufwendungen für den Prozess

Input Aus Vorprozess Menge Einheit
Elektrizität El-KW-Park-DE-2030 0,15 TJ

Inputs - Aufwendungen für Produktionsmittel

Produkt Aus Vorprozess Menge Einheit
Kupfer MetallKupfer-DE-mix-2030 10000 kg
Stahl MetallStahl-mix-DE-2030 500000 kg
Zement Steine-ErdenZement-DE-2030 1000000 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 -8,81*10-9 TJ
Atomkraft 0 0,00108 TJ
Biomasse-Anbau 0 0,011 TJ
Biomasse-Anbau 0 2,76 kg
Biomasse-Reststoffe 0 1,15 kg
Biomasse-Reststoffe 0 0,0397 TJ
Braunkohle 0 0,0254 TJ
Eisen-Schrott 0 252 kg
Erdgas 0 0,0561 TJ
Erdgas 0 4,61 kg
Erdöl 0 0,00702 TJ
Erdöl 0 11,5 kg
Erze 0 844 kg
Fe-Schrott 0 0,000212 kg
Geothermie 1 1 TJ
Luft 0 54,3 kg
Mineralien 0 2621 kg
Müll 0 0,0107 TJ
NE-Schrott 0 15,4 kg
Sekundärrohstoffe 0 -0,836 kg
Sekundärrohstoffe 0 0,00225 TJ
Sonne 0 0,0208 TJ
Steinkohle 0 0,0447 TJ
Wasser 0 49326 kg
Wasserkraft 0 0,00687 TJ
Wind 0 0,0525 TJ

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

Ressource direkt inkl. Vorkette Einheit
KEA-andere 0 0,013 TJ
KEA-erneuerbar 1 1,13 TJ
KEA-nichterneuerbar 0 0,135 TJ
KEV-andere 0 0,013 TJ
KEV-erneuerbar 1 1,13 TJ
KEV-nichterneuerbar 0 0,134 TJ

Luftemissionen

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
As (Luft) 85,3*10-6 kg
Cd (Luft) 0,00014 kg
CH4 16,8 kg
CO 32,5 kg
CO2 11949 kg
Cr (Luft) 0,000408 kg
H2S 0,00207 kg
HCl 0,163 kg
HF 0,0168 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) 0,000207 kg
N2O 1,17 kg
NH3 0,355 kg
Ni (Luft) 0,000402 kg
NMVOC 0,953 kg
NOx 15,3 kg
PAH (Luft) 45,6*10-9 kg
Pb (Luft) 0,00262 kg
PCDD/F (Luft) 2,98*10-9 kg
Perfluoraethan 0,00036 kg
Perfluorbutan 0 kg
Perfluorcyclobutan 0 kg
Perfluorhexan 0 kg
Perfluormethan 0,00282 kg
Perfluorpentan 0 kg
Perfluorpropan 0 kg
SF6 0 kg
SO2 5,51 kg
Staub 2,48 kg

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

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
CO2-Äquivalent 12743 kg
SO2-Äquivalent 17 kg
TOPP-Äquivalent 23,4 kg

Gewässereinleitungen

Gewässereinleitung inkl. Vorkette Einheit
anorg. Salze 21,7 kg
AOX 8,01*10-6 kg
As (Abwasser) 7,61*10-9 kg
BSB5 0,82 kg
Cd (Abwasser) 18,6*10-9 kg
Cr (Abwasser) 18,4*10-9 kg
CSB 29,1 kg
Hg (Abwasser) 9,29*10-9 kg
Müll-atomar (hochaktiv) 0,000439 kg
N 0,00101 kg
P 0,000319 kg
Pb (Abwasser) 121*10-9 kg

Abfälle

Abfall direkt inkl. Vorkette Einheit
Abraum 0 41624 kg
Asche 0 676 kg
Produktionsabfall 0 920 kg
REA-Reststoff 0 109 kg
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