Prozessdetails: Holz-EU-KUP-Pellet-Heizung-50 kW-2030

1.1 Beschreibung

grössere Holz-Pellet-Zentralheizung, inkl. Hilfsstromaufwand. Emissionen nach #1 und #3, PAH- und PCDD/F- sowie CH4/N2O-Daten aus #4; Kostendaten und Nutzungsgrad nach #2. Daten für 2020 nach #5: Investition -12,5%, Effizienz +2%

1.2 Referenzen

  1. EVA (Energieverwertungs-Agentur) 2002: Vergleich der Umweltauswirkungen einer Pelletheizung mit denen konventioneller Energiebereitstellungssysteme am Beispiel einer 400 kW Heizanlage, C. Rakos/H. Tretter, Wien
  2. Fichtner 2002: Erarbeitung von energetischen und ökonomischen Kenndaten zur Bioenergie, Bericht i.A. des Öko-Instituts im Rahmen des Projekts "Stoffstromanalyse zur nachhaltigen energetischen Nutzung von Biomasse", Stuttgart
  3. Nussbaumer, Thomas 2002: Holzenergie - Teil 2b: Holzpellets und Pelletheizungen, in: Schweizer Baudokumentation (56) 101 (http://www.baudoc.ch)
  4. Öko-Institut (Institut für angewandte Ökologie e.V.)/FhI-UMSICHT (Fraunhofer-Institut für Umwelt- und Sicherheitstechnik) 2003: Zukunftstechnologien; Arbeitspapier und Excel-Datenblätter erstellt im Rahmen des Projekts "Stoffstromanalyse zur nachhaltigen energetischen Nutzung von Biomasse", Darmstadt/Oberhausen
  5. Originaldokumentation von 'Holz-EU-KUP-Pellet-Heizung-50 kW-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 IINAS
Projekte BMU Biomasse 2004
BiomassFutures 2012 (EU-IEE)
Bearbeitet durch IINAS - International Institute for Sustainability Analysis
Datensatzprüfung ja
Ortsbezug Europa
Zeitbezug 2030

1.5 Technische Kennwerte

Funktionelle Einheit 1 TJ Warmwasser
Auslastung 1600 h/a
Brenn-/Einsatzstoff Brennstoffe-Bio-fest
gesicherte Leistung 100 %
Jahr 2030
Lebensdauer 15 a
Leistung 0,05 MW
Nutzungsgrad 89 %
Produkt Wärme - Heizen

Funktionelle Einheit ist »1 TJ Warmwasser«.

Inputs - Aufwendungen für den Prozess

Input Aus Vorprozess Menge Einheit
Elektrizität Netz-el-EU-2030-lokal 0,015 TJ
Holz-EU-KUP-Pellets (berechnet) FabrikHolz-EU-KUP-0LUC-Pellets-2030 1,12 TJ

Inputs - Aufwendungen für Produktionsmittel

Produkt Aus Vorprozess Menge Einheit
Stahl MetallStahl-mix-DE-2030 1250 kg

Transportaufwendungen

Transport Menge Einheit
Transport von Gütertransport-Dienstleistung mit Lkw-Diesel-EU-2030 7134 tkm

Outputs

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

Ressourcen

Ressource inkl. Vorkette Einheit
Abwärme -51,5*10-6 TJ
Atomkraft 0,0489 TJ
Biomasse-Anbau 0,304 kg
Biomasse-Anbau 1,15 TJ
Biomasse-Reststoffe 0,0237 kg
Biomasse-Reststoffe 0,00272 TJ
Braunkohle 0,0118 TJ
Eisen-Schrott 334 kg
Erdgas 0,0342 TJ
Erdgas 2,92 kg
Erdöl 0,0415 TJ
Erdöl 56 kg
Erze 1095 kg
Fe-Schrott 0,382 kg
Geothermie 0,000332 TJ
Luft 63,9 kg
Mineralien 802 kg
Müll 0,0276 TJ
NE-Schrott 0,441 kg
Sekundärrohstoffe 1,53 kg
Sekundärrohstoffe 0,00296 TJ
Sonne 0,0016 TJ
Steinkohle 0,0353 TJ
Wasser 35355 kg
Wasserkraft 0,0056 TJ
Wind 0,0102 TJ

Ressourcen (Aggregierte Werte, KEA, KEV, KRA)

Ressource inkl. Vorkette Einheit
KEA-andere 0,0305 TJ
KEA-erneuerbar 1,17 TJ
KEA-nichterneuerbar 0,174 TJ
KEV-andere 0,0305 TJ
KEV-erneuerbar 1,17 TJ
KEV-nichterneuerbar 0,172 TJ

Luftemissionen

Luftemission direkt inkl. Vorkette Einheit
As (Luft) k.A. 79,5*10-6 kg
Cd (Luft) k.A. 64,8*10-6 kg
CH4 2,79 15 kg
CO 55,7 90,2 kg
CO2 0 38793 kg
Cr (Luft) k.A. 0,000373 kg
H2S 0 0,00012 kg
HCl 3,3 3,49 kg
HF 0 0,0152 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) k.A. 0,000105 kg
N2O 1,11 7,22 kg
NH3 0 2,69 kg
Ni (Luft) k.A. 0,00046 kg
NMVOC 11,1 13,3 kg
NOx 66,9 94,2 kg
PAH (Luft) 0,000543 0,000543 kg
Pb (Luft) k.A. 0,00246 kg
PCDD/F (Luft) 543*10-12 4,69*10-9 kg
Perfluoraethan 0 0,000196 kg
Perfluorbutan 0 0 kg
Perfluorcyclobutan 0 0 kg
Perfluorhexan 0 0 kg
Perfluormethan 0 0,00153 kg
Perfluorpentan 0 0 kg
Perfluorpropan 0 0 kg
SF6 0 0 kg
SO2 36,6 43,8 kg
Staub 17,8 22,2 kg

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

Luftemission direkt inkl. Vorkette Einheit
CO2-Äquivalent 402 41334 kg
SO2-Äquivalent 86 118 kg
TOPP-Äquivalent 98,9 138 kg

Gewässereinleitungen

Gewässereinleitung inkl. Vorkette Einheit
anorg. Salze 0,687 kg
AOX 10,2*10-6 kg
As (Abwasser) 321*10-12 kg
BSB5 0,856 kg
Cd (Abwasser) 784*10-12 kg
Cr (Abwasser) 776*10-12 kg
CSB 30,5 kg
Hg (Abwasser) 392*10-12 kg
Müll-atomar (hochaktiv) 0,0192 kg
N 0,00138 kg
P 66,3*10-6 kg
Pb (Abwasser) 5,12*10-9 kg

Abfälle

Abfall direkt inkl. Vorkette Einheit
Abraum 0 14100 kg
Asche 701 1787 kg
Produktionsabfall 0 8900 kg
REA-Reststoff 0 115 kg
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