Prozessdetails: FabrikKartoffelstärke-DE-2010

1.1 Beschreibung

Herstellung von Kartoffelstärke; Daten beziehen sich auf eine neue Anlagentechnik, bei noch unklar ist, inwieweit diese tatsächlich in Betrieb ist. Die Kartoffeln werden gewaschen, zerkleinert und zur Abtrennung von Fasern und Häuten gesiebt. Die Stärke wird durch Wasch- und Zentrifugierprozesse isoliert und schließlich in einem Sprühtrockner getrocknet (Wassergehalt 17-18 %). Das Abwasser wird zunächst anaerob (mit Biogasgewinnung), dann aerob behandelt. Ein abwasserfreier Betrieb wie bei anderen stärkehaltigen Produkten ist aufgrund des hohen Wassergehaltes der Kartoffeln kaum möglich. Die Anlagen arbeiten im Kampagnebetrieb.
Die Daten beziehen sich auf Deutschland. In der Papierindustrie in Deutschland wird überwiegend Kartoffelstärke eingesetzt. In der BRD gab es 1995 neun Anlagen zur Gewinnung von Kartoffelstärke, sieben zur Gewinnung von Weizenstärke und zwei zur Maisstärkegewinnung.

1.2 Referenzen

  1. Meinold 1987: Möglichkeiten und Grenzen beim Anbau regenerativer Rohstoffe für Energieerzeugung und chemische Industrie, Materialband IV zur Bundeesdrucksache 10/6801, Bonn
  2. Originaldokumentation von 'FabrikKartoffelstärke-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 -
Bearbeitet durch IINAS - International Institute for Sustainability Analysis
Datensatzprüfung ja
Ortsbezug Deutschland
Zeitbezug 2010

1.5 Technische Kennwerte

Funktionelle Einheit 1 kg Kartoffelstärke
Auslastung 5000 h/a
Brenn-/Einsatzstoff Nahrungsmittel - Gemüse
gesicherte Leistung 100 %
Jahr 2010
Lebensdauer 20 a
Leistung 1 t/h
Nutzungsgrad 20 %
Produkt Nahrungsmittel

Funktionelle Einheit ist »1 kg Kartoffelstärke«.

Inputs - Aufwendungen für den Prozess

Input Aus Vorprozess Menge Einheit
Elektrizität Netz-el-DE-Verbund-HS-2010 1*10-6 TJ
Kartoffel AnbauKartoffel-DE-2010 5 kg
Prozesswärme Gas-Kessel-DE-2010 3,5*10-6 TJ
Wasser (Stoff) Xtra-generischWasser 4,25 kg

Transportaufwendungen

Transport Menge Einheit
Transport von Kartoffel mit LKW-2010-mix-DE 0,05 tkm

Outputs

Output Menge Einheit
Kartoffelstärke 1 kg
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Funktionelle Einheit ist »1 kg Kartoffelstärke«.

Ressourcen

Ressource inkl. Vorkette Einheit
Abwärme -245*10-15 TJ
Atomkraft 794*10-9 TJ
Biomasse-Anbau 113*10-9 TJ
Biomasse-Anbau 5 kg
Biomasse-Reststoffe 47,7*10-6 kg
Biomasse-Reststoffe 91,4*10-9 TJ
Braunkohle 683*10-9 TJ
Eisen-Schrott 0,00095 kg
Erdgas 5,66*10-6 TJ
Erdgas 0,000109 kg
Erdöl 0,00015 kg
Erdöl 1,61*10-6 TJ
Erze 0,00262 kg
Fe-Schrott 2,03*10-9 kg
Geothermie 309*10-12 TJ
Luft 0,000151 kg
Mineralien 0,282 kg
Müll 115*10-9 TJ
NE-Schrott 9,66*10-6 kg
Sekundärrohstoffe 38*10-6 kg
Sekundärrohstoffe 4,96*10-9 TJ
Sonne 20,5*10-9 TJ
Steinkohle 750*10-9 TJ
Wasser 6,59 kg
Wasserkraft 46,5*10-9 TJ
Wind 65,7*10-9 TJ

Ressourcen (Aggregierte Werte, KEA, KEV, KRA)

Ressource inkl. Vorkette Einheit
KEA-andere 120*10-9 TJ
KEA-erneuerbar 338*10-9 TJ
KEA-nichterneuerbar 9,51*10-6 TJ
KEV-andere 120*10-9 TJ
KEV-erneuerbar 338*10-9 TJ
KEV-nichterneuerbar 9,5*10-6 TJ

Luftemissionen

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
As (Luft) 3,17*10-9 kg
Cd (Luft) 2,8*10-9 kg
CH4 0,000873 kg
CO 0,00051 kg
CO2 0,577 kg
Cr (Luft) 3,89*10-9 kg
H2S 11,5*10-9 kg
HCl 7,16*10-6 kg
HF 463*10-9 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) 2,98*10-9 kg
N2O 0,000624 kg
NH3 0,000299 kg
Ni (Luft) 51,3*10-9 kg
NMVOC 66,8*10-6 kg
NOx 0,00163 kg
PAH (Luft) 24,5*10-12 kg
Pb (Luft) 15,9*10-9 kg
PCDD/F (Luft) 40,8*10-15 kg
Perfluoraethan 4,56*10-9 kg
Perfluorbutan 0 kg
Perfluorcyclobutan 0 kg
Perfluorhexan 0 kg
Perfluormethan 36,1*10-9 kg
Perfluorpentan 0 kg
Perfluorpropan 0 kg
SF6 0 kg
SO2 0,000311 kg
Staub 0,000167 kg

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

Luftemission direkt inkl. Vorkette Einheit
CO2-Äquivalent 0 0,785 kg
SO2-Äquivalent 0 0,00202 kg
TOPP-Äquivalent 0 0,00212 kg

Gewässereinleitungen

Gewässereinleitung inkl. Vorkette Einheit
anorg. Salze 0,235 kg
AOX 356*10-12 kg
As (Abwasser) 28,2*10-15 kg
BSB5 2,22*10-6 kg
Cd (Abwasser) 68,9*10-15 kg
Cr (Abwasser) 68,2*10-15 kg
CSB 0,00133 kg
Hg (Abwasser) 34,5*10-15 kg
Müll-atomar (hochaktiv) 291*10-9 kg
N 270*10-9 kg
P 5,31*10-9 kg
Pb (Abwasser) 449*10-15 kg

Abfälle

Abfall direkt inkl. Vorkette Einheit
Abraum 0 1 kg
Produktionsabfall 0 1,11 kg
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