Prozessdetails: NetzNahwärme-DE-2000-Mix (Kessel)

1.1 Beschreibung

Nahwärmeleitungen für Modellgebiet "mix" (aus EFH und MFH) nach #1, Materialaufwand für Gesamtnetz berechnet nach #2. Der Wärmebedarf der Nahwärmenetze ergibt sich aus den folgenden Basisdaten zum Wärmebedarf der Gebäude:
EFH / RH MFH MFH MFH
Wärmebedarf 65 55 55 55 kWh/m2/a
Anzahl WE 1 13 17 43
Fläche je WE 150 85 85 85 m2
Anzahl Pers 3,5 2,5 2,5 2,5
Wärmebedarf Hzg 9.750 60.775 79.475 201.025 kWh / a
Wärmebedarf WW 2.971 2.122 2.122 2.122 kWh / a
Wärmebedarf ges. 12.721 62.897 81.597 203.147 kWh / a
Vbh nach VDI 2.000 2.000 2.000 2.000 h/a
Anschlußwert 5 30 40 101 kW

Vollbenutzungsstunden (Vbh) nur für Heizung (ohne Warmwasser)

Nebenrechnung Warmwasser
40 ltr/Pers/d
14,6 m3/Pers/a
60 °C
849 kWh/Pers/a


Anzahl der Gebäude im Modellgebiet "Mix":
EFH / RH 56
MFH 30 10
MFH 40
MFH 100 6

Anschlußwert gesamt kW 1.180
Wärmemenge gesamt MWh/a 2.560

Netzlänge m 1.260

Nutzungsgrad
spezifische Leitungsverluste W/m 23
Netzverluste prozentual % 9,0 %
Nutzungsgrad % 91,0 %

Hilfsenergiebedarf (Strom für Pumpen) wurde mit 2 % bezogen auf den Output abgeschätzt.

Materialaufwand für Nahwärmeleitungen, mit Netzlängen des Modellgebiets "Mix" gewichtet:

Leitungslängen:
KMR DN 80 130
DN 65 160
DN 50 150
DN 32 580
PEX DN 40 120
DN 32 120
Gesamtnetz m 1.260

1.2 Referenzen

  1. Öko-Institut (Institut für angewandte Ökologie e.V.) 1995: Handbuch Nahwärme im Neubau, J. Witt u.a., Eigenvelag, Freiburg
  2. Institut für Energiewirtschaft und Rationelle Energienutzung (IER) 1999: Energetische Nutzung hydrothermaler Erdwärmevorkommen in Deutschland - Eine energiewritschaftliche Analyse, M. Kaiser, Band 59, Stuttgart
  3. Originaldokumentation von 'NetzNahwärme-DE-2000-Mix (Kessel) '

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 GEMIS-Stammdaten
Bearbeitet durch IINAS - International Institute for Sustainability Analysis
Datensatzprüfung nein
Ortsbezug Deutschland
Zeitbezug 2000

1.5 Technische Kennwerte

Funktionelle Einheit 1 TJ Warmwasser
Auslastung 2400 h/a
Brenn-/Einsatzstoff Wärme - Heizen
Flächeninanspruchnahme 630 m²
Jahr 2000
Länge 1,26 km
Lebensdauer 25 a
Leistung 1,26 MW
Produkt Wärme - Heizen
Verlust 794 %/100 km

Funktionelle Einheit ist »1 TJ Warmwasser«.

Inputs - Aufwendungen für den Prozess

Input Aus Vorprozess Menge Einheit
Elektrizität Netz-el-DE-Verteilung-MS-2000 0,00861 TJ
Warmwasser Gas-HW-gross-DE-2000 1 TJ

Inputs - Aufwendungen für Produktionsmittel

Produkt Aus Vorprozess Menge Einheit
HDPE-Granulat Chem-OrgHDPE-DE-2000 1234 kg
PUR-Hartschaum KunststoffPUR-Hartschaum-DE-2000 1515 kg
Sand Xtra-AbbauSand-DE-2000 463500 kg
Stahl MetallStahl-mix-DE-2000 4511 kg

Transportaufwendungen

Transport Menge Einheit
Transport von Sand mit Lkw-Diesel-DE-2005 0,063 tkm

Outputs

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

Ressourcen

Ressource inkl. Vorkette Einheit
Abwärme -75*10-12 TJ
Atomkraft 0,0301 TJ
Biomasse-Anbau -10,6*10-6 TJ
Biomasse-Anbau -0,000337 kg
Biomasse-Reststoffe -0,00609 kg
Biomasse-Reststoffe 0,000423 TJ
Braunkohle 0,0246 TJ
Eisen-Schrott 118 kg
Erdgas 1,36 TJ
Erdgas 3,27 kg
Erdöl 0,00311 TJ
Erdöl 15,7 kg
Erze 290 kg
Fe-Schrott 471*10-9 kg
Geothermie 51,3*10-9 TJ
Luft 18,3 kg
Mineralien 2556 kg
Müll 0,00207 TJ
NE-Schrott 0,101 kg
Sekundärrohstoffe 0,0687 kg
Sekundärrohstoffe 0,000772 TJ
Sonne -2,11*10-6 TJ
Steinkohle 0,0281 TJ
Wasser 34805 kg
Wasserkraft 0,00232 TJ
Wind 0,000533 TJ

Ressourcen (Aggregierte Werte, KEA, KEV, KRA)

Ressource inkl. Vorkette Einheit
KEA-andere 0,00284 TJ
KEA-erneuerbar 0,00326 TJ
KEA-nichterneuerbar 1,45 TJ
KEV-andere 0,00284 TJ
KEV-erneuerbar 0,00326 TJ
KEV-nichterneuerbar 1,44 TJ

Luftemissionen

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
As (Luft) 0,000108 kg
Cd (Luft) 28,5*10-6 kg
CH4 348 kg
CO 38,5 kg
CO2 79695 kg
Cr (Luft) 0,00016 kg
H2S 0,00275 kg
HCl 0,221 kg
HF 0,017 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) 0,00011 kg
N2O 1,66 kg
NH3 0,00408 kg
Ni (Luft) 0,000448 kg
NMVOC 18,8 kg
NOx 103 kg
PAH (Luft) 18,3*10-9 kg
Pb (Luft) 0,000887 kg
PCDD/F (Luft) 1,11*10-9 kg
Perfluoraethan 19,9*10-6 kg
Perfluorbutan 0 kg
Perfluorcyclobutan 0 kg
Perfluorhexan 0 kg
Perfluormethan 0,000158 kg
Perfluorpentan 0 kg
Perfluorpropan 0 kg
SF6 0 kg
SO2 5,79 kg
Staub 1,97 kg

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

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
CO2-Äquivalent 88903 kg
SO2-Äquivalent 78,1 kg
TOPP-Äquivalent 154 kg

Gewässereinleitungen

Gewässereinleitung inkl. Vorkette Einheit
anorg. Salze 0,106 kg
AOX 2,8*10-6 kg
As (Abwasser) 18*10-12 kg
BSB5 0,228 kg
Cd (Abwasser) 44*10-12 kg
Cr (Abwasser) 43,5*10-12 kg
CSB 8,11 kg
Hg (Abwasser) 22*10-12 kg
Müll-atomar (hochaktiv) 0,0111 kg
N 0,00045 kg
P 7,58*10-6 kg
Pb (Abwasser) 287*10-12 kg

Abfälle

Abfall direkt inkl. Vorkette Einheit
Abraum 0 34157 kg
Asche 0 329 kg
Produktionsabfall 0 115 kg
REA-Reststoff 0 94,8 kg
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