Prozessdetails: BioRaff-IVEtOH-Stroh-DE-2030/brutto

1.1 Beschreibung

Bioraffinerie Typ IV: Ethanol aus Lignozellulose (hier Stroh) mit Enzym-Aufschluss, alle Daten nach #1

1.2 Referenzen

  1. WI (Wuppertal-Institut für Energie, Klima, Umwelt)//FhI-UMSICHT (Fraunhofer-Institut für Umwelt- und Sicherheitstechnik)/Öko-Institut (Institut für angewandte Ökologie e.V.) 2011: BioCouple: Kopplung der stofflich/energetischen Nutzung von Biomasse - Analyse und Bewertung der Konzepte und der Einbindung in bestehende Bereitstellungs- und Nutzungsszenarien; Verbundprojekt gefördet vom BMU, FKZ 03 KB 006 A-C; Wuppertal/Oberhausen/Darmstadt
  2. Originaldokumentation von 'BioRaff-IVEtOH-Stroh-DE-2030/brutto'

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 FhI-UMSICHT
Projekte BMU BioCouple 2011
Bearbeitet durch Öko-Institut
Datensatzprüfung ja
Ortsbezug Deutschland
Zeitbezug 2030

1.5 Technische Kennwerte

Funktionelle Einheit 1 TJ Ethanol (bio)
Auslastung 8000 h/a
Brenn-/Einsatzstoff Brennstoffe-Bio-fest
gesicherte Leistung 100 %
Jahr 2030
Lebensdauer 15 a
Leistung 100 MW
Nutzungsgrad 50 %
Produkt Brennstoffe-Bio-flüssig

Funktionelle Einheit ist »1 TJ Ethanol (bio)«.

Inputs - Aufwendungen für den Prozess

Input Aus Vorprozess Menge Einheit
Schwefelsäure Chem-AnorgSchwefelsäure-2000 5000 kg
Stroh-DE-Ballen-2030 Xtra-RestStrohballen-DE-2030 2 TJ
Wasser (Stoff) Xtra-generischWasser 283333 kg

Transportaufwendungen

Transport Menge Einheit
Transport von Gütertransport-Dienstleistung mit LKW-2030-mix-DE 14347 tkm

Outputs

Output Menge Einheit
Ethanol (bio) 1 TJ
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Funktionelle Einheit ist »1 TJ Ethanol (bio)«.

Ressourcen

Ressource inkl. Vorkette Einheit
Abwärme -3,96*10-9 TJ
Atomkraft 0,000881 TJ
Biomasse-Anbau 0,000935 kg
Biomasse-Anbau 0,00169 TJ
Biomasse-Reststoffe 0,000433 kg
Biomasse-Reststoffe 2 TJ
Braunkohle 0,000568 TJ
Eisen-Schrott 3,21 kg
Erdgas -0,00666 TJ
Erdgas 0,721 kg
Erdöl 2,7 kg
Erdöl 0,025 TJ
Erze 17,3 kg
Fe-Schrott 29,4*10-6 kg
Geothermie 2,82*10-6 TJ
Luft 0,676 kg
Mineralien -22 kg
Müll 53,3*10-6 TJ
NE-Schrott 0,118 kg
Sekundärrohstoffe 1651 kg
Sekundärrohstoffe 11*10-6 TJ
Sonne 5,9*10-6 TJ
Steinkohle -0,0154 TJ
Wasser 485390 kg
Wasserkraft 0,000128 TJ
Wind 39*10-6 TJ

Ressourcen (Aggregierte Werte, KEA, KEV, KRA)

Ressource inkl. Vorkette Einheit
KEA-andere 64,3*10-6 TJ
KEA-erneuerbar 2 TJ
KEA-nichterneuerbar 0,00446 TJ
KEV-andere 64,3*10-6 TJ
KEV-erneuerbar 2 TJ
KEV-nichterneuerbar 0,00432 TJ

Luftemissionen

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
As (Luft) -39,1*10-6 kg
Cd (Luft) 26,7*10-6 kg
CH4 -6,53 kg
CO 2,81 kg
CO2 -101 kg
Cr (Luft) -5,17*10-6 kg
H2S -3,38*10-6 kg
HCl -0,166 kg
HF -0,0049 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) -47,2*10-6 kg
N2O -0,0157 kg
NH3 0,00208 kg
Ni (Luft) 0,00059 kg
NMVOC 0,679 kg
NOx 10,7 kg
PAH (Luft) 43,8*10-9 kg
Pb (Luft) -71*10-6 kg
PCDD/F (Luft) 37,1*10-12 kg
Perfluoraethan 81,9*10-6 kg
Perfluorbutan 0 kg
Perfluorcyclobutan 0 kg
Perfluorhexan 0 kg
Perfluormethan 0,000637 kg
Perfluorpentan 0 kg
Perfluorpropan 0 kg
SF6 0 kg
SO2 18,9 kg
Staub 1,11 kg

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

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
CO2-Äquivalent -263 kg
SO2-Äquivalent 26,2 kg
TOPP-Äquivalent 13,9 kg

Gewässereinleitungen

Gewässereinleitung inkl. Vorkette Einheit
anorg. Salze 5,31 kg
AOX 5,48*10-6 kg
As (Abwasser) 2,53*10-12 kg
BSB5 0,0104 kg
Cd (Abwasser) 6,17*10-12 kg
Cr (Abwasser) 6,1*10-12 kg
CSB 0,334 kg
Hg (Abwasser) 3,08*10-12 kg
Müll-atomar (hochaktiv) 0,00033 kg
N 0,00432 kg
P 73,7*10-6 kg
Pb (Abwasser) 40,2*10-12 kg

Abfälle

Abfall direkt inkl. Vorkette Einheit
Abraum 0 -1331 kg
Asche 0 -72,8 kg
Produktionsabfall 0 41,9 kg
REA-Reststoff 0 -25,6 kg
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