Prozessdetails: Holzgas-Holz-Wald-HKW-GT-30/en

1.1 Beschreibung

Gasturbinen (GT)-Heizkraftwerk mit Low-NOx-Brennkammer, Daten aus #1 und #2; Brennstoff: Holzgas aus ZWS-Vergasung; Effizienz und Kosten nach #2, hier mit energetischer Allokation zwischen Strom und genutzter Koppelwärme

1.2 Referenzen

  1. Öko-Institut (Institut für angewandte Ökologie e.V.): Gesamt-Emissions-Modell Integrierter Systeme (GEMIS) Version 4.2, Fritsche, Uwe R. u.a., Darmstadt (siehe www.gemis.de)
  2. 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
  3. Originaldokumentation von 'Holzgas-Holz-Wald-HKW-GT-30/en'

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 WBGU-Bio ÖKO 2008
Bearbeitet durch IINAS - International Institute for Sustainability Analysis
Datensatzprüfung ja
Ortsbezug Deutschland
Zeitbezug 2030

1.5 Technische Kennwerte

Funktionelle Einheit 1 TJ Elektrizität
Auslastung 6000 h/a
Brenn-/Einsatzstoff Brennstoffe-Bio-Gase
Flächeninanspruchnahme 2267 m²
gesicherte Leistung 100 %
Jahr 2030
Lebensdauer 20 a
Leistung 109 MW
Nutzungsgrad 25 %
Produkt Elektrizität
Verwendete Allokation Allokation nach Energieäquivalenten

Funktionelle Einheit ist »1 TJ Elektrizität«.

Inputs - Aufwendungen für den Prozess

Input Aus Vorprozess Menge Einheit
Holzgas-aZWS Vergaser-ZWSHolz-Wald-DE-2030 4 TJ

Inputs - Aufwendungen für Produktionsmittel

Produkt Aus Vorprozess Menge Einheit
Stahl MetallStahl-mix-DE-2000 0,374 kg
Zement Steine-ErdenZement-DE-2000 1,12 kg

Transportaufwendungen

Transport Menge Einheit
Transport von Stahl mit LKW-2010-mix-DE 16,3 tkm
Transport von Zement mit LKW-2010-mix-DE 16,3 tkm

Outputs

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

Ressourcen

Ressource inkl. Vorkette Einheit
Abwärme -19*10-9 TJ
Atomkraft 0,00224 TJ
Biomasse-Anbau 2,72 kg
Biomasse-Anbau 0,0222 TJ
Biomasse-Reststoffe 3,12 TJ
Biomasse-Reststoffe 1,13 kg
Braunkohle 0,0258 TJ
Eisen-Schrott 596 kg
Erdgas 0,0558 TJ
Erdgas 9,89 kg
Erdöl 0,0693 TJ
Erdöl 168 kg
Erze 1986 kg
Fe-Schrott 0,000286 kg
Geothermie 0,00178 TJ
Luft 122 kg
Mineralien 8602 kg
Müll 0,0107 TJ
NE-Schrott 2,56 kg
Sekundärrohstoffe 6,89 kg
Sekundärrohstoffe 0,00517 TJ
Sonne 0,0205 TJ
Steinkohle 0,0611 TJ
Wasser 72205 kg
Wasserkraft 0,00722 TJ
Wind 0,0518 TJ

Ressourcen (Aggregierte Werte, KEA, KEV, KRA)

Ressource inkl. Vorkette Einheit
KEA-andere 0,0159 TJ
KEA-erneuerbar 3,22 TJ
KEA-nichterneuerbar 0,221 TJ
KEV-andere 0,0159 TJ
KEV-erneuerbar 3,22 TJ
KEV-nichterneuerbar 0,214 TJ

Luftemissionen

Luftemission direkt inkl. Vorkette Einheit
As (Luft) k.A. 0,000194 kg
Cd (Luft) k.A. 0,000267 kg
CH4 25,4 36,9 kg
CO 254 206 kg
CO2 0 18020 kg
Cr (Luft) k.A. 0,000822 kg
H2S 0 0,00204 kg
HCl 0 0,168 kg
HF 0 0,0234 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. 0,000306 kg
N2O 15,3 9,44 kg
NH3 0 0,363 kg
Ni (Luft) k.A. 0,00236 kg
NMVOC 25,4 19,3 kg
NOx 509 314 kg
PAH (Luft) k.A. 200*10-9 kg
Pb (Luft) k.A. 0,00519 kg
PCDD/F (Luft) k.A. 6,89*10-9 kg
Perfluoraethan 0 0,000855 kg
Perfluorbutan 0 0 kg
Perfluorcyclobutan 0 0 kg
Perfluorhexan 0 0 kg
Perfluormethan 0 0,00667 kg
Perfluorpentan 0 0 kg
Perfluorpropan 0 0 kg
SF6 0 0 kg
SO2 0,266 10,1 kg
Staub 2,54 6,94 kg

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

Luftemission direkt inkl. Vorkette Einheit
CO2-Äquivalent 5187 21815 kg
SO2-Äquivalent 355 229 kg
TOPP-Äquivalent 675 425 kg

Gewässereinleitungen

Gewässereinleitung inkl. Vorkette Einheit
anorg. Salze 56,9 kg
AOX 31,4*10-6 kg
As (Abwasser) 7,5*10-9 kg
BSB5 1,71 kg
Cd (Abwasser) 18,3*10-9 kg
Cr (Abwasser) 18,1*10-9 kg
CSB 60,6 kg
Hg (Abwasser) 9,16*10-9 kg
Müll-atomar (hochaktiv) 0,00089 kg
N 0,0128 kg
P 0,000515 kg
Pb (Abwasser) 120*10-9 kg

Abfälle

Abfall direkt inkl. Vorkette Einheit
Abraum 0 45049 kg
Asche 0 688 kg
Klärschlamm 0 1,5 kg
Produktionsabfall 0 23943 kg
REA-Reststoff 0 113 kg
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