Prozessdetails: NetzNahwärme-DE-2005-EFH/en

1.1 Beschreibung

Nahwärmeleitungen für Modellgebiet "EFH" nach #1, Materialaufwand für Gesamtnetz berechnet nach #2. Für KWK-Wärme hier mit energiebezogener Allokation zwischen Strom und genutzter Koppelwärme. 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 "EFH":
EFH / RH 12
MFH 30 6
MFH 40 4
MFH 100

Anschlußwert gesamt kW 400
Wärmemenge gesamt MWh/a 856
Netzlänge m 470

Investitionen
Netz DM 175.000
Übergabest. DM 140.000
gesamt DM 315.000

Spezifische Netzlänge
pro Anschlußwert m / kW 1,2
pro Wärmemenge m / MWh 0,55

Spezifische Netzkosten *)
pro Anschlußwert DM / kW 788
pro Wärmemenge DM / MWh 368
*) Netz & Übergabestationen

Nutzungsgrad
spezifische Leitungsverluste W/m 20
Netzverluste MWh / a 82
Netzverluste prozentual % 8,8 %
Nutzungsgrad % 91,2 %

Das Gebiet benötigst die folgenden Leitungslängen:
KMR DN 65 50
DN 50 50
PEX DN 40 300
DN 32 300
DN 25 300
DN 20 300
Gesamtnetz m 1.300

Hilfsenergiebedarf (Strom) für Pumpen abgeschätzt mit 2,5 % des Outputs.

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-2005-EFH/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 GEMIS-Stammdaten
Bearbeitet durch IINAS - International Institute for Sustainability Analysis
Datensatzprüfung ja
Ortsbezug Deutschland
Zeitbezug 2005

1.5 Technische Kennwerte

Funktionelle Einheit 1 TJ Warmwasser
Auslastung 2700 h/a
Brenn-/Einsatzstoff Wärme - Heizen
Flächeninanspruchnahme 650 m²
Jahr 2005
Länge 1,3 km
Lebensdauer 25 a
Leistung 0,268 MW
Produkt Wärme - Heizen
Verlust 1538 %/100 km

Funktionelle Einheit ist »1 TJ Warmwasser«.

Inputs - Aufwendungen für den Prozess

Input Aus Vorprozess Menge Einheit
Elektrizität Netz-el-DE-Verteilung-MS-2005 0,0107 TJ
Warmwasser Wärme-Nah-mix-DE-2005-EFH/en 1 TJ

Inputs - Aufwendungen für Produktionsmittel

Produkt Aus Vorprozess Menge Einheit
HDPE-Granulat Chem-OrgHDPE-DE-2005 1330 kg
PUR-Hartschaum KunststoffPUR-Hartschaum-DE-2005 1045 kg
Sand Xtra-AbbauSand-DE-2005 404999 kg
Stahl MetallStahl-mix-DE-2005 3225 kg

Transportaufwendungen

Transport Menge Einheit
Transport von Sand mit Lkw-Diesel-DE-2005 0,065 tkm

Outputs

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

Ressourcen

Ressource inkl. Vorkette Einheit
Abwärme -920*10-12 TJ
Atomkraft 0,0134 TJ
Biomasse-Anbau -9,17*10-6 TJ
Biomasse-Anbau 0,00468 kg
Biomasse-Reststoffe -0,00532 kg
Biomasse-Reststoffe 0,00106 TJ
Braunkohle 0,0112 TJ
Eisen-Schrott 114 kg
Erdgas 1,06 TJ
Erdgas 5,71 kg
Erdöl 53,4 kg
Erdöl 0,00341 TJ
Erze 269 kg
Fe-Schrott 6,38*10-6 kg
Geothermie 10,1*10-9 TJ
Luft 17,7 kg
Mineralien 7102 kg
Müll 0,00137 TJ
NE-Schrott 0,0439 kg
Sekundärrohstoffe 0,0919 kg
Sekundärrohstoffe 0,000683 TJ
Sonne 29,4*10-6 TJ
Steinkohle 0,0148 TJ
Wasser 18485 kg
Wasserkraft 0,00119 TJ
Wind 0,000702 TJ

Ressourcen (Aggregierte Werte, KEA, KEV, KRA)

Ressource inkl. Vorkette Einheit
KEA-andere 0,00206 TJ
KEA-erneuerbar 0,00298 TJ
KEA-nichterneuerbar 1,11 TJ
KEV-andere 0,00206 TJ
KEV-erneuerbar 0,00298 TJ
KEV-nichterneuerbar 1,11 TJ

Luftemissionen

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
As (Luft) 59,8*10-6 kg
Cd (Luft) 23,6*10-6 kg
CH4 279 kg
CO 61,4 kg
CO2 60769 kg
Cr (Luft) 0,000125 kg
H2S 0,00226 kg
HCl 0,23 kg
HF 0,0149 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) 66,3*10-6 kg
N2O 1,67 kg
NH3 0,01 kg
Ni (Luft) 0,000432 kg
NMVOC 17 kg
NOx 86,5 kg
PAH (Luft) 15,6*10-9 kg
Pb (Luft) 0,000715 kg
PCDD/F (Luft) 998*10-12 kg
Perfluoraethan 14,4*10-6 kg
Perfluorbutan 0 kg
Perfluorcyclobutan 0 kg
Perfluorhexan 0 kg
Perfluormethan 0,000114 kg
Perfluorpentan 0 kg
Perfluorpropan 0 kg
SF6 0 kg
SO2 3,13 kg
Staub 2,54 kg

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

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
CO2-Äquivalent 68255 kg
SO2-Äquivalent 63,6 kg
TOPP-Äquivalent 133 kg

Gewässereinleitungen

Gewässereinleitung inkl. Vorkette Einheit
anorg. Salze 0,36 kg
AOX 3,26*10-6 kg
As (Abwasser) 242*10-12 kg
BSB5 0,212 kg
Cd (Abwasser) 590*10-12 kg
Cr (Abwasser) 584*10-12 kg
CSB 7,55 kg
Hg (Abwasser) 295*10-12 kg
Müll-atomar (hochaktiv) 0,00494 kg
N 0,000936 kg
P 15,8*10-6 kg
Pb (Abwasser) 3,85*10-9 kg

Abfälle

Abfall direkt inkl. Vorkette Einheit
Abraum 0 16956 kg
Asche 0 143 kg
Produktionsabfall 0 103 kg
REA-Reststoff 0 34,3 kg
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