Prozessdetails: Holz-HS-KUP (0LUC)-HKW-GD-DE-2010/brutto

1.1 Beschreibung

20-MW-el-Gegendruck-(GD) Dampfturbinen-Heizkraftwerk (HKW) mit zirkulierender Wirbelschichtfeuerung (WSF) für Holz-Hackschnitzel aus Kurzumtriebsplantage (KUP), Daten nach #1 (aktualisiert nach #2), hier ohne Gutschrift für ausgekoppelte Wärme (brutto). Transportentfernung mit 50 km angesetzt, Transport mit Lkw. Investitionskosten geschätzt nach #3.

1.2 Referenzen

  1. Öko-Institut (Institut für angewandte Ökologie e.V.) 1994: 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
  2. DFIU (Deutsch-Französisches Institut für Umweltforschung) 2002: Ermittlung und Evaluierung von Emissionsfaktoren für Feuerungsanlagen in Deutschland für die Jahre 1995, 2000 und 2010, O. Rentz/U. Karl/H. Peter, Forschungsbericht 299 43 142 i.A. des Umweltbundesamts, Karlsruhe
  3. IVD (Institut für Verfahrenstechnik und Dampfkesselwesen, Universität Stuttgart) 1998: Erforderliche Eigenschaften holz- und halmgutartiger Biobrennstoffe bei einer Zufeuerung in existierenden Kohlekraftwerken, Hartmut Spliethoff/Volker Siegle/Klaus Hein, in: FNR 1998, S. 155-175
  4. Originaldokumentation von 'Holz-HS-KUP (0LUC)-HKW-GD-DE-2010/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 Öko-Institut
Projekte GEMIS-Stammdaten
Bearbeitet durch IINAS - International Institute for Sustainability Analysis
Datensatzprüfung ja
Ortsbezug Deutschland
Zeitbezug 2010

1.5 Technische Kennwerte

Funktionelle Einheit 1 TJ Elektrizität
Auslastung 6000 h/a
Brenn-/Einsatzstoff Brennstoffe-Bio-fest
Flächeninanspruchnahme 3200 m²
gesicherte Leistung 100 %
Jahr 2010
Lebensdauer 25 a
Leistung 20 MW
Nutzungsgrad 27,4 %
Produkt Elektrizität

Funktionelle Einheit ist »1 TJ Elektrizität«.

Inputs - Aufwendungen für den Prozess

Input Aus Vorprozess Menge Einheit
Elektrizität Netz-el-DE-Verteilung-NS-2010 0,01 TJ
Holz-DE-KUP (Pappel)-Hackschnitzel-2010 Hacker-grossHolz-HS-KUP-0LUC-DE-2010 3,65 TJ

Transportaufwendungen

Transport Menge Einheit
Transport von Gütertransport-Dienstleistung mit LKW-2010-mix-DE 14097 tkm

Outputs

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

Ressourcen

Ressource inkl. Vorkette Einheit
Abwärme -12,5*10-9 TJ
Atomkraft 0,0101 TJ
Biomasse-Anbau 3,69 TJ
Biomasse-Anbau 0,0328 kg
Biomasse-Reststoffe 0,476 kg
Biomasse-Reststoffe 0,00101 TJ
Braunkohle 0,00836 TJ
Eisen-Schrott 805 kg
Erdgas 0,0356 TJ
Erdgas 4,88 kg
Erdöl 168 kg
Erdöl 0,0629 TJ
Erze 1906 kg
Fe-Schrott 90,6*10-6 kg
Geothermie 3,33*10-6 TJ
Luft 119 kg
Mineralien 12009 kg
Müll 0,0013 TJ
NE-Schrott 0,52 kg
Sekundärrohstoffe 2,56 kg
Sekundärrohstoffe 0,00507 TJ
Sonne 0,000205 TJ
Steinkohle 0,0372 TJ
Wasser 84264 kg
Wasserkraft 0,000939 TJ
Wind 0,000688 TJ

Ressourcen (Aggregierte Werte, KEA, KEV, KRA)

Ressource inkl. Vorkette Einheit
KEA-andere 0,00637 TJ
KEA-erneuerbar 3,69 TJ
KEA-nichterneuerbar 0,161 TJ
KEV-andere 0,00637 TJ
KEV-erneuerbar 3,69 TJ
KEV-nichterneuerbar 0,154 TJ

Luftemissionen

Luftemission direkt inkl. Vorkette Einheit
As (Luft) k.A. 0,000197 kg
Cd (Luft) k.A. 0,000167 kg
CH4 1,42 20,9 kg
CO 70,8 129 kg
CO2 0 10779 kg
Cr (Luft) k.A. 0,000731 kg
H2S 0 0,11 kg
HCl 4,35 4,51 kg
HF 0 0,0118 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. 0,000254 kg
N2O 187 207 kg
NH3 0 36,5 kg
Ni (Luft) k.A. 0,00224 kg
NMVOC 7,08 10,3 kg
NOx 266 325 kg
PAH (Luft) k.A. 1,25*10-6 kg
Pb (Luft) k.A. 0,00439 kg
PCDD/F (Luft) k.A. 7,71*10-9 kg
Perfluoraethan 0 0,000306 kg
Perfluorbutan 0 0 kg
Perfluorcyclobutan 0 0 kg
Perfluorhexan 0 0 kg
Perfluormethan 0 0,00242 kg
Perfluorpentan 0 0 kg
Perfluorpropan 0 0 kg
SF6 0 0 kg
SO2 11 28,6 kg
Staub 39,2 47,7 kg

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

Luftemission direkt inkl. Vorkette Einheit
CO2-Äquivalent 55740 72875 kg
SO2-Äquivalent 200 328 kg
TOPP-Äquivalent 339 421 kg

Gewässereinleitungen

Gewässereinleitung inkl. Vorkette Einheit
anorg. Salze 7735 kg
AOX 63,4*10-6 kg
As (Abwasser) 455*10-9 kg
BSB5 1,52 kg
Cd (Abwasser) 1,11*10-6 kg
Cr (Abwasser) 1,1*10-6 kg
CSB 53,2 kg
Hg (Abwasser) 555*10-9 kg
Müll-atomar (hochaktiv) 0,00371 kg
N 0,0157 kg
P 0,000205 kg
Pb (Abwasser) 7,24*10-6 kg

Abfälle

Abfall direkt inkl. Vorkette Einheit
Abraum 0 20672 kg
Asche 4020 4143 kg
Klärschlamm 0 1,08 kg
Produktionsabfall 0 64491 kg
REA-Reststoff 0 34,2 kg
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