Prozessdetails: Lignin-Kessel-WSF-DE-2030

1.1 Beschreibung

Kessel mit Wirbelschichtfeuerung (WSF) zur Verbrennung von Lignin aus Stroh für Prozesswärme, alle Daten nach #1

1.2 Referenzen

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 BMU BioCouple 2011
Bearbeitet durch IINAS - International Institute for Sustainability Analysis
Datensatzprüfung ja
Ortsbezug Deutschland
Zeitbezug 2030

1.5 Technische Kennwerte

Funktionelle Einheit 1 TJ Prozesswärme
Auslastung 6000 h/a
Brenn-/Einsatzstoff Brennstoffe-Bio-fest
gesicherte Leistung 100 %
Jahr 2030
Lebensdauer 25 a
Leistung 100 MW
Nutzungsgrad 92,3 %
Produkt Wärme - Prozess

Funktionelle Einheit ist »1 TJ Prozesswärme«.

Inputs - Aufwendungen für den Prozess

Input Aus Vorprozess Menge Einheit
Stroh-Lignin Xtra-RestStrohballen-DE-2020 1,08 TJ

Outputs

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

Ressourcen

Ressource inkl. Vorkette Einheit
Abwärme -2,14*10-9 TJ
Atomkraft 42,9*10-6 TJ
Biomasse-Anbau 3,76*10-6 TJ
Biomasse-Anbau 0,000165 kg
Biomasse-Reststoffe 0,000386 kg
Biomasse-Reststoffe 1,08 TJ
Braunkohle 8,79*10-6 TJ
Eisen-Schrott 0,884 kg
Erdgas 0,000199 TJ
Erdgas 0,00772 kg
Erdöl 0,0104 TJ
Erdöl 0,00852 kg
Erze 2,36 kg
Fe-Schrott 15,6*10-6 kg
Geothermie 783*10-9 TJ
Luft 0,165 kg
Mineralien 35,2 kg
Müll 2,19*10-6 TJ
NE-Schrott 0,000476 kg
Sekundärrohstoffe 0,00207 kg
Sekundärrohstoffe 6,31*10-6 TJ
Sonne 951*10-9 TJ
Steinkohle 83,3*10-6 TJ
Wasser 543 kg
Wasserkraft 14,3*10-6 TJ
Wind 3,59*10-6 TJ

Ressourcen (Aggregierte Werte, KEA, KEV, KRA)

Ressource inkl. Vorkette Einheit
KEA-andere 8,5*10-6 TJ
KEA-erneuerbar 1,08 TJ
KEA-nichterneuerbar 0,0107 TJ
KEV-andere 8,5*10-6 TJ
KEV-erneuerbar 1,08 TJ
KEV-nichterneuerbar 0,0107 TJ

Luftemissionen

Luftemission direkt inkl. Vorkette Einheit
As (Luft) k.A. 5,37*10-6 kg
Cd (Luft) k.A. 13,1*10-6 kg
CH4 0,404 0,584 kg
CO 60,6 62,6 kg
CO2 0 739 kg
Cr (Luft) k.A. 7,32*10-6 kg
H2S 0 286*10-9 kg
HCl 0 0,000264 kg
HF 0 24,3*10-6 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. 986*10-9 kg
N2O 40,4 40,4 kg
NH3 0 0,000489 kg
Ni (Luft) k.A. 0,00026 kg
NMVOC 2,02 2,15 kg
NOx 121 127 kg
PAH (Luft) k.A. 20,4*10-9 kg
Pb (Luft) k.A. 28*10-6 kg
PCDD/F (Luft) k.A. 29,7*10-12 kg
Perfluoraethan 0 255*10-9 kg
Perfluorbutan 0 0 kg
Perfluorcyclobutan 0 0 kg
Perfluorhexan 0 0 kg
Perfluormethan 0 2*10-6 kg
Perfluorpentan 0 0 kg
Perfluorpropan 0 0 kg
SF6 0 0 kg
SO2 1,49 1,75 kg
Staub 1,49 2,13 kg

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

Luftemission direkt inkl. Vorkette Einheit
CO2-Äquivalent 12045 12794 kg
SO2-Äquivalent 85,8 90,5 kg
TOPP-Äquivalent 157 165 kg

Gewässereinleitungen

Gewässereinleitung inkl. Vorkette Einheit
anorg. Salze 0,058 kg
AOX 2,25*10-6 kg
As (Abwasser) 559*10-15 kg
BSB5 0,00224 kg
Cd (Abwasser) 1,36*10-12 kg
Cr (Abwasser) 1,35*10-12 kg
CSB 0,0693 kg
Hg (Abwasser) 682*10-15 kg
Müll-atomar (hochaktiv) 18,9*10-6 kg
N 0,00178 kg
P 30,4*10-6 kg
Pb (Abwasser) 8,9*10-12 kg

Abfälle

Abfall direkt inkl. Vorkette Einheit
Abraum 0 30 kg
Asche 1573 1574 kg
Produktionsabfall 0 1,44 kg
REA-Reststoff 34,3 34,5 kg
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