Prozessdetails: FermenterBiomüllgas-zentral-DE-2020

1.1 Beschreibung

Fermentierung (Vergärung) von biogenen Hausmüllanteilen in Zentral-Biogasanlage (mesophil), Prozesswärme aus BHKW ohne Strombonus, Strombedarf vernachlässigt wg. Eigenstromerzeugung aus BHKW.

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. Originaldokumentation von 'FermenterBiomüllgas-zentral-DE-2020'

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 Biomasse 2004
Bearbeitet durch DBFZ (ex-IE)
Datensatzprüfung ja
Ortsbezug Deutschland
Zeitbezug 2020

1.5 Technische Kennwerte

Funktionelle Einheit 1 TJ Biogas-aus-Biomüll
Auslastung 6500 h/a
Brenn-/Einsatzstoff Brennstoffe-Bio-fest
Flächeninanspruchnahme 10000 m²
gesicherte Leistung 100 %
Jahr 2020
Lebensdauer 20 a
Leistung 2 MW
Nutzungsgrad 70 %
Produkt Brennstoffe-Bio-Gase

Funktionelle Einheit ist »1 TJ Biogas-aus-Biomüll«.

Inputs - Aufwendungen für den Prozess

Input Aus Vorprozess Menge Einheit
Hausmüll-DE-biogen Xtra-RestBiomüll 1,43 TJ
Warmwasser Biomüll-BHKW-mager-250-intern 0,1 TJ

Inputs - Aufwendungen für Produktionsmittel

Produkt Aus Vorprozess Menge Einheit
Stahl MetallStahl-mix-DE-2020 20000 kg
Zement Steine-ErdenZement-DE-2020 80000 kg

Transportaufwendungen

Transport Menge Einheit
Transport von Gütertransport-Dienstleistung mit Lkw-Diesel-DE-2020 6517 tkm

Outputs

Output Menge Einheit
Biogas-aus-Biomüll 1 TJ
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Funktionelle Einheit ist »1 TJ Biogas-aus-Biomüll«.

Ressourcen

Ressource inkl. Vorkette Einheit
Abwärme -2,42*10-9 TJ
Atomkraft 0,000132 TJ
Biomasse-Anbau 0,000677 kg
Biomasse-Anbau 0,000926 TJ
Biomasse-Reststoffe 2,23 TJ
Biomasse-Reststoffe 0,00147 kg
Braunkohle 0,000216 TJ
Eisen-Schrott 17,3 kg
Erdgas 0,00036 TJ
Erdgas 1,38 kg
Erdöl 4,67 kg
Erdöl 0,0114 TJ
Erze 61,4 kg
Fe-Schrott 17,3*10-6 kg
Geothermie 855*10-9 TJ
Luft 3,02 kg
Mineralien 241 kg
Müll 14,6*10-6 TJ
NE-Schrott 0,208 kg
Sekundärrohstoffe 1,14 kg
Sekundärrohstoffe 0,000104 TJ
Sonne 4,13*10-6 TJ
Steinkohle 0,00109 TJ
Wasser 1375 kg
Wasserkraft 69,5*10-6 TJ
Wind 13,1*10-6 TJ

Ressourcen (Aggregierte Werte, KEA, KEV, KRA)

Ressource inkl. Vorkette Einheit
KEA-andere 0,000118 TJ
KEA-erneuerbar 2,23 TJ
KEA-nichterneuerbar 0,0135 TJ
KEV-andere 0,000118 TJ
KEV-erneuerbar 2,23 TJ
KEV-nichterneuerbar 0,0132 TJ

Luftemissionen

Luftemission direkt inkl. Vorkette Einheit
As (Luft) k.A. 9,34*10-6 kg
Cd (Luft) k.A. 16,4*10-6 kg
CH4 55 106 kg
CO 0 54,9 kg
CO2 0 1076 kg
Cr (Luft) k.A. 24,3*10-6 kg
H2S 0 984*10-9 kg
HCl 0 0,00537 kg
HF 0 0,00237 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. 5,73*10-6 kg
N2O 0 0,454 kg
NH3 0 0,104 kg
Ni (Luft) k.A. 0,000299 kg
NMVOC 0 4,6 kg
NOx 0 24,7 kg
PAH (Luft) k.A. 23,7*10-9 kg
Pb (Luft) k.A. 0,000135 kg
PCDD/F (Luft) k.A. 196*10-12 kg
Perfluoraethan 0 0,000136 kg
Perfluorbutan 0 0 kg
Perfluorcyclobutan 0 0 kg
Perfluorhexan 0 0 kg
Perfluormethan 0 0,00107 kg
Perfluorpentan 0 0 kg
Perfluorpropan 0 0 kg
SF6 0 0 kg
SO2 0 2,13 kg
Staub 0 0,723 kg

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

Luftemission direkt inkl. Vorkette Einheit
CO2-Äquivalent 1375 3875 kg
SO2-Äquivalent 0 19,5 kg
TOPP-Äquivalent 0,77 42,3 kg

Gewässereinleitungen

Gewässereinleitung direkt inkl. Vorkette Einheit
anorg. Salze 0 4,65 kg
AOX 0 2,85*10-6 kg
As (Abwasser) k.A. 2,73*10-12 kg
BSB5 90 112 kg
Cd (Abwasser) k.A. 6,68*10-12 kg
Cr (Abwasser) k.A. 6,6*10-12 kg
CSB 3200 3971 kg
Hg (Abwasser) k.A. 3,34*10-12 kg
Müll-atomar (hochaktiv) k.A. 53,6*10-6 kg
N 0 0,00197 kg
P 0 33,7*10-6 kg
Pb (Abwasser) k.A. 43,5*10-12 kg

Abfälle

Abfall direkt inkl. Vorkette Einheit
Abraum 0 497 kg
Asche 0 60,7 kg
Produktionsabfall 9000 11210 kg
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