Prozessdetails: SolarKollektor-Flach-DE-2010

1.1 Beschreibung

Flachkollektor zur solaren Warmwasserbereitstellung in Deutschland, inkl. Warmwasserspeicher (150 l), Pump- und Regelstation, Rohrleitungen (Länge 20 m); System als typisch für Deutschland aus Firmenangaben erzeugt für den Referenzstandort Würzburg; Bruttofläche des Kollektorfelds beträgt 4,74 m2. Energiedaten und Materialbilanz 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 LCA-EE 2012
Bearbeitet durch IINAS - International Institute for Sustainability Analysis
Datensatzprüfung ja
Ortsbezug Deutschland
Zeitbezug 2010

1.5 Technische Kennwerte

Funktionelle Einheit 1 TJ Warmwasser
Auslastung 1500 h/a
Brenn-/Einsatzstoff Ressourcen
Flächeninanspruchnahme 3,77 m²
Jahr 2010
Lebensdauer 20 a
Leistung 0,0013 MW
Nutzungsgrad 100 %
Produkt Wärme - Heizen

Funktionelle Einheit ist »1 TJ Warmwasser«.

Inputs - Aufwendungen für den Prozess

Input Aus Vorprozess Menge Einheit
Elektrizität Netz-el-DE-Verteilung-NS-2010 0,02 TJ

Inputs - Aufwendungen für Produktionsmittel

Produkt Aus Vorprozess Menge Einheit
Aluminium MetallAluminium-mix-DE-2010 13 kg
Glas-flach Steine-ErdenGlas-flach-DE-2010 39 kg
HDPE-Granulat Chem-OrgHDPE-DE-2010 13 kg
Kupfer MetallKupfer-DE-primär-2010 13 kg
Propylenglycol Chem-OrgPropylenglycol-DE-2010 13 kg
Stahl MetallStahl-mix-DE-2010 65 kg
Steinwolle Steine-ErdenSteinwolle-DE-2010 6,5 kg

Outputs

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

Ressourcen

Ressource direkt inkl. Vorkette Einheit
Abwärme 0 -3,49*10-9 TJ
Atomkraft 0 0,0174 TJ
Biomasse-Anbau 0 0,00188 TJ
Biomasse-Anbau 0 0,0726 kg
Biomasse-Reststoffe 0 0,00199 TJ
Biomasse-Reststoffe 0 1,05 kg
Braunkohle 0 0,0143 TJ
Eisen-Schrott 0 202 kg
Erdgas 0 0,0129 TJ
Erdgas 0 2,07 kg
Erdöl 0 0,00928 TJ
Erdöl 0 265 kg
Erze 0 1073 kg
Fe-Schrott 0 32,1*10-6 kg
Geothermie 0 7,52*10-6 TJ
Luft 0 36,4 kg
Mineralien 0 837 kg
Müll 0 0,00257 TJ
NE-Schrott 0 52,9 kg
Sekundärrohstoffe 0 -14,2 kg
Sekundärrohstoffe 0 0,00139 TJ
Sonne 1 1 TJ
Steinkohle 0 0,0257 TJ
Wasser 0 24671 kg
Wasserkraft 0 0,0027 TJ
Wind 0 0,00142 TJ

Ressourcen (Aggregierte Werte), KEA, KEV, KRA)

Ressource direkt inkl. Vorkette Einheit
KEA-andere 0 0,00396 TJ
KEA-erneuerbar 1 1,01 TJ
KEA-nichterneuerbar 0 0,0902 TJ
KEV-andere 0 0,00396 TJ
KEV-erneuerbar 1 1,01 TJ
KEV-nichterneuerbar 0 0,0795 TJ

Luftemissionen

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
As (Luft) 87,2*10-6 kg
Cd (Luft) 55*10-6 kg
CH4 13,6 kg
CO 33 kg
CO2 6132 kg
Cr (Luft) 0,000221 kg
H2S 0,000162 kg
HCl 0,266 kg
HF 0,103 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) 0,00011 kg
N2O 0,252 kg
NH3 0,416 kg
Ni (Luft) 0,000706 kg
NMVOC 1,17 kg
NOx 12,1 kg
PAH (Luft) 55,1*10-9 kg
Pb (Luft) 0,00123 kg
PCDD/F (Luft) 1,78*10-9 kg
Perfluoraethan 0,005 kg
Perfluorbutan 0 kg
Perfluorcyclobutan 0 kg
Perfluorhexan 0 kg
Perfluormethan 0,0396 kg
Perfluorpentan 0 kg
Perfluorpropan 0 kg
SF6 0 kg
SO2 10,8 kg
Staub 4,78 kg

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

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
CO2-Äquivalent 6902 kg
SO2-Äquivalent 20,4 kg
TOPP-Äquivalent 19,7 kg

Gewässereinleitungen

Gewässereinleitung inkl. Vorkette Einheit
anorg. Salze 56,2 kg
AOX 7,58*10-6 kg
As (Abwasser) 618*10-12 kg
BSB5 0,485 kg
Cd (Abwasser) 1,51*10-9 kg
Cr (Abwasser) 1,49*10-9 kg
CSB 16,5 kg
Hg (Abwasser) 755*10-12 kg
Müll-atomar (hochaktiv) 0,00643 kg
N 0,0031 kg
P 68,4*10-6 kg
Pb (Abwasser) 9,85*10-9 kg

Abfälle

Abfall direkt inkl. Vorkette Einheit
Abraum 0 32544 kg
Asche 0 206 kg
Produktionsabfall 0 5625 kg
REA-Reststoff 0 53 kg
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