Prozessdetails: FabrikH2-DE-2030 (P2G)-onshore

1.1 Beschreibung

Wasserstoff-Elektrolyseur zur H2-Herstellung, inkl. Strombedarf für Wasseraufbereitung nach #1, hier für power-to-gas (P2G)

1.2 Referenzen

  1. ÖKO (Öko-Institut) in Kooperation mit IINAS (Internationales Institut für Nachhaltigkeitsanalyen und -strategien) 2012: Energie- und Klimabilanz von Erdgas aus unkonventionellen Lagerstätten im Vergleich zu anderen Energiequellen; Studie für team ewen; Darmstadt http://dialog-erdgasundfrac.de/sites/dialog-erdgasundfrac.de/files/OEKO_IINAS-Fracking-Energie-Klimabilanz.pdf
  2. Originaldokumentation von 'FabrikH2-DE-2030 (P2G)-onshore'

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

1.5 Technische Kennwerte

Funktionelle Einheit 1 TJ H2 (energetisch)
Auslastung 7000 h/a
Brenn-/Einsatzstoff Elektrizität
Flächeninanspruchnahme 8400 m²
gesicherte Leistung 100 %
Jahr 2030
Lebensdauer 25 a
Leistung 75 MW
Nutzungsgrad 70 %
Produkt Brennstoffe-Sonstige

Funktionelle Einheit ist »1 TJ H2 (energetisch)«.

Inputs - Aufwendungen für den Prozess

Input Aus Vorprozess Menge Einheit
Elektrizität Wind-KW-DE-2030_Binnenland 1,43 TJ

Inputs - Aufwendungen für Produktionsmittel

Produkt Aus Vorprozess Menge Einheit
Aluminium MetallAluminium-mix-DE-2030 300000 kg
Stahl MetallStahl-Elektro-DE-2030 2499975 kg

Outputs

Output Menge Einheit
H2 (energetisch) 1 TJ
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Funktionelle Einheit ist »1 TJ H2 (energetisch)«.

Ressourcen

Ressource inkl. Vorkette Einheit
Abwärme -319*10-9 TJ
Atomkraft 0,0016 TJ
Biomasse-Anbau 17,1 kg
Biomasse-Anbau 27,9*10-6 TJ
Biomasse-Reststoffe 7,05 kg
Biomasse-Reststoffe 59,9*10-6 TJ
Braunkohle 0,00142 TJ
Eisen-Schrott 714 kg
Erdgas 0,0037 TJ
Erdgas 1,21 kg
Erdöl 167 kg
Erdöl 0,00516 TJ
Erze 1765 kg
Fe-Schrott 0,00836 kg
Geothermie 3,76*10-6 TJ
Luft 143 kg
Mineralien 5814 kg
Müll 0,000303 TJ
NE-Schrott 29,6 kg
Sekundärrohstoffe 0,851 kg
Sekundärrohstoffe 0,00456 TJ
Sonne -14,3*10-6 TJ
Steinkohle 0,0272 TJ
Wasser 25463 kg
Wasserkraft 0,000768 TJ
Wind 1,43 TJ

Ressourcen (Aggregierte Werte, KEA, KEV, KRA)

Ressource inkl. Vorkette Einheit
KEA-andere 0,00486 TJ
KEA-erneuerbar 1,43 TJ
KEA-nichterneuerbar 0,0458 TJ
KEV-andere 0,00486 TJ
KEV-erneuerbar 1,43 TJ
KEV-nichterneuerbar 0,0391 TJ

Luftemissionen

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
As (Luft) 0,000121 kg
Cd (Luft) 71,4*10-6 kg
CH4 10,5 kg
CO 45,5 kg
CO2 3541 kg
Cr (Luft) 0,000586 kg
H2S 1,12*10-6 kg
HCl 0,0404 kg
HF 0,0178 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) 0,000192 kg
N2O 0,0544 kg
NH3 0,000926 kg
Ni (Luft) 0,000512 kg
NMVOC 0,339 kg
NOx 8,05 kg
PAH (Luft) 4,54*10-9 kg
Pb (Luft) 0,00364 kg
PCDD/F (Luft) 5,86*10-9 kg
Perfluoraethan 0,00115 kg
Perfluorbutan 0 kg
Perfluorcyclobutan 0 kg
Perfluorhexan 0 kg
Perfluormethan 0,00898 kg
Perfluorpentan 0 kg
Perfluorpropan 0 kg
SF6 0 kg
SO2 5,07 kg
Staub 3,72 kg

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

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
CO2-Äquivalent 3899 kg
SO2-Äquivalent 10,7 kg
TOPP-Äquivalent 15,3 kg

Gewässereinleitungen

Gewässereinleitung inkl. Vorkette Einheit
anorg. Salze 0,216 kg
AOX 13,3*10-6 kg
As (Abwasser) 124*10-15 kg
BSB5 1,38 kg
Cd (Abwasser) 304*10-15 kg
Cr (Abwasser) 301*10-15 kg
CSB 47,4 kg
Hg (Abwasser) 152*10-15 kg
Müll-atomar (hochaktiv) 0,000632 kg
N 0,000554 kg
P 0,0124 kg
Pb (Abwasser) 1,98*10-12 kg

Abfälle

Abfall direkt inkl. Vorkette Einheit
Abraum 0 8913 kg
Asche 0 33,8 kg
Produktionsabfall 0 1485 kg
REA-Reststoff 0 6,38 kg
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