Prozessdetails: FermenterBio-EtOH-ZR-0LUC-BR-2020/en

1.1 Beschreibung

Fermenter für Bio-EtOH aus Zuckerrohr in Brasilien (Sao-Paulo-Region), Daten für energieautarkes System mit Prozesswärme + Hilfsstrom aus Bagasse, alle Daten aktualisiert aus #1

EtOH plant value
distance to field 50 km
ethanol yield 91,3 l/t cane
LHV 21,3 MJ/l
efficiency 22,0%
inputs
CaO 0,008 g/GJout
process heat from bagasse 0,028 GJ/GJout
electricity from bagasse 0,060 GJ/GJout
outputs
bagasse (50% DM) for internal energy 0,018 GJ/GJout
surplus electricity 0,054 GJ/GJout

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 IFEU/UU/ÖKO 2012 (GEF)
Bearbeitet durch IINAS - International Institute for Sustainability Analysis
Datensatzprüfung ja
Ortsbezug Brasilien
Zeitbezug 2020

1.5 Technische Kennwerte

Funktionelle Einheit 1 TJ Ethanol (bio)
Auslastung 8300 h/a
Brenn-/Einsatzstoff Brennstoffe-Bio-fest
gesicherte Leistung 100 %
Jahr 2020
Lebensdauer 15 a
Leistung 150 MW
Nutzungsgrad 22 %
Produkt Brennstoffe-Bio-flüssig
Verwendete Allokation Allokation nach Energieäquivalenten

Funktionelle Einheit ist »1 TJ Ethanol (bio)«.

Inputs - Aufwendungen für den Prozess

Input Aus Vorprozess Menge Einheit
Branntkalk (CaO) Steine-ErdenCaO-mix-DE-2020 0,008 kg
Elektrizität Bagasse-KW-DT-BR-2020 0,06 TJ
Zuckerrohr-BR AnbauZuckerrohr-0LUC-BR-2020 4,55 TJ

Transportaufwendungen

Transport Menge Einheit
Transport von Gütertransport-Dienstleistung mit Lkw-gross-AO-generisch-impr 25768 tkm

Outputs

Output Menge Einheit
Ethanol (bio) 1 TJ
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Funktionelle Einheit ist »1 TJ Ethanol (bio)«.

Ressourcen

Ressource inkl. Vorkette Einheit
Abwärme -955*10-12 TJ
Atomkraft 0,00741 TJ
Biomasse-Anbau 4 TJ
Biomasse-Anbau 0,00812 kg
Biomasse-Reststoffe 0,212 TJ
Biomasse-Reststoffe 0,0221 kg
Braunkohle 0,00925 TJ
Eisen-Schrott 15,5 kg
Erdgas 0,0377 TJ
Erdgas 0,836 kg
Erdöl 0,0947 TJ
Erdöl 0,0878 kg
Erze 39,2 kg
Fe-Schrott 7,34*10-6 kg
Geothermie 2,77*10-6 TJ
Luft 2,44 kg
Mineralien 35287 kg
Müll 0,000459 TJ
NE-Schrott 0,0215 kg
Sekundärrohstoffe 0,0451 kg
Sekundärrohstoffe 0,000102 TJ
Sonne 50,2*10-6 TJ
Steinkohle 0,0134 TJ
Wasser 88888 kg
Wasserkraft 0,00108 TJ
Wind 0,000256 TJ

Ressourcen (Aggregierte Werte, KEA, KEV, KRA)

Ressource inkl. Vorkette Einheit
KEA-andere 0,000561 TJ
KEA-erneuerbar 4,22 TJ
KEA-nichterneuerbar 0,162 TJ
KEV-andere 0,000561 TJ
KEV-erneuerbar 4,22 TJ
KEV-nichterneuerbar 0,162 TJ

Luftemissionen

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
As (Luft) 35,1*10-6 kg
Cd (Luft) 24,1*10-6 kg
CH4 35,9 kg
CO 804 kg
CO2 12712 kg
Cr (Luft) 39,5*10-6 kg
H2S 0,0116 kg
HCl 0,383 kg
HF 0,0173 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) 28,2*10-6 kg
N2O 38,3 kg
NH3 84,1 kg
Ni (Luft) 0,000504 kg
NMVOC 10 kg
NOx 188 kg
PAH (Luft) 1,59*10-6 kg
Pb (Luft) 0,000193 kg
PCDD/F (Luft) 1,31*10-9 kg
Perfluoraethan 6,92*10-6 kg
Perfluorbutan 0 kg
Perfluorcyclobutan 0 kg
Perfluorhexan 0 kg
Perfluormethan 54,9*10-6 kg
Perfluorpentan 0 kg
Perfluorpropan 0 kg
SF6 0 kg
SO2 51,1 kg
Staub 77 kg

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

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
CO2-Äquivalent 25034 kg
SO2-Äquivalent 341 kg
TOPP-Äquivalent 329 kg

Gewässereinleitungen

Gewässereinleitung inkl. Vorkette Einheit
anorg. Salze 8303 kg
AOX 7,32*10-6 kg
As (Abwasser) 47,8*10-9 kg
BSB5 0,0351 kg
Cd (Abwasser) 117*10-9 kg
Cr (Abwasser) 115*10-9 kg
CSB 1,15 kg
Hg (Abwasser) 58,3*10-9 kg
Müll-atomar (hochaktiv) 0,00272 kg
N 0,00316 kg
P 47,6*10-6 kg
Pb (Abwasser) 761*10-9 kg

Abfälle

Abfall Menge Einheit
Abraum 19689 kg
Asche 522 kg
Produktionsabfall 39161 kg
REA-Reststoff 24,7 kg
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