Prozessdetails: Solar-KW-Stirling-ES-2000-Distal-1

1.1 Beschreibung

künftiges Parabolspiegel-Solarkraftwerk mit Stirling-Motor. Der Parabolspiegel konzentriert das Sonnenlicht auf einen im Fokus montierten Stirling-Motor, der einen Generator antreibt. Der Spiegel und der die darauf montierte Stirling/Generator-Einheit folgt der Sonne. Die Auslastungsdaten stammen von einem 5-Jahres-Test von 3 Prototypen auf der Plataforma Solar de Almeria in Südspanien (#2). Die Materialdaten stammen vom Hersteller (Steinmüller&Partner).
Die Kosten sind auf Basis einer "Farm" mit einer Gesamtkapazität von 1MW kalkuliert. Die Umrechnung DM:US-$ wurde mit 1:1.5 gewählt. Land- und Wasserbedarf (12m3/d) und die Effizenz der Solarstromerzeugun von 16% beruhen auf #1.

1.2 Referenzen

  1. Deutsche Luft- und Raumfahrtagentur (DLR) 1995: Solar Electricity Generation - description and comparison, Stuttgatt/Cologne
  2. Plataforma Solar de Almeria (PSA): Annual technical report 1995, Amleria (Spain)
  3. Originaldokumentation von 'Solar-KW-Stirling-ES-2000-Distal-1'

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 Spanien
Zeitbezug 2000

1.5 Technische Kennwerte

Funktionelle Einheit 1 TJ Elektrizität
Auslastung 1823 h/a
Brenn-/Einsatzstoff Ressourcen
Flächeninanspruchnahme 135 m²
gesicherte Leistung 100 %
Jahr 2000
Lebensdauer 30 a
Leistung 0,009 MW
Nutzungsgrad 100 %
Produkt Elektrizität

Funktionelle Einheit ist »1 TJ Elektrizität«.

Inputs - Aufwendungen für den Prozess

Input Aus Vorprozess Menge Einheit
Wasser (Stoff) Xtra-generischWasser 694444 kg

Inputs - Aufwendungen für Produktionsmittel

Produkt Aus Vorprozess Menge Einheit
Stahl MetallStahl-mix-DE-2000 22500 kg

Outputs

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

Ressourcen

Ressource direkt inkl. Vorkette Einheit
Abwärme 0 -2,03*10-9 TJ
Atomkraft 0 -0,0031 TJ
Biomasse-Anbau 0 -0,000483 TJ
Biomasse-Anbau 0 -0,0185 kg
Biomasse-Reststoffe 0 -0,269 kg
Biomasse-Reststoffe 0 -0,000249 TJ
Braunkohle 0 -0,00333 TJ
Eisen-Schrott 0 5188 kg
Erdgas 0 -0,00726 TJ
Erdgas 0 2,05 kg
Erdöl 0 -0,0946 kg
Erdöl 0 0,0244 TJ
Erze 0 12688 kg
Fe-Schrott 0 12,1*10-6 kg
Geothermie 0 -1,49*10-6 TJ
Luft 0 792 kg
Mineralien 0 4584 kg
Müll 0 -0,000411 TJ
NE-Schrott 0 -0,0191 kg
Sekundärrohstoffe 0 0,0634 kg
Sekundärrohstoffe 0 0,0348 TJ
Sonne 1 1 TJ
Steinkohle 0 0,181 TJ
Wasser 0 820801 kg
Wasserkraft 0 0,00125 TJ
Wind 0 -0,00036 TJ

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

Ressource direkt inkl. Vorkette Einheit
KEA-andere 0 0,0344 TJ
KEA-erneuerbar 1 1 TJ
KEA-nichterneuerbar 0 0,191 TJ
KEV-andere 0 0,0344 TJ
KEV-erneuerbar 1 1 TJ
KEV-nichterneuerbar 0 0,191 TJ

Luftemissionen

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
As (Luft) 0,000916 kg
Cd (Luft) 0,000535 kg
CH4 70,8 kg
CO 314 kg
CO2 15565 kg
Cr (Luft) 0,00445 kg
H2S -43,8*10-6 kg
HCl 0,0352 kg
HF 0,00124 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) 0,0014 kg
N2O 0,125 kg
NH3 -0,106 kg
Ni (Luft) 0,00362 kg
NMVOC 1,68 kg
NOx 35,3 kg
PAH (Luft) 9,9*10-9 kg
Pb (Luft) 0,028 kg
PCDD/F (Luft) 44,7*10-9 kg
Perfluoraethan 6,68*10-6 kg
Perfluorbutan 0 kg
Perfluorcyclobutan 0 kg
Perfluorhexan 0 kg
Perfluormethan 53,3*10-6 kg
Perfluorpentan 0 kg
Perfluorpropan 0 kg
SF6 0 kg
SO2 23,5 kg
Staub 20,2 kg

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

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
CO2-Äquivalent 17372 kg
SO2-Äquivalent 47,9 kg
TOPP-Äquivalent 80,3 kg

Gewässereinleitungen

Gewässereinleitung inkl. Vorkette Einheit
anorg. Salze -1,39 kg
AOX 0,000101 kg
As (Abwasser) -159*10-12 kg
BSB5 10 kg
Cd (Abwasser) -388*10-12 kg
Cr (Abwasser) -384*10-12 kg
CSB 357 kg
Hg (Abwasser) -194*10-12 kg
Müll-atomar (hochaktiv) -0,00112 kg
N 0,00178 kg
P 26,4*10-6 kg
Pb (Abwasser) -2,53*10-9 kg

Abfälle

Abfall direkt inkl. Vorkette Einheit
Abraum 0 32014 kg
Asche 0 59,9 kg
Produktionsabfall 0 4594 kg
REA-Reststoff 0 12,1 kg
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