Prozessdetails: Solar-KW-SEGS-GR-2000-Kreta

1.1 Beschreibung

künftiges solarthermisches Parabolrinnen-Kraftwerk mit Dampfturbine, inkl. Öl-Kessel als backup. Alle Daten aus einer DLR-Studie (#1); alle Einzelkomponenten der Anlage wurden bereits auf der Plataforma Solar de Almeria in Südspanien durch die DLR und CIEMAT getestet. Der solare Jahresanteil ist 54%. Aus Modellgründen wurde angenommen, dass der gesamte Dampfbedarf im Ölkessel bereitgestellt wird. Es wird angenommen, dass der Prozess Hilfenergie vom Ölkessel im Umfang von 1,24 TJ/TJ benötigt. Damit ergibt sich eine virtuelle Effizienz von cy 1/1,24 = 80,6%. Da 54% durch die Solarkollektorfelder bereitgestellt werden, ergibt sich eine reale Effizienz von 0,806*0,540 = 0,435 (43,5 %).
Die Kosten umfassen die Ausgaben für die gesamte Anlage, auch den Kessel und dessen Brennstoffkosten, da diese nicht im Prozess "Öll-backup-SEGS" enthalten sind. Die Kosten entstammen #2.
Eine grosse Menge an Wasser wird zur Reinigung der Parabolspiel benötigt. Der Materialaufwand für die Anlage stammt aus #3.

1.2 Referenzen

  1. Deutsche Luft- und Raumfahrtagentur (DLR) 1995: Solar Electricity Generation - description and comparison, Stuttgatt/Cologne
  2. Pilkington Solar International Gmbh 1995: Status report on solar thermal power plants, ISBN 3-9804901-0-6
  3. Environmental Manual for Power Development (EM) 1995: Data Sources and Data Compilation for the EM Database, prepared by Öko-Institut for GTZ, Darmstadt - available as PDF file from the EM website: http:/www.oeko.de/service/em/
  4. Originaldokumentation von 'Solar-KW-SEGS-GR-2000-Kreta'

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 Kreta
Zeitbezug 2000

1.5 Technische Kennwerte

Funktionelle Einheit 1 TJ Elektrizität
Auslastung 4254 h/a
Brenn-/Einsatzstoff Ressourcen
Flächeninanspruchnahme 1000000 m²
gesicherte Leistung 100 %
Jahr 2000
Lebensdauer 25 a
Leistung 50 MW
Nutzungsgrad 100 %
Produkt Elektrizität

Funktionelle Einheit ist »1 TJ Elektrizität«.

Inputs - Aufwendungen für den Prozess

Input Aus Vorprozess Menge Einheit
Prozesswärme Öl-schwer-Kessel-ES-2000-backup-SEGS 1,24 TJ
Wasser (Stoff) Xtra-generischWasser 1320000 kg

Inputs - Aufwendungen für Produktionsmittel

Produkt Aus Vorprozess Menge Einheit
Stahl MetallStahl-mix-DE-2000 10000000 kg
Zement Steine-ErdenZement-DE-2000 75000000 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 -112*10-12 TJ
Atomkraft 0 0,00156 TJ
Biomasse-Anbau 0 -0,000997 kg
Biomasse-Anbau 0 -26,1*10-6 TJ
Biomasse-Reststoffe 0 -0,0145 kg
Biomasse-Reststoffe 0 10,3*10-6 TJ
Braunkohle 0 0,00587 TJ
Eisen-Schrott 0 280 kg
Erdgas 0 0,000188 TJ
Erdgas 0 0,45 kg
Erdöl 0 64,3*10-6 kg
Erdöl 0 1,54 TJ
Erze 0 685 kg
Fe-Schrott 0 657*10-9 kg
Geothermie 0 -74*10-9 TJ
Luft 0 42,7 kg
Mineralien 0 6620 kg
Müll 0 82,9*10-6 TJ
NE-Schrott 0 0,00462 kg
Sekundärrohstoffe 0 0,0725 kg
Sekundärrohstoffe 0 0,00188 TJ
Sonne 1 1 TJ
Steinkohle 0 0,102 TJ
Wasser 0 1333413 kg
Wasserkraft 0 0,0108 TJ
Wind 0 10,8*10-6 TJ

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

Ressource direkt inkl. Vorkette Einheit
KEA-andere 0 0,00196 TJ
KEA-erneuerbar 1 1,01 TJ
KEA-nichterneuerbar 0 1,65 TJ
KEV-andere 0 0,00196 TJ
KEV-erneuerbar 1 1,01 TJ
KEV-nichterneuerbar 0 1,65 TJ

Luftemissionen

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
As (Luft) 56,6*10-6 kg
Cd (Luft) 33*10-6 kg
CH4 122 kg
CO 135 kg
CO2 129252 kg
Cr (Luft) 0,000246 kg
H2S -1,79*10-6 kg
HCl 3,52 kg
HF 0,359 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) 80,9*10-6 kg
N2O 4,56 kg
NH3 -0,00527 kg
Ni (Luft) 0,00028 kg
NMVOC 33,5 kg
NOx 379 kg
PAH (Luft) 6,48*10-9 kg
Pb (Luft) 0,00153 kg
PCDD/F (Luft) 2,42*10-9 kg
Perfluoraethan 8,83*10-6 kg
Perfluorbutan 0 kg
Perfluorcyclobutan 0 kg
Perfluorhexan 0 kg
Perfluormethan 70,3*10-6 kg
Perfluorpentan 0 kg
Perfluorpropan 0 kg
SF6 0 kg
SO2 1497 kg
Staub 132 kg

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

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
CO2-Äquivalent 133674 kg
SO2-Äquivalent 1764 kg
TOPP-Äquivalent 513 kg

Gewässereinleitungen

Gewässereinleitung inkl. Vorkette Einheit
anorg. Salze -0,062 kg
AOX 6,08*10-6 kg
As (Abwasser) -7,55*10-12 kg
BSB5 0,54 kg
Cd (Abwasser) -18,4*10-12 kg
Cr (Abwasser) -18,2*10-12 kg
CSB 19,2 kg
Hg (Abwasser) -9,22*10-12 kg
Müll-atomar (hochaktiv) 0,000574 kg
N 0,000623 kg
P 10,4*10-6 kg
Pb (Abwasser) -120*10-12 kg

Abfälle

Abfall direkt inkl. Vorkette Einheit
Abraum 0 30272 kg
Asche 0 430 kg
Produktionsabfall 0 249 kg
REA-Reststoff 0 6,78 kg
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