Prozessdetails: Solar-KW-Turm-ES-2000 (Mittelmeer)

1.1 Beschreibung

Solarthermisches Kraftwerk mit einem zentralen volumetrischen Luft-Receiver; die Daten für diesen Prozess stammen aus #1, einer Studie der DLR für einen Solarturm namens PHOEBUS. Die einzelnen Komponenten dieser Anlage wurden bereits auf der Plataforma Solar de Almeria in Südspanien getestet. Der Ölkessel als backup entspricht dem Prozess "Solar-SEGS-GR-Kreta". Der Solaranteil der Erzeugung ist 50,2%; die Kostendaten stammen aus #2.
Diese künftige Anlage kann auch in anderen südlichen Ländern errichtet werden, Jordanien und Brasilien sind dazu in der Diskussion.
Eine grosse Menge an Wasser ist zur Reinigung der Spiegel notwendig.
Die Materialdaten stammen 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-Turm-ES-2000 (Mittelmeer)'

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 3760 h/a
Brenn-/Einsatzstoff Ressourcen
Flächeninanspruchnahme 642000 m²
gesicherte Leistung 100 %
Jahr 2000
Lebensdauer 25 a
Leistung 30 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 1,72 TJ
Wasser (Stoff) Xtra-generischWasser 361111 kg

Inputs - Aufwendungen für Produktionsmittel

Produkt Aus Vorprozess Menge Einheit
Stahl MetallStahl-mix-DE-2000 6000000 kg
Zement Steine-ErdenZement-DE-2000 45000000 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 -133*10-12 TJ
Atomkraft 0 0,00176 TJ
Biomasse-Anbau 0 -0,00119 kg
Biomasse-Anbau 0 -31*10-6 TJ
Biomasse-Reststoffe 0 -0,0173 kg
Biomasse-Reststoffe 0 11*10-6 TJ
Braunkohle 0 0,00668 TJ
Eisen-Schrott 0 333 kg
Erdgas 0 0,000196 TJ
Erdgas 0 0,518 kg
Erdöl 0 -0,000188 kg
Erdöl 0 2,13 TJ
Erze 0 815 kg
Fe-Schrott 0 782*10-9 kg
Geothermie 0 -88,4*10-9 TJ
Luft 0 50,8 kg
Mineralien 0 7553 kg
Müll 0 93,5*10-6 TJ
NE-Schrott 0 0,00521 kg
Sekundärrohstoffe 0 0,0957 kg
Sekundärrohstoffe 0 0,00223 TJ
Sonne 1 1 TJ
Steinkohle 0 0,137 TJ
Wasser 0 376994 kg
Wasserkraft 0 0,0149 TJ
Wind 0 11,3*10-6 TJ

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

Ressource direkt inkl. Vorkette Einheit
KEA-andere 0 0,00233 TJ
KEA-erneuerbar 1 1,01 TJ
KEA-nichterneuerbar 0 2,27 TJ
KEV-andere 0 0,00233 TJ
KEV-erneuerbar 1 1,01 TJ
KEV-nichterneuerbar 0 2,27 TJ

Luftemissionen

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
As (Luft) 67*10-6 kg
Cd (Luft) 39,1*10-6 kg
CH4 168 kg
CO 183 kg
CO2 177553 kg
Cr (Luft) 0,000292 kg
H2S -2,16*10-6 kg
HCl 4,85 kg
HF 0,496 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) 96*10-6 kg
N2O 6,29 kg
NH3 -0,0063 kg
Ni (Luft) 0,000329 kg
NMVOC 46,2 kg
NOx 522 kg
PAH (Luft) 7,41*10-9 kg
Pb (Luft) 0,00182 kg
PCDD/F (Luft) 2,88*10-9 kg
Perfluoraethan 11,5*10-6 kg
Perfluorbutan 0 kg
Perfluorcyclobutan 0 kg
Perfluorhexan 0 kg
Perfluormethan 91,9*10-6 kg
Perfluorpentan 0 kg
Perfluorpropan 0 kg
SF6 0 kg
SO2 2068 kg
Staub 183 kg

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

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
CO2-Äquivalent 183620 kg
SO2-Äquivalent 2436 kg
TOPP-Äquivalent 705 kg

Gewässereinleitungen

Gewässereinleitung inkl. Vorkette Einheit
anorg. Salze -0,0744 kg
AOX 7,21*10-6 kg
As (Abwasser) -9,04*10-12 kg
BSB5 0,643 kg
Cd (Abwasser) -22,1*10-12 kg
Cr (Abwasser) -21,8*10-12 kg
CSB 22,9 kg
Hg (Abwasser) -11*10-12 kg
Müll-atomar (hochaktiv) 0,000651 kg
N 0,000716 kg
P 11,9*10-6 kg
Pb (Abwasser) -144*10-12 kg

Abfälle

Abfall direkt inkl. Vorkette Einheit
Abraum 0 39436 kg
Asche 0 588 kg
Produktionsabfall 0 296 kg
REA-Reststoff 0 7,75 kg
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