Prozessdetails: FermenterBiogas-Mais (iLUC)-DE-2010

1.1 Beschreibung

Erzeugung von Biogas in Fermenter; Input: Mais-Silage; Daten nach #1 + #2; CH4-Emission Biogasanlage = 1%

1.2 Referenzen

  1. IE (Institut für Energetik und Umwelt) 2003: eigene Berechnungen und Daten, Leipzig
  2. IE (Institut für Energetik und Umwelt) 2007: Möglichkeiten einer europäischen Biogaseinspeisungsstrategie - Teilbericht I, D. Thrän et al., i.A. der Bundestagsfraktion Die GRÜNEN, Leipzig
  3. Originaldokumentation von 'FermenterBiogas-Mais (iLUC)-DE-2010'

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 IINAS
Projekte WBGU-Bio ÖKO 2008
UBA/BMU Bio-global 2010
Bearbeitet durch IINAS - International Institute for Sustainability Analysis
Datensatzprüfung ja
Ortsbezug Deutschland
Zeitbezug 2010

1.5 Technische Kennwerte

Funktionelle Einheit 1 TJ Biogas-zentral
Auslastung 8000 h/a
Brenn-/Einsatzstoff Brennstoffe-Bio-fest
Flächeninanspruchnahme 4550 m²
gesicherte Leistung 100 %
Jahr 2010
Lebensdauer 15 a
Leistung 1,3 MW
Nutzungsgrad 67 %
Produkt Brennstoffe-Bio-Gase

Funktionelle Einheit ist »1 TJ Biogas-zentral«.

Inputs - Aufwendungen für den Prozess

Input Aus Vorprozess Menge Einheit
Elektrizität El-KW-Park-DE-2010 0,028 TJ
Mais-Silage-DE-2010 AnbauMais-Silage-iLUC25% (Acker)-DE-2010 1,49 TJ
Warmwasser Wärme-Prozess-Biogas-Fermenter (BHKW)-2000 0,1 TJ

Inputs - Aufwendungen für Produktionsmittel

Produkt Aus Vorprozess Menge Einheit
Beton Steine-ErdenBeton-DE-2010 1901718 kg
PVC-Granulat Chem-OrgPVC-mix-DE-2010 3052 kg
Stahl MetallStahl-mix-DE-2010 6171 kg
Steinwolle Steine-ErdenSteinwolle-DE-2010 3282 kg

Transportaufwendungen

Transport Menge Einheit
Transport von Gütertransport-Dienstleistung mit Lkw-Diesel-DE-2010 15547 tkm

Outputs

Output Menge Einheit
Biogas-zentral 1 TJ
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Funktionelle Einheit ist »1 TJ Biogas-zentral«.

Ressourcen

Ressource inkl. Vorkette Einheit
Abwärme -10,3*10-9 TJ
Atomkraft 0,0213 TJ
Biomasse-Anbau 0,0895 kg
Biomasse-Anbau 1,5 TJ
Biomasse-Reststoffe 858 kg
Biomasse-Reststoffe 0,0035 TJ
Braunkohle 0,019 TJ
Eisen-Schrott 26,8 kg
Erdgas 0,0413 TJ
Erdgas 4,24 kg
Erdöl 0,0562 TJ
Erdöl 12,4 kg
Erze 83,2 kg
Fe-Schrott 81,6*10-6 kg
Geothermie 8,4*10-6 TJ
Luft 5,15 kg
Mineralien 4164 kg
Müll 0,0031 TJ
NE-Schrott 0,429 kg
Sekundärrohstoffe 2,02 kg
Sekundärrohstoffe 0,000113 TJ
Sonne 0,000561 TJ
Steinkohle 0,0216 TJ
Wasser 34596 kg
Wasserkraft 0,00128 TJ
Wind 0,00178 TJ

Ressourcen (Aggregierte Werte, KEA, KEV, KRA)

Ressource inkl. Vorkette Einheit
KEA-andere 0,00321 TJ
KEA-erneuerbar 1,5 TJ
KEA-nichterneuerbar 0,16 TJ
KEV-andere 0,00321 TJ
KEV-erneuerbar 1,5 TJ
KEV-nichterneuerbar 0,16 TJ

Luftemissionen

Luftemission direkt inkl. Vorkette Einheit
As (Luft) 0 92,8*10-6 kg
Cd (Luft) 0 91,9*10-6 kg
CH4 133 146 kg
CO 0 13,8 kg
CO2 0 45670 kg
Cr (Luft) 0 0,000114 kg
H2S 0 0,000218 kg
HCl 0 0,175 kg
HF 0 0,0142 kg
HFC-125 0 0 kg
HFC-134 0 0 kg
HFC-134a 0 0 kg
HFC-143 0 0 kg
HFC-143a 0 0 kg
HFC-152a 0 0 kg
HFC-227 0 0 kg
HFC-23 0 0 kg
HFC-236 0 0 kg
HFC-245 0 0 kg
HFC-32 0 0 kg
HFC-43-10mee 0 0 kg
Hg (Luft) 0 82,3*10-6 kg
N2O 0 57,9 kg
NH3 0 236 kg
Ni (Luft) 0 0,00172 kg
NMVOC 0 1,95 kg
NOx 0 49,5 kg
PAH (Luft) 0 674*10-9 kg
Pb (Luft) 0 0,000464 kg
PCDD/F (Luft) 0 1,43*10-9 kg
Perfluoraethan 0 0,000237 kg
Perfluorbutan 0 0 kg
Perfluorcyclobutan 0 0 kg
Perfluorhexan 0 0 kg
Perfluormethan 0 0,00188 kg
Perfluorpentan 0 0 kg
Perfluorpropan 0 0 kg
SF6 0 0 kg
SO2 0 8,44 kg
Staub 0 4,74 kg

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

Luftemission direkt inkl. Vorkette Einheit
CO2-Äquivalent 3325 66577 kg
SO2-Äquivalent 0 487 kg
TOPP-Äquivalent 1,86 65,8 kg

Gewässereinleitungen

Gewässereinleitung inkl. Vorkette Einheit
anorg. Salze 15,4 kg
AOX 12,5*10-6 kg
As (Abwasser) 770*10-12 kg
BSB5 0,0671 kg
Cd (Abwasser) 1,88*10-9 kg
Cr (Abwasser) 1,86*10-9 kg
CSB 2,3 kg
Hg (Abwasser) 941*10-12 kg
Müll-atomar (hochaktiv) 0,0078 kg
N 0,00959 kg
P 0,000183 kg
Pb (Abwasser) 12,3*10-9 kg

Abfälle

Abfall direkt inkl. Vorkette Einheit
Abraum 0 27577 kg
Asche 0 233 kg
Produktionsabfall 0 111 kg
REA-Reststoff 0 66,8 kg
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