Prozessdetails: El-Wärmepumpe-mono-Wasser-DE-2010-neu

1.1 Beschreibung

monovalente elektrische Wärmepumpe für Niedertemperatur-Heizsystem, Wärmequelle Wasser (Grundwasser), falsche Investitionskosteneingabe korrigiert (Okt. 2000). Der Wärmepumpen-Strom kommt hier zu 100 % aus Kraftwerks-Mix (Mix-Fall); Daten zum Jahresnutzungsgrad aus einer Auswertung der folgenden Quellen:

Jahresarbeitszahl bei NT-Systemen, ohne Umwälzpumpen
System BEI LBST IZW G4
mono-Luft 3,2 3 3,3 3,25
mono-Boden 4,6 4 3,8 3,90
mono-Wasser 4,9 4,5 4,3 4,25

Quellen: BEI 1998, IZW 1999, LBST 1997

falsche Einganganbindung des Datensatzes vom Sept. 2000 korrigiert (Okt. 2000)

1.2 Referenzen

  1. Öko-Institut (Institut für angewandte Ökologie e.V.) 1994: 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
  2. Bremer Energie-Institut (BEI) 1998: Energieeinsparung im Wohnungsneubau Teil 2 - Kosten-Nutzen-Verhältnisse bei Investitionen in elektrische Wärmepumpen und in Wärmerückgewinnunganlagen sowie Vergeich dieser Systeme mit Wärmeschutzmaßnahmen und thermischen Solaranlagen, W. Schulz u.a., Bremen
  3. Informationszentrum Wärmepumpen und Kältetechnik (IZW) 1999: Untersuchungen von Praxisdaten zum Primärenergiebedarf und den Treibhausgasemissionen von modernen Wärmepumpen, R. Heidelck/H.J. Laue, IZW-Bericht 2/99, Karlsruhe
  4. Originaldokumentation von 'El-Wärmepumpe-mono-Wasser-DE-2010-neu'

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 BMU LCA-EE 2012
Bearbeitet durch IINAS - International Institute for Sustainability Analysis
Datensatzprüfung ja
Ortsbezug Deutschland
Zeitbezug 2010

1.5 Technische Kennwerte

Funktionelle Einheit 1 TJ Raumwärme
Auslastung 1600 h/a
Brenn-/Einsatzstoff Elektrizität
gesicherte Leistung 100 %
Jahr 2010
Lebensdauer 20 a
Leistung 0,005 MW
Nutzungsgrad 380 %
Produkt Wärme - Heizen

Funktionelle Einheit ist »1 TJ Raumwärme«.

Inputs - Aufwendungen für den Prozess

Input Aus Vorprozess Menge Einheit
Elektrizität Netz-el-DE-Verteilung-NS-2010 0,025 TJ
Elektrizität-DE-HH/KV-Heizen-2010 Netz-el-DE-lokal-HH/KV-2010 0,263 TJ

Inputs - Aufwendungen für Produktionsmittel

Produkt Aus Vorprozess Menge Einheit
Beton Steine-ErdenBeton-DE-2010 2500 kg
Kupfer MetallKupfer-DE-mix-2010 100 kg
PVC-Granulat Chem-OrgPVC-mix-DE-2010 100 kg
Stahl MetallStahl-mix-DE-2010 375 kg

Outputs

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

Ressourcen

Ressource inkl. Vorkette Einheit
Abwärme -9,6*10-9 TJ
Atomkraft 0,212 TJ
Biomasse-Anbau 0,0245 TJ
Biomasse-Anbau 0,937 kg
Biomasse-Reststoffe 13,7 kg
Biomasse-Reststoffe 0,0258 TJ
Braunkohle 0,186 TJ
Eisen-Schrott 338 kg
Erdgas 0,0923 TJ
Erdgas 16,4 kg
Erdöl 136 kg
Erdöl 0,0242 TJ
Erze 976 kg
Fe-Schrott 0,000169 kg
Geothermie 85,5*10-6 TJ
Luft 74,4 kg
Mineralien 6038 kg
Müll 0,0318 TJ
NE-Schrott 192 kg
Sekundärrohstoffe -52,5 kg
Sekundärrohstoffe 0,00224 TJ
Sonne 0,00587 TJ
Steinkohle 0,19 TJ
Wasser 319879 kg
Wasserkraft 0,0108 TJ
Wind 0,0185 TJ

Luftemissionen

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
As (Luft) 0,000673 kg
Cd (Luft) 0,000277 kg
CH4 64,8 kg
CO 44,2 kg
CO2 48723 kg
Cr (Luft) 0,000878 kg
H2S 0,00207 kg
HCl 0,921 kg
HF 0,0873 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) 0,000809 kg
N2O 2,68 kg
NH3 5,42 kg
Ni (Luft) 0,00406 kg
NMVOC 2,49 kg
NOx 53,3 kg
PAH (Luft) 383*10-9 kg
Pb (Luft) 0,00385 kg
PCDD/F (Luft) 3,77*10-9 kg
Perfluoraethan 0,000294 kg
Perfluorbutan 0 kg
Perfluorcyclobutan 0 kg
Perfluorhexan 0 kg
Perfluormethan 0,00232 kg
Perfluorpentan 0 kg
Perfluorpropan 0 kg
SF6 0 kg
SO2 30,4 kg
Staub 4,68 kg

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

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
CO2-Äquivalent 51160 kg
SO2-Äquivalent 78,6 kg
TOPP-Äquivalent 73,3 kg

Gewässereinleitungen

Gewässereinleitung inkl. Vorkette Einheit
anorg. Salze 75 kg
AOX 11,4*10-6 kg
As (Abwasser) 8,06*10-9 kg
BSB5 0,797 kg
Cd (Abwasser) 19,7*10-9 kg
Cr (Abwasser) 19,5*10-9 kg
CSB 28,4 kg
Hg (Abwasser) 9,85*10-9 kg
Müll-atomar (hochaktiv) 0,0774 kg
N 0,00388 kg
P 0,000269 kg
Pb (Abwasser) 128*10-9 kg

Abfälle

Abfall direkt inkl. Vorkette Einheit
Abraum 0 272250 kg
Asche 0 2318 kg
Produktionsabfall 0 5821 kg
REA-Reststoff 0 668 kg
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