Prozessdetails: NetzNahwärme-Mix-Biogas-mix-BHKW-DE-2005/en

1.1 Beschreibung

Nahwärmeleitungen für Modellgebiet "mix" (aus EFH und MFH) nach #1, Materialaufwand für Gesamtnetz berechnet nach #2. Der Wärmebedarf der Nahwärmenetze ergibt sich aus den folgenden Basisdaten zum Wärmebedarf der Gebäude:
EFH / RH MFH MFH MFH
Wärmebedarf 65 55 55 55 kWh/m2/a
Anzahl WE 1 13 17 43
Fläche je WE 150 85 85 85 m2
Anzahl Pers 3,5 2,5 2,5 2,5
Wärmebedarf Hzg 9.750 60.775 79.475 201.025 kWh / a
Wärmebedarf WW 2.971 2.122 2.122 2.122 kWh / a
Wärmebedarf ges. 12.721 62.897 81.597 203.147 kWh / a
Vbh nach VDI 2.000 2.000 2.000 2.000 h/a
Anschlußwert 5 30 40 101 kW

Vollbenutzungsstunden (Vbh) nur für Heizung (ohne Warmwasser)

Nebenrechnung Warmwasser
40 ltr/Pers/d
14,6 m3/Pers/a
60 °C
849 kWh/Pers/a


Anzahl der Gebäude im Modellgebiet "Mix":
EFH / RH 56
MFH 30 10
MFH 40
MFH 100 6

Anschlußwert gesamt kW 1.180
Wärmemenge gesamt MWh/a 2.560

Netzlänge m 1.260

Nutzungsgrad
spezifische Leitungsverluste W/m 23
Netzverluste prozentual % 9,0 %
Nutzungsgrad % 91,0 %

Hilfsenergiebedarf (Strom für Pumpen) wurde mit 2 % bezogen auf den Output abgeschätzt.

Materialaufwand für Nahwärmeleitungen, mit Netzlängen des Modellgebiets "Mix" gewichtet:

Leitungslängen:
KMR DN 80 130
DN 65 160
DN 50 150
DN 32 580
PEX DN 40 120
DN 32 120
Gesamtnetz m 1.260

1.2 Referenzen

  1. Öko-Institut (Institut für angewandte Ökologie e.V.) 1995: Handbuch Nahwärme im Neubau, J. Witt u.a., Eigenvelag, Freiburg
  2. Institut für Energiewirtschaft und Rationelle Energienutzung (IER) 1999: Energetische Nutzung hydrothermaler Erdwärmevorkommen in Deutschland - Eine energiewritschaftliche Analyse, M. Kaiser, Band 59, Stuttgart
  3. Originaldokumentation von 'NetzNahwärme-Mix-Biogas-mix-BHKW-DE-2005/en'

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 GEMIS-Stammdaten
Bearbeitet durch IINAS - International Institute for Sustainability Analysis
Datensatzprüfung ja
Ortsbezug Deutschland
Zeitbezug 2005

1.5 Technische Kennwerte

Funktionelle Einheit 1 TJ Warmwasser
Auslastung 2400 h/a
Brenn-/Einsatzstoff Wärme - Heizen
Flächeninanspruchnahme 630 m²
Jahr 2005
Länge 1,26 km
Lebensdauer 25 a
Leistung 1,26 MW
Produkt Wärme - Heizen
Verlust 794 %/100 km

Funktionelle Einheit ist »1 TJ Warmwasser«.

Inputs - Aufwendungen für den Prozess

Input Aus Vorprozess Menge Einheit
Elektrizität Netz-el-DE-Verteilung-MS-2005 0,00861 TJ
Warmwasser Wärme-Nah-mix-Biogas-mix-DE-2005/en 1 TJ

Inputs - Aufwendungen für Produktionsmittel

Produkt Aus Vorprozess Menge Einheit
HDPE-Granulat Chem-OrgHDPE-DE-2005 1234 kg
PUR-Hartschaum KunststoffPUR-Hartschaum-DE-2005 1515 kg
Sand Xtra-AbbauSand-DE-2005 463500 kg
Stahl MetallStahl-mix-DE-2005 4511 kg

Transportaufwendungen

Transport Menge Einheit
Transport von Sand mit Lkw-Diesel-DE-2005 0,063 tkm

Outputs

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

Ressourcen

Ressource inkl. Vorkette Einheit
Abwärme -10,4*10-9 TJ
Atomkraft 0,0256 TJ
Biomasse-Anbau 0,759 TJ
Biomasse-Anbau 0,00936 kg
Biomasse-Reststoffe 449 kg
Biomasse-Reststoffe 0,328 TJ
Braunkohle 0,022 TJ
Eisen-Schrott 58,1 kg
Erdgas 0,234 TJ
Erdgas 3,24 kg
Erdöl 32,7 kg
Erdöl 0,0498 TJ
Erze 177 kg
Fe-Schrott 72,3*10-6 kg
Geothermie 84*10-9 TJ
Luft 9,56 kg
Mineralien 9891 kg
Müll 0,00222 TJ
NE-Schrott 0,791 kg
Sekundärrohstoffe 3,93 kg
Sekundärrohstoffe 0,000355 TJ
Sonne 58,8*10-6 TJ
Steinkohle 0,0238 TJ
Wasser 51804 kg
Wasserkraft 0,00172 TJ
Wind 0,00134 TJ

Ressourcen (Aggregierte Werte, KEA, KEV, KRA)

Ressource inkl. Vorkette Einheit
KEA-andere 0,00257 TJ
KEA-erneuerbar 1,09 TJ
KEA-nichterneuerbar 0,357 TJ
KEV-andere 0,00257 TJ
KEV-erneuerbar 1,09 TJ
KEV-nichterneuerbar 0,355 TJ

Luftemissionen

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
As (Luft) 0,000109 kg
Cd (Luft) 79,4*10-6 kg
CH4 157 kg
CO 34 kg
CO2 21679 kg
Cr (Luft) 0,000133 kg
H2S 0,000555 kg
HCl 0,443 kg
HF 0,0315 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) 88,4*10-6 kg
N2O 31,7 kg
NH3 158 kg
Ni (Luft) 0,00173 kg
NMVOC 7,73 kg
NOx 118 kg
PAH (Luft) 659*10-9 kg
Pb (Luft) 0,000629 kg
PCDD/F (Luft) 1,29*10-9 kg
Perfluoraethan 0,000461 kg
Perfluorbutan 0 kg
Perfluorcyclobutan 0 kg
Perfluorhexan 0 kg
Perfluormethan 0,00367 kg
Perfluorpentan 0 kg
Perfluorpropan 0 kg
SF6 0 kg
SO2 29,4 kg
Staub 5,97 kg

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

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
CO2-Äquivalent 35084 kg
SO2-Äquivalent 410 kg
TOPP-Äquivalent 157 kg

Gewässereinleitungen

Gewässereinleitung inkl. Vorkette Einheit
anorg. Salze 2126 kg
AOX 11,8*10-6 kg
As (Abwasser) 461*10-12 kg
BSB5 0,118 kg
Cd (Abwasser) 1,13*10-9 kg
Cr (Abwasser) 1,11*10-9 kg
CSB 4,07 kg
Hg (Abwasser) 563*10-12 kg
Müll-atomar (hochaktiv) 0,00943 kg
N 0,00858 kg
P 0,000146 kg
Pb (Abwasser) 7,34*10-9 kg

Abfälle

Abfall direkt inkl. Vorkette Einheit
Abraum 0 32715 kg
Asche 0 412 kg
Produktionsabfall 0 10096 kg
REA-Reststoff 0 66,2 kg
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