Prozessdetails: FabrikSilizium-Modul-multi-DE-2030

1.1 Beschreibung

Herstellung von PV-Modulen aus multikristallinen Siliziumzellen, Daten nach #1, Tabelle VI. Solarzellen-, EVA- und Rückenfolienabfall vernachlässigt, zusätzlicher Reststoff Glas (0,01 kg/kg), der in Recycling geht. Die Daten beziehen sich auf die Hersellung eines Modul mit einer Leistung von 165Wp. Fläche 1,25 m² und einem Gewicht von 17,4 kg

1.2 Referenzen

  1. Energy Centre of the Netherlands (ECN) 2005: Environmental life cycle inventory of crystalline silicon photovoltaic module production, M.J. de Wild-Schoten; E.A. Alsema (Utrecht University); Table I.
  2. Originaldokumentation von 'FabrikSilizium-Modul-multi-DE-2030'

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 Deutschland
Zeitbezug 2030

1.5 Technische Kennwerte

Funktionelle Einheit 1 kg Silizium
Auslastung 5000 h/a
Brenn-/Einsatzstoff Rohstoffe
gesicherte Leistung 100 %
Jahr 2030
Lebensdauer 20 a
Leistung 1 t/h
Nutzungsgrad 2290 %
Produkt Rohstoffe

Funktionelle Einheit ist »1 kg Silizium«.

Inputs - Aufwendungen für den Prozess

Input Aus Vorprozess Menge Einheit
Aluminium MetallAluminium-mix-DE-2030 0,22 kg
Elektrizität Netz-el-DE-Verteilung-MS-2030 1,73*10-6 TJ
EVA Chem-OrgEVA-DE-2000 0,07 kg
Glas-flach Steine-ErdenGlas-flach-DE-2030 0,65 kg
Kupfer MetallKupfer-DE-mix-2000 0,01 kg
Methanol (stofflich) Chem-OrgMethanol-Stoff-DE-2000 0,000929 kg
Papier Kraft gebleicht Papier-PappeKraftpapier gebleicht 0,08 kg
Polyphenylenoxid Chem-OrgPolyphenylenoxid-DE-2005 0,01 kg
Rückenfolie für Solarzellenmodule Chem-OrgRückenfolie für PV-Module-DE-2005 0,02 kg
Silizium FabrikSilizium-Zelle-multi-DE-2030 0,0437 kg
Wasser (Stoff) Xtra-TrinkwasserDE-2000 1,55 kg

Outputs

Output Menge Einheit
Silizium 1 kg
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Funktionelle Einheit ist »1 kg Silizium«.

Ressourcen

Ressource inkl. Vorkette Einheit
Abwärme -7,21*10-12 TJ
Atomkraft 8,01*10-6 TJ
Biomasse-Anbau 3,7*10-6 TJ
Biomasse-Anbau 0,167 kg
Biomasse-Reststoffe 0,000398 kg
Biomasse-Reststoffe 13,8*10-6 TJ
Braunkohle 13*10-6 TJ
Eisen-Schrott 0,0747 kg
Erdgas 0,000183 TJ
Erdgas 0,113 kg
Erdöl 13,9*10-6 TJ
Erdöl 0,457 kg
Erze 1,24 kg
Fe-Schrott 97,6*10-9 kg
Geothermie 636*10-9 TJ
Luft 0,283 kg
Mineralien 2,01 kg
Müll 4,8*10-6 TJ
NE-Schrott 0,0117 kg
Sekundärrohstoffe 0,127 kg
Sekundärrohstoffe 2,83*10-6 TJ
Sonne 6,99*10-6 TJ
Steinkohle 36,7*10-6 TJ
Wasser 132 kg
Wasserkraft 7,45*10-6 TJ
Wind 18*10-6 TJ

Ressourcen (Aggregierte Werte, KEA, KEV, KRA)

Ressource inkl. Vorkette Einheit
KEA-andere 7,63*10-6 TJ
KEA-erneuerbar 50,5*10-6 TJ
KEA-nichterneuerbar 0,000277 TJ
KEV-andere 7,63*10-6 TJ
KEV-erneuerbar 50,5*10-6 TJ
KEV-nichterneuerbar 0,000255 TJ

Luftemissionen

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
As (Luft) 52,8*10-9 kg
Cd (Luft) 75,2*10-9 kg
CH4 0,0484 kg
CO 0,562 kg
CO2 16,9 kg
Cr (Luft) 140*10-9 kg
H2S 14,2*10-6 kg
HCl 0,00021 kg
HF 0,000183 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) 84,8*10-9 kg
N2O 0,000672 kg
NH3 0,000131 kg
Ni (Luft) 739*10-9 kg
NMVOC 0,00199 kg
NOx 0,0258 kg
PAH (Luft) 72,5*10-12 kg
Pb (Luft) 51,9*10-6 kg
PCDD/F (Luft) 820*10-15 kg
Perfluoraethan 12,9*10-6 kg
Perfluorbutan 0 kg
Perfluorcyclobutan 0 kg
Perfluorhexan 0 kg
Perfluormethan 0,0001 kg
Perfluorpentan 0 kg
Perfluorpropan 0 kg
SF6 0 kg
SO2 0,0155 kg
Staub 0,00859 kg

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

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
CO2-Äquivalent 19,2 kg
SO2-Äquivalent 0,0342 kg
TOPP-Äquivalent 0,0959 kg

Gewässereinleitungen

Gewässereinleitung inkl. Vorkette Einheit
anorg. Salze 0,131 kg
AOX 8,02*10-9 kg
As (Abwasser) 2,65*10-12 kg
BSB5 0,00109 kg
Cd (Abwasser) 6,46*10-12 kg
Cr (Abwasser) 6,39*10-12 kg
CSB 0,037 kg
Hg (Abwasser) 3,23*10-12 kg
Müll-atomar (hochaktiv) 3,11*10-6 kg
N 5,11*10-6 kg
P 190*10-9 kg
Pb (Abwasser) 42,2*10-12 kg

Abfälle

Abfall direkt inkl. Vorkette Einheit
Abraum 0 23,9 kg
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