Prozessdetails: El-Wärmepumpe-mono-Luft-DE-2030-mix

1.1 Beschreibung

monoenergetische elektrische Wärmepumpe für Niedertemperatur-Heizsystem, Wärmequelle Luft, mit elektrischer Nachheizung für kalte Tage. Der Wärmepumpen-Strom kommt hier zu 100 % aus Kraftwerks-Mix (Mix-Fall); Daten zum Jahresnutzungsgrad um 23 % gegenüber 2000 erhöht.

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-Luft-DE-2030-mix'

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 2030

1.5 Technische Kennwerte

Funktionelle Einheit 1 TJ Raumwärme
Auslastung 1600 h/a
Brenn-/Einsatzstoff Elektrizität
gesicherte Leistung 100 %
Jahr 2030
Lebensdauer 20 a
Leistung 0,005 MW
Nutzungsgrad 400 %
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-2030 0,02 TJ
Elektrizität-DE-HH/KV-Heizen-2030 Netz-el-DE-lokal-HH/KV-2030 0,25 TJ

Inputs - Aufwendungen für Produktionsmittel

Produkt Aus Vorprozess Menge Einheit
PVC-Granulat Chem-OrgPVC-mix-DE-2030 135 kg
Stahl MetallStahl-mix-DE-2030 275 kg

Outputs

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

Ressourcen

Ressource inkl. Vorkette Einheit
Abwärme -17,4*10-9 TJ
Atomkraft 0,00199 TJ
Biomasse-Anbau 5,13 kg
Biomasse-Anbau 0,0204 TJ
Biomasse-Reststoffe 0,0737 TJ
Biomasse-Reststoffe 2,13 kg
Braunkohle 0,0446 TJ
Eisen-Schrott 248 kg
Erdgas 0,105 TJ
Erdgas 8,22 kg
Erdöl 0,0118 TJ
Erdöl 199 kg
Erze 846 kg
Fe-Schrott 0,000402 kg
Geothermie 0,00334 TJ
Luft 89,2 kg
Mineralien 1191 kg
Müll 0,0199 TJ
NE-Schrott 4,41 kg
Sekundärrohstoffe 5,88 kg
Sekundärrohstoffe 0,00194 TJ
Sonne 0,0385 TJ
Steinkohle 0,069 TJ
Wasser 200242 kg
Wasserkraft 0,0127 TJ
Wind 0,0974 TJ

Luftemissionen

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
As (Luft) 0,000114 kg
Cd (Luft) 0,000239 kg
CH4 27,8 kg
CO 43,4 kg
CO2 19587 kg
Cr (Luft) 0,000523 kg
H2S 0,00384 kg
HCl 0,287 kg
HF 0,0324 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) 0,000325 kg
N2O 2,13 kg
NH3 0,659 kg
Ni (Luft) 0,000736 kg
NMVOC 1,83 kg
NOx 22,6 kg
PAH (Luft) 98,8*10-9 kg
Pb (Luft) 0,00332 kg
PCDD/F (Luft) 3,14*10-9 kg
Perfluoraethan 0,000846 kg
Perfluorbutan 0 kg
Perfluorcyclobutan 0 kg
Perfluorhexan 0 kg
Perfluormethan 0,00661 kg
Perfluorpentan 0 kg
Perfluorpropan 0 kg
SF6 0 kg
SO2 8,79 kg
Staub 2,89 kg

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

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
CO2-Äquivalent 20975 kg
SO2-Äquivalent 26,1 kg
TOPP-Äquivalent 34,6 kg

Gewässereinleitungen

Gewässereinleitung inkl. Vorkette Einheit
anorg. Salze 43,4 kg
AOX 11,2*10-6 kg
As (Abwasser) 14,1*10-9 kg
BSB5 0,952 kg
Cd (Abwasser) 34,5*10-9 kg
Cr (Abwasser) 34,1*10-9 kg
CSB 33,8 kg
Hg (Abwasser) 17,2*10-9 kg
Müll-atomar (hochaktiv) 0,000811 kg
N 0,00342 kg
P 0,000619 kg
Pb (Abwasser) 225*10-9 kg

Abfälle

Abfall direkt inkl. Vorkette Einheit
Abraum 0 70176 kg
Asche 0 1248 kg
Produktionsabfall 0 911 kg
REA-Reststoff 0 202 kg
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