Prozessdetails: FermenterBiogas-Mais-EU-2020

1.1 Beschreibung

Erzeugung von Biogas in Fermenter mit 1500 m3 Volumen; Input: Mais

1.2 Referenzen

  1. Schulz, Heinz/Eder, Babara 2001: Biogaspraxis; 2.überarb. Aufl.
  2. IE (Institut für Energetik und Umwelt) 2003: eigene Berechnungen und Daten, Leipzig
  3. Firmeninformationen von farmatic, Hillert, Schmack Biogas AG
  4. Schulz, Wolgang/Zapke, Wilfried 2002: Die neue Wärmeschutzverordnung
  5. VLK-Beratungsempfehlungen Biogas 2002
  6. Originaldokumentation von 'FermenterBiogas-Mais-EU-2020'

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 BiomassFutures 2012 (EU-IEE)
Bearbeitet durch IINAS - International Institute for Sustainability Analysis
Datensatzprüfung ja
Ortsbezug Europa
Zeitbezug 2020

1.5 Technische Kennwerte

Funktionelle Einheit 1 TJ Biogas-zentral
Auslastung 7800 h/a
Brenn-/Einsatzstoff Brennstoffe-Bio-fest
Flächeninanspruchnahme 4550 m²
gesicherte Leistung 100 %
Jahr 2020
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 Netz-el-EU-2020-lokal 0,022 TJ
Mais-Silage-DE-2020 AnbauMais-Silage-0LUC-EU-2020 1,49 TJ
Warmwasser Wärme-Prozess-Biogas-Fermenter (BHKW)-2000 0,101 TJ

Inputs - Aufwendungen für Produktionsmittel

Produkt Aus Vorprozess Menge Einheit
Beton Steine-ErdenBeton-DE-2020 1901718 kg
PVC-Granulat Chem-OrgPVC-mix-DE-2020 3052 kg
Stahl MetallStahl-mix-DE-2020 6171 kg
Steinwolle Steine-ErdenSteinwolle-DE-2020 3282 kg

Transportaufwendungen

Transport Menge Einheit
Transport von Gütertransport-Dienstleistung mit Lkw-Diesel-EU-2020 31095 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 -19,6*10-6 TJ
Atomkraft 0,0199 TJ
Biomasse-Anbau 0,109 kg
Biomasse-Anbau 1,49 TJ
Biomasse-Reststoffe 896 kg
Biomasse-Reststoffe 0,00262 TJ
Braunkohle 0,00659 TJ
Eisen-Schrott 24 kg
Erdgas 0,0426 TJ
Erdgas 1,64 kg
Erdöl 15,9 kg
Erdöl 0,0449 TJ
Erze 102 kg
Fe-Schrott 0,142 kg
Geothermie 87,2*10-6 TJ
Luft 5,44 kg
Mineralien 4224 kg
Müll 0,0109 TJ
NE-Schrott 0,571 kg
Sekundärrohstoffe 2,78 kg
Sekundärrohstoffe 0,000196 TJ
Sonne 0,000566 TJ
Steinkohle 0,0132 TJ
Wasser 19434 kg
Wasserkraft 0,00244 TJ
Wind 0,00366 TJ

Ressourcen (Aggregierte Werte, KEA, KEV, KRA)

Ressource inkl. Vorkette Einheit
KEA-andere 0,011 TJ
KEA-erneuerbar 1,5 TJ
KEA-nichterneuerbar 0,128 TJ
KEV-andere 0,011 TJ
KEV-erneuerbar 1,5 TJ
KEV-nichterneuerbar 0,127 TJ

Luftemissionen

Luftemission direkt inkl. Vorkette Einheit
As (Luft) 0 14,6*10-6 kg
Cd (Luft) 0 19,8*10-6 kg
CH4 2,94 11,1 kg
CO 0 10,7 kg
CO2 0 8405 kg
Cr (Luft) 0 36,7*10-6 kg
H2S 0 86,2*10-6 kg
HCl 0 0,153 kg
HF 0 0,0129 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 17,1*10-6 kg
N2O 0 73,4 kg
NH3 0 230 kg
Ni (Luft) 0 0,000243 kg
NMVOC 0 2,37 kg
NOx 0 39,3 kg
PAH (Luft) 0 577*10-9 kg
Pb (Luft) 0 0,000223 kg
PCDD/F (Luft) 0 1,33*10-9 kg
Perfluoraethan 0 0,000342 kg
Perfluorbutan 0 0 kg
Perfluorcyclobutan 0 0 kg
Perfluorhexan 0 0 kg
Perfluormethan 0 0,00268 kg
Perfluorpentan 0 0 kg
Perfluorpropan 0 0 kg
SF6 0 0 kg
SO2 0 6,82 kg
Staub 0 3,06 kg

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

Luftemission direkt inkl. Vorkette Einheit
CO2-Äquivalent 73,5 30578 kg
SO2-Äquivalent 0 467 kg
TOPP-Äquivalent 0,0412 51,6 kg

Gewässereinleitungen

Gewässereinleitung inkl. Vorkette Einheit
anorg. Salze 1,63 kg
AOX 2,69*10-6 kg
As (Abwasser) 217*10-12 kg
BSB5 0,0694 kg
Cd (Abwasser) 530*10-12 kg
Cr (Abwasser) 524*10-12 kg
CSB 2,41 kg
Hg (Abwasser) 265*10-12 kg
Müll-atomar (hochaktiv) 0,00785 kg
N 0,00169 kg
P 46,7*10-6 kg
Pb (Abwasser) 3,46*10-9 kg

Abfälle

Abfall direkt inkl. Vorkette Einheit
Abraum 0 7770 kg
Asche 0 444 kg
Produktionsabfall 0 56 kg
REA-Reststoff 0 50,1 kg
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