Prozessdetails: FermenterBiogas-2Kultur-DE-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-2Kultur-DE-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 Öko-Institut
Projekte UBA/BMU Bio-global 2010
Bearbeitet durch IINAS - International Institute for Sustainability Analysis
Datensatzprüfung ja
Ortsbezug Deutschland
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
2Kultur-Silage (Wintergerste+Mais)-2020 Anbau2Kultur-0LUC-DE-2020 1,49 TJ
Elektrizität El-KW-Park-DE-2020 0,022 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-DE-2020 5741 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 -15,8*10-9 TJ
Atomkraft 0,00861 TJ
Biomasse-Anbau 1,49 TJ
Biomasse-Anbau 0,274 kg
Biomasse-Reststoffe 0,00754 TJ
Biomasse-Reststoffe 0,766 kg
Braunkohle 0,00855 TJ
Eisen-Schrott 17,3 kg
Erdgas 0,00943 TJ
Erdgas 2,2 kg
Erdöl 0,0725 TJ
Erdöl 7,53 kg
Erze 56,8 kg
Fe-Schrott 0,000131 kg
Geothermie 73,6*10-6 TJ
Luft 4,44 kg
Mineralien 3715 kg
Müll 0,00159 TJ
NE-Schrott 0,282 kg
Sekundärrohstoffe 0,806 kg
Sekundärrohstoffe 0,00011 TJ
Sonne 0,00169 TJ
Steinkohle 0,00991 TJ
Wasser 17835 kg
Wasserkraft 0,00101 TJ
Wind 0,0046 TJ

Ressourcen (Aggregierte Werte, KEA, KEV, KRA)

Ressource inkl. Vorkette Einheit
KEA-andere 0,0017 TJ
KEA-erneuerbar 1,51 TJ
KEA-nichterneuerbar 0,109 TJ
KEV-andere 0,0017 TJ
KEV-erneuerbar 1,51 TJ
KEV-nichterneuerbar 0,109 TJ

Luftemissionen

Luftemission direkt inkl. Vorkette Einheit
As (Luft) 0 60,3*10-6 kg
Cd (Luft) 0 0,000108 kg
CH4 55 59,4 kg
CO 0 14,2 kg
CO2 0 7828 kg
Cr (Luft) 0 91,2*10-6 kg
H2S 0 0,000276 kg
HCl 0 0,0481 kg
HF 0 0,00531 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 43,7*10-6 kg
N2O 0 21,2 kg
NH3 0 15 kg
Ni (Luft) 0 0,00195 kg
NMVOC 0 1,34 kg
NOx 0 65,8 kg
PAH (Luft) 0 149*10-9 kg
Pb (Luft) 0 0,000404 kg
PCDD/F (Luft) 0 369*10-12 kg
Perfluoraethan 0 97,5*10-6 kg
Perfluorbutan 0 0 kg
Perfluorcyclobutan 0 0 kg
Perfluorhexan 0 0 kg
Perfluormethan 0 0,000766 kg
Perfluorpentan 0 0 kg
Perfluorpropan 0 0 kg
SF6 0 0 kg
SO2 0 3,28 kg
Staub 0 4,47 kg

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

Luftemission direkt inkl. Vorkette Einheit
CO2-Äquivalent 1375 15644 kg
SO2-Äquivalent 0 77,5 kg
TOPP-Äquivalent 0,77 84,1 kg

Gewässereinleitungen

Gewässereinleitung inkl. Vorkette Einheit
anorg. Salze 8,44 kg
AOX 16*10-6 kg
As (Abwasser) 1,04*10-9 kg
BSB5 0,0935 kg
Cd (Abwasser) 2,53*10-9 kg
Cr (Abwasser) 2,5*10-9 kg
CSB 3,24 kg
Hg (Abwasser) 1,27*10-9 kg
Müll-atomar (hochaktiv) 0,00319 kg
N 0,0124 kg
P 0,000246 kg
Pb (Abwasser) 16,5*10-9 kg

Abfälle

Abfall direkt inkl. Vorkette Einheit
Abraum 0 12843 kg
Asche 0 124 kg
Klärschlamm 0 1,07 kg
Produktionsabfall 0 85,5 kg
REA-Reststoff 0 30,5 kg
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