Prozessdetails: FermenterBio-EtOH-Mais-dLUC (Grünland)-DE-2005/en

1.1 Beschreibung

Fermenter für Bio-EtOH, Daten mit Prozesswärme aus Erdgas, Hilfsenergie aus Stromnetz: Daten aus #1, Kosten nach #2; Koppelprodukt DDGS

1.2 Referenzen

  1. Schmitz, N. et al 2005: Innovationen bei der Bioethanolerzeugung
  2. Henniges, O. et al 2003: Fuel Ethanol Production in the USA and Germany - a cost comperison
  3. Öko-Institut (Institut für angewandte Ökologie e.V.)/IFEU (Institut für Energie- und Umweltforschung) 2010: Nachhaltige Bioenergie: Zusammenfassender Endbericht zum F&E-Vorhaben "Entwicklung von Strategien und Nachhaltigkeitsstandards zur Zertifizierung von Biomasse für den internationalen Handel“; gefördert von BMU und UBA; FKZ 37 07 93 100; Darmstadt/Heidelberg (www.oeko.de/service/bio)
  4. Originaldokumentation von 'FermenterBio-EtOH-Mais-dLUC (Grünland)-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 WBGU-Bio ÖKO 2008
UBA/BMU Bio-global 2010
Bearbeitet durch IINAS - International Institute for Sustainability Analysis
Datensatzprüfung ja
Ortsbezug Deutschland
Zeitbezug 2005

1.5 Technische Kennwerte

Funktionelle Einheit 1 TJ Ethanol (bio)
Auslastung 8300 h/a
Brenn-/Einsatzstoff Brennstoffe-Bio-fest
gesicherte Leistung 100 %
Jahr 2005
Lebensdauer 15 a
Leistung 96,3 MW
Nutzungsgrad 58 %
Produkt Brennstoffe-Bio-flüssig
Verwendete Allokation Allokation nach Energieäquivalenten

Funktionelle Einheit ist »1 TJ Ethanol (bio)«.

Inputs - Aufwendungen für den Prozess

Input Aus Vorprozess Menge Einheit
Elektrizität El-KW-Park-DE-2005 0,067 TJ
Mais-Körner-DE-2000 AnbauMais-Körner-dLUC (Grünland)-DE-2005 1,72 TJ
Prozesswärme Gas-Kessel-DE-2005 (Endenergie) 0,5 TJ

Transportaufwendungen

Transport Menge Einheit
Transport von Gütertransport-Dienstleistung mit Lkw-Diesel-DE-2010 9909 tkm

Outputs

Output Menge Einheit
Ethanol (bio) 1 TJ
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Funktionelle Einheit ist »1 TJ Ethanol (bio)«.

Ressourcen

Ressource inkl. Vorkette Einheit
Abwärme -5,47*10-9 TJ
Atomkraft 0,0332 TJ
Biomasse-Anbau 0,958 TJ
Biomasse-Anbau 0,012 kg
Biomasse-Reststoffe -0,000114 kg
Biomasse-Reststoffe 0,00257 TJ
Braunkohle 0,0281 TJ
Eisen-Schrott 37,9 kg
Erdgas 0,355 TJ
Erdgas 2,97 kg
Erdöl 0,0392 TJ
Erdöl 3,03 kg
Erze 97,9 kg
Fe-Schrott 38,1*10-6 kg
Geothermie 149*10-9 TJ
Luft 5,81 kg
Mineralien 8435 kg
Müll 0,00284 TJ
NE-Schrott 0,133 kg
Sekundärrohstoffe 0,724 kg
Sekundärrohstoffe 0,000226 TJ
Sonne 75,4*10-6 TJ
Steinkohle 0,0296 TJ
Wasser 56505 kg
Wasserkraft 0,00212 TJ
Wind 0,0017 TJ

Luftemissionen

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
As (Luft) 0,000123 kg
Cd (Luft) 65,2*10-6 kg
CH4 59,9 kg
CO 29,8 kg
CO2 44497 kg
Cr (Luft) 0,000125 kg
H2S 0,000386 kg
HCl 0,567 kg
HF 0,0309 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) 0,000104 kg
N2O 47,2 kg
NH3 63,2 kg
Ni (Luft) 0,00154 kg
NMVOC 3,2 kg
NOx 66,5 kg
PAH (Luft) 1,16*10-6 kg
Pb (Luft) 0,000571 kg
PCDD/F (Luft) 1,67*10-9 kg
Perfluoraethan 85*10-6 kg
Perfluorbutan 0 kg
Perfluorcyclobutan 0 kg
Perfluorhexan 0 kg
Perfluormethan 0,000673 kg
Perfluorpentan 0 kg
Perfluorpropan 0 kg
SF6 0 kg
SO2 15,9 kg
Staub 7,21 kg

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

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
CO2-Äquivalent 60078 kg
SO2-Äquivalent 182 kg
TOPP-Äquivalent 88,5 kg

Gewässereinleitungen

Gewässereinleitung inkl. Vorkette Einheit
anorg. Salze 1979 kg
AOX 8,77*10-6 kg
As (Abwasser) 582*10-12 kg
BSB5 0,0741 kg
Cd (Abwasser) 1,42*10-9 kg
Cr (Abwasser) 1,41*10-9 kg
CSB 2,59 kg
Hg (Abwasser) 711*10-12 kg
Müll-atomar (hochaktiv) 0,0122 kg
N 0,00643 kg
P 0,000109 kg
Pb (Abwasser) 9,27*10-9 kg

Abfälle

Abfall Menge Einheit
Abraum 42137 kg
Asche 339 kg
Produktionsabfall 9369 kg
REA-Reststoff 86,7 kg
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