Prozessdetails: FermenterBio-EtOH-2G-Stroh-DE-2020

1.1 Beschreibung

Fermenter für Bioethanol aus Lignozellulose (Stroh) mit Enzym-Aufschluss, Daten nach #1, aktualisiert mit #2

1.2 Referenzen

  1. NREL (National Renewable Energy Laboratory) 2002: Lignocellulosic Biomass to Ethanol Process Design and Economic Utilizing Co-Current Dilut Prehydrolysis and Enzymatic Hydolysis for Corn Stover; A. Aden, M. Ruth, K. Ibsen, J. Jechura, K. Neeves, J. Sheehan, B. Wallace (NREL) L. Montague, A. Slayton, J. Lukas (Harris Group); Contract No. DE-AC36-99-GO10337, Golden, Colorado (http://www.osti.gov/bridge)
  2. Originaldokumentation von 'FermenterBio-EtOH-2G-Stroh-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 BMU BioCouple 2011
Bearbeitet durch Öko-Institut
Datensatzprüfung ja
Ortsbezug Deutschland
Zeitbezug 2020

1.5 Technische Kennwerte

Funktionelle Einheit 1 TJ Ethanol (bio)
Auslastung 7500 h/a
Brenn-/Einsatzstoff Brennstoffe-Bio-fest
gesicherte Leistung 100 %
Jahr 2020
Lebensdauer 15 a
Leistung 100 MW
Nutzungsgrad 50 %
Produkt Brennstoffe-Bio-flüssig

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

Inputs - Aufwendungen für den Prozess

Input Aus Vorprozess Menge Einheit
Branntkalk (CaO) Steine-ErdenCaO-mix-DE-2020 3611 kg
Prozesswärme Lignin-Kessel-WSF-DE-2020 0,3 TJ
Schwefelsäure Chem-AnorgSchwefelsäure-2000 5000 kg
Stroh-DE-Ballen-2020 Xtra-RestStrohballen-DE-2020 2 TJ
Wasser (Stoff) Xtra-generischWasser 283333 kg

Transportaufwendungen

Transport Menge Einheit
Transport von Gütertransport-Dienstleistung mit Lkw-Diesel-DE-2020 14347 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 -7,81*10-9 TJ
Atomkraft 0,00115 TJ
Biomasse-Anbau 0,00207 TJ
Biomasse-Anbau 0,00635 kg
Biomasse-Reststoffe 2,33 TJ
Biomasse-Reststoffe 0,0174 kg
Braunkohle 0,000767 TJ
Eisen-Schrott 7,52 kg
Erdgas 0,00638 TJ
Erdgas 2,98 kg
Erdöl 0,0376 TJ
Erdöl 5,09 kg
Erze 36,5 kg
Fe-Schrott 57,1*10-6 kg
Geothermie 5,17*10-6 TJ
Luft 1,49 kg
Mineralien 6358 kg
Müll 0,0001 TJ
NE-Schrott 0,23 kg
Sekundärrohstoffe 1651 kg
Sekundärrohstoffe -6,24*10-6 TJ
Sonne 38,9*10-6 TJ
Steinkohle -0,0121 TJ
Wasser 493582 kg
Wasserkraft 0,000193 TJ
Wind 0,000123 TJ

Ressourcen (Aggregierte Werte, KEA, KEV, KRA)

Ressource inkl. Vorkette Einheit
KEA-andere 94,1*10-6 TJ
KEA-erneuerbar 2,34 TJ
KEA-nichterneuerbar 0,0341 TJ
KEV-andere 94,1*10-6 TJ
KEV-erneuerbar 2,34 TJ
KEV-nichterneuerbar 0,0338 TJ

Luftemissionen

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
As (Luft) -31,4*10-6 kg
Cd (Luft) 43,4*10-6 kg
CH4 -4,05 kg
CO 120 kg
CO2 4686 kg
Cr (Luft) 7,78*10-6 kg
H2S 10,9*10-6 kg
HCl -0,163 kg
HF -0,00373 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) -44,4*10-6 kg
N2O 12,6 kg
NH3 0,236 kg
Ni (Luft) 0,000912 kg
NMVOC 1,7 kg
NOx 65,3 kg
PAH (Luft) 68,1*10-9 kg
Pb (Luft) -11,8*10-6 kg
PCDD/F (Luft) 111*10-12 kg
Perfluoraethan 0,000152 kg
Perfluorbutan 0 kg
Perfluorcyclobutan 0 kg
Perfluorhexan 0 kg
Perfluormethan 0,00119 kg
Perfluorpentan 0 kg
Perfluorpropan 0 kg
SF6 0 kg
SO2 19,9 kg
Staub 2,61 kg

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

Luftemission inkl. Vorkette Einheit
CO2-Äquivalent 8339 kg
SO2-Äquivalent 65,7 kg
TOPP-Äquivalent 94,5 kg

Gewässereinleitungen

Gewässereinleitung inkl. Vorkette Einheit
anorg. Salze 10,3 kg
AOX 8,3*10-6 kg
As (Abwasser) 24*10-12 kg
BSB5 0,0232 kg
Cd (Abwasser) 58,6*10-12 kg
Cr (Abwasser) 57,9*10-12 kg
CSB 0,766 kg
Hg (Abwasser) 29,3*10-12 kg
Müll-atomar (hochaktiv) 0,000434 kg
N 0,00649 kg
P 0,000111 kg
Pb (Abwasser) 382*10-12 kg

Abfälle

Abfall direkt inkl. Vorkette Einheit
Abraum 0 735 kg
Asche 0 416 kg
Produktionsabfall 0 68,1 kg
REA-Reststoff 0 -14 kg
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