Prozessdetails: Holz-EU-Holzwirtschaft-Pellet-Mitverbr-Kohle-HKW-GD-ZWS-2020/en

1.1 Beschreibung

Mitverbrennung von Holz-Pellets (20% Anteil) in einem 50-MW-el-Steinkohle-Gegendruck- (GD) Dampfturbinen-Heizkraftwerk (HKW) mit zirkulierender Wirbelschichtfeuerung (WSF), Daten nach #1 (aktualisiert nach #2), hier ohne Gutschrift für ausgekoppelte Wärme (brutto). Transportentfernung mit 100 km angesetzt, Transport mit Lkw. Investitionskosten umfassen hier nur die Mehr-Investition für die Brennstoffaufbereitung, Daten nach #3.

1.2 Referenzen

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 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 Elektrizität
Auslastung 6000 h/a
Brenn-/Einsatzstoff Brennstoffe-Bio-fest
Flächeninanspruchnahme 1600 m²
gesicherte Leistung 100 %
Jahr 2020
Lebensdauer 25 a
Leistung 10 MW
Nutzungsgrad 29,8 %
Produkt Elektrizität
Verwendete Allokation Allokation nach Energieäquivalenten

Funktionelle Einheit ist »1 TJ Elektrizität«.

Inputs - Aufwendungen für den Prozess

Input Aus Vorprozess Menge Einheit
Holz-EU-Holzwirtschaft-Pellets (berechnet) FabrikHolz-EU-Holzwirtschaft-Pellets-2020 3,35 TJ

Transportaufwendungen

Transport Menge Einheit
Transport von Gütertransport-Dienstleistung mit Lkw-Diesel-EU-2020 21280 tkm

Outputs

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

Ressourcen

Ressource inkl. Vorkette Einheit
Abwärme -52,4*10-6 TJ
Atomkraft 0,0512 TJ
Biomasse-Anbau 0,237 kg
Biomasse-Anbau 81,1*10-6 TJ
Biomasse-Reststoffe 0,0246 kg
Biomasse-Reststoffe 1,99 TJ
Braunkohle 0,0143 TJ
Eisen-Schrott 54,9 kg
Erdgas 0,0233 TJ
Erdgas 3,07 kg
Erdöl 8,19 kg
Erdöl 0,0241 TJ
Erze 192 kg
Fe-Schrott 0,38 kg
Geothermie 0,000213 TJ
Luft 10,6 kg
Mineralien 284 kg
Müll 0,0286 TJ
NE-Schrott 0,477 kg
Sekundärrohstoffe 1,83 kg
Sekundärrohstoffe 0,000472 TJ
Sonne 0,00117 TJ
Steinkohle 0,0252 TJ
Wasser 29342 kg
Wasserkraft 0,00603 TJ
Wind 0,00885 TJ

Ressourcen (Aggregierte Werte, KEA, KEV, KRA)

Ressource inkl. Vorkette Einheit
KEA-andere 0,0291 TJ
KEA-erneuerbar 2,01 TJ
KEA-nichterneuerbar 0,139 TJ
KEV-andere 0,0291 TJ
KEV-erneuerbar 2,01 TJ
KEV-nichterneuerbar 0,138 TJ

Luftemissionen

Luftemission direkt inkl. Vorkette Einheit
As (Luft) k.A. 23*10-6 kg
Cd (Luft) k.A. 23*10-6 kg
CH4 1,27 9,96 kg
CO 63,3 48 kg
CO2 0 8512 kg
Cr (Luft) k.A. 71,3*10-6 kg
H2S 0 0,138 kg
HCl 3,94 2,56 kg
HF 0 0,0242 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) k.A. 35,1*10-6 kg
N2O 167 98,6 kg
NH3 0 0,0937 kg
Ni (Luft) k.A. 0,000106 kg
NMVOC 6,33 5,23 kg
NOx 237 153 kg
PAH (Luft) k.A. 84,9*10-9 kg
Pb (Luft) k.A. 0,000472 kg
PCDD/F (Luft) k.A. 623*10-12 kg
Perfluoraethan 0 0,000226 kg
Perfluorbutan 0 0 kg
Perfluorcyclobutan 0 0 kg
Perfluorhexan 0 0 kg
Perfluormethan 0 0,00177 kg
Perfluorpentan 0 0 kg
Perfluorpropan 0 0 kg
SF6 0 0 kg
SO2 0,861 7,2 kg
Staub 4,23 3,69 kg

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

Luftemission direkt inkl. Vorkette Einheit
CO2-Äquivalent 49841 38159 kg
SO2-Äquivalent 170 116 kg
TOPP-Äquivalent 303 197 kg

Gewässereinleitungen

Gewässereinleitung inkl. Vorkette Einheit
anorg. Salze 0,598 kg
AOX 44,8*10-6 kg
As (Abwasser) 570*10-9 kg
BSB5 0,171 kg
Cd (Abwasser) 1,39*10-6 kg
Cr (Abwasser) 1,38*10-6 kg
CSB 4,99 kg
Hg (Abwasser) 696*10-9 kg
Müll-atomar (hochaktiv) 0,0202 kg
N 0,00543 kg
P 46,2*10-6 kg
Pb (Abwasser) 9,08*10-6 kg

Abfälle

Abfall direkt inkl. Vorkette Einheit
Abraum 0 13478 kg
Asche 8571 6196 kg
Produktionsabfall 0 92,9 kg
REA-Reststoff 32,6 140 kg
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