Prozessdetails: Kohle-KW-DT-DE-2020 (Endenergie 100%)

1.1 Beschreibung

künftiges großes Steinkohlekraftwerk mit Damfturbine für deutsche Vollwert-Steinkohle in Deutschland mit nasser REA + SCR-DeNOx, Effizienz und Kosten nach #2, alle anderen Werte nach #1. Kühlturmbetrieb mit nasser Rückkühlung angenommen (Wasserbedarf nach eigener Schätzung).

1.2 Referenzen

  1. Öko-Institut (Institut für angewandte Ökologie e.V.) 1994: 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
  2. Öko-Institut (Institut für angewandte Ökologie e.V.)/FhI-UMSICHT (Fraunhofer-Institut für Umwelt- und Sicherheitstechnik) 2003: Zukunftstechnologien; Arbeitspapier und Excel-Datenblätter erstellt im Rahmen des Projekts "Stoffstromanalyse zur nachhaltigen energetischen Nutzung von Biomasse", Darmstadt/Oberhausen
  3. DLR (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt)/IfnE (Ingenieurbüro für neue Energien) 2009: Langfristszenarien und Strategien für den Ausbau erneuerbarer Energien in Deutschland - Leitszenario 2009; Untersuchung im Auftrag des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit; Stuttgart/Teltow http://www.erneuerbare-energien.de/files/pdfs/allgemein/application/pdf/leitszenario2009_bf.pdf
  4. Originaldokumentation von 'Kohle-KW-DT-DE-2020 (Endenergie 100%)'

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 -
Bearbeitet durch IINAS - International Institute for Sustainability Analysis
Datensatzprüfung ja
Ortsbezug - direkte Emission der Anlage
Zeitbezug 2020

1.5 Technische Kennwerte

Funktionelle Einheit 1 TJ Elektrizität
Auslastung 6000 h/a
Brenn-/Einsatzstoff Brennstoffe-fossil-Kohle
Flächeninanspruchnahme 199990 m²
gesicherte Leistung 100 %
Jahr 2020
Lebensdauer 30 a
Leistung 700 MW
Nutzungsgrad 99,9 %
Produkt Elektrizität

Funktionelle Einheit ist »1 TJ Elektrizität«.

Inputs - Aufwendungen für den Prozess

Input Aus Vorprozess Menge Einheit
Steinkohle-DE-Vollwert-subv-2020 Kohle-Voll-DE-Transport-2020 1 TJ
Wasser (Stoff) Xtra-generischWasser 513889 kg

Inputs - Aufwendungen für Produktionsmittel

Produkt Aus Vorprozess Menge Einheit
Stahl MetallStahl-mix-DE-2020 112000000 kg
Zement Steine-ErdenZement-DE-2020 308000000 kg

Outputs

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

Ressourcen

Ressource inkl. Vorkette Einheit
Abwärme -530*10-12 TJ
Atomkraft 0,000792 TJ
Biomasse-Anbau 0,000266 TJ
Biomasse-Anbau 0,00174 kg
Biomasse-Reststoffe 0,00492 kg
Biomasse-Reststoffe 90,7*10-6 TJ
Braunkohle 0,00115 TJ
Eisen-Schrott 94,9 kg
Erdgas 0,00221 TJ
Erdgas 64,3 kg
Erdöl 0,012 kg
Erdöl 0,00323 TJ
Erze 307 kg
Fe-Schrott 4*10-6 kg
Geothermie 742*10-9 TJ
Luft 18 kg
Mineralien 2310 kg
Müll 38*10-6 TJ
NE-Schrott 0,00296 kg
Sekundärrohstoffe 0,00741 kg
Sekundärrohstoffe 0,000833 TJ
Sonne 10,7*10-6 TJ
Steinkohle 1,04 TJ
Wasser 651030 kg
Wasserkraft 0,000236 TJ
Wind 35,2*10-6 TJ

Ressourcen (Aggregierte Werte, KEA, KEV, KRA)

Ressource inkl. Vorkette Einheit
KEA-andere 0,000871 TJ
KEA-erneuerbar 0,000639 TJ
KEA-nichterneuerbar 1,05 TJ
KEV-andere 0,000871 TJ
KEV-erneuerbar 0,000639 TJ
KEV-nichterneuerbar 1,05 TJ

Luftemissionen

Luftemission direkt inkl. Vorkette Einheit
As (Luft) k.A. 26,6*10-6 kg
Cd (Luft) k.A. 16,6*10-6 kg
CH4 1,78 352 kg
CO 17,8 26 kg
CO2 93761 98505 kg
Cr (Luft) k.A. 0,000107 kg
H2S 0 5,01*10-6 kg
HCl 1,76 1,94 kg
HF 0,072 0,0733 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. 30,7*10-6 kg
N2O 4,97 5,09 kg
NH3 0 0,0317 kg
Ni (Luft) k.A. 0,00019 kg
NMVOC 3,55 3,92 kg
NOx 47,9 55,3 kg
PAH (Luft) k.A. 600*10-9 kg
Pb (Luft) k.A. 0,000691 kg
PCDD/F (Luft) k.A. 1,05*10-9 kg
Perfluoraethan 0 1,04*10-6 kg
Perfluorbutan 0 0 kg
Perfluorcyclobutan 0 0 kg
Perfluorhexan 0 0 kg
Perfluormethan 0 8,24*10-6 kg
Perfluorpentan 0 0 kg
Perfluorpropan 0 0 kg
SF6 0 0 kg
SO2 30,7 36,3 kg
Staub 1,81 2,68 kg

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

Luftemission direkt inkl. Vorkette Einheit
CO2-Äquivalent 95287 108835 kg
SO2-Äquivalent 65,7 76,7 kg
TOPP-Äquivalent 64 79,2 kg

Gewässereinleitungen

Gewässereinleitung inkl. Vorkette Einheit
anorg. Salze 1,3 kg
AOX 3,01*10-6 kg
As (Abwasser) 6,79*10-12 kg
BSB5 0,242 kg
Cd (Abwasser) 16,6*10-12 kg
Cr (Abwasser) 16,4*10-12 kg
CSB 8,64 kg
Hg (Abwasser) 8,29*10-12 kg
Müll-atomar (hochaktiv) 0,000292 kg
N 0,000489 kg
P 8,55*10-6 kg
Pb (Abwasser) 108*10-12 kg

Abfälle

Abfall direkt inkl. Vorkette Einheit
Abraum 0 70201 kg
Asche 4809 5324 kg
Produktionsabfall 0 114 kg
REA-Reststoff 1816 1947 kg
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