Prozessdetails: PipelineGas-DE-2020-frack-hi2 (UBA)

1.1 Beschreibung

Hochdruck- (HD-) Pipeline in Deutschland (liefert an Grosskunden und lokale Unterverteiler): Die Energiebedarfsdaten beruhen auf #1, die Emissionsdaten auf #2. Als CH4-Emissionen wurde eine spezifische Leckagerate von 0,006 % pro 100 km angenommen. Der Materialaufwand wurde nach #3 angesetzt, da diese Angaben einer eigenen Modellrechnung für den Stahlbedarf einer DN-90-Leitung entsprechen.

1.2 Referenzen

  1. Deutsche Wissenschaftliche Gesellschaft für Erdöl, Erdgas und Kohle e.V. (DGMK) 1992: Ansatzpunkte und Potentiale zur Minderung des Treibhauseffektes aus Sicht der fosilen Energieträger, DGMK-Projekt 448-2, Hamburg
  2. 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
  3. ESU (Gruppe Energie-Stoffe-Umwelt ETH Zürich)/PSI (Paul-Scherrer-Institut)/BEW (Bundesamt für Energiewirtschaft) 1996: Ökoinventare von Energiesystemen, R. Frischknecht u.a., /PSE/BEW, Zürich (3. Auflage mit CDROM)
  4. Öko-Institut (Institut für angewandte Ökologie e.V.): Stand und Entwicklung von Treibhausgasemissionen in den Vorketten für Erdöl und Erdgas; Uwe R. Fritsche/Lothar Rausch/Klaus Schmidt, Endbericht i.A. des Instituts für wirtschaftliche Ölheizung (IWO), Darmstadt (siehe www.gemis.de)
  5. IINAS (Internationales Institut für Nachhaltigkeitsanalyen und -strategien GmbH) 2014: Aufbereitung des Forschungsstands zu Energie- und Klimabilanzen (AP4) und Scoping-Untersuchung der Klimabilanz in Deutschland (AP5); Fritsche U, Fingerman K, Hunt S; in: RiskCom u.a. 2014: Umweltauswirkungen von Fracking bei der Aufsuchung und Gewinnung von Erdgas aus unkonventionellen Lagerstätten - Teil 2: Monitoring, Frackingchemikalien und Flowback, Klimabilanz, induzierte Seismizität, Flächenverbrauch, Auswirkungen auf die Natur; Endbericht zum UBA-F&E-Vorhaben FKZ 3712 23 220; Dessau http://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/378/publikationen/texte_53_2014_umweltauswirkungen_von_fracking_28.07.2014_0.pdf
  6. Originaldokumentation von 'PipelineGas-DE-2020-frack-hi2 (UBA)'

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 IINAS
Projekte -
Bearbeitet durch IINAS - International Institute for Sustainability Analysis
Datensatzprüfung ja
Ortsbezug Deutschland
Zeitbezug 2020

1.5 Technische Kennwerte

Funktionelle Einheit 1 TJ Erdgas-DE-KW-2020
Auslastung 7500 h/a
Brenn-/Einsatzstoff Brennstoffe-fossil-Gase
Jahr 2020
Länge 250 km
Lebensdauer 30 a
Leistung 10000 MW
Produkt Brennstoffe-fossil-Gase
Verlust 0,0006 %/100 km

Funktionelle Einheit ist »1 TJ Erdgas-DE-KW-2020«.

Inputs - Aufwendungen für den Prozess

Input Aus Vorprozess Menge Einheit
Erdgas-DE-KW-2020 AufbereitungGas-DE-2020-frack-hi2 (UBA) 1 TJ
mechanische Energie Verdichter-GT-DE-2020 0,00144 TJ

Inputs - Aufwendungen für Produktionsmittel

Produkt Aus Vorprozess Menge Einheit
Sand Xtra-AbbauSand-DE-2020 250000000 kg
Stahl MetallStahl-mix-DE-2020 60000000 kg

Outputs

Output Menge Einheit
Erdgas-DE-KW-2020 1 TJ
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Funktionelle Einheit ist »1 TJ Erdgas-DE-KW-2020«.

Ressourcen

Ressource inkl. Vorkette Einheit
Abwärme -59,6*10-9 TJ
Atomkraft 0,0039 TJ
Biomasse-Anbau 0,000501 TJ
Biomasse-Anbau 0,0936 kg
Biomasse-Reststoffe 0,26 kg
Biomasse-Reststoffe 0,00218 TJ
Braunkohle 0,00542 TJ
Eisen-Schrott 91,7 kg
Erdgas 1,02 TJ
Erdgas 0,657 kg
Erdöl 0,288 TJ
Erdöl 0,711 kg
Erze 280 kg
Fe-Schrott 0,000438 kg
Geothermie 44,4*10-6 TJ
Luft 17,3 kg
Mineralien 3906 kg
Müll 0,000579 TJ
NE-Schrott 0,089 kg
Sekundärrohstoffe 0,194 kg
Sekundärrohstoffe 0,000761 TJ
Sonne 0,000576 TJ
Steinkohle 0,0111 TJ
Wasser 21730 kg
Wasserkraft 0,000722 TJ
Wind 0,00159 TJ

Ressourcen (Aggregierte Werte, KEA, KEV, KRA)

Ressource inkl. Vorkette Einheit
KEA-andere 0,00134 TJ
KEA-erneuerbar 0,00562 TJ
KEA-nichterneuerbar 1,33 TJ
KEV-andere 0,00134 TJ
KEV-erneuerbar 0,00562 TJ
KEV-nichterneuerbar 1,33 TJ

Luftemissionen

Luftemission direkt inkl. Vorkette Einheit
As (Luft) k.A. 0,00017 kg
Cd (Luft) k.A. 0,000375 kg
CH4 0,277 338 kg
CO 0 64,3 kg
CO2 0,00452 23800 kg
Cr (Luft) k.A. 0,000283 kg
H2S 3,2*10-6 0,000111 kg
HCl 0 0,0293 kg
HF 0 0,00248 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. 56,5*10-6 kg
N2O 0 1,01 kg
NH3 0 0,104 kg
Ni (Luft) k.A. 0,00729 kg
NMVOC 0,0252 3,96 kg
NOx 0 264 kg
PAH (Luft) k.A. 565*10-9 kg
Pb (Luft) k.A. 0,00128 kg
PCDD/F (Luft) k.A. 1,56*10-9 kg
Perfluoraethan 0 24,3*10-6 kg
Perfluorbutan 0 0 kg
Perfluorcyclobutan 0 0 kg
Perfluorhexan 0 0 kg
Perfluormethan 0 0,000192 kg
Perfluorpentan 0 0 kg
Perfluorpropan 0 0 kg
SF6 0 0 kg
SO2 0 8,15 kg
Staub 0 22,8 kg

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

Luftemission direkt inkl. Vorkette Einheit
CO2-Äquivalent 6,92 32553 kg
SO2-Äquivalent 6,02*10-6 192 kg
TOPP-Äquivalent 0,0291 337 kg

Gewässereinleitungen

Gewässereinleitung inkl. Vorkette Einheit
anorg. Salze 2,74 kg
AOX 63,8*10-6 kg
As (Abwasser) 352*10-12 kg
BSB5 0,246 kg
Cd (Abwasser) 861*10-12 kg
Cr (Abwasser) 851*10-12 kg
CSB 8,49 kg
Hg (Abwasser) 430*10-12 kg
Müll-atomar (hochaktiv) 0,00152 kg
N 0,0493 kg
P 0,000852 kg
Pb (Abwasser) 5,61*10-9 kg

Abfälle

Abfall direkt inkl. Vorkette Einheit
Abraum 0 8860 kg
Asche 0 52,2 kg
Klärschlamm 0 4,13 kg
Produktionsabfall 0 128 kg
REA-Reststoff 0 14,3 kg
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