Prozessdetails: Biogas-Mais/Gülle-BHKW-GM 500-DE-2010-th/en

1.1 Beschreibung

Gasmotor-BHKW mit 500 kWel mit Magermotor + OxKat, für Biogas, hier mit energiebezogener Allokation zwischen Strom und genutzter Koppelwärme

1.2 Referenzen

  1. ASUE (Arbeitsgemeinschaft für sparsamen und umweltfreundlichen Energieverbrauch e.V.)/Energiereferat der Stadt Frankfurt 2002: BHKW-Kenndaten 2002: Module, Anbieter, Kosten; Kaiserslautern
  2. Firmeninformationen von farmatic, Hillert, Schmack Biogas AG
  3. Fichtner 2002: Erarbeitung von energetischen und ökonomischen Kenndaten zur Bioenergie, Bericht i.A. des Öko-Instituts im Rahmen des Projekts "Stoffstromanalyse zur nachhaltigen energetischen Nutzung von Biomasse", Stuttgart
  4. Originaldokumentation von 'Biogas-Mais/Gülle-BHKW-GM 500-DE-2010-th/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
BMU LCA-EE 2012
Bearbeitet durch IINAS - International Institute for Sustainability Analysis
Datensatzprüfung ja
Ortsbezug Deutschland
Zeitbezug 2010

1.5 Technische Kennwerte

Funktionelle Einheit 1 TJ Warmwasser
Auslastung 6000 h/a
Brenn-/Einsatzstoff Brennstoffe-Bio-Gase
Flächeninanspruchnahme 44,3 m²
gesicherte Leistung 100 %
Jahr 2010
Lebensdauer 15 a
Leistung 0,45 MW
Nutzungsgrad 44,1 %
Produkt Wärme - Heizen
Verwendete Allokation Allokation nach Energieäquivalenten

Funktionelle Einheit ist »1 TJ Warmwasser«.

Inputs - Aufwendungen für den Prozess

Input Aus Vorprozess Menge Einheit
Biogas-zentral FermenterBiogas-Mais70(0LUC)+Gülle30-DE-2010 2,27 TJ

Inputs - Aufwendungen für Produktionsmittel

Produkt Aus Vorprozess Menge Einheit
Stahl MetallStahl-mix-DE-2010 7,76 kg
Zement Steine-ErdenZement-DE-2010 38,8 kg

Outputs

Output Menge Einheit
Warmwasser 1 TJ
Gutschrift Strom-Bonus-für-KWK-DE-2010 bei Strom-Bonus-el-mix-DE-2010 0,862 TJ/TJ
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Funktionelle Einheit ist »1 TJ Warmwasser«.

Ressourcen

Ressource inkl. Vorkette Einheit
Abwärme -4,02*10-9 TJ
Atomkraft 0,0145 TJ
Biomasse-Anbau 0,0582 kg
Biomasse-Anbau 0,814 TJ
Biomasse-Reststoffe 467 kg
Biomasse-Reststoffe 0,35 TJ
Braunkohle 0,0133 TJ
Eisen-Schrott 17,8 kg
Erdgas 0,0282 TJ
Erdgas 3,1 kg
Erdöl 8,73 kg
Erdöl 0,0211 TJ
Erze 56,9 kg
Fe-Schrott 34,3*10-6 kg
Geothermie 5,45*10-6 TJ
Luft 3,43 kg
Mineralien 8565 kg
Müll 0,00206 TJ
NE-Schrott 0,361 kg
Sekundärrohstoffe 1,43 kg
Sekundärrohstoffe 71*10-6 TJ
Sonne 0,000365 TJ
Steinkohle 0,0147 TJ
Wasser 39385 kg
Wasserkraft 0,00086 TJ
Wind 0,00117 TJ

Ressourcen (Aggregierte Werte, KEA, KEV, KRA)

Ressource inkl. Vorkette Einheit
KEA-andere 0,00213 TJ
KEA-erneuerbar 1,17 TJ
KEA-nichterneuerbar 0,0922 TJ
KEV-andere 0,00213 TJ
KEV-erneuerbar 1,17 TJ
KEV-nichterneuerbar 0,0917 TJ

Luftemissionen

Luftemission direkt inkl. Vorkette Einheit
As (Luft) k.A. 54,2*10-6 kg
Cd (Luft) k.A. 40,3*10-6 kg
CH4 4,45 105 kg
CO 30,1 20,3 kg
CO2 0 6454 kg
Cr (Luft) k.A. 65,9*10-6 kg
H2S 0 0,000146 kg
HCl 0 0,136 kg
HF 0 0,0096 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. 54,1*10-6 kg
N2O 3,71 32,7 kg
NH3 0 165 kg
Ni (Luft) k.A. 0,000725 kg
NMVOC 3,34 2,32 kg
NOx 148 81,4 kg
PAH (Luft) k.A. 643*10-9 kg
Pb (Luft) k.A. 0,000274 kg
PCDD/F (Luft) k.A. 909*10-12 kg
Perfluoraethan 0 0,000176 kg
Perfluorbutan 0 0 kg
Perfluorcyclobutan 0 0 kg
Perfluorhexan 0 0 kg
Perfluormethan 0 0,00139 kg
Perfluorpentan 0 0 kg
Perfluorpropan 0 0 kg
SF6 0 0 kg
SO2 56,3 25 kg
Staub 3,71 4,93 kg

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

Luftemission direkt inkl. Vorkette Einheit
CO2-Äquivalent 1217 18838 kg
SO2-Äquivalent 160 392 kg
TOPP-Äquivalent 188 105 kg

Gewässereinleitungen

Gewässereinleitung inkl. Vorkette Einheit
anorg. Salze 2283 kg
AOX 4,75*10-6 kg
As (Abwasser) 502*10-12 kg
BSB5 0,0441 kg
Cd (Abwasser) 1,23*10-9 kg
Cr (Abwasser) 1,21*10-9 kg
CSB 1,52 kg
Hg (Abwasser) 613*10-12 kg
Müll-atomar (hochaktiv) 0,0053 kg
N 0,00352 kg
P 72,6*10-6 kg
Pb (Abwasser) 7,99*10-9 kg

Abfälle

Abfall direkt inkl. Vorkette Einheit
Abraum 0 20519 kg
Asche 507 319 kg
Produktionsabfall 0 10796 kg
REA-Reststoff 0 45,4 kg
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