Prozessdetails: Holz-EU-KUP-Pellet-Heizwerk-0,5 MW-2030

1.1 Beschreibung

grösserer Holz-Pellet-Kessel, inkl. Pumpstromaufwand, ohne Brennstofflager und Wärmeverteilung. Emissionen und Nutzungsgrad nach #1 + #3, PAH- und PCDD/F- sowie CH4/N2O-Daten aus #4; Kostendaten nach #2. Datenänderung für 2020 nach #5: Investition - 12,5%, Effizienz +2%

1.2 Referenzen

  1. EVA (Energieverwertungs-Agentur) 2002: Vergleich der Umweltauswirkungen einer Pelletheizung mit denen konventioneller Energiebereitstellungssysteme am Beispiel einer 400 kW Heizanlage, C. Rakos/H. Tretter, Wien
  2. 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
  3. Nussbaumer, Thomas 2002: Holzenergie - Teil 2b: Holzpellets und Pelletheizungen, in: Schweizer Baudokumentation (56) 101 (http://www.baudoc.ch)
  4. Institut für Verfahrenstechnik und Dampfkesselwesen, Universität Stuttgart (IVD) 2000: Ermittung der mittleren Emissionsfaktoren zur Darstellung der Emissionsentwicklung aus Feuerungsanlagen im Bereich der Haushalte und Kleinverbraucher, F. Pfeiffer, M. Struschka, G. Baumbach, i.A. des UBA, Reihe Texte 14-00, Berlin
  5. 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
  6. Originaldokumentation von 'Holz-EU-KUP-Pellet-Heizwerk-0,5 MW-2030'

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 BiomassFutures 2012 (EU-IEE)
Bearbeitet durch IINAS - International Institute for Sustainability Analysis
Datensatzprüfung ja
Ortsbezug Europa
Zeitbezug 2030

1.5 Technische Kennwerte

Funktionelle Einheit 1 TJ Warmwasser
Auslastung 4000 h/a
Brenn-/Einsatzstoff Brennstoffe-Bio-fest
gesicherte Leistung 100 %
Jahr 2030
Lebensdauer 15 a
Leistung 0,5 MW
Nutzungsgrad 90 %
Produkt Wärme - Heizen

Funktionelle Einheit ist »1 TJ Warmwasser«.

Inputs - Aufwendungen für den Prozess

Input Aus Vorprozess Menge Einheit
Elektrizität Netz-el-EU-2030-lokal 0,015 TJ
Holz-EU-KUP-Pellets (berechnet) FabrikHolz-EU-KUP-0LUC-Pellets-2030 1,11 TJ

Inputs - Aufwendungen für Produktionsmittel

Produkt Aus Vorprozess Menge Einheit
Stahl MetallStahl-mix-DE-2030 10000 kg

Transportaufwendungen

Transport Menge Einheit
Transport von Gütertransport-Dienstleistung mit Lkw-Diesel-EU-2030 7055 tkm

Outputs

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

Ressourcen

Ressource inkl. Vorkette Einheit
Abwärme -51,1*10-6 TJ
Atomkraft 0,0485 TJ
Biomasse-Anbau 0,304 kg
Biomasse-Anbau 1,13 TJ
Biomasse-Reststoffe 0,0246 kg
Biomasse-Reststoffe 0,00273 TJ
Braunkohle 0,0117 TJ
Eisen-Schrott 265 kg
Erdgas 0,034 TJ
Erdgas 2,86 kg
Erdöl 0,0406 TJ
Erdöl 55,4 kg
Erze 870 kg
Fe-Schrott 0,379 kg
Geothermie 0,00033 TJ
Luft 50,7 kg
Mineralien 719 kg
Müll 0,0274 TJ
NE-Schrott 0,438 kg
Sekundärrohstoffe 1,52 kg
Sekundärrohstoffe 0,00234 TJ
Sonne 0,0016 TJ
Steinkohle 0,0319 TJ
Wasser 32735 kg
Wasserkraft 0,00553 TJ
Wind 0,0102 TJ

Ressourcen (Aggregierte Werte, KEA, KEV, KRA)

Ressource inkl. Vorkette Einheit
KEA-andere 0,0297 TJ
KEA-erneuerbar 1,15 TJ
KEA-nichterneuerbar 0,169 TJ
KEV-andere 0,0297 TJ
KEV-erneuerbar 1,15 TJ
KEV-nichterneuerbar 0,167 TJ

Luftemissionen

Luftemission direkt inkl. Vorkette Einheit
As (Luft) k.A. 64,4*10-6 kg
Cd (Luft) k.A. 55,2*10-6 kg
CH4 2,75 14 kg
CO 27,5 56,7 kg
CO2 0 38112 kg
Cr (Luft) k.A. 0,000298 kg
H2S 0 0,000121 kg
HCl 3,26 3,45 kg
HF 0 0,015 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. 86,5*10-6 kg
N2O 0,551 6,59 kg
NH3 0 2,66 kg
Ni (Luft) k.A. 0,000395 kg
NMVOC 7,35 9,44 kg
NOx 55,1 81,5 kg
PAH (Luft) 0,000407 0,000408 kg
Pb (Luft) k.A. 0,00197 kg
PCDD/F (Luft) 407*10-12 3,78*10-9 kg
Perfluoraethan 0 0,000194 kg
Perfluorbutan 0 0 kg
Perfluorcyclobutan 0 0 kg
Perfluorhexan 0 0 kg
Perfluormethan 0 0,00151 kg
Perfluorpentan 0 0 kg
Perfluorpropan 0 0 kg
SF6 0 0 kg
SO2 36,2 43 kg
Staub 17,6 21,6 kg

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

Luftemission direkt inkl. Vorkette Einheit
CO2-Äquivalent 233 40439 kg
SO2-Äquivalent 77,4 108 kg
TOPP-Äquivalent 77,6 115 kg

Gewässereinleitungen

Gewässereinleitung inkl. Vorkette Einheit
anorg. Salze 0,698 kg
AOX 8,35*10-6 kg
As (Abwasser) 325*10-12 kg
BSB5 0,678 kg
Cd (Abwasser) 794*10-12 kg
Cr (Abwasser) 786*10-12 kg
CSB 24,1 kg
Hg (Abwasser) 397*10-12 kg
Müll-atomar (hochaktiv) 0,019 kg
N 0,00133 kg
P 65,5*10-6 kg
Pb (Abwasser) 5,18*10-9 kg

Abfälle

Abfall direkt inkl. Vorkette Einheit
Abraum 0 13386 kg
Asche 693 1770 kg
Produktionsabfall 0 8727 kg
REA-Reststoff 0 114 kg
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