760b714b-bbee-4185-b1ab-75798f103911Metall\Aluminium-AU-2020Metallerzeugung und -bearbeitungErzeugung und erste Bearbeitung von NE-MetallenErzeugung und erste Bearbeitung von AluminiumKurzinfo: Datensatz aus GEMIS. Negative Werte durch Gutschriftenrechnung.
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:
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.
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.
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 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
Probas-Anmerkungen zu Gemis-DatenProbas remarks regarding GEMIS data61 kg AluminiumAustralien -Schmelzflusselektrolyse: Primäraluminium (Hüttenaluminium) wird aus Tonerde mittels Schmelzflusselektrolyse (Hall-Heroult-Prozeß) gewonnen. Allgemeines Verfahren ist die Elekrolyse der Tonerde (Al2O3) in Kryolithschmelzen (Na3AlF6). Kryolith wird im Prozess zur Schmelzpunkterniedrigung (auf ca. 950 oC) benötigt. Kryolithverluste werden durch Zugabe von Aluminiumfluorid (AlF3) ausgeglichen (WIKUE 1995b). Das elektrolytisch gebildete Aluminium setzt sich am kathodischen Boden der Elektrolysezelle ab. Der Sauerstoffanteil der eingesetzten Tonerde verbindet sich mit dem Kohlenstoff der Anoden zu Kohlendioxid und Kohlenmonoxid. Durch den Schwefelgehalt des eingesetzten Anodenmaterials werden weiterhin Schwefeldioxidemissionen freigesetzt. Weitere wichtige Emissionen bei der Schmelzflusselektrolyse sind Staub sowie Fluorwasserstoff. Das Ausmaß der Emissionen ist von der konkreten Technik der Anlage und der Effizienz der Abgasreinigung abhängig. Schließlich werden bei der Schmelzflußelektrolyse Tetrafluormethan (CF4) und Hexafluorethan (C2F6) emittiert (siehe #1), die als langlebige und extrem potente Treibhausgase bekannt sind.
Die einzelnen Anlagen unterscheiden sich vor allem durch die eingesetzte Technologie der Elektrolysezellen. Es wird unterschieden in pre-bake- und Söderberg-Zellen, von welchen wiederum diverse Untervarianten existieren (Huglen 1990).
Allokation: keine
Genese der Daten: Für die Schmelzflusselektrolyse in Australien wird in GEMIS ein mittleres Technologieniveau unterstellt (d.h. deutlich geringerer Stromverbrauch und geringere Staub- und Fluorwasserstoffemisionen als in der GUS).
Die Daten für die Einsatzstoffe Tonerde (1900 kg), Anoden (430 kg) und Aluminiumfluorid (18 kg) sowie für Heizöl EL (3825 MJ) und für elektrischen Strom (15000 kWh = 54000 MJ) sind #2 entnommen. Ebenso gehen die Emissionsfaktoren für Fluorwasserstoff (0,25 kg) und Staub (1,36 kg) auf #2 zurück. Die Emissionsfaktoren für Schwefeldioxid (18 kg), Kohlenmonoxid (150 kg) Kohlendioxid (1400 kg) gehen auf #1 bzw. fürTetrafluormethan (0,5 kg) und Hexafluorethan (0,066 kg) auf (Harnisch 1998 + 1999) zurück und entsprechen globalen Durchschnittswerten (Anmerkung: die Kennziffern für die fluorierten Treibhausgase schwanken von Anlage zu Anlage, daher werden hierzu für alle in GEMIS aufgenommenen Schmelzflusselektrolyseprozesse wie z.B. GUS -Schmelzflusselektrolyse etc. die gleichen globalen Durchschnittswerte angesetzt). Die Kennziffer für die Gesamtabfallmenge (35,7 kg) stammt von #3 und wird auf die GUS übertragen. Nicht abgebrannte Anodenreste sind dabei nicht berücksichtigt, da sie bei der Anodenherstellung wieder eingesetzt werden.
Auslastung: 5000h/a
Brenn-/Einsatzstoff: Rohstoffe
gesicherte Leistung: 100%
Jahr: 2020
Lebensdauer: 20a
Leistung: 1t/h
Nutzungsgrad: 52,6%
Produkt: Metalle - NEUnit process, single operationHarnisch 1995BUWAL 1991Krone 1990Originaldokumentation von 'Metall\Aluminium-AU-2020'All relevant flows quantifiedIINAS - International Institute for Sustainability AnalysisUmweltbundesamtGerman Environment Agency(Umweltbundesamt – UBA)ILCD FormatILCD formatKlaus Schmidt2020-09-15T16:14:0002.44.152https://probas.umweltbundesamt.de/daten/resource/processes/760b714b-bbee-4185-b1ab-75798f103911?Version=02.44.152Data set finalised; entirely publishedKlaus SchmidtKlaus SchmidttrueFree of charge for all users and usesEs gelten die Probas Nutzungsbedingungen, die hier eingesehen werden können: https://probas.umweltbundesamt.de/daten/static/Nutzungsbedingungen_ProBas.pdfProzesswärmeprocess heatInput3.82999999999999963.8299999999999996undefinedÖl-schwer-Kessel-AU-2020Gütertransport-DienstleistungGütertransport-DienstleistungInput22undefinedProbas1: Transport von Bauxit mit Überseeschiff-2020 (Öltanker - Suezmax) 2tkmElektrizitätelectricityInput5454undefinedEl-mix-AU-2020BauxitbauxiteInput1.91.9undefinedAufbereitung\Tonerde-AU-2020Anoden-Canodes-CInput0.430.43undefinedFabrik\Anoden-C-DE-2000Aluminiumfluoridaluminium fluorideInput0.0180.018undefinedChem-Anorg\Aluminiumfluorid-generisch-2000AluminiumaluminiumOutput11undefinedProduktionsabfallProduktionsabfallOutput0.03570.0357undefinedNicht eindeutig mappbarer Fluß – kontextabhängige Verwendung ist zwingend zu überprüfen: particles (PM10)Output0.001360.00136undefinedsulfur dioxideOutput0.0180.018undefinedPFC-14Output0.00050.0005undefinedPFC-116Output6.6E-056.6E-05undefinedfluorideOutput0.00023750.0002375undefinedacid (as H+)Output1.25E-051.25E-05undefinedcarbon dioxide (fossil)Output1.41.4undefinedcarbon monoxide (fossil)Output0.150.15undefinedKEA, sonstige0undefinedKEA, erneuerbar0undefinedKEA-nichterneuerbar0undefinedKEV, sonstige0undefinedKEV, erneuerbar0undefinedKEV-nichterneuerbar0undefinedTreibhauseffekt5.45undefinedVersauerung0.0184undefined