Musterlösung Übungsprüfung

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1 Musterlösung Übungsprüfung Aufgabe 1 (9 Punkte): Beschreibung und Interpretation 8 Prozesse: 1 Herstellungsprozess, 1 Prod. und Verteilungsprozess, 4 Konsumprozesse, 1 Sammlungs- und Separierungsprozess, 1 Deponieprozess 2 Inputflüsse 3 Outputflüsse 10 Innere Flüsse In allen Konsumprozessen findet ein Lagerwachstum statt. Über die Hälfte des Konsums geht in den Lageraufbau! Die wichtigsten Konsumprozesse sind Verkehr (28%), Bauwesen (25%) und Elektro- und Maschinenindustrie, Möbel, Büro (37%). Total der Importe sind doppelt so hoch wie Exporte Exporte sind etwa gleich hoch wie Inlandkonsum Totale RC-Quote ist 65/77 = 84% (inkl. Autoexporte) Der Aluschrott wird zu 100% ins Ausland exportiert Aufgabe 2 (2 Punkte): Anwendungen Prozess Verkehr : Alu in Fahrzeuge (PKW,LKW usw) Alu in Schienenfahrzeuge Alu für Luftfahrt und etwas Schiff- und Bootsbau Anwendungen Prozess Bauwesen : Alu-Fenster Alu für Fassadenverkleidungen, Dachdeckungen usw. Aufgabe 3 (8 Punkte): a) Massnahmen 1. Rückführung des Recyclingflusses in die Aluhütte. Würde sehr viel bringen, weil theoretisch t/a weniger Primäraluminium produziert werden müsste. 2. Verbesserung der schon hohen Recyclingraten, da diese aber schon relativ hoch ist bringt diese Massnahme nicht so viel. 3. Reduzierung des Konsums: Ist kaum realistisch, weil der Konsum durch die Nachfrage gesteuert ist und diese nur langfristig beeinflusst werden kann. In der Autoindustrie kann z.b. durch vermehrten Einsatz von Alu das Fahrzeuggewicht und damit der Treibstoffverbrauch reduziert werden. Dies würde also eher zu einer Erhöhung des Alu-Konsums führen. b.) Potentiale 1. Interne Rückführung: 45000t x 150 GJ/t= 6' GJ/a. Hinzu kommt, dass die Primärressourcen geschont werden 2. RC-Rate z.b. von 84% auf 95%: 0.09 x t/a = 6930 t/a; t/a x 150 GJ/t = 1' GJ/a. Die Erhöhung der RC-Rate von 84 auf 95% führt dazu, dass knapp 7000t/a Alu zusätzlich rezykliert werden könnte. Zudem könnte theoretisch ca. 1 Mio. GJ/a Produktionsenergie eingespart werden. 3. Konsum : 10%ige Verminderung ca t/a x 120 GJ/t = 2'100'000 GJ/a (Annahme: ca. 35% ist aus Sekundäraluminium) c.) Gründe keine interne Rückführung, weil Aluindustrie in der Schweiz sehr 1

2 hochwertige Alu-Werkstoffe produziert, welches sehr reines Alu verlangt. RC-Rate ist schon hoch Konsumreduktion ist schwierig, weil Alu im Trend liegt und die Autoindustrie beispielsweise vermehrt Alu einsetzt um leichtere Fahrzeuge herzustellen. Rohstoffpreise könnten einen gegenläufigen Einfluss haben. Aufgabe 4 (6 Punkte): Beschreibung des neuen Systems 2050 Neue Flüsse siehe unten Beinahe Vervierfachung der Aluschrottmenge Auch Erhöhung des Alu-Flusses in die Deponie, wenn RC-Rate gleich bliebe Enormer Anstieg des Konsums von t/a auf t/a, wobei dieser Anstieg ausschliesslich im Prozess Verkehr d.h. auf die Zunahme das Alugehaltes in den Fahrzeugen zurückzuführen ist. Importe erhöhen sich von t/a auf t/a, weil die Fahrzeuge ja importiert werden müssen und kaum in der Schweiz produziert werden. 2

3 Aufgabe 5 (15 Punkte): a) mathematische Beschreibung und Interpretation des Systems A 10 A 30 (Verwertung) Produktion, A 01 A 12 A 23 A 34 Halbzeug- Sammeln, (Deponie) Sortieren, und Waren- Konsum KVA produktion; Verteilung Wenn keine Zeichnung gemacht wurde, dann müssen drei Lager(drei Bilanzgleichungen) und sechs Flüsse mathematisch beschrieben werden. M 1 (t), M 2 (t), M 3 (t), M 1(t), M 2(t), M 3(t) A 01 (t), A 10 (t), A 12 (t), A 23 (t), A 34 (t), A 30 (t) Bilanzgleichungen M 1 = A 01 - A 10 - A 12 = 0 M 2 = A 12 A 23 = 0 M 3 = A 23 A 34 A 30 = 0 b) Modellierung des Systems und Begründung der Annahmen Modellansatz bzgl. Konsum A 01 = I A 12 = k 1 x A 01 = k 1 x I I = 1/k 1 x A 12 A 10 = (1-k 1 ) x I = (1-k 1 ) x 1/k 1 x A 12 = (1/k 1 1) x A 12 A 23 = k 2 x A 12 A 34 = k 3 x A 23 = k 3 x k 2 x A 12 A 30 = (1-k 3 ) x A 23 = (1-k 3 ) x k 2 x A 12 Aufgabe 6 (3 Punkte) a) Umweltanalyseinstrument: UVP b) Umweltanalyseinstrument: Risikoanalyse Aufgabe 7 (3 Punkte) a) Funktionelle Einheit: z.b. 500 Stunden telefonieren b) Aspekte: z.b. Örtliche Unabhängigkeit beim Natel 3

4 Aufgabe 8 (23 Punkte) a) Flowchart Variante 1 (konventionelle Dämmung): Flowchart Variante 2 (Vakuumisolationspaneelen): b) Aluminium: 700*7*(1-0.9*0.99) = 534 kg Aluminium Roheisen: 700 m 2 * 32 * m 2 * = 2688 kg Roheisen 4

5 Kohle: 2688kg* m 2 * 32*0.1 = 3584 kg Kohle c) Variante 1: 700* * *7*0.9*0.99* *18* *12.8* *12.8* *56/1000*50*0.1= kg CO 2 Einzeln: Herstellung Fassade: 0.07 Herstellung Primäraluminium: 1602 Herstellung Sekundäraluminium: 1310 Herstellung Mineralfaserdämmung: Herstellung Holz: Entsorgung Holz:19712 Transport: 196 Variante 2: 700 * ( * ) +2688* *40/1000*1000*0.1 = 24'363 kg CO 2 Einzeln: Herstellung VIP Paneele: 56 Edelstahl: Roheisen: 1344 Zerlegung: 2,8 Transport: 2800 Aufgabe 9 (10 Punkte) a) Allokationsverfahren: Massenallokation Systemteilung, finanzielle Allokation b) Massenallokation: Verhältnisse: 0.52 NaOH 0.46 Cl 0.01 H 2 Rechnung: 500*117 Ökopunkte = pro 153 kg Output (153kg Output = 71kg Chlor + 80kg NaOH + 2kg H 2 O) 27'147 Ökopunkte pro 71kg Chlor 382 Ökopunkte pro kg Chlor Finanziell: Verhältnisse: 0.02 NaOH 0.98 Cl 0 H 2 Rechnung: (in Analogie zu oben) 5

6 Aufgabe 10 (4 Punkte) 808,8 Ökopunkte pro kg Chlor a) Knappheit versus Ressourcenqualität b) wegen Rekursionen in der Matrix 6