Lebenszyklusanalyse ausgewählter zukünftiger Stromerzeugungstechniken

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1 BMWA-Projekt Lebenszyklusanalyse ausgewählter zukünftiger Stromerzeugungstechniken Arbeitstreffen mit dem Projektträger Jülich am beim Lehrstuhl für Energiesysteme und Energiewirtschaft, Ruhr-Uni-Bochum

2 Tagesordnung für das Arbeitstreffen am :30 9:45 Begrüßung, Vorstellung der Teilnehmer 9:45 10:00 Überblick über das Projekt und den Stand der Gesamtplanung 10:00 11:30 Kurzberichte zum Stand der Arbeiten in den Arbeitspaketen AP1 Methodik und Untersuchungsrahmen AP8 Datenbank und Programmierung AP7 Vorgelagerte Ketten AP2 Brennstoffzellen AP3 Photovoltaik AP4 Windenergiekonverter AP5 Biomassesysteme AP6 Fossil gefeuerte Kraftwerke 11:30 12:30 Diskussion, weitere Planung anschließend: gemeinsames Mittagessen

3 Zielsetzung des Projektes Bereitstellung universeller Sachbilanzdaten zukünftiger Stromerzeugungssysteme Lebenszyklusansatz Keine Ökobilanz, keine ökologische, ökonomische und soziale Bewertung Methodik in Anlehnung an ISO ff Betrachtete Technikgruppen: - Stationäre Brennstoffzellen - Photovoltaiksysteme - Windenergiekonverter - Biomassesysteme - Kraftwerke zu Verstromung fossiler Brennstoffe

4 Struktur und Koordination des Projektes Arbeitspaket Koordination Mitarbeit AP 1) Festlegung des Untersuchungsrahmens und der Methodik LEE AP 2) Sachbilanz Brennstoffzellen DLR DLR, FfE, IER AP 3) Sachbilanz Photovoltaik FfE LEE AP 4) Sachbilanz Wind LEE AP 5) Sachbilanz Biomasse IER AP 6) Sachbilanz zukünftige fossile Kraftwerke IER FfE AP 7) Sachbilanz vor- und nachgelagerter Prozesse IER DLR, FfE, LEE AP 8) Datenbankformat, Datenaufbereitung IER DLR, FfE, LEE AP 9) Berichterstattung, Veröffentlichung IER DLR, FfE, LEE

5 Übersicht über die Zeitplanung des Projektes Arbeitstreffen/Workshop mit PTJ Tagung Kleine Balance-Schulung Arbeitstreffen ITT-DLR-Stuttgart Auftakt-Treffen IER-Stuttgart Arbeitstreffen FfE-München Ende AP1 Untersuchungsrahmen und Methodik AP7 Sachbilanz vor- und nachgelagerte Prozesse AP8 Datenbankformat, Datenaufbereitung AP2 Sachbilanz Brennstoffzellen AP3 Sachbilanz Photovoltaik AP4 Sachbilanz Wind AP5 Sachbilanz Biomasse AP6 Sachbilanz zukünftige fossile Kraftwerke AP9 Berichterstattung Verwaltung

6 Darstellung und Wahrnehmung des Projektes in der Öffentlichkeit - Gemeinsame Website des Projektes - Externer Bereich mit Informationen zum Projekt, Projekt-Flyer - (Interner Bereich zur projektinternen Kommunikation, Datenaustausch, Software- und Informationsbereitstellung) - Projekt zählt zu den deutschen Referenzen im Bereich der LCI-Bilanzierung - Aktive Beteiligung aller Projektpartner im Rahmen der BMBF-Vorstudie zum Netzwerk für Lebenszyklusdaten (BMBF-Vorstudie) - Aktive Beteiligung aller Projektpartner beim Aufbau des Netzwerkes für Lebenszyklusdaten (HGF, BMBF?) angestrebt - Öffentliche Tagung zur Ergebnispräsentation gegen Ende des Projektes

7 Tagesordnung für das Arbeitstreffen am :30 9:45 Begrüßung, Vorstellung der Teilnehmer 9:45 10:00 Überblick über das Projekt und den Stand der Gesamtplanung 10:00 11:30 Kurzberichte zum Stand der Arbeiten in den Arbeitspaketen AP1 Methodik und Untersuchungsrahmen AP8 Datenbank und Programmierung AP7 Vorgelagerte Ketten AP2 Brennstoffzellen AP3 Photovoltaik AP4 Windenergiekonverter AP5 Biomassesysteme AP6 Fossil gefeuerte Kraftwerke 11:30 12:30 Diskussion, weitere Planung anschließend: gemeinsames Mittagessen

8 Arbeitspaket 8 Datenbankformat und Programmierung (alle Partner) Ziele: Bereitstellung eines einheitlichen Bilanzierungstools für alle Partner Gemeinsame Datenhaltung Gewährleistung der Darstellung der Sachbilanzergebnisse in einem universellen, verbreiteten Datenformat Einrichtung einer Website für die Publikation der Ergebnisse (Teil von AP9)

9 Arbeitspaket 8 Datenbankformat und Programmierung Stand der Arbeiten: Anpassung der Funktionalität der Software BALANCE an gemeinsame Datenhaltung Auswahl des LCI-Datenformates SPOLD nach Sichtung der Alternativen Implementierung einer Softwareschnittstelle zum Export der LCI-Studien in das Spold-Format Anpassung der Datenbankstruktur gemäß den Anforderungen des Spold-Formates Importroutine für LCI-Daten aus anderen Datenbeständen Software steht den Partnern in der Version BALANCE 3.5 SPL zur Verfügung Website

10 Arbeitspaket 8 Datenbankformat und Programmierung Weitere Arbeiten Fehlerbehebung der Software Aktualisierung der Datenbank mit neuen IO-Tabellen Einflechtung neuer Ketten (entsprechend AP 7) Pflege der Website

11 BMWA-Projekt Lebenszyklusanalyse ausgewählter zukünftiger Stromerzeugungstechniken Arbeitstreffen mit dem Projektträger Jülich am beim Lehrstuhl für Energiesysteme und Energiewirtschaft, Ruhr-Uni-Bochum

12 Arbeitspaket 7 Vor- und nachgelagerte Prozessketten (alle Partner beteiligt) Ziele: Bereitstellung der Inventardaten der vorgelagerten Ketten und Prozesse, d. h. Elektrizität und Energieträger Baumaterialien, metallische Werkstoffe Betriebsstoffe Transportdienstleistungen Prozessketten sollen Situation in 2010 reflektieren!...

13 Arbeitspaket 7 Vor- und nachgelagerte Prozessketten Vorgehensweise Stoff- und Energieflussdatenbank der Software BALANCE (ETH 96) Aktualisierung/Fortschreibung der Datenbank Einrichtung einer offenen Liste zur Identifikation der benötigten Vorketten Sukzessives Aktualisieren der besonders relevanten Ketten Ergänzung der Datenbank um zusätzliche Ketten Festlegung eines Strommix 2010

14 Arbeitspaket 7 Offene Liste für benötigte Vorketten (1) Kategorie Stoff/Größe Bezeichnung-Vorschlag ggf. Vorschlag für StCharakterisielokaler Bezuzeitlicher Bezbenötigt für Tech Energie(-träger) Steinkohle Steinohle_Mix_D_2010 Hu = 29,3 MMix D div. H 2010 Stk-Kraftwerke Erdgas Erdgas_Mix_D_2010_MD Hu = 42,3 MMix D div. H2010, 2030(?)Erdgas-GuD Elektrizität Strom_Mix_D_2010 D 2010 alle Heizöl el Heizoel_el_D_2010 D 2010 Biomasse,... Holzhackschnitzel Holzhackschnitzel Hu=?, S=?, C=?, H2O=?,.. Biomasse Materialinput (nichtmetallisch) Ammoniak Ammoniak_Mix_D_2010 LEE (a-si, pc-si, anorganische Chem. Allg_Chem_anorg_Mix_D_2010 LEE (a-si, pc-si, Argon Argon_D_2010 LEE (a-si, pc-si, Bohr- oder Sägeöl Mineralöl (Qualität?) LEE (a-si, pc-si, Cadmiumsulfat Cd_S_D_2010 FfE (cis) Thioharnstoff Thioharnstoff_D_2010 FfE (cis) VE-Wasser VE_Wasser_D_2010 FfE (cis) FfE (cis) CF4 CF4_D_2010 LEE (a-si, pc-si, EVA EVA_D_2010 LEE (a-si, pc-si, Flachglas Flachglas_Mix_D_2010 Dicke? LEE (a-si, pc-si, H2SO4 H2SO4_D_2010 LEE (a-si, pc-si, HCl HCl_D_2010 LEE (a-si, pc-si, HF HF_D_2010 LEE (a-si, pc-si, NaOH NaOH_D_2010 LEE (a-si, pc-si, POCl3 POCl3_D_2010 LEE (a-si, pc-si, SiC SiC_D_2010 LEE (a-si, pc-si, SiCl 4 SiCl4_D_2010 LEE (a-si, pc-si, SiH4 SiH4_D_2010 LEE (a-si, pc-si, Stickstoff N2_Mix_D_2010 flüssig? LEE (a-si, pc-si, Tedlar Tedlar_Mix_D_2010 LEE (a-si, pc-si, Lack Lack_Mix_D_2010 LEE (WEK) Folienextrusion LEE (WEK) Holz (für Pressholz) LEE (WEK) Fett LEE (WEK) Getriebeöl LEE (WEK) Isolationspapier LEE (WEK) Vinyltoluol Toluol LEE (WEK) Naphta LEE (WEK) Bitumen LEE (WEK) Äthylenoxid LEE (WEK) TetraPack LEE (WEK) Baumwolle Wolle LEE (WEK) Leichtbeton LB25_D_2010 LEE (WEK) Normalbeton B25_D_2010 LEE (WEK)

15 Arbeitspaket 7 Offene Liste für benötigte Vorketten (2) Kunststoffe Polyester Polyester_Mix_D_2010 LEE (a-si, pc-si Polystyrol Polystyrol_Mix_D_2010 LEE (a-si, pc-si Glasfasern GF_Mix_D_2010 LEE (WEK) Polyesterharz, ungesät UP Harz_Mix_D_2010 LEE (WEK) Epoxidharz EP Harz_Mix_D_2010 LEE (WEK) Ethylen-Propylen-Dien- EPDM_Mix_D_2010 LEE (WEK) Fluorkautschuk FPM_Mix_D_2010 PA_Mix_D_2010 LEE (WEK) Gummi Gummi_Mix_D_2010 LEE (WEK) Acrylnitril-Butadien-KauNBR_Mix_D_2010 Gummi_Mix_D_2010 LEE (WEK) Polyamid PA_Mix_D_2010 LEE (WEK) Polycarbonat PC_Mix_D_2010 LEE (WEK) linearer Polyester PET_Mix_D_2010 Folie LEE (WEK) Polytetrafluorethylen PTFE_Mix_D_2010 PA_Mix_D_2010 LEE (WEK) Polyurethan PUR_Mix_D_2010 LEE (WEK) Polyvinylchlorid PVC_Mix_D_2010 LEE (WEK) Polyvinylacetat PVA_Mix_D_2010 PA_Mix_D_2010 LEE (WEK) Polyacrylat (Plexiglas) PMMA_Mix_D_2010 LEE (WEK) Polysulfon PES_Mix_D_2010 PA_Mix_D_2010 LEE (WEK) Polyethylen PE_Mix_D_2010 LEE (WEK) cross linked PE XLPE_Mix_D_2010 PE_Mix_D_2010 LEE (WEK) Polypropylen PP_Mix_D_2010 LEE (WEK) Metallprod. Ag-Paste Silber_Mix_D_2010 Silber Al-Paste Aluminium_primär_Mix_D_2010 LEE (a-si, pc-si Al/Ag-Paste Aluminium_Silber_Mix_D_ Aluminium-Silber Gemisch LEE (a-si, pc-si Silberleitkleber Silberleit_Kleber_D_2010 FfE (cis)

16 Arbeitspaket 7 Offene Liste für benötigte Vorketten (3) Materialinput (metallisch) Fe-Metalle Eisen Eisen_D_2010 LEE (WEK) Baustahl Betonstabstahl LEE (WEK) Stahl, unlegiert Allg_Stahl_Mix_D_2010 LEE (WEK, a-si Stahlschiene Stahl, unlegiert LEE (WEK) Stahl, unlegiert, verzink Allg_Stahl_Zn_Mix_D_2010 LEE (WEK) Stahlblech, elektolytisch verzinkt Stahl, unlegiert, verzinkt LEE (WEK) galvanisierter Stahl LEE (a-si, pc-si Stahl, niedrig legiert Stahl_niedriglegiert_Mix_D_2010 LEE (WEK) Stahl, niedrig legiert, vestahl_niedriglegiert_zn_mix_d_2010 LEE (WEK) rostfreier Stahl Allg_Stahl_Mix_D_2010 LEE (a-si, pc-si Stahl, hoch legiert Stahl_hochlegiert_Mix_D_2010 LEE (WEK) Elektroblech hochlegiertes Blech LEE (WEK) GS (Stahlguß) GS_Mix_D_2010 LEE (WEK) GG (Gußeisen) GG_Mix_D_2010 LEE (WEK) NE-Metalle Aluminium, primär Aluminium_primär_Mix_D_2010 LEE (WEK, a-si Alu-Folie Primär-Aluminium LEE (WEK) Aluminium, sekundär Aluminium_sekundär_Mix_D_2010 LEE (WEK, a-si Aluminium, real (Mix aualuminium_mix_d_2010 alle Kupfer-Kabel Allg_Kabel_Cu_D_2010 LEE (a-si, pc-si Kupfer, primär Allg_Cu_D_2010 LEE (WEK), FfE Kupfer, sekundär Kupfer_sekundär_D_2010 Kupfer, real (Mix aus prkupfer_mix_d_2010 Kupfer-Bändchen Cu_Band_D_2010 FfE (cis) Messing MS_Mix_D_2010 Cu, Zn, Pb LEE (WEK) Indium In_Mix_D_2010 FfE (cis) Molybdän Md_Mix_D_2010 FfE (cis) Selen Se_Mix_D_2010 FfE (cis) Zinkoxid Zn_O_D_2010 Zn??? FfE (cis) Zinn Sn_Mix_D_2010 LEE (WEK) Blei Pb_Mix_D_2010 LEE (WEK) Zink Zn_Mix_D_2010 LEE (WEK)

17 Bedarf Bestand (BALANCE) Energie(-träger) Steinkohle GER transp. europ. StK frei UCPTE (n) Erdgas GER Erdgas HD-Abnehmer GER Erdgas ND- Elektrizität GER Strom Hochspannung - GER Strom GER Strom Niederspannung - Heizöl el GER Heizoel EL ab Regionallager Euro (n) Holzhackschnitzel Gegenstand des Projektes Materialinput (nichtmetallisch) Ammoniak GER Ammoniak (n) anorganische Chem. GER Chemikalien anorganisch (n) Argon GER Argon ab Luftzerlegung (n) Bohr- oder Sägeöl Cadmiumsulfat Thioharnstoff GER Harnstoff (n) VE-Wasser GER Wasser vollentsalzt (n) Arbeitspaket 7 Vor- und nachgelagerte Prozessketten Vergleich: Bedarf-Bestand (1) CF4? EVA GER Ethylen (n) Flachglas GER Glas (Flach-) GER Glas (Flach-) H2SO4 GER Schwefelsaeure H2SO4 (n) HCl GER Chlorwasserstoff HCl (Salzsaeure) (n) HF GER Fluorwasserstoff HF (Flusssaeure) (n) NaOH GER Natronlauge NaOH (n) POCl3 SiC SiCl 4 SiH4 Stickstoff GER Stickstoff ab Luftzerlegung (n) Tedlar Lack GER Deckfarbe (n) Folienextrusion Prozess? Holz (für Pressholz) GER Holzbaustoff Brettschichtholz (n) GER Holzbaustoff massiv (n) Fett Getriebeöl Isolationspapier Vinyltoluol Naphta GER Naphtha ab Raffinerie Europa (n) Bitumen GER Bitumen ab Raffinerie Euro (n) Äthylenoxid GER Ethylenoxid/Glykol (n) TetraPack Baumwolle Leichtbeton GER Beton (ohne Armierungseis GER Betonkies (n) Normalbeton GER Beton (ohne Armierungseis GER Betonkies (n)

18 Kunststoffe Polyester Polystyrol GER Polystyrol schlagfest (n) Glasfasern Polyesterharz, ungesättigt Epoxidharz Ethylen-Propylen-Dien-Monomer Fluorkautschuk Gummi GER Gummi EPDM (n) Acrylnitril-Butadien-Kautschuk Polyamid Polycarbonat GER Polycarbonat (n) linearer Polyester Polytetrafluorethylen Polyurethan GER PUR-Hartschaum (n) Polyvinylchlorid GER PVC schlagfest (n) Polyvinylacetat Polyacrylat (Plexiglas) Polysulfon Polyethylen GER PE (LD) (n) GER PE (HD) (n) cross linked PE GER PE (LD) (n) GER PE (HD) (n) Polypropylen GER Polypropylen (n) Arbeitspaket 7 Vor- und nachgelagerte Prozessketten Vergleich: Bedarf-Bestand (2) Fe-Metalle Eisen GER Roheisen (n) Baustahl GER Stahl unlegiert (n) GER Blasstahl (n) Stahl, unlegiert GER Stahl unlegiert (n) GER Blasstahl (n) Stahlschiene GER Stahl unlegiert (n) GER Blasstahl (n) Stahl, unlegiert, verzinkt GER Stahl unlegiert (n) GER Blasstahl (n) Stahlblech, elektolytisch verzinkt GER Elektrostahl (n) GER Blasstahl (n) galvanisierter Stahl GER Elektrostahl (n) GER Blasstahl (n) Stahl, niedrig legiert GER Stahl niedriglegiert (n) GER Blasstahl (n) Stahl, niedrig legiert, verzinkt GER Stahl niedriglegiert (n) GER Blasstahl (n) rostfreier Stahl GER Stahl hochlegiert (n) GER Blasstahl (n) Stahl, hoch legiert GER Stahl hochlegiert (n) GER Blasstahl (n) Elektroblech GER Elektrostahl (n) GER Blasstahl (n) GS (Stahlguß) GG (Gußeisen) GER Gusseisen (n)

19 Arbeitspaket 7 Vor- und nachgelagerte Prozessketten Vergleich: Bedarf-Bestand (3) NE-Metalle Aluminium, primär GER Aluminium 0% Rec. (n) GER Aluminium 0% Rec. (n) GER Aluminium 100% Alu-Folie Rec. (n) Aluminium, sekundär GER Aluminium 100% Rec. (n) GER Aluminium 0% Rec. (n) GER Aluminium 100% Aluminium, real (Mix aus prim/se Rec. (n) Kupfer-Kabel GER Kupfer (n) Kupfer, primär GER Kupfer (n) Kupfer, sekundär GER Kupfer (n) Kupfer, real (Mix aus prim/sek) GER Kupfer (n) Kupfer-Bändchen GER Kupfer (n) Messing Indium Molybdän Selen Zinkoxid Zinn Blei GER Blei (n) Zink GER Zink fuer Verzinkung (n) GER Bandverzinkung (n) Metallprod. Ag-Paste Al-Paste Al/Ag-Paste Silberleitkleber

20 Arbeitspaket 7 Vor- und nachgelagerte Prozessketten Stand der Arbeiten -Offene Listen sind eingerichtet und werden fortgeführt - AP 7 ist begleitend zu den AP Stoff- und Energieflussdatenbank ist verfügbar - Datenakquise: Aktuelle IO-Statistiken bis 1999 des StaBU zur Aktualisierung der DB - IO-Tabellen für Aktualisierung für Aluminium und Kupfer über Arbeiten des SFB 525 (RWTH-Aachen/FZ-Jülich), allerdings Methodik und Datenumfang abweichend - Besondere Relevanz: Strommixe 2010, Erdgasversorgung ?

21 AP 7 - Verschiedene Szenarien für den Strommix ,0% 90,0% 80,0% 70,0% 2,5% 3,5% 580,1 TWh_b 551,3 TWh_n 535,6 TWh_n 520 TWh_b 535,6 TWh_n 4,3% 3,6% 9,4% 4,1% 5,9% 4,7% 4,4% 4,4% 31,8% 26,6% 24,4% 27,4% 19,6% 3,6% 4,2% 28,7% 60,0% 50,0% 40,0% 30,0% 20,0% 10,0% 0,0% FfE 0,3% 0,2% 0,4% 9,6% 0,2% 10,2% 5,9% 27,3% 25,1% 26,5% 25,5% 22,4% Prognos_Red 22,9% 11,1% Mex_Ref_TMS 25,6% Mex_REG12%_TMS 24,4% UBA/NH 2,1% 17,7% 21,2% 23,5% Enquete FNE 0,7% 19,7% 8,6% 31,6% sonst % Rest Reg % Stroh, Gras % Holz % PV % Müll, et al % Wind % Wasserkraft % Kernkraft % Öl % Erdgas % Braunkohle % Steinkohle %

22 BMWA-Projekt Lebenszyklusanalyse ausgewählter zukünftiger Stromerzeugungstechniken Arbeitstreffen mit dem Projektträger Jülich am beim Lehrstuhl für Energiesysteme und Energiewirtschaft, Ruhr-Uni-Bochum

23 Arbeitspaket 6 Sachbilanz fossiler Kraftwerke (IER, FfE) Ziele: Bereitstellung von Sachbilanzinventaren in der nahen Zukunft verfügbarer Stromerzeugungssysteme auf der Basis der fossilen Brennstoffe Erdgas, Braunkohle und Steinkohle Antrag: Braunkohle: BOA, BOA + Steinkohle: IGCC, Kohle-Kombi-DWSF, Kohle-Kombi-DKSF Erdgas: Erdgas-GuD-Kraftwerk

24 Arbeitspaket 6 Sachbilanz fossiler Kraftwerke Vorgehensweise: Überprüfung der Relevanz der verschiedenen Systeme im Bezugsjahr Festlegung der Auslegungs- und Betriebsparameter, Definition der Referenzsysteme (Kontakte zu Industrie und mit Experten) Recherche zu Daten verfügbarer Kraftwerks-Komponenten (Literatur, Kontakt zur Industrie) Aufstellen der Materialgerüste -> Anforderungen an vorgelagerte Ketten Prüfung der Daten durch Industrie, soweit möglich Abbildung der Systeme in der Bilanzierungssoftware

25 Arbeitspaket 6 Sachbilanz fossiler Kraftwerke (IER, FfE) Stand der Arbeiten Ausgewählte Systeme Erdgas- GuD- Kraftwerk Braunkohle kraftwerk BoA+ Braunkohle kraftwerk IGCC Steinkohlekraftwerk IGCC Steinkohlekombi kraftwerk mit Druckwirbelschi chtfeuerung Steinkohlekombi kraftwerk mit Druckkohlenstau bfeuerung elektr. Leistung 1000 MW el 1050 MW el 450 MW el 450 MW el 450 MW el * 450 MW el * Spannungsebene 380 kv 380 kv 380 kv 380 kv 380 kv 380 kv El. Wirkungsgrad 60 % 50 % 49 % 51 % 51 %* 51 %* Volllaststunden 7500 h/a 7500 h/a 7500 h/a 7500 h/a 7500 h/a 7500 h/a Kühlverfahren Nasskühlt. Nasskühlt. Nasskühlt. Nasskühlt. Nasskühlt. Nasskühlt. Arbeitsverfügbarkeit Brennstoffart 95 % 95 % 95 % 95 % 95 %* 95 %* Erdgas, Mix-D Rheinische Braunkohle, roh aufbereitete rheinische Braunkohle Steinkohle, Mix-D Steinkohle, Mix-D Steinkohle, Mix-D Technische Lebensdauer 35 Jahre 35 Jahre 35 Jahre 35 Jahre 35 Jahre 35 Jahre * vorläufige Angaben. BOA ist keine zukünftige Technik entspricht dem Stand der Technik -> Braunk.IGCC

26 Arbeitspaket 6 Sachbilanz fossiler Kraftwerke Stand der Arbeiten Vorgehensweise beim Erdgas-GuD-Kraftwerk Referenzsystem FfE: 348 MW el,netto 1S.V94.3A-Konfiguration Referenzsystem im Projekt: 1000 MW el,netto 3S.V94.3A-Konfiguration -> Berechnung und Abschätzungen der Komponentenparameter (Wirkungsgrade, Leistungen,..) Skalierung des Mengengerüsts für einzelne Komponenten Ergänzung des Materialgerüsts für nicht skalierbare Komponenten aus anderen Quellen

27 Arbeitspaket 6 Sachbilanz fossiler Kraftwerke Stand der Arbeiten Erdgas-GuD-Kraftwerk Refsystem 670 Refsystem FfE Pel netto MWel Pel brutto MWel Wirkungsgrad netto % Volllaststunden h/a Arbeitsverfügbarkeit % 95 Lebensdauer a Eigenbedarf % 1,5 1,5 Eigenbedarf MWel 15,2 5,5 Zahl GT 3 1 Zahl DT 1 1 Eta GT 0,393 0,380 Pel_b pro GT MWel 243,59 235,33 Pel_b GT gesamt MWel 730,77 Pel_b_DT MWel 284,46 117,67 Feuerungsleistung MWth 1666,67 600,00 Rauchgasverluste (5%) MWth 83,33 30,00 Kühlturmleistung MWth 568,10 217,00 Wel_netto TWh 262,5 73 Wel_brutto TWh 266,5 74

28 Arbeitspaket 6 Sachbilanz fossiler Kraftwerke Stand der Arbeiten Betrachtete Komponenten des Erdgas-GuD-Kraftwerks Bautechnik Schaltanlagenmodul Bauwerke für Trafos Bauwerk Ölsammelgrube Bauwerk Notstromerzeuger Gaspumpenstation Bauwerk f. gasf. Brennstoffe Bauwerk Rohwasserversorgung DeionatLagertank Bauwerk f. Entsalzung Bauwerk Niederschlagwasser Dampferzeugerhaus Speisepumpenhaus Maschinenhaus Werkstatt- und Lagergebäude Bauwerk f. Schmutzwasser Hilfsdampferzeugergebäude Pförtnergebäude Kühlturm Nebengebäude Maschinentechnik Gasturbine Dampfturbine Kondensator Generator GT Generator DT Kupplung AHDE Armaturen/Rohrleitungen Pumpen Brennstoff/Luftversorgung Behälter, Hilfskessel Hilfssysteme Kühlturmeinbauten Heizung/Lüftung Hebezeuge/Sonstiges Elektrotechnik elektrische Einrichtungen Generatorableitung Schaltanlagen Notstromversorgung Transformatoren Leittechnik Kabeltechnik Container/Nebenanlagen

29 Arbeitspaket 6 Sachbilanz fossiler Kraftwerke Stand der Arbeiten Vorläufiges Materialgerüst des Erdgas-GuD-Kraftwerks Masse Massen% spez. t an gesamt g/mwhel Stahlbeton ,08% 226,883 Stahlerz ,71% 50,817 NE 426 0,57% 1,623 Mauerwerk 328 0,44% 1,250 Bitumen 0 0,00% 0,000 Dämmstoffe 71 0,09% 0,270 Guss ,39% 3,997 Elektronik 10 0,01% 0,037 Mineralwolle 36 0,05% 0,137 Keramikwolle 132 0,17% 0,501 Gummi 13 0,02% 0,049 Kunststoff 208 0,28% 0,792 Holz 42 0,06% 0,161 Leitungsisolie 22 0,03% 0,082 Kupferdraht 69 0,09% 0,264 Blei 5 0,01% 0,018 Sonstiges 2 0,00% 0,006 Summe 75308

30 Arbeitspaket 6 Sachbilanz fossiler Kraftwerke Stand der Arbeiten Betriebsbedingte Emissionen des Erdgas-GuD-Kraftwerkes Spez. CO 2 -Emissionen: 339 g/kwh Spez. NO x -Emissionen: 272 mg/kwh Spez. CO- Emissionen: 20 mg/kwh Spez. CH 4 -Emissionen: 4,8 mg/kwh* Spez. N 2 O-Emissionen: 9 mg/kwh* Spez. PM -Emissionen: 0,6 mg/kwh* - noch offene Fragen/Aufgaben - zu ertüchtigende Komponenten (z. B. Turboläufer der Gasturbine) - vorgelagerte Ketten für diese Komponenten * abgeleitet aus durchschnittlichen Daten/UBA

31 BMWA-Projekt Lebenszyklusanalyse ausgewählter zukünftiger Stromerzeugungstechniken Arbeitstreffen mit dem Projektträger Jülich am beim Lehrstuhl für Energiesysteme und Energiewirtschaft, Ruhr-Uni-Bochum

32 Arbeitspaket 6 Sachbilanz fossiler Kraftwerke Prozessschemata der kohlegefeuerten Systeme 3 8 GT G 1 8 N 2 GT G DT G DT G O Kombikraftwerk mit integrierter Kohlevergasung (IGCC) Druckwirbelschichtfeuerung + GT/DT GT G 6 DT G Druckkohlenstaubfeuerung Wärmeaustauscher + GT/DT (indirekt befeuert) 1 = Vergaser 2 = Luftzerlegung 3 = Gasreinigung 4 = Druckfeuerung 5 = DENOX 6 = Wärmeaustauscher 7 = Gasreinigung > 1400 C 8 = Sättigung/ Vorwärmung

33 LCA_DB Study 1 Vorkette Gas Vorkette Öl Betonherstellung Strom 2010 Study 2 Vorkette XY... I/O 2000 I/O Definition der Sachbilanzgrößen study_bz Fertigung Nutzung Entsorgung Ergebnisse Strom Emissionen Abfälle Ressourcen...

34 LCA_DB Study 1 Vorkette Gas Vorkette Öl Betonherstellung Strom 2010 Study 2 Vorkette XY... I/O 2000 I/O Holzhackschnitzel? study_biom. HKW Fertigung Nutzung Entsorgung Ergebnisse Strom Emissionen Abfälle Ressourcen... Definition der Sachbilanzgrößen

35 LCA_DB Study 1 Vorkette Gas Vorkette Öl Betonherstellung Strom 2010 Study 2 Vorkette XY... I/O 2000 I/O Definition der Sachbilanzgrößen Holzhackschnitzel? study_biom. HKW Fertigung Nutzung Entsorgung study_holzhackschnitzel Anbau Ernte Aufbereitung... Ergebnisse Strom Emissionen Abfälle Ressourcen...

36 LCA_DB Study 1 Vorkette Gas Vorkette Öl Betonherstellung Strom 2010 Study 2 Vorkette XY Study 3 Holzhackschnitzel I/O 2000 I/O Definition der Sachbilanzgrößen Holzhackschnitzel? study_biom. HKW Fertigung Nutzung Entsorgung study_holzhackschnitzel Anbau Ernte Aufbereitung... Ergebnisse Strom Emissionen Abfälle Ressourcen...

37 LCA_DB Study 1 Vorkette Gas Vorkette Öl Betonherstellung Strom 2010 Study 2 Vorkette XY Study 3 Holzhackschnitzel I/O 2000 I/O Definition der Sachbilanzgrößen study_biom. HKW Fertigung Nutzung Entsorgung Ergebnisse Strom Emissionen Abfälle Ressourcen... Neue Study für Vorketten, die für mehr als einen Prozess nutzbar sind. Wenn Sachbilanzgrößen fehlen: Bitte IER Bescheid sagen, wird in main-database ergänzt. Für alternative Vorketten (z. B. Strom): zweite main-database

38 BMWA-Projekt Lebenszyklusanalyse ausgewählter zukünftiger Stromerzeugungstechniken Arbeitstreffen mit dem Projektträger Jülich am beim Lehrstuhl für Energiesysteme und Energiewirtschaft, Ruhr-Uni-Bochum

39 Balance Ein Softwareprogramm zur ganzheitlichen Bilanzierung Kurze Beschreibung der Software Balance 3.0 Datenbanktypen Bilanzgrößen Erstellen von Bilanzen Auswertung von Bilanzen Beispiel Kurzer Überblick der LCA-Datenbanken

40 Hybrid-Ansatz Übliche Bilanzierungstools sind auf die Bilanzierung von Stoffströmen beschränkt. Die Prozesskettenanalyse wird durch eine Input-Output- Analyse ergänzt. Hiermit können aus der Betrachtung der einund austretenden monetären Werte eines Prozesses sektorenspezifisch Stoffmassen der Vorleistungen ermittelt und in die Stoffbilanz integriert werden. Die Ergänzung der konventionellen Prozesskettenanalyse um die Input-Output-Analyse leistet damit einen wesentlichen Beitrag zur Betrachtung kleiner Stoffströme, die sonst durch Abschneidekriterien ausgeschlossen würden.

41 Erstellen der Prozesskette (Stoff- und Energiebilanzen für modellierte Prozesse) Vorleistung 1 Vorleistung 2 direkte Einwirkungen Prozess Nutzen Monetäre Bilanz für jeden Prozess der Prozesskette + + Wert der mit Prozesskette erfassten Vorleistungen Nettowertschöpfung des Prozesses Wert der nicht in der Prozesskette erfassten Vorleistungen = Wert des bereitgestellten Nutzens Zuordnung des Wertes der nicht in der Prozesskette erfassten Vorleistungen zu Sektoren der Input- Output-Tabelle und Bilanzierung über Input- Output-Analyse Vorleistung 1 aus aus Prozesskette Vorleistung 2 aus Prozesskette Chem. Erzeugn. Dienstleistungen... direkte Einwirkungen Prozess Nutzen

42 Balance 3.0 Main Database Sachbilanz-, Wirkungs-, Bewertungsgrößen I-O-Daten (Tabellen, Sachbilanzkoeffizienten) Module, z. B. für: Energieträger Materialien Transporte Abfallentsorgung... Study Database Auswahl der Sachbilanzgrößen fur Studie Definition eigener Module Auswahl von Modulen aus Hauptdatenbank Grafikunterstützte Bilanzanalyse Speicherung von nutzerspezifischen Einstellungen I/O-Table Database Definition der Sektoren Sektorale Vorleistungen sektorale Parameter, z. B.: Energienutzung Abfallaufkommen... Emissionsfaktoren Sachbilanzkoeffizienten

43 Ergebnisgrößen der Sachbilanz Bilanzgrößen Ergebnisgrößen der Wirkungsabschätzung Ergebnisgröße der Bewertung Sachbilanzgröße 1 Sachbilanzgröße 2 Sachbilanzgröße 3 Wirkungsgröße 1 Wirkungsgröße 2 Bewertungsgröße 1 Wirkungsgröße m Bewertungsgröße p Sachbilanzgröße n Gewichtungsfaktoren Gewichtungsfaktoren

44 Beispiel - Bilanzierung eines Aufwindkraftwerks Drei bekannte physikalische Prinzipien werden verknüpft: Treibhauseffekt Kamin Turbine

45 LCA-Datenbanken Initiative SPOLD SPINE Ecoinvent 2000 Exchange format SPOLD XFR Ecospold Exchange unit Decentral processes Central and decentral databases Data suppliers Initial core group later everyone Central facility Internet search engine Internet accessible databases Links between unit processes Only dead links Unit processes consolidated in central database Everyone Initial core group later? Live links in decentral database Who can search data? Everyone Central DB: Everyone Else: Defined decentrally Who can obtain data? Depends on conditions of data supplier Central DB: Everyone Else: Depends on conditions of data supplier Internet accessible database with calculation engine Live links in central database (and terminated systems with dead links) Everyone Registred members ISO ' ' - EU statistical classification ' ' - of activities and products Fields ~ 160 Not founded -