Vorlesung: Grundzüge Ökologische Systemanalyse

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1 Vorlesung: Grundzüge Ökologische Systemanalyse FALLSTUDIE: Abfallösungsmittelmanagement, Teil Übung Wirkungsbilanz OeSA - 5. Übung

2 Ziel und Rahmenbedingungen Das Management eines Chemiekonzerns möchte wissen, ob die anfallenden Abfallösungsmittel (ALM) aus ökologischer Sicht thermisch oder stofflich verwertet werden sollen. Das Ziel der Untersuchung ist der ökologische Vergleich der stofflichen und thermischen Verwertung von Lösungsmitteln (Destillation und Verbrennung in ALM-Spezialöfen). Die funktionelle Einheit ist die Entsorgung von 1 t Lösungsmittelgemisch. In einem ersten Schritt soll ein spezifisches Fallbeispiel gerechnet werden, nämlich die stoffliche und thermische Verwertung eines Gemisches aus Toluol (98 %), Karbonsäure (1 %), Methanol (.5 %) und Wasser (.5 %). OeSA - 5. Übung

3 Sachbilanz kumulierte Daten (Gutschriftenverfahren) Ressourcen Einheit Destillation Spezialofen ALM Erdöl t -,5 -,2 Steinkohle t -,2 -,2 Erdgas m Emissionen CO NOx -4-1 SOx -1-3 Cd (Luft) mg Partikel g OeSA - 5. Übung

4 Schadensfaktoren (Beispiel Recipe Endpoint (H)) Ressourcen Einheit Recipe Ökosystem Qualität Recipe Menschliche Gesundheit Recipe Ressourcen Recipe total (Punkte) Erdöl t Steinkohle t.7.7 Erdgas m3.1.1 Emissionen CO NOx SOx Cd (Luft) mg 3.3* OeSA - 5. Übung

5 Frage 1 1. Berechnen Sie die kumulierten Ergebnisse der Wirkungsabschätzung für beide Verfahren. Ressourcen Einheit Destillation Erdöl t -,5 Steinkohle t -,2 Erdgas m3-86 Emissionen Sachbilanzergebnisse CO2-3 NOx -4 SOx -1 Cd (Luft) mg 16 Partikel g 33 * Charakterisierungsfaktoren Abbiotischer Ressourcenabbau ( Antimon- ) 2 1,2 = Ergebnisse Wirkungsabschätzung Abbiotischer Ressourcenabbau ( Antimon- ) OeSA - 5. Übung

6 Frage 1: Ergebnisse Destillation CML 1 Abiot. Ressourcenabbau Treibhauseffekt Versauer ung Uebe rdüngung Frischwasser Oekotoxizität Meerwasser Oekotoxizität Humantoxizität Sommer smog Einheit antimony - Erdöl -1 Steinkohle -.2 Erdgas CO2- CO2-3 SO2- PO4-1,4- DCB- 1,4- DCB- 1,4- DCB- NOx ethylene - SOx Cd Partikel.264 Summe (gerundet) OeSA - 5. Übung

7 Frage 1: Ergebnisse ALM Spezialofen CML 1 Einheit antimony - Erdöl -4 Steinkohle -.2 Erdgas -16 CO2- CO2 11 Abbiot. Ressour cenabbau Treibhauseffekt Versauer ung SO2- PO4-1,4- DCB- 1,4- DCB- Ueber düngung Frischwasser Oekotoxizität Meerwasser Oekotoxizität Humantoxizität 1,4- DCB- NOx Sommer smog ethylene - SOx Cd Partikel > 2.5 um, and < 1um Summe OeSA - 5. Übung

8 Frage 1: Ergebnisse Recipe Endpoint (H) Recipe Endpoint (H) Oekosystem Gesundheit Spezialofen ALM Total Menschl iche Gesundheit Ressourcen Oekosystem Gesundheit Destillation Mensc hliche Gesundheit Ressourcen Total Erdöl Steinkohle * *1-5 Erdgas CO NOx SOx Cd * Partikel Summe (gerundet) OeSA - 5. Übung

9 Frage 1: Ergebnisse kumulierter Energieaufwand Spezialofen ALM Destillation Einheit MJ- MJ- Ressourcen Erdöl Steinkohle Erdgas Summe (gerundet) OeSA - 5. Übung

10 Frage 1: Fallen die Ergebnisse immer zugunsten des selben Verwertungsverfahrens aus? Kumulierter Energieverbrauch Recipe Endpoint (H) CML OeSA - 5. Übung

11 Frage 1: Fallen die Ergebnisse immer zugunsten des selben Verwertungsverfahrens aus? Unterschiede CML'1, SOx Gutschriftenverfahren Emissionen Vor allem Cadmium (Dampfgutschriften bzw. Stickstoffverbrauch) Spezial ofen ALM Destilla tion OeSA - 5. Übung Abbiot. Ressourcenabbau Treibhauseffekt Versauerung FETP (1a) FETP (unendlich) SETP (1a) SETP (unendlich) Humantox. (1a) Humantox. (undendlich) Sommersmog Ergebnisse auf Werte Ergebnisse auf Werte Spezialofen Spezialofen ALM normiert ALM normiert (=-1 oder =1) (=1 oder =-1) Bei einer Mehrzahl der Wirkungskategorien ist die Verbrennung besser als die Destillation ist deswegen die Verbrennung wirklich besser?

12 Frage 2 2. Welche Vor- und Nachteile haben Ihrer Meinung nach aggregierende Methoden zur Wirkungsabschätzung (z.b. Recipe Endpoint (H)) gegenüber teilaggregierenden Methoden wie CML 1? Vorteile: Nachteile: leichtere Entscheidungsfindung weniger Fachwissen erforderlich (allerdings auch grössere Fehlergefahr) mehr Konsistenz und weniger Spielraum für Manipulation durch Beeinflussung der Gewichtung Experten (und nicht Laien) gewichten Bewertungsraster spiegelt nicht unbedingt Wertesystem des Entscheidungsträgers wider Subjektive Elemente könnten als wissenschaftlich korrekt verstanden werden weniger Transparenz OeSA - 5. Übung

13 Frage 3: Darstellung der Ergebnisse CML 1, CML'1, Gutschriftenverfahren CML 1, Warenkorbverfahren CML'1, CML 1, Warenkorbverfahren CML'1, Warenkorbverfahren OeSA - 5. Übung Ergebnisse normiert auf höheren Wert (=1) Abbiotischer Ressou... Treibhauseffekt Versauerung Ueberdüngung Frischwasser Oekoto... Frischwasser Oekoto... Meerwasser Oekotoxi... Meerwasser Oekotox... Humantoxizitaet (1a) Humantoxizitaet (un... Sommersmog Abbiot. Ressourcen... Treibhauseffekt (5a) Versauerung Ueberdüngung FETP (1a) FETP (unendlich) Abbiot. Ressourcenabbau SETP (1a) SETP (unendlich) Humantox. (1a) Humantox. (undendlich) Treibhauseffekt Sommersmog Versauerung Ueberdüngung FETP (1a) FETP (unendlich) SETP (1a) SETP (unendlich) Humantox. (1a) Humantox. (undendlich) Sommersmog Wirkungskategorien CML 1, CML'1, Gutschriftenverfahren Spezial ofen ALM Destilla tion Abbiot. Ressourcenabbau Treibhauseffekt Versauerung FETP (1a) FETP (unendlich) SETP (1a) SETP (unendlich) Humantox. (1a) Humantox. (undendlich) Sommersmog Wirkungskategorien Einheit der jeweiligen Wirkungskategorie Einheit der jeweiligen Wirkungskategorie Ergebnisse auf Werte Spezialofen ALM normiert (=-1 oder =1)

14 Frage 4: Zeithorizont Unterschied Bewertung Luftemission Cd: Frischwassertoxizität: 1 Grössenordnung Meerwassertoxizität: 2 Grössenordnungen Humantoxizität: insignifikanter Unterschied k L WORKPLACE V B k B V A k A OeSA - 5. Übung