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Prozess-Datensatz: Metall\Aluminium-RU-2050 (de) de

Prozess-Information

Kerninformationen des Datensatzes
Ort	RU
Referenzjahr	2050
Name	Metall\Aluminium-RU-2050
Klassifizierung	Klassenname : Hierarchieebene NACE 1.1: Metallerzeugung und -bearbeitung / Erzeugung und erste Bearbeitung von NE-Metallen / Erzeugung und erste Bearbeitung von Aluminium
Allgemeine Anmerkungen zum Datensatz	Kurzinfo: 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
Copyright	Ja
Eigentümer des Datensatzes	IINAS - International Institute for Sustainability Analysis
Hintergrundbericht / Ökobilanzbericht	Probas-Anmerkungen zu Gemis-Daten
Quantitative Referenz
Referenzfluss(flüsse)	Aluminium - 1.0 * 1.0 kg (Masse)
Funktionelle Einheit	1 kg Aluminium
Technologische Repräsentativität
Technische Beschreibung inklusive der Hintergrundsysteme	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 (Harnisch 1995), 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: Die Daten für die Einsatzstoffe Tonerde (1900 kg) und Aluminiumfluorid (18 kg) sowie der Hilfsenergie Heizöl EL (3825 MJ) sind aus BUWAL (1991) entnommen. Da aufgrund der veralteten Technologie (überwiegend alte Söderberg-Zellen) in der GUS der Anodenverbrauch höher als im Westen ist (Manaktala 1993b), wird nicht die Kennziffer der BUWAL-Studie übernommen, sondern für die GUS-Schmelzflußelektrolyse ein höherer Verbrauch von 500 kg Anodenmaterial abgeschätzt. Die Kennziffer für den Stromverbrauch der GUS-Schmelzflußelektrolyse (16800 kWh = 60450 MJ) geht auf eine Auswertung der Quelle (Manaktala 1993c) zurück, in welcher der Stromverbrauch der Schmelzflußelektrolysen in der GUS dezidiert aufgeführt wird. Der im internationalen Maßstab hohe spezifische Stromverbrauch ist auf die veraltete Anlagentechnik in der GUS zurückzuführen. Die Emissionsfaktoren für Schwefeldioxid (18 kg), Kohlenmonoxid (150 kg) Kohlendioxid (1400 kg) gehen auf (Harnisch 1995) bzw. fürTetrafluormethan (0,5 kg) und Hexafluorethan (0,066 kg) gehen auf (Harnisch 1998 und Harnisch 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). Für die Prozeßemissionen von Fluorwasserstoff (2,5 kg) und Staub (17,5 kg) werden in (Jones 1992) Kennziffern für die Söderberzellen in der GUS aufgeführt. Da Söderbergzellen den weitaus größten Teil der Primäraluminiumkapazität in der GUS abdecken (Manaktala 1993c), werden diese Werte als Kennziffern für die GUS-Schmelzflußelektrolyse in GEMIS eingesetzt. Die Kennziffer für die Gesamtabfallmenge (35,7 kg) stammt von (Krone 1990) 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: 2050 Lebensdauer: 20a Leistung: 1t/h Nutzungsgrad: 52,6% Produkt: Metalle - NE

Modellierung und Validierung

LCI-Verfahren und Verteilung

Datensatztyp

Unit process, single operation

Datenquellen, Behandlung und Repräsentativität

Für diesen Datensatz verwendete Datenquelle(n)

Vollständigkeit

Vollständigkeit des Produktmodells

All relevant flows quantified

Vollständigkeit Elementarflüsse, pro Thema

Climate change: All relevant flows quantified

Validierung

Art der Prüfung
Dependent internal review

Name von Prüfer und Prüfinstitution
IINAS - International Institute for Sustainability Analysis

Administrative Information

Auftraggeber und Ziel
Auftraggeber	Umweltbundesamt
Dateneingabe
Datensatzformat(e)	ILCD Format
Dateneingabe	IINAS - International Institute for Sustainability Analysis
Veröffentlichung und Eigentum
UUID	aae20d9d-5fb0-4761-9ddc-0cbda46cffae
Datum der letzten Überarbeitung	2020-09-15T16:18:00
Datensatzversion	02.44.152
Identifizierende URI	https://probas.umweltbundesamt.de/daten/resource/processes/aae20d9d-5fb0-4761-9ddc-0cbda46cffae?Version=02.44.152
Arbeitsablauf und Publikationsstatus	Data set finalised; entirely published
Eigentümer des Datensatzes	IINAS - International Institute for Sustainability Analysis
Copyright	Ja
Lizenztyp	Free of charge for all users and uses
Zugriffs- und Nutzungseinschränkungen	Es gelten die Probas Nutzungsbedingungen, die hier eingesehen werden können: https://probas.umweltbundesamt.de/daten/static/Nutzungsbedingungen_ProBas.pdf

Wirkungsabschätzungs-Ergebnisse1 kg Aluminium

LCIA-Methoden-Datensatz	Mittelwert	Einheit
KEA, erneuerbar	0.0	MJ
KEA, sonstige	0.0	MJ
KEA-nichterneuerbar	0.0	MJ
KEV, erneuerbar	0.0	MJ
KEV, sonstige	0.0	MJ
KEV-nichterneuerbar	0.0	MJ
Treibhauseffekt	5.45	kg CO2-Äq.
Versauerung	0.022	kg SO2-Äq.