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Kunststoffe in der Umwelt: Verkehr, Bau und Landwirtschaft größte Quellen

Erste systematische Schätzung zeigt: Etwa 151.200 bis 255.500 Tonnen Kunststoff bleiben pro Jahr in der Umwelt Eine Studie des Umweltbundesamts (UBA) hat erstmals systematisch den Verbleib von Kunststoffen in der Umwelt für Deutschland untersucht. Dies sind die Mengen, die nach ihrem Eintrag nicht durch Reinigungs- oder andere Maßnahmen wieder entfernt werden. Demnach verbleiben verkehrsbedingt etwa 133.000 bis 165.000 Tonnen Kunststoff pro Jahr in der Umwelt, vor allem verursacht durch Reifenabrieb. Der Baubereich verursacht einen jährlichen Verbleib von rund 9.000 bis 60.000 Tonnen, Landwirtschaft und Gartenbau kommen zusammen auf einen Verbleib von etwa 6.000 bis 22.000 Tonnen. Rund 650 bis 2.500 Tonnen verbleiben durch Littering, also achtloses Wegwerfen oder Liegenlassen von Abfällen, in der Umwelt. Weitere Quellen sind Verbraucherprodukte wie Kleidung (Fasern) oder Farben und Lacke mit circa 900 bis 2.500 Tonnen sowie der Spiel-, Sport-, Freizeit- und Eventbereich (z.B. Granulate für Kunstrasenplätze, Spielgeräte) mit rund 1.800 bis 3.100 Tonnen. ⁠ UBA ⁠-Präsident Dirk Messner: „Etwa 90 Prozent der gelitterten Kunststoffabfälle können durch Reinigungsmaßnahmen wieder entfernt werden. Das Ziel muss jedoch sein, dass erst gar kein Müll in der Umwelt landet. Insgesamt steigt die Menge der achtlos weggeworfenen Abfälle nämlich weiterhin an. Mit der nationalen Umsetzung der EU-Einwegkunststoffrichtlinie zum 3. Juli 2021 werden jetzt sehr wirksame Impulse gegen das Littering von Kunststoffen gesetzt, zum Beispiel das Verbot von Geschirr und Besteck aus Einwegkunststoff oder die Kennzeichnungspflichten für bestimmte Einwegkunststoffprodukte. Auch die geplante Verpflichtung, Essen oder Getränke zum Mitnehmen ab 2023 auch in Mehrwegverpackungen anzubieten, ist sinnvoll und wird zu weniger Plastik in der Umwelt führen. Wir müssen uns jetzt viel stärker auch um die anderen Bereiche kümmern – den Reifenabrieb, die Einträge aus dem Baubereich oder aus Landwirtschaft und Gartenbau. So sollten zum Beispiel Grenzwerte für Reifenabrieb eingeführt werden. Das Umweltbundesamt unterstützt daher die Entwicklung von Messmethoden und deren Umsetzung auf EU-Ebene mit Untersuchungen im Rahmen eines eigenen Forschungsprojektes.“ Insgesamt, über die oben genannten Bereiche hinweg, stammt ein Großteil des Kunststoffeintrags aus Produkten, die zur umweltoffenen Anwendung hergestellt und dort eingesetzt werden – z.B. landwirtschaftliche Folien, Baufolien, Palisaden, Spiel- und Sportgeräte, Rankhilfen, Verbissschutz, Farben, Textilien oder Autoreifen. Im Laufe ihrer Nutzung können durch Abnutzung, Abrieb oder Zersetzung kleinere Kunststoffpartikel entstehen und in die Umwelt gelangen, aus der sie dann nicht wieder entfernt werden können. Von umweltoffen eingesetzten Kunststoffprodukten verbleiben etwa 150.500 bis 253.000 Tonnen in der Umwelt. Kunststoffe in der Umwelt sind ein großes Problem, da sie sich nicht oder nur sehr schlecht abbauen und sich dadurch in der Umwelt anreichern sowie einzelne Lebewesen wie auch ganze Ökosysteme stark beeinträchtigen können. Auch Produkte aus sogenannten biologisch abbaubaren Kunststoffen sind keine Alternative, da sie sich nur unter sehr speziellen Bedingungen abbauen, die in der Umwelt meist nicht gegeben sind. Für zielgerichtete und effektive Maßnahmen gegen Kunststoffeinträge ist die Kenntnis über Eintragsquellen, Eintragspfade und Eintragsmengen entscheidend. Wesentlich ist auch die Frage, ob bzw. wieviel der einmal eingetragenen Kunststoffe überhaupt wieder entfernt werden können. Das nun entwickelte Modell erlaubt erstmals eine objektive Einschätzung der Gesamtrelevanz der Thematik und zeigt Haupteintragsquellen auf. Bisher lagen Daten zu Kunststoffeinträgen in die Umwelt lediglich vereinzelt vor, meist im Zusammenhang mit gelitterten Abfällen und in Form von Stückzahlen. Zentrales Ziel des Vorhabens war daher die Entwicklung einer Methodik, mit der in einem zweiten Schritt die Masse an Kunststoffen abgeschätzt wurde, die in Deutschland auf verschiedenen Wegen in die Umwelt gelangen und dort dauerhaft verbleiben – also beispielsweise auch nach Reinigungs- oder Rückbaumaßnahmen. Die Studie zeigt aber auch weiteren Forschungsbedarf auf: Zum Teil bestehen erhebliche Datenlücken, so dass auf Basis zahlreicher Annahmen gerechnet werden musste. Die Ergebnisse sind dementsprechend mit Unsicherheiten behaftet, dies zeigt sich auch in den großen Spannbreiten der Werte. Die Datenlage sollte daher zukünftig verbessert und das Modell fortgeschrieben werden, um die Kenntnisse über Kunststoffeinträge in die Umwelt zu verbessern und passgenaue Maßnahmen zu entwickeln. Bei der Interpretation der Ergebnisse ist folgendes zu beachten: Bei den umweltoffen verwendeten Kunststoffprodukten ergibt sich der Verbleib in der Umwelt aus Einträgen, die über die gesamte Nutzungsdauer von zum Teil Jahren bis Jahrzehnten (z.B. durch Abrieb, Verwitterung, Beschädigung) stattfinden sowie dadurch, dass die Produkte nach dem Ende ihrer Nutzung nicht immer vollständig wieder aus der Umwelt entfernt werden (z.B. durch Rückbau). Das heißt, zwischen dem Jahr des Inverkehrbringens und dem Eintreten des Verbleibs in der Umwelt liegt ein deutlicher zeitlicher Versatz. In dem hier verwendeten Modellierungsansatz wird dieser zukünftige Verbleib in der Umwelt in das Jahr der ursprünglichen Verwendung der Kunststoffprodukte vorgezogen. Bei den gelitterten Kunststoffabfällen ergibt sich der Verbleib dagegen aus den Einträgen innerhalb eines Jahres. Hier kann davon ausgegangen werden, dass Eintrag und Beginn des Verbleibs unmittelbar aufeinanderfolgen, also im gleichen Betrachtungszeitraum stattfinden.

Quellen für Mikroplastik mit Relevanz für den Meeresschutz in Deutschland

Die Studie präsentiert erste Ergebnisse zu den Verwendungsmengen von Mikropartikeln aus Kunststoff in kosmetischen Produkten und weiteren Anwendungsbereichen. Primäre Mikropartikel aus Kunststoff werden direkt in mikroskopischer Größe hergestellt. Erste Schätzungen hierfür geben einen Einsatz von 500 Tonnen primärer Mikropartikel aus Polyethylen an, die jährlich in Deutschland in kosmetischen Mitteln verwendet werden. Die Einsatzmengen in Wasch- und Desinfektionsmitteln sowie Strahlmitteln in Deutschland schätzen die Autoren auf jeweils unter 100 Tonnen pro Jahr. Für die Einsatzmengen von Mikropartikeln in Kunststoffwachsen erwarten die Autoren dagegen etwa 100.000 Tonnen. Über die Einsatzmengen in den verschiedenen anderen Anwendungen liegen derzeit keine genaueren Angaben vor, so dass die gesamte Einsatzmenge von primären Mikropartikeln in Deutschland nicht beziffert werden kann. Die Zersetzung von Kunststoffmüll ist die wichtigste Quelle für die Entstehung von Mikropartikeln, hierbei spricht man von sekundären Kunststoffartikeln. Wissenschaftliche Schätzungen gehen davon aus, dass circa sechs bis zehn Prozent der weltweiten Kunststoffproduktion ihren Weg in die Weltmeere finden. Weitere Quellen für Mikropartikel aus Kunststoff sind u.a. Chemiefasern, die aus der Kleidung und sonstigen Textilien ausgewaschen werden, Reifenabrieb im Straßenverkehr sowie  Verlust von Granulaten bei der Herstellung und Weiterverarbeitung von Kunststoffen. Weitere Arbeiten zu ihrer Quantifizierung sind erforderlich. Veröffentlicht in Texte | 63/2015.

Metall\Fe-roh-DE-2030

Im Hochofen wird das Eisenerz aus Sinter, Pellets oder Stückerz mit Koks zu Eisen reduziert und dabei geschmolzen. Die mineralischen Begleiter aus Eisenerz und Koks bilden zusammen mit den Zuschlägen die Schlacke. Zusätzliche Prozeßwärme wird durch partielle Oxidation des Kokses mit erhitzter Luft (Wind) erzeugt, der dem Hochofen im unteren Teil zugeführt wird. Ein Teil des Kokses kann dabei durch andere Energieträger wie Kohle oder Schweröl ersetzt werden. Alle Daten sind auf Deutschland bezogen. Allokation: Der Hochofen „produziert" Gichtgas aus der partiellen Oxidation der fossilen Energieträger. Das gereinigte Gichtgas wird zu einem Drittel verbraucht, um den Wind vorzuwärmen. Aus dem restlichen Gichtgas wird Strom produziert. Genese der Daten: Material- und Energiebilanz wurden aus #1 und #2 zusammengestellt und in #3 diskutiert. Es wird angenommen, daß 33% des intern entstandenen Gichtgases von insgesamt 6 GJ/t RE zur Erhitzung des Windes verbrannt wird, die restlichen 66% werden zur Stromerzeugung genutzt. Da auf einen Austausch der Energieträger Kokereigas und Gichtgas verzichtet wird, folgt die Bilanzierung damit weitgehend dem Energieverteilungsplan nach (Ullmann 1989). Aus Ullmann wird ebenfalls der elektrische Wirkungsgrad von 0,374 übernommen. Es werden somit 1,5 GJ/t RE Strom erzeugt. Die Emissionsfaktoren sind aus (UBA 1995) sowie aus eigenen Berechnungen gewonnen worden. Die Tabelle gibt einen Überblick über die Zusammensetzung der Emissionen. Emission prozessbedingte Feuerung Feuerung kg/t RE Winderhitzer Kraftwerk CO2 1419 CO 1,18 0,095 0,38 1,655 CH4 - NMVOC - SO2 0,06 0,0066 0,013 0,08 NOx 0,133 0,76 0,893 Staub 1,0 1 Die Daten für prozessbedingte Emissionen sind aus (UBA 1995) entnommen worden. Die Emissionen werden durch Undichtigkeiten des Gichtgassystems und Emissionen aus der Gießhalle verursacht. Da es sich um keine gefaßten Emissionen handelt, sind die Emissionen vom UBA geschätzt bzw. aus Einzelmessungen hochgerechnet. Für Stickoxide sind keine Emissionsfaktoren erhoben worden, obwohl beim Abstich Stickoxide entstehen können. Emissionsfaktoren zur Feuerung der Gichtgase liegen vom UBA (UBA 1989) vor und wurden für SO2 übernommen. Die Emissionsfaktoren für Stickoxide sind aufgrund der Aufspaltung der Gichtgasnutzung in Winderhitzer und Kraftwerk nicht anwendbar. Zur Berechnung der Stickoxide sind für den Winderhitzer 50 mg Nox/ Nm3 und für das Kraftwerk 200 mg NOx/Nm3 bei 6 Vol-% Restsauerstoff angesetzt worden. Für CO werden 50 mg CO/Nm3 beim Winderhitzer und 100 mg CO/Nm3 beim Kraftwerk berechnet. CO2 ist aus dem Kohlenstoffinput direkt berechnet worden, ohne Abzug des im Roheisen verbleibenden Kohlenstoff. Die Wasserinanspruchnahme von 3,24 m3/t Prozeßwasser wird nach #2 zur Kühlung der Gicht, zur Granulierung der Schlacke und zur Naßwäsche eingesetzt. Zur Kühlung der Außenhaut wird 2 m3/t Kühlwasser nach #2 gebraucht. Als Produktionsabfall entsteht Schlacke (235 kg/t) sowie Gichtgasstaub (5 kg/t) und Gichtgasschlamm (5 kg/t). Gichtgasstaub wird rezykliert und daher nicht bilanziert. Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Grundstoffe-Sonstige gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2030 Lebensdauer: 20a Leistung: 1t/h Nutzungsgrad: 98% Produkt: Metalle - Eisen/Stahl Verwendete Allokation: Allokation durch Gutschriften

Metall\Fe-roh-DE-2020

Im Hochofen wird das Eisenerz aus Sinter, Pellets oder Stückerz mit Koks zu Eisen reduziert und dabei geschmolzen. Die mineralischen Begleiter aus Eisenerz und Koks bilden zusammen mit den Zuschlägen die Schlacke. Zusätzliche Prozeßwärme wird durch partielle Oxidation des Kokses mit erhitzter Luft (Wind) erzeugt, der dem Hochofen im unteren Teil zugeführt wird. Ein Teil des Kokses kann dabei durch andere Energieträger wie Kohle oder Schweröl ersetzt werden. Alle Daten sind auf Deutschland bezogen. Allokation: Der Hochofen „produziert" Gichtgas aus der partiellen Oxidation der fossilen Energieträger. Das gereinigte Gichtgas wird zu einem Drittel verbraucht, um den Wind vorzuwärmen. Aus dem restlichen Gichtgas wird Strom produziert. Genese der Daten: Material- und Energiebilanz wurden aus #1 und #2 zusammengestellt und in #3 diskutiert. Es wird angenommen, daß 33% des intern entstandenen Gichtgases von insgesamt 6 GJ/t RE zur Erhitzung des Windes verbrannt wird, die restlichen 66% werden zur Stromerzeugung genutzt. Da auf einen Austausch der Energieträger Kokereigas und Gichtgas verzichtet wird, folgt die Bilanzierung damit weitgehend dem Energieverteilungsplan nach (Ullmann 1989). Aus Ullmann wird ebenfalls der elektrische Wirkungsgrad von 0,374 übernommen. Es werden somit 1,5 GJ/t RE Strom erzeugt. Die Emissionsfaktoren sind aus (UBA 1995) sowie aus eigenen Berechnungen gewonnen worden. Die Tabelle gibt einen Überblick über die Zusammensetzung der Emissionen. Emission prozessbedingte Feuerung Feuerung kg/t RE Winderhitzer Kraftwerk CO2 1419 CO 1,18 0,095 0,38 1,655 CH4 - NMVOC - SO2 0,06 0,0066 0,013 0,08 NOx 0,133 0,76 0,893 Staub 1,0 1 Die Daten für prozessbedingte Emissionen sind aus (UBA 1995) entnommen worden. Die Emissionen werden durch Undichtigkeiten des Gichtgassystems und Emissionen aus der Gießhalle verursacht. Da es sich um keine gefaßten Emissionen handelt, sind die Emissionen vom UBA geschätzt bzw. aus Einzelmessungen hochgerechnet. Für Stickoxide sind keine Emissionsfaktoren erhoben worden, obwohl beim Abstich Stickoxide entstehen können. Emissionsfaktoren zur Feuerung der Gichtgase liegen vom UBA (UBA 1989) vor und wurden für SO2 übernommen. Die Emissionsfaktoren für Stickoxide sind aufgrund der Aufspaltung der Gichtgasnutzung in Winderhitzer und Kraftwerk nicht anwendbar. Zur Berechnung der Stickoxide sind für den Winderhitzer 50 mg Nox/ Nm3 und für das Kraftwerk 200 mg NOx/Nm3 bei 6 Vol-% Restsauerstoff angesetzt worden. Für CO werden 50 mg CO/Nm3 beim Winderhitzer und 100 mg CO/Nm3 beim Kraftwerk berechnet. CO2 ist aus dem Kohlenstoffinput direkt berechnet worden, ohne Abzug des im Roheisen verbleibenden Kohlenstoff. Die Wasserinanspruchnahme von 3,24 m3/t Prozeßwasser wird nach #2 zur Kühlung der Gicht, zur Granulierung der Schlacke und zur Naßwäsche eingesetzt. Zur Kühlung der Außenhaut wird 2 m3/t Kühlwasser nach #2 gebraucht. Als Produktionsabfall entsteht Schlacke (235 kg/t) sowie Gichtgasstaub (5 kg/t) und Gichtgasschlamm (5 kg/t). Gichtgasstaub wird rezykliert und daher nicht bilanziert. Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Grundstoffe-Sonstige gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2020 Lebensdauer: 20a Leistung: 1t/h Nutzungsgrad: 98% Produkt: Metalle - Eisen/Stahl Verwendete Allokation: Allokation durch Gutschriften

Metall\Fe-roh-DE-2015

Im Hochofen wird das Eisenerz aus Sinter, Pellets oder Stückerz mit Koks zu Eisen reduziert und dabei geschmolzen. Die mineralischen Begleiter aus Eisenerz und Koks bilden zusammen mit den Zuschlägen die Schlacke. Zusätzliche Prozeßwärme wird durch partielle Oxidation des Kokses mit erhitzter Luft (Wind) erzeugt, der dem Hochofen im unteren Teil zugeführt wird. Ein Teil des Kokses kann dabei durch andere Energieträger wie Kohle oder Schweröl ersetzt werden. Alle Daten sind auf Deutschland bezogen. Allokation: Der Hochofen „produziert" Gichtgas aus der partiellen Oxidation der fossilen Energieträger. Das gereinigte Gichtgas wird zu einem Drittel verbraucht, um den Wind vorzuwärmen. Aus dem restlichen Gichtgas wird Strom produziert. Genese der Daten: Material- und Energiebilanz wurden aus #1 und #2 zusammengestellt und in #3 diskutiert. Es wird angenommen, daß 33% des intern entstandenen Gichtgases von insgesamt 6 GJ/t RE zur Erhitzung des Windes verbrannt wird, die restlichen 66% werden zur Stromerzeugung genutzt. Da auf einen Austausch der Energieträger Kokereigas und Gichtgas verzichtet wird, folgt die Bilanzierung damit weitgehend dem Energieverteilungsplan nach (Ullmann 1989). Aus Ullmann wird ebenfalls der elektrische Wirkungsgrad von 0,374 übernommen. Es werden somit 1,5 GJ/t RE Strom erzeugt. Die Emissionsfaktoren sind aus (UBA 1995) sowie aus eigenen Berechnungen gewonnen worden. Die Tabelle gibt einen Überblick über die Zusammensetzung der Emissionen. Emission prozessbedingte Feuerung Feuerung kg/t RE Winderhitzer Kraftwerk CO2 1419 CO 1,18 0,095 0,38 1,655 CH4 - NMVOC - SO2 0,06 0,0066 0,013 0,08 NOx 0,133 0,76 0,893 Staub 1,0 1 Die Daten für prozessbedingte Emissionen sind aus (UBA 1995) entnommen worden. Die Emissionen werden durch Undichtigkeiten des Gichtgassystems und Emissionen aus der Gießhalle verursacht. Da es sich um keine gefaßten Emissionen handelt, sind die Emissionen vom UBA geschätzt bzw. aus Einzelmessungen hochgerechnet. Für Stickoxide sind keine Emissionsfaktoren erhoben worden, obwohl beim Abstich Stickoxide entstehen können. Emissionsfaktoren zur Feuerung der Gichtgase liegen vom UBA (UBA 1989) vor und wurden für SO2 übernommen. Die Emissionsfaktoren für Stickoxide sind aufgrund der Aufspaltung der Gichtgasnutzung in Winderhitzer und Kraftwerk nicht anwendbar. Zur Berechnung der Stickoxide sind für den Winderhitzer 50 mg Nox/ Nm3 und für das Kraftwerk 200 mg NOx/Nm3 bei 6 Vol-% Restsauerstoff angesetzt worden. Für CO werden 50 mg CO/Nm3 beim Winderhitzer und 100 mg CO/Nm3 beim Kraftwerk berechnet. CO2 ist aus dem Kohlenstoffinput direkt berechnet worden, ohne Abzug des im Roheisen verbleibenden Kohlenstoff. Die Wasserinanspruchnahme von 3,24 m3/t Prozeßwasser wird nach #2 zur Kühlung der Gicht, zur Granulierung der Schlacke und zur Naßwäsche eingesetzt. Zur Kühlung der Außenhaut wird 2 m3/t Kühlwasser nach #2 gebraucht. Als Produktionsabfall entsteht Schlacke (235 kg/t) sowie Gichtgasstaub (5 kg/t) und Gichtgasschlamm (5 kg/t). Gichtgasstaub wird rezykliert und daher nicht bilanziert. Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Grundstoffe-Sonstige gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2015 Lebensdauer: 20a Leistung: 1t/h Nutzungsgrad: 98% Produkt: Metalle - Eisen/Stahl Verwendete Allokation: Allokation durch Gutschriften

Metall\Fe-roh-DE-2050

Im Hochofen wird das Eisenerz aus Sinter, Pellets oder Stückerz mit Koks zu Eisen reduziert und dabei geschmolzen. Die mineralischen Begleiter aus Eisenerz und Koks bilden zusammen mit den Zuschlägen die Schlacke. Zusätzliche Prozeßwärme wird durch partielle Oxidation des Kokses mit erhitzter Luft (Wind) erzeugt, der dem Hochofen im unteren Teil zugeführt wird. Ein Teil des Kokses kann dabei durch andere Energieträger wie Kohle oder Schweröl ersetzt werden. Alle Daten sind auf Deutschland bezogen. Allokation: Der Hochofen „produziert" Gichtgas aus der partiellen Oxidation der fossilen Energieträger. Das gereinigte Gichtgas wird zu einem Drittel verbraucht, um den Wind vorzuwärmen. Aus dem restlichen Gichtgas wird Strom produziert. Genese der Daten: Material- und Energiebilanz wurden aus #1 und #2 zusammengestellt und in #3 diskutiert. Es wird angenommen, daß 33% des intern entstandenen Gichtgases von insgesamt 6 GJ/t RE zur Erhitzung des Windes verbrannt wird, die restlichen 66% werden zur Stromerzeugung genutzt. Da auf einen Austausch der Energieträger Kokereigas und Gichtgas verzichtet wird, folgt die Bilanzierung damit weitgehend dem Energieverteilungsplan nach (Ullmann 1989). Aus Ullmann wird ebenfalls der elektrische Wirkungsgrad von 0,374 übernommen. Es werden somit 1,5 GJ/t RE Strom erzeugt. Die Emissionsfaktoren sind aus (UBA 1995) sowie aus eigenen Berechnungen gewonnen worden. Die Tabelle gibt einen Überblick über die Zusammensetzung der Emissionen. Emission prozessbedingte Feuerung Feuerung kg/t RE Winderhitzer Kraftwerk CO2 1419 CO 1,18 0,095 0,38 1,655 CH4 - NMVOC - SO2 0,06 0,0066 0,013 0,08 NOx 0,133 0,76 0,893 Staub 1,0 1 Die Daten für prozessbedingte Emissionen sind aus (UBA 1995) entnommen worden. Die Emissionen werden durch Undichtigkeiten des Gichtgassystems und Emissionen aus der Gießhalle verursacht. Da es sich um keine gefaßten Emissionen handelt, sind die Emissionen vom UBA geschätzt bzw. aus Einzelmessungen hochgerechnet. Für Stickoxide sind keine Emissionsfaktoren erhoben worden, obwohl beim Abstich Stickoxide entstehen können. Emissionsfaktoren zur Feuerung der Gichtgase liegen vom UBA (UBA 1989) vor und wurden für SO2 übernommen. Die Emissionsfaktoren für Stickoxide sind aufgrund der Aufspaltung der Gichtgasnutzung in Winderhitzer und Kraftwerk nicht anwendbar. Zur Berechnung der Stickoxide sind für den Winderhitzer 50 mg Nox/ Nm3 und für das Kraftwerk 200 mg NOx/Nm3 bei 6 Vol-% Restsauerstoff angesetzt worden. Für CO werden 50 mg CO/Nm3 beim Winderhitzer und 100 mg CO/Nm3 beim Kraftwerk berechnet. CO2 ist aus dem Kohlenstoffinput direkt berechnet worden, ohne Abzug des im Roheisen verbleibenden Kohlenstoff. Die Wasserinanspruchnahme von 3,24 m3/t Prozeßwasser wird nach #2 zur Kühlung der Gicht, zur Granulierung der Schlacke und zur Naßwäsche eingesetzt. Zur Kühlung der Außenhaut wird 2 m3/t Kühlwasser nach #2 gebraucht. Als Produktionsabfall entsteht Schlacke (235 kg/t) sowie Gichtgasstaub (5 kg/t) und Gichtgasschlamm (5 kg/t). Gichtgasstaub wird rezykliert und daher nicht bilanziert. Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Grundstoffe-Sonstige gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2050 Lebensdauer: 20a Leistung: 1t/h Nutzungsgrad: 98% Produkt: Metalle - Eisen/Stahl Verwendete Allokation: Allokation durch Gutschriften

Metall\Fe-roh-DE-2005

Im Hochofen wird das Eisenerz aus Sinter, Pellets oder Stückerz mit Koks zu Eisen reduziert und dabei geschmolzen. Die mineralischen Begleiter aus Eisenerz und Koks bilden zusammen mit den Zuschlägen die Schlacke. Zusätzliche Prozeßwärme wird durch partielle Oxidation des Kokses mit erhitzter Luft (Wind) erzeugt, der dem Hochofen im unteren Teil zugeführt wird. Ein Teil des Kokses kann dabei durch andere Energieträger wie Kohle oder Schweröl ersetzt werden. Alle Daten sind auf Deutschland bezogen. Allokation: Der Hochofen „produziert" Gichtgas aus der partiellen Oxidation der fossilen Energieträger. Das gereinigte Gichtgas wird zu einem Drittel verbraucht, um den Wind vorzuwärmen. Aus dem restlichen Gichtgas wird Strom produziert. Genese der Daten: Material- und Energiebilanz wurden aus #1 und #2 zusammengestellt und in #3 diskutiert. Es wird angenommen, daß 33% des intern entstandenen Gichtgases von insgesamt 6 GJ/t RE zur Erhitzung des Windes verbrannt wird, die restlichen 66% werden zur Stromerzeugung genutzt. Da auf einen Austausch der Energieträger Kokereigas und Gichtgas verzichtet wird, folgt die Bilanzierung damit weitgehend dem Energieverteilungsplan nach (Ullmann 1989). Aus Ullmann wird ebenfalls der elektrische Wirkungsgrad von 0,374 übernommen. Es werden somit 1,5 GJ/t RE Strom erzeugt. Die Emissionsfaktoren sind aus (UBA 1995) sowie aus eigenen Berechnungen gewonnen worden. Die Tabelle gibt einen Überblick über die Zusammensetzung der Emissionen. Emission prozessbedingte Feuerung Feuerung kg/t RE Winderhitzer Kraftwerk CO2 1419 CO 1,18 0,095 0,38 1,655 CH4 - NMVOC - SO2 0,06 0,0066 0,013 0,08 NOx 0,133 0,76 0,893 Staub 1,0 1 Die Daten für prozessbedingte Emissionen sind aus (UBA 1995) entnommen worden. Die Emissionen werden durch Undichtigkeiten des Gichtgassystems und Emissionen aus der Gießhalle verursacht. Da es sich um keine gefaßten Emissionen handelt, sind die Emissionen vom UBA geschätzt bzw. aus Einzelmessungen hochgerechnet. Für Stickoxide sind keine Emissionsfaktoren erhoben worden, obwohl beim Abstich Stickoxide entstehen können. Emissionsfaktoren zur Feuerung der Gichtgase liegen vom UBA (UBA 1989) vor und wurden für SO2 übernommen. Die Emissionsfaktoren für Stickoxide sind aufgrund der Aufspaltung der Gichtgasnutzung in Winderhitzer und Kraftwerk nicht anwendbar. Zur Berechnung der Stickoxide sind für den Winderhitzer 50 mg Nox/ Nm3 und für das Kraftwerk 200 mg NOx/Nm3 bei 6 Vol-% Restsauerstoff angesetzt worden. Für CO werden 50 mg CO/Nm3 beim Winderhitzer und 100 mg CO/Nm3 beim Kraftwerk berechnet. CO2 ist aus dem Kohlenstoffinput direkt berechnet worden, ohne Abzug des im Roheisen verbleibenden Kohlenstoff. Die Wasserinanspruchnahme von 3,24 m3/t Prozeßwasser wird nach #2 zur Kühlung der Gicht, zur Granulierung der Schlacke und zur Naßwäsche eingesetzt. Zur Kühlung der Außenhaut wird 2 m3/t Kühlwasser nach #2 gebraucht. Als Produktionsabfall entsteht Schlacke (235 kg/t) sowie Gichtgasstaub (5 kg/t) und Gichtgasschlamm (5 kg/t). Gichtgasstaub wird rezykliert und daher nicht bilanziert. Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Grundstoffe-Sonstige gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2005 Lebensdauer: 20a Leistung: 1t/h Nutzungsgrad: 98% Produkt: Metalle - Eisen/Stahl Verwendete Allokation: Allokation durch Gutschriften

Metall\Fe-roh-DE-2000

Im Hochofen wird das Eisenerz aus Sinter, Pellets oder Stückerz mit Koks zu Eisen reduziert und dabei geschmolzen. Die mineralischen Begleiter aus Eisenerz und Koks bilden zusammen mit den Zuschlägen die Schlacke. Zusätzliche Prozeßwärme wird durch partielle Oxidation des Kokses mit erhitzter Luft (Wind) erzeugt, der dem Hochofen im unteren Teil zugeführt wird. Ein Teil des Kokses kann dabei durch andere Energieträger wie Kohle oder Schweröl ersetzt werden. Alle Daten sind auf Deutschland bezogen. Allokation: Der Hochofen „produziert" Gichtgas aus der partiellen Oxidation der fossilen Energieträger. Das gereinigte Gichtgas wird zu einem Drittel verbraucht, um den Wind vorzuwärmen. Aus dem restlichen Gichtgas wird Strom produziert. Genese der Daten: Material- und Energiebilanz wurden aus #1 und #2 zusammengestellt und in #3 diskutiert. Es wird angenommen, daß 33% des intern entstandenen Gichtgases von insgesamt 6 GJ/t RE zur Erhitzung des Windes verbrannt wird, die restlichen 66% werden zur Stromerzeugung genutzt. Da auf einen Austausch der Energieträger Kokereigas und Gichtgas verzichtet wird, folgt die Bilanzierung damit weitgehend dem Energieverteilungsplan nach (Ullmann 1989). Aus Ullmann wird ebenfalls der elektrische Wirkungsgrad von 0,374 übernommen. Es werden somit 1,5 GJ/t RE Strom erzeugt. Die Emissionsfaktoren sind aus (UBA 1995) sowie aus eigenen Berechnungen gewonnen worden. Die Tabelle gibt einen Überblick über die Zusammensetzung der Emissionen. Emission prozessbedingte Feuerung Feuerung kg/t RE Winderhitzer Kraftwerk CO2 1419 CO 1,18 0,095 0,38 1,655 CH4 - NMVOC - SO2 0,06 0,0066 0,013 0,08 NOx 0,133 0,76 0,893 Staub 1,0 1 Die Daten für prozessbedingte Emissionen sind aus (UBA 1995) entnommen worden. Die Emissionen werden durch Undichtigkeiten des Gichtgassystems und Emissionen aus der Gießhalle verursacht. Da es sich um keine gefaßten Emissionen handelt, sind die Emissionen vom UBA geschätzt bzw. aus Einzelmessungen hochgerechnet. Für Stickoxide sind keine Emissionsfaktoren erhoben worden, obwohl beim Abstich Stickoxide entstehen können. Emissionsfaktoren zur Feuerung der Gichtgase liegen vom UBA (UBA 1989) vor und wurden für SO2 übernommen. Die Emissionsfaktoren für Stickoxide sind aufgrund der Aufspaltung der Gichtgasnutzung in Winderhitzer und Kraftwerk nicht anwendbar. Zur Berechnung der Stickoxide sind für den Winderhitzer 50 mg Nox/ Nm3 und für das Kraftwerk 200 mg NOx/Nm3 bei 6 Vol-% Restsauerstoff angesetzt worden. Für CO werden 50 mg CO/Nm3 beim Winderhitzer und 100 mg CO/Nm3 beim Kraftwerk berechnet. CO2 ist aus dem Kohlenstoffinput direkt berechnet worden, ohne Abzug des im Roheisen verbleibenden Kohlenstoff. Die Wasserinanspruchnahme von 3,24 m3/t Prozeßwasser wird nach #2 zur Kühlung der Gicht, zur Granulierung der Schlacke und zur Naßwäsche eingesetzt. Zur Kühlung der Außenhaut wird 2 m3/t Kühlwasser nach #2 gebraucht. Als Produktionsabfall entsteht Schlacke (235 kg/t) sowie Gichtgasstaub (5 kg/t) und Gichtgasschlamm (5 kg/t). Gichtgasstaub wird rezykliert und daher nicht bilanziert. Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Grundstoffe-Sonstige gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2000 Lebensdauer: 20a Leistung: 1t/h Nutzungsgrad: 98% Produkt: Metalle - Eisen/Stahl Verwendete Allokation: Allokation durch Gutschriften

Metall\Fe-roh-DE-2010

Im Hochofen wird das Eisenerz aus Sinter, Pellets oder Stückerz mit Koks zu Eisen reduziert und dabei geschmolzen. Die mineralischen Begleiter aus Eisenerz und Koks bilden zusammen mit den Zuschlägen die Schlacke. Zusätzliche Prozeßwärme wird durch partielle Oxidation des Kokses mit erhitzter Luft (Wind) erzeugt, der dem Hochofen im unteren Teil zugeführt wird. Ein Teil des Kokses kann dabei durch andere Energieträger wie Kohle oder Schweröl ersetzt werden. Alle Daten sind auf Deutschland bezogen. Allokation: Der Hochofen „produziert" Gichtgas aus der partiellen Oxidation der fossilen Energieträger. Das gereinigte Gichtgas wird zu einem Drittel verbraucht, um den Wind vorzuwärmen. Aus dem restlichen Gichtgas wird Strom produziert. Genese der Daten: Material- und Energiebilanz wurden aus #1 und #2 zusammengestellt und in #3 diskutiert. Es wird angenommen, daß 33% des intern entstandenen Gichtgases von insgesamt 6 GJ/t RE zur Erhitzung des Windes verbrannt wird, die restlichen 66% werden zur Stromerzeugung genutzt. Da auf einen Austausch der Energieträger Kokereigas und Gichtgas verzichtet wird, folgt die Bilanzierung damit weitgehend dem Energieverteilungsplan nach (Ullmann 1989). Aus Ullmann wird ebenfalls der elektrische Wirkungsgrad von 0,374 übernommen. Es werden somit 1,5 GJ/t RE Strom erzeugt. Die Emissionsfaktoren sind aus (UBA 1995) sowie aus eigenen Berechnungen gewonnen worden. Die Tabelle gibt einen Überblick über die Zusammensetzung der Emissionen. Emission prozessbedingte Feuerung Feuerung kg/t RE Winderhitzer Kraftwerk CO2 1419 CO 1,18 0,095 0,38 1,655 CH4 - NMVOC - SO2 0,06 0,0066 0,013 0,08 NOx 0,133 0,76 0,893 Staub 1,0 1 Die Daten für prozessbedingte Emissionen sind aus (UBA 1995) entnommen worden. Die Emissionen werden durch Undichtigkeiten des Gichtgassystems und Emissionen aus der Gießhalle verursacht. Da es sich um keine gefaßten Emissionen handelt, sind die Emissionen vom UBA geschätzt bzw. aus Einzelmessungen hochgerechnet. Für Stickoxide sind keine Emissionsfaktoren erhoben worden, obwohl beim Abstich Stickoxide entstehen können. Emissionsfaktoren zur Feuerung der Gichtgase liegen vom UBA (UBA 1989) vor und wurden für SO2 übernommen. Die Emissionsfaktoren für Stickoxide sind aufgrund der Aufspaltung der Gichtgasnutzung in Winderhitzer und Kraftwerk nicht anwendbar. Zur Berechnung der Stickoxide sind für den Winderhitzer 50 mg Nox/ Nm3 und für das Kraftwerk 200 mg NOx/Nm3 bei 6 Vol-% Restsauerstoff angesetzt worden. Für CO werden 50 mg CO/Nm3 beim Winderhitzer und 100 mg CO/Nm3 beim Kraftwerk berechnet. CO2 ist aus dem Kohlenstoffinput direkt berechnet worden, ohne Abzug des im Roheisen verbleibenden Kohlenstoff. Die Wasserinanspruchnahme von 3,24 m3/t Prozeßwasser wird nach #2 zur Kühlung der Gicht, zur Granulierung der Schlacke und zur Naßwäsche eingesetzt. Zur Kühlung der Außenhaut wird 2 m3/t Kühlwasser nach #2 gebraucht. Als Produktionsabfall entsteht Schlacke (235 kg/t) sowie Gichtgasstaub (5 kg/t) und Gichtgasschlamm (5 kg/t). Gichtgasstaub wird rezykliert und daher nicht bilanziert. Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Grundstoffe-Sonstige gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2010 Lebensdauer: 20a Leistung: 1t/h Nutzungsgrad: 98% Produkt: Metalle - Eisen/Stahl Verwendete Allokation: Allokation durch Gutschriften

Chem-Org\LDPE-DE-2030

LDPE-Polymerisation: In dieser Prozeßeinheit wird die Polymerisation von Ethylen zu LDPE (Low Density PolyEthylen) betrachtet. LDPE wird in einem Hochdruckverfahren hergestellt, wobei entweder ein Röhrenreaktor oder ein Autoklav als Reaktor eingesetzt wird. In einem ersten Schritt wird der Rohstoff Ethylen verdichtet. Anschließend findet in einem Röhrenreaktor oder einem Autoklaven unter hohem Druck und Temperatur mit Hilfe eines Radikalstarters (Peroxid) und Katalysators (Chrom- oder Titan-Basis) die Polymerisation von Ethylen statt. Danach wird das Reaktionsgemisch aufgetrennt. Nicht umgesetztes Ethylen wird nach erneuter Verdichtung wieder dem Reaktor zugeführt. Das Polymerisat (LDPE) wird in einem weiteren Trennungsschritt von noch verbliebenem Ethylen und entstandenen Ölen befreit. Es folgen die Extrusion, Granulierung, Trocknung, Lagerung oder Verpackung des Produkts. Prozess-Situierung: Bei den Polyethylen(PE)-Kunststoffen kann man drei verschiedene Polymere unterscheiden: HDPE (high density polyethylen), LLDPE (linear low density polyethylen) und LDPE (low density polyethylen). Die weltweiten Produktionskapazitäten der verschiedenen PE-Kunststoffe in 1000 t können für das Jahr 1990 der nachfolgenden Tabelle 1 entnommen werden (Ullmann 1992). Nach (APME 1994) wurden in Westeuropa 1994 3,614 Mio. t HDPE, 1,267 Mio. t LLDPE und 4,856 Mio. t LDPE (Gesamtsumme an PE: 9,737 Mio. t) produziert. Tabelle 1 PE-Produktionskapazitäten in 1000 t für das Jahr 1990. Region LDPE LLDPE HDPE gesamt PE Nordamerika 3957 3746 3425 11128 Westeuropa 5363 1278 2693 9334 Osteuropa 2034 5 1168 3207 Japan 1388 467 1025 2880 Sonstige 2856 1258 3119 7233 Summe 15598 6754 11430 33782 Für die Bilanzierung der LDPE-Herstellung wurden die Literaturquellen (Brown 1985), (Tellus 1992), (BUWAL 1991), (PWMI 1993), (OEKO 1992c) und (Ullmann 1992) untersucht. Die Daten der Studien (Brown 1985) (Energiewerte) und (Tellus 1992) (Emissionswerte) beziehen sich auf die Herstellung von LDPE in den USA und repräsentieren den Stand der Technik Anfang der 80er Jahre. Die BUWAL-Studie (Massenbilanz, Abwasserwerte) betrachtet die Produktion in Westeuropa Ende der 80er Jahre. Allokation: keine Genese der Daten: - Massenbilanz: Nach #1 werden für die LDPE-Herstellung pro Tonne Produkt 1016,14 kg Ethylen eingesetzt. Für die Polymerisationsreaktion werden weiterhin Hilfsstoffe und Zusätze (3,78 kg) benötigt (#1). Diese Stoffe sind in der BUWAL-Studie nicht weiter spezifiziert. Es wird angenommen, daß es sich dabei um Katalysatoren und Radikalstarter (Peroxide) handelt. Als Nebenausbeute (nicht näher spezifiziert) werden bei BUWAL 4,18 kg (mit einem Heizwert von 0,167 GJ/t LDPE) aufgeführt. Dabei handelt es sich vermutlich um Ethylen und Öle, die im letzten Trennungprozeß vom Produkt abgetrennt und als Energieträger verbrannt werden können. Als feste Abfälle fallen bei der Polymerisation 0,24 kg an. Energiebedarf: Nach #2 werden für die Herstellung von LDPE 2355,2 btu/lb (5,5 GJ/t) Energie benötigt. Davon entfallen 1280,9 btu/lb (3,0 GJ/t) auf elektrische Energie (wovon wiederum 998,9 btu/lb (2,3 GJ/t) an Kompressionsarbeit auf die Verdichtung von Ethylen entfallen) und 1074,3 btu/lb (2,5 GJ/t) auf den Energiegehalt des benötigten Dampfes. Im Vergleich dazu werden bei (Tellus 1992) wesentlich höhere Angaben gemacht. Die Prozeßenergie zur Herstellung von LDPE (7650 btu/lb bzw. 17,8 GJ/t) setzt sich dort aus der elektrischen Energie (6600 btu/lb bzw. 15,4 GJ/t) und dem Energiegehalt des benötigten Dampfes (1050 btu/lb bzw. 2,4 GJ/t) zusammen. Bei (PWMI 1993) wird der Polymerisationsprozeß von Ethylen zu LDPE nicht separat bilanziert. Aus der Differenz der Daten („Total fuels“) aus der LDPE-Herstellung (gesamte Prozeßkette) und der Ethylen-Herstellung kann jedoch ein Energiebedarf für die Polymerisation in einer Größenordnung von 12 GJ abgeschätzt werden. Da in #2 die Energiewerte am besten nachvollzogen werden können, werden diese Angaben für GEMIS verwendet. Prozessbedingte Luftemissionen: Bei der LDPE-Herstellung können prinzipiell flüchtige organische Verbindungen (VOC) als Luftemissionen entweichen. In #3 werden die prozessbedingten VOC-Emissionen bei der LDPE-Herstellung abgeschätzt. Daraus ergibt sich ein Wert von ca. 1,5 - 10 kg VOC/t LDPE. Der größere Wert gibt die Emissionen von alten Anlagen wieder, während der kleinere Wert für Neuanlagen steht. Als Kenziffer für GEMIS wurde der Mittelwert von 5,8 kg VOC/t LDPE eingesetzt. Abwasser: Aus #1 kann entnommen werden, daß für die gesamte Prozeßkette der Herstellung von LDPE der BSB5- und der CSB-Wert gleich null sind. Somit ergeben sich auch für den hier betrachteten Teilschritt der Polymerisation Werte von jeweils 0. Für die Abwasserkennziffern BSB5 und CSB stehen bei (Tellus 1992) nur Angaben zu Rohabwasserwerten zur Verfügung. Als Werte nach Abwasserreinigungsmaßnahmen werden dort eine Vielzahl von Stoffen aufgeführt, von denen hier Chrom, 0,0302 lbs/ton LDPE (umgerechnet 0,015 kg/t), Benzol 0,0149 lbs/ton (umgerechnet 0,0075 kg/t) und Phenol, 0,00176 lbs/ton (umgerechnet 0,00088 kg/t) wiedergegeben wird. Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Grundstoffe-Chemie gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2030 Lebensdauer: 20a Leistung: 1t/h Nutzungsgrad: 98,4% Produkt: Kunststoffe

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