Vorlesung 3 Sachbilanz Flashcards
Was ist eine Sachbilanz?
Zusammenstellung und Quantifizierung von Inputs und Outputs eines Produktes entlang seines Lebensweges (ISO 14044)
- Bestandsaufnahme und Gegenüberstellung aller Stoff- und Energieströme sowie Emissionen
- Umfasst Datensammlung und Berechnugsverfahren zur Erfassung aller Input- und Outputdaten
Was sind die wesentlichen Arbeitsschritte der Sachbilanz?
- Datenerhebung
- Datenberechnung
- Allokation
Was ist bei der Vorbereitung der Datenerhebung zu beachten?
- für jedes Prozessmodul und jeden Transportweg muss ein Datenerhebungsblatt erarbeitet werden, das von Unternehmen/Produktionsstandorten/etc. zur Erhebung der Daten auszufüllen ist
- Datenerhebnugsblätter sind durch ISO 14044 vorgegeben, dürfen aber ergänzt oder modifiziert werden:
- Fragen hinsichtlich der Inputs dürfen aufgenommen werden (um Art der Inputs/der Datengewinnung weiter zu charakterisieren)
- Spalten für andere Faktoren wie z.B. für die Datenqualität (Unsicherheit, gemessen/berechnet/geschätzt) dürfen hinzugefügt werden
Wie können Daten erhoben werden?
- Alle relevanten Inputs und Outputs des Produktes können durch folgende Technik erfasst werden
- Messung,
- Schätzung oder
- Berechnung
- die qualitativen und quantitativen Daten müssen für jedes Prozessmodul, das innerhalb der Systemgrenze liegt, gesammelt werden
- werden Daten aus bereits vorhandener Literatur (Sekundärdaten) verwendet, ist ein Verweis notwenig
- es sollten nach Möglichkeit tatsächliche Messwerte aus dem betrachteten System verwendet werden (Primärdaten)
Welche Maßnahmen müssen bei der Datenerhebung getroffen werden?
Da Daten sowohl aus standortspezifischen als auch öffentlich zugänglichen Datenquellen stammen können, sollten bei der Datenerhebung Maßnahmen getroffen werden, damit ein einheitliches und in sich schlüssiges Verständnis des zu modellierenden Produktsystems erreicht wird (ISO 14044)
- eine grafische Darstellung des speziellen Systemfließbildes, das alle zu modellierenden Prozessmodule einschließt
- eine genaue Beschreibung jedes Prozessmoduls hinsichtlich der Faktoren, die Inputs und Outputs beeinflussen
- eine Auflistung von Flüssen und relevanten Daten für die Betriebsbedingungen, die mit jedem Prozessmodul verbunden sind
- Erstellung einer Liste, in der die verwendeten Einheiten festgelegt sind
- Beschreibung der für die Daten notwendigen Datenerhebung- und Berechnungsmethoden und
- Bereitstellung von Anweisungen, um jeden Sonderfall, jede Unregelmäßigkeit oder andere Vorkommnisse, die mit den gelieferten Daten verbunden sind, eindeutig zu dokumentieren
Welche Kategorien können bei der Datenerhebung aufgestellt werden?
Die ISO 14044 sieht außerdem folgende Hauptgruppen vor, unter denen Daten kategorisiert werden dürfen:
1. Energieinputs, Rohstoffinputs, Betriebsstoffinputs, Hilfsstoffinputs und andere physikalische Inputs;
2. Produkte, Koppelprodukte und Abfall
3. Emissionen in Luft, Wasser und Boden
4. weitere Umweltaspekte
Um das Zeil der Studie zu erreichen, sind innerhalb dieser Gruppe weitere einzelne Datenkategorien anzugeben
Was ist ein Betriebsstoffinput? kr
Input von Stoffen, die in dem Prozessmodul, in dem das Produkt hergestellt wird, gebraucht werden, aber nicht Bestandteil dieses Produktes sind (z.B. Schmiermittel für Maschinen)
Was ist ein Hilfsstoffinput? kr
Input von Stoffen, die im Laufe des Produktionsprozesses in das Produkt einfließen. Sie dürfen kein wesentlicher Bestandteil sein, sondern lediglich eine Hilfsfunktion haben (z.B. Verpackungen)
Was ist ein Koppelprodukt? kr
Erzeugnisse, die als gewolltes oder ungewolltes Nebenerzeugnis bei einer Produktion anfallen (z.B. Wärme bei der Erzeugung von Strom oder Schlacke bei der Herstellung von Stahl). Verwertbare Koppelprodukte werden insbesondere im Rahmen einer Ökobilanz berücksichtigt, da sie die ökologische Belastung des Hauptproduktes verringern
Was sind die allgemeinen Anforderungen zur Datenerhebung? (4 Punkte)
- alle Berechnungsverfahren müssen explizit dokumentiert werden
- gemachte Annahmen müssen eindeutig angegeben und erläutert werden
- in der gesamten Studie sollten konsequent dieselben Berechnungsverfahren verwendet werden
- bei der Bestimmung der mit der Produktion verbundenen Elementarflüsse sollte nach Möglichkeit der tatsächliche Produktionsmix verwendet werden
Was wird z.B. bei der Bereitstellung von Strom berücksichtigt?
- die Zusammensetzung des Stroms
- die Wirkungsgrade für die Verbrennung von Energieträgern, Umwandlung und Übertragung
- Verteilungsverluste
Was ist bei der Gestaltung eines Prozessmoduls zu beachten? (3 Punkte)
- für jedes Prozessmodul muss ein separater Input- und Output-Fluss bestimmt werden, d.h. eine separate Massen- und Energiebilanz
- die Daten eines Prozessmoduls werden dabei immer auf den Referenzfluss und somit auf die funktionelle Einheit des Systems bezogen
- bei der Aggregation der Inputs und Outputs in einem Produktsystem sollte sorgfältig vorgegangen werden. Der Grad der Aggregation muss mit dem Ziel der Studie übereinstimmen. Daten sollten nur zusammengefasst werden, wenn sie auf gleichwertige Stoffe und ähnliche Umwelteinwirkungen bezogen sind
Allgemeine Anforderungen zur Datenerhebung für brennbares Material
Inputs und Outputs, die sich auf ein brennbares Material (wie z.B. Öl, Gas und Kohle) beziehen, können als Energieinput oder -output angegeben werden, indem sie mit dem entsprechenden Heizwert multipliziert werden. Dabei muss angegeben werden, ob der obere oder untere Heizwert benutzt wird
Welche Anforderungen müssen bei der Datenvalidierung erfüllt werden?
Beim Prozess der Datenerhebung muss eine Datenvalidierung durchgeführt werden, um den Nachweis zu erbringen, dass die Anforderungen an die Datenqualität für die vorgesehene Anwendung erfüllt wurden
Mögliche Formen der Überprüfung:
- Massenbilanzen
- Energiebilanzen und/oder
- Vergleichende Untersuchungen von Emissionsfaktoren
Da jedes Prozessmodul den Gesetzen der Massen- und Energieerhaltung folgt, stellen Massen- und Energiebilanzen ein nützliches Kontrollinstrument dar
Welche Probleme können beim Bezug der Daten auf ein Prozessmodul und eine funktionelle Einheit entstehen?
Theoretisch sollte eine vollständige Energie- und Massenbilanz (Input und Output) für jedes einzelne Prozessmodul durchgeführt werden. In der Praxis scheitert dies oft an fehlenden Daten. In der Regel wird:
- die Abwärme nicht gemessen
- die Abwasserabgabe gleich dem Frischwassereinsatz gestellt
- das Treibhausgas CO2, das während der Verbrennung entsteht, nicht gemessen, sondern unter der Annahme einer ungefähren Stöchiometrie berechnet
Wie können die Systemgrenzen angepasst werden?
- Ökobilanzierung ist ein iterativer Prozess:
- Systemgrenze muss gegebenenfalls nach der Datenerhebung und -berechnung überarbeitet werden
- Entscheidungen hinsichtlich aufzunehmender oder wegzulassender Daten werden mittels Sensitivitätsanalyse durchgeführt
- Sensitivitätsanalyse = systematisches Verfahren zur Einschätzung der Wirkungen der getroffenen Auswahl an Methoden und Daten auf die Ergebnisse einer Studie
Was macht die Sensitivitätsanalyse?
Die Sensitivitätsanalyse kann ergeben:
- Vernachlässigung von Lebenswegabschnitten oder Prozessmodulen, wenn Mangel an Signifikanz dargestellt werden kann
- Vernachlässigung von Inputs und Outputs, die für das Ergebnis der Studie ohne Bedeutung sind
- Aufnahme neuer Prozessmodule, Inputs und Outputs, die sich als wesentlich gezeigt haben
Analyse dient der Einschränkung der nachfolgenden Datenverarbeitung aus wesentliche Daten gemäß dem Ziel der Ökobilanz
Was ist die Allokation und wozu ist diese nötig? kr
- Allokation = Zuordnung der Input- oder Outputflüsse eines Prozesses oder eines Produktsystems zum untersuchten Produktsystem und zu einem oder mehreren anderen Produktsystemen (ISO 14040)
- die Inputs und Outputs müssen den verschiedenen Produkten nach eindeutig festgelegten Verfahren zugeordnet werden
- Allokationsverfahren sind nötig, wenn Systeme behandelt werden, die mehrere Produkte erzeugen oder verwerten
- Im Allgemeinen bringen die meisten Betriebsabläufe mehr als ein Produkt hervor und setzen Zwischenprodukte oder Rückstände als Rohstoff ein
-> Problem von Multi-Input und/oder Multi-Output-Systemen
- Im Allgemeinen bringen die meisten Betriebsabläufe mehr als ein Produkt hervor und setzen Zwischenprodukte oder Rückstände als Rohstoff ein
Was sind Allokationsprobleme (wann sind Allokationen notwendig)?
Eine Allokation ist immer notwendig, wenn z.B.:
- Elektrizität aus energetischer Verwertung von Abfällen kommt
- Abfälle rezykliert werden können (nicht lediglich bei Anfall von Abfall)
- Produkte einem Recycling zugeführt werden
- Mehr als ein Produkt aus demselben Produktsystem hervorgeht
- Nebenprodukte entstehen, die nicht für das Produktsystem relevant sind
-> Immer wenn Produktflüsse auftreten, die aus anderen Produktsystemen kommen oder in andere Produktsysteme übergehen
Wie werden bei der Allokation die Inputs, Vorprodukte und Outputs aufgeteilt? kr
- In der Ökobilanz handelt es sich bei Allokation meist um Zuordnung von Umweltbelastungen über den/die Lebenszyklus(en) für Koppelproduktion, Recycling und Entsorgung
-> Belastungen müssen ‘fair’ auf einzelne Produkte aufgeteilt werden - Koppelproduktion: mindestens zwei Produkte werden in einem Arbeitsgang geformt
Vorgehen bei Allokationverfahren
- Identifizierung der Prozessmodule, bei denen Allokation notwendig ist
- Versuch, Allokation durch Systemaufteilung oder Systemerweiterung zu vermeiden
- Wenn Allokation nicht vermieden werden kann:
a. physikalischen Parameter als Allokationsfaktor zu ermitteln
b. wenn physikalische Allokation nicht möglich (kann nicht aufgestellt oder als Grundlage für die Allokation benutzt werden): Heranziehen anderer Kriterien, z.B. ökonomischer Wert - Überprüfung (Massenbilanz etc.), evtl. Sensitivitätsanalyse bei verschiedenen möglichen Allokationsansätzen
Was sind die Vorgehensweisen bei der Vermeidung der Allokation (Schritt 2)?
- Teilung der betroffenen Prozessmodule in zwei oder mehrere Teilprozesse und Sammlungen der Input- oder Outputdaten bezogen auf diese Teilprozesse oder
- Erweiterung des Produktsystems durch Aufnahme zusätzlicher Funktionen, die sich auf Koppelprodukte oder Recycling beziehen
Was sind die Vorgehensweisen für physikalische Allokationsparameter (Schritt 3)?
Wenn die Allokation nicht vermieden werden kann:
- physikalische Parameter auf naturwissenschaftlicher Basis:
- z.B. Masse, Energie, Dichte, Oberfläche, Volumen. Molekulargewicht, Wärmeleitfähigkeit
- der Parameter sollte die Art und Weise widerspiegeln, in der sich Inputs und Outputs durch quantitative Änderungen in den vom System gelieferten Produkten oder Funktionen verändern (ISO 14044)
Was sind die Vorgehensweisen für weitere Kriterien als Allokationsparamter (Schritt 4)?
Wenn physikalische Beziehungen alleine nicht aufgestellt oder nicht als Grundlage für die Alloaktion benutzt werden können:
- Heranziehen anderer Kriterien, wie z.B. den ökonomischen Wert:
-> Daten auf der Input- und Outputseite werden im Verhältnis zum ökonomischen Wert der Produkte den Koppelprodukten zugeordnet
