Bilanzergebnisse

Abb. 5-23 und Abb. 5-24 zeigen die Herkunft der Emissionen nach ihrem Lebensabschnitten und zwar für die Strombereitstellung und Wärmebereitstellung aller Fallbeispiele wobei für die Koppelprodukte die exergetische Betrachtungsweise mit vorheriger Zuordnung durchgeführt wird.

Es zeigt sich, dass für die ausschließliche Strombereitstellung 79 g CO2-Äquiv./kWh als treibhausrelevante Gase resultieren. Bei allen drei anderen Fällen nehmen die Emissionen für die Strombereitstellung erwartungsgemäß ab. Dies basiert vor allem auf der Aufteilung der Emissionen, die beim Bau der untertägigen Anlage auftreten, auf die beiden Endprodukte Strom und Wärme und der vollen Belastung des Energieeinsatzes des Spitzenlastkessels für die Wärme. Die Ergebnisse für die Strombereitstellung in KWK-Anlagen werden somit vom Output der Wärme bestimmt.

Abb. 5-23: CO₂-, SO₂- und PO₄^3--Äquivalente und Verbrauch erschöpflicher Energien für die Strombereitstellung der untersuchten Fallbeispiele mit exergetischer Allokation und Zuordnung

Im Fall KWK-I-NT nimmt der Output beträchtlich zu und es werden lediglich 51 g CO2-Äquivalente/kWh freigesetzt. Ähnlich groß sind die CO2-Äquivalente mit ebenso rund 53 g/kWh beim Fall KWK-HH. Beim Fall KWK-I-PW sind die CO2-Äquivalente mit 45 g/kWh am niedrigsten (Abb. 5-23).

Bei den SO2-Äquivalenten werden mit 422 mg/kWh bei einer ausschließlichen Strombereitstellung die Stofffreisetzungen maximal. Bei Fall KWK-HH liegen sie mit 275 mg/kWh deutlich unter denen der ausschließlichen Strombereitstellung und werden zu 92 % aus dem Bau der Bohrungen verursacht. Auch deutlich geringer sind mit etwa

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Fall ORC Fall KWK-HH Fall KWK-I-NT Fall KWK-I-PW

CO2-Äquiv. in g/kWh

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450

Fall ORC Fall KWK-HH Fall KWK-I-NT Fall KWK-I-PW

SO2-Äquiv.in mg/kWh

0 10 20 30 40 50 60

Fall ORC Fall KWK-HH Fall KWK-I-NT Fall KWK-I-PW

PO43- -Äquiv. in mg/kWh Abris s Betrieb

Bau Ü bertage Bau U ntertage 0

200 400 600 800 1000 1200

Fall ORC Fall KWK-HH Fall KWK-I-NT Fall KWK-I-PW

Verbrauch erschöpflicher Energien in GJ/GWh

Abris s Betrieb Bau Ü bertage Bau

U ntertage

267 mg/kWh die SO2-Äquivalente beim Fall KWK-I-NT. Bei Fall KWK-I-PW ergeben sich SO2-Äquivalente von rund 220 mg/kWh, auch in diesem Fall werden sie eindeutig durch den Bau der untertägigen Anlage dominiert.

Ähnlich sind die Zusammenhänge auch bei den PO43--Äquivalenten. Eine ausschließliche Strombereitstellung zeigt hohe und eine Kraft-Wärme-Kopplung geringere Emissionen. Bei allen wird dies durch die Anrechnung des allokierten Anteils auf die Wärme verursacht, wodurch sich die spezifischen Emissionen für den Strom verringern.

Der Verbrauch erschöpflicher Energien (Abb. 5-23) wird bei der ausschließlichen Strombereitstellung mit 965 GJ/GWh maximal und erreicht mit 560 GJ/GWh den kleinsten Wert bei Fall KWK-I-PW. Er stammt bei allen Fallstudien hauptsächlich aus dem Abteufen der Bohrung und nimmt jeweils einen Anteil von 62 % bei Fall KWK-I-PW, jeweils knapp 75 % bei den Fällen KWK-HH und KWK-I-NT und 80 % bei Fall ORC ein.

In Abb. 5-24 sind die Ergebnisse für die Wärmebereitstellung der drei unterschiedlichen Fälle Kraft-Wärme-Kopplung Haushalte (Fall KWK-HH), Industrie Niedertempertur (Fall KWK-I-NT) und Industrie Prozesswärme (Fall KWK-I-PW) dargestellt.

Die CO2-Äquivalente werden beim Produkt Wärme im Gegensatz zur Strombereitstellung bei den Fällen KWK-HH und KWK-I-PW durch den Betrieb der Anlage bestimmt, wobei die klimawirksamen Emissionen je zu 50 bzw. 80% aus dem Einsatz fossiler Brennstoffe stammen. Bei Fall KWK-HH resultieren CO2-Äquivalente von 30 g/kWhth, bei Fall KWK-I-PW 45 g/kWhth. Das Ergebnis von 9 g/kWhth bei Fall KWK-I-NT, bei welchem kein Einsatz fossiler Brennstoffe zum Tragen kommt, wird vom Bau untertage und somit vom Abteufen der Bohrung bestimmt. Diese Emissionen tragen bei allen drei Fällen ca. 8 g/kWhth

zu den gesamten klimawirksamen Emissionen bei. Der Bau übertage liegt mit knapp 5 g/kWhth CO2-Äquivalenten bei Fall KWK-HH höher als bei den anderen beiden Fällen, was aus dem aufwändigen Bau des Nahwärmenetzes resultiert.

Die anderen hier untersuchten Wirkungskategorien folgen im Prinzip den klimawirksamen Gasen. Alle drei Fälle zeigen jeweils ähnliche Auswirkungen aus dem Bau untertage und die Unterschiede von Fall zu Fall werden von den betriebsbedingten Emissionen bestimmt. Der Verbrauch erschöpflicher Ressourcen (Abb. 5-24, oben rechts) zeigt beim Fall KWK-I-PW mit knapp 600 GJ/GWhth den höchsten Verbrauch und liegt bei Fall KWK-HH mit knapp 400 GJ/GWhth aufgrund der geringeren Zufeuerung deutlich niedriger. Ohne Zufeuerung fossiler Brennstoffe finden beim Fall KWK-I-NT mit etwas über 100 GJ/GWhth der geringste Verbrauch erschöpflicher Ressourcen statt.

Die versauernd wirkenden Emissionen zeigen dasselbe Bild, wobei vom Fall KWK-HH 103 kg/GWhth, bei Fall KWK-I-NT 49 kg/GWhth und bei Fall KWK-I-PW 137 kg/GWhth

SO2-Äquivalente wirksam werden.

Mit PO43--Äquivalenten von 11,8 kg/GWhth bei Fall KWK-HH, knapp 7 kg/GWhth bei Fall KWK-I-NT und ca. 13,7 kg/GWhth bei Fall KWK-I-PW weisen auch die eutrophierend wirkenden Emissionen dieselbe Struktur auf. Hierbei stammen bei allen drei Fällen knapp 7 kg/GWhth PO43—Äquivalente aus dem Bau untertage, der Rest wird jeweils hauptsächlich durch den Betrieb bestimmt.

Abb. 5-24: CO₂-, SO₂- und PO₄^3--Äquivalente und Verbrauch erschöpflicher Ressourcen für die Wärmebereitstellung der untersuchten Fallbeispiele mit exergetischer Allokation und Zuordnung

Um den Einfluss des Allokationsverfahrens auszuschließen, werden anhand der ausschließlichen Strombereitstellung für unterschiedlicher Lebenswegabschnitte die CO2-Äquivalente als klimawirksame Gase detaillierter dargestellt (Abb. 5-25).

Die CO2-Äquivalente betragen für die ausschließliche Strombereitstellung insgesamt 79 g/kWh und werden dabei von den CO2-Emissionen dominiert, die wiederum primär durch den Energiebedarf beim Abteufen der Bohrung verursacht werden; dieser beträgt 31 % der CO2-Äquivalente. Ein neben den Bohrungen weiterer signifikanter Anteil stammt aus der

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

Fall KWK-HH Fall KWK-I-NT Fall KWK-I-PW

CO2-Äquiv. in g/kWhth

0 100 200 300 400 500 600

Fall KWK-HH Fall KWK-I-NT Fall KWK-I-PW

Verbrauch erschöpflicher Ressourcen in GJ/GWhth Abriss

Betrieb Bau übertage Bau untertage

0 20 40 60 80 100 120 140

Fall KWK-HH Fall KWK-I-NT Fall KWK-I-PW

SO2-Äquiv. in kg/GWhth

0 2 4 6 8 10 12 14

Fall KWK-HH Fall KWK-I-NT Fall KWK-I-PW

PO43- -Äquiv. in kg/GWhth

Abriss Betrieb Bau übertage Bau untertage

Bereitstellung des für die Bohrungen benötigten Materials (u. a. Stahl, Zement, Beton, Bentonit; in Abb. 5-25 mit Bau Injektions- Förderbohrung gekennzeichnet) mit insgesamt 30 % der CO2-Äquivalente. Der restliche Anteil der untertägigen Anlage mit dem Antransport der Rohre und der Bohrgeräte, der Materialbereitstellung für die Thermalwasserpumpe, die Stimulation und die Errichtung des Bohrplatzes tragen mit insgesamt 22 % zu den CO2 -Äquivalenten bei. Demgegenüber beeinflussen der Bau der übertägigen Anlage, der gesamte Betrieb und die Entsorgung die Klimagasemissionen geringer (18 % der CO2-Äquivalente).

Bau Förderbohrung

15%

Untertägige Anlage

22% Energiebedarf

Bohrung 31%

Bau Injektions- bohrung

15%

Anlage zur Strombereit-

stellung 5%

Bau Übertägige Anlage

3%

Betrieb gesamt 9%

Entsorgung gesamt

0%

Abb. 5-25: Anteile der CO2-Äquivalente beim Fallbeispiel ORC