Tonerdeherstellung: Die Aufarbeitung des aluminiumhaltigen Bauxiterzes (100 % aus Australien) erfolgt nach dem Bayer-Verfahren durch Zermahlen und Aufschluß in 50 % Natronlauge. Die Mischung wird in Druckbehältern bei Temperaturen bis zu 270 °C mehrere Stunden verrührt. Die unlöslichen Bestandteile des Bauxits fallen als sogenannter Rotschlamm an. Die entstehende Natriumaluminatlauge wird verdünnt und abgekühlt. Das sich in Rührbehältern abscheidende Aluminiumhydroxid [Al(OH)3] wird auf Vakuumfiltern abgetrennt und mit Wasser gewaschen. Anschließend erfolgt die Kalzination (= Wasserentzug) in Drehrohr- oder Wirbelschichtöfen bei 1.000 bis 1.300 °C zu reiner Tonerde (Al2O3). Allokation: keine Genese der Daten: Die Daten für den Einsatz von Brennstoffen für thermische Energie wurden aus #3 entnommen. Die dort aufgeführten Daten (Bezug 1994) beziehen sich auf die Tonerdeproduktion von Japan + Australien zusammen und wurden vom International Primary Aluminium Institute ausschließlich auf Basis von Primärangaben (d.h keine Schätzungen) erhoben. Aufgrund der geringen Relevanz der japanischen Tonerdeproduktion (< 10 %) im Vergleich zu Australien werden diese Werte für GEMIS als australische Daten übernommen: Steinkohle 3070 MJ/t Tonerde Schweröl 1470 MJ/t Tonerde Dieselöl 8,2 MJ/t Tonerde Erdgas 6380 MJ/t Tonerde Alle anderen Prozessdaten (pro Tonne Tonerde) wie elektr. Strom (839 MJ), Einsatz von Bauxit (2520 kg), Einsatz von 50 % Natronlauge (226 kg) Einsatz von Branntkalk (46 kg) sowie die Daten zu Prozesswasser (5000 kg), BSB5 (0,4 kg) und CSB (10 kg) wurden aus #2 entnommen. Als Rückstand fällt Rotschlamm mit durchschnittlich 600 kg TS/t Tonerde nach #1 an. Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Rohstoffe gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2010 Lebensdauer: 20a Leistung: 1t/h Nutzungsgrad: 39,7% Produkt: Rohstoffe
Tonerdeherstellung in den Tropen (Brasilien, Guinea): Die Aufarbeitung des aluminiumhaltigen Bauxiterzes (100 % aus Tropen) erfolgt nach dem Bayer-Verfahren durch Zermahlen und Aufschluß in 50 % Natronlauge. Die Mischung wird in Druckbehältern bei Temperaturen bis zu 270 oC mehrere Stunden verrührt. Die unlöslichen Bestandteile des Bauxits fallen als sogenannter Rotschlamm an. Die entstehende Natriumaluminatlauge wird verdünnt und abgekühlt. Das sich in Rührbehältern abscheidende Aluminiumhydroxid (Al(OH)3 wird auf Vakuumfiltern abgetrennt und mit Wasser gewaschen. Anschließend erfolgt die Kalzination (= Wasserentzug) in Drehrohr- oder Wirbelschichtöfen bei 1.000 bis 1.300 oC zu reiner Tonerde (Al2O3) (WIKUE 1995b). Allokation: keine Genese der Daten: Die Daten für den Einsatz von Brennstoffen für thermische Energie wurden aus #3 entnommen. Die dort aufgeführten Daten (Bezug 1994) beziehen sich auf die Tonerdeproduktion von Brasilien, Guyana, Jamaika, Surinam und Venezuela zusammen und wurden vom International Primary Aluminium Institute ausschließlich auf Basis von Primärangaben (d.h keine Schätzungen) erhoben. Diese Daten werden für die Tonerdeproduktion für GEMIS als „Tropen" Daten (siehe auch Karibik - Tonerdeherstellung ) übernommen, da Brasilien ca. dreifache Tonerdeproduktion gegenüber Guinea aufweist (Metallstatistik 1995): Steinkohle 440 MJ/t Tonerde Schweröl 9310 MJ/t Tonerde Dieselöl 120 MJ/t Tonerde Erdgas 1980 MJ/t Tonerde Alle anderen Prozeßdaten (pro Tonne Tonerde) wie elektr. Strom (839 MJ), Einsatz von Bauxit (2520 kg), Einsatz von 50 % Natronlauge (226 kg) Einsatz von Branntkalk (46 kg) sowie die Daten zu Prozesswasser (5000 kg), BSB5 (0,4 kg) und CSB (10 kg) wurden aus #2 entnommen. Als Rückstand fällt nach #1 Rotschlamm mit durchschnittlich 600 kg TS/t Tonerde an. Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Rohstoffe gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2000 Lebensdauer: 20a Leistung: 1t/h Nutzungsgrad: 39,7% Produkt: Rohstoffe
Schmelzen von Aluminium aus Aluschrotten zu Sekundär Aluminium nach #1 Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Recyclate gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2000 Lebensdauer: 20a Leistung: 1t/h Nutzungsgrad: 91,1% Produkt: Metalle - NE
Norwegen -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 (#1), 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), Anoden (430 kg) und Aluminiumfluorid (18 kg) sowie der Hilfsenergie Heizöl EL (3825 MJ) sind #1 entnommen. Die Kennziffer für den Stromverbrauch der norwegischen Schmelzelektrolysen (13400 kWh = 48240 MJ) geht auf #3 zurück, die die bundesdeutsche Situation charakterisiert. Aufgrund der vergleichsweise modernen Elektrolyseöfen in Norwegen (vgl. z.B. GUS -Schmelzflusselektrolyse) wird die bundesdeutsche Kennziffer für für Norwegen übernommen. In (Huglen 1990) werden für norwegische Anlagen vergleichbare Werte für den Verbrauch an elektrischem Strom genannt. Die Emissionsfaktoren für Schwefeldioxid (10 kg), Kohlenmonoxid (110 kg) und Fluorwasserstoff (0,04 kg) gehen auf Messungen von #2 an einer deutschen Primäraluminiumhütte mit moderner prebake-Technologie zurück, die einen bedeutenden Anteil der deutschen Produktionskapazität abdeckt. Die Meßwerte werden als repräsentativ für die bundesdeutsche Produktion erachtet und auch für Norwegen in GEMIS übernommen. Weiterhin werden basierend auf #2 Daten für Kohlendioxid (1400 kg) bzw. für Tetrafluormethan (0,5 kg) und Hexafluorethan (0,066 kg) (Harnisch 1998 und Harmisch 1999) als Kennziffern eingesetzt, die globalen Durchschnittswerten entsprechen (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). Der Emissionswert für Staub (1,36 kg) aus #1 wird auf die norwegische Produktion übertragen. Die Kennziffer für die Gesamtabfallmenge (35,7 kg) stammt ais #3. Nicht abgebrannte Anodenreste sind dabei nicht berücksichtigt, da sie bei der Anodenherstellung wieder eingesetzt werden. Weitere Referenzen: WIKUE 1995b + Huglen 1990 Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Rohstoffe gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2020 Lebensdauer: 20a Leistung: 1t/h Nutzungsgrad: 52,6% Produkt: Metalle - NE
Herstellung von Aluminium in Entwicklungsländern, Daten in #1 basieren auf Schätzungen für OECD-Länder nach #2. Auslastung: 6000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Ressourcen Flächeninanspruchnahme: 10000m² gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2000 Lebensdauer: 20a Leistung: 10000t/h Nutzungsgrad: 100% Produkt: Metalle - NE
Karibik - Tonerdeherstellung: Die Aufarbeitung des aluminiumhaltigen Bauxiterzes (100 % aus Karibik) erfolgt nach dem Bayer-Verfahren durch Zermahlen und Aufschluß in 50 % Natronlauge. Die Mischung wird in Druckbehältern bei Temperaturen bis zu 270 oC mehrere Stunden verrührt. Die unlöslichen Bestandteile des Bauxits fallen als sogenannter Rotschlamm an. Die entstehende Natriumaluminatlauge wird verdünnt und abgekühlt. Das sich in Rührbehältern abscheidende Aluminiumhydroxid (Al(OH)3 wird auf Vakuumfiltern abgetrennt und mit Wasser gewaschen. Anschließend erfolgt die Kalzination (= Wasserentzug) in Drehrohr- oder Wirbelschichtöfen bei 1.000 bis 1.300 oC zu reiner Tonerde (Al2O3) (WIKUE 1995b). Allokationen: keine Genese der Daten: Die Daten für den Einsatz von Brennstoffen für thermische Energie wurden der Quelle (Metall 1995) entnommen. Die dort aufgeführten Daten (Bezug 1994) beziehen sich auf die Tonerdeproduktion von Brasilien, Guyana, Jamaika, Surinam und Venezuela zusammen und wurden vom International Primary Aluminium Institute ausschließlich auf Basis von Primärangaben (d.h keine Schätzungen) erhoben. Diese Daten werden für die Tonerdeproduktion von Surinam, Jamaika und Guyana für GEMIS als „Karibik" Daten (siehe auch Tropen - Tonerdeherstellung ) übernommen: Steinkohle 440 MJ/t Tonerde Schweröl 9310 MJ/t Tonerde Dieselöl 120 MJ/t Tonerde Erdgas 1980 MJ/t Tonerde Alle anderen Prozessdaten (pro Tonne Tonerde) wie elektr. Strom (839 MJ), Einsatz von Bauxit (2520 kg), Einsatz von 50 % Natronlauge (226 kg) Einsatz von Branntkalk (46 kg) sowie die Daten zu Prozesswasser (5000 kg), BSB5 (0,4 kg) und CSB (10 kg) werden aus #2 entnommen. Als Rückstand fällt nach #1 Rotschlamm mit durchschnittlich 600 kg TS/t Tonerde an. Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Rohstoffe gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2000 Lebensdauer: 20a Leistung: 1t/h Nutzungsgrad: 39,7% Produkt: Rohstoffe
Dieser Prozeß von PGM-Rein zu den einzelnen PGM dient lediglich der Allokation der Umweltbelastungen entlang der gesamten Prozeßkette zwischen den Kuppelprodukten: Kupfer, Nickel, Platin, Palladium und Rhodium. Die Allokation wurde anhand der durchschnittlichen Metallpreise am London Metal Exchange für das Jahr 1995 basierend auf 3-Monatsmitteln vorgenommen. Die Preise sind in der folgenden Tabelle dargestellt: Tabelle: Durchschnittliche Metallpreise am London Metal Exchange für das Jahr 1995 basierend auf 3-Monats-Mitteln (FE 1996), (Metallgesellschaft 1996). Metall Preis Platin 20,12 DM/g Palladium 7,24 DM/g Rhodium 22,46 DM/g Nickel 11.759 DM/t Kupfer 4.193 DM/t Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Metalle - Edel gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2000 Lebensdauer: 20a Leistung: 1t/h Nutzungsgrad: 52,9% Produkt: Metalle - Edel
Dieser Prozess von PGM-Rein zu den einzelnen PGM dient lediglich der Allokation der Umweltbelastungen entlang der gesamten Prozesskette zwischen den Kuppelprodukten: Kupfer, Nickel, Platin, Palladium und Rhodium. Die Allokation wurde anhand der durchschnittlichen Metallpreise am London Metal Exchange für das Jahr 1995 basierend auf 3-Monatsmitteln vorgenommen. Die Preise sind in der folgenden Tabelle dargestellt: Tabelle: Durchschnittliche Metallpreise am London Metal Exchange für das Jahr 1995 basierend auf 3-Monats-Mitteln (FE 1996), (Metallgesellschaft 1996). Metall Preis Platin 20,12 DM/g Palladium 7,24 DM/g Rhodium 22,46 DM/g Nickel 11.759 DM/t Kupfer 4.193 DM/t Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Metalle - Edel gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2000 Lebensdauer: 20a Leistung: 1t/h Nutzungsgrad: 147% Produkt: Metalle - Edel
Dieser Prozeß von PGM-Rein zu den einzelnen PGM dient lediglich der Allokation der Umweltbelastungen entlang der gesamten Prozeßkette zwischen den Kuppelprodukten: Kupfer, Nickel, Platin, Palladium und Rhodium. Die Allokation wurde anhand der durchschnittlichen Metallpreise am London Metal Exchange für das Jahr 1995 basierend auf 3-Monatsmitteln vorgenommen. Die Preise sind in der folgenden Tabelle dargestellt: Tabelle: Durchschnittliche Metallpreise am London Metal Exchange für das Jahr 1995 basierend auf 3-Monats-Mitteln (FE 1996), (Metallgesellschaft 1996). Metall Preis Platin 20,12 DM/g Palladium 7,24 DM/g Rhodium 22,46 DM/g Nickel 11.759 DM/t Kupfer 4.193 DM/t Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Metalle - Edel gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2000 Lebensdauer: 20a Leistung: 1t/h Nutzungsgrad: 47% Produkt: Metalle - Edel
Zink aus Zinkerzverhüttung (Primärzink); Angaben aus #1 basieren auf Mengen und Energiedaten aus (Boustead 1979) für die Primärzinkerzeugung. Es werden folgende Angaben gemacht Mengeninput Einheit Primärzink berücksichtigt: Strom GJ/t 14,5 Diesel in Baumaschinen GJ/t 1,2 Industriekohlenfeuerung GJ/t 20 Erdgas in Feuerung GJ/t 2,37 Sprengstoff kg/t 7 Nicht berücksichtigt: Stahl unlegiert kg/t 21 Transport Emissionen: As kg/t 0,1 Cd kg/t 0,05 Hg kg/t 0,008 Zn kg/t 10 Wichtige Angaben fehlen, z.B. die So2-Emissionen wie die Schwefelsäureproduktion. Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Metalle - NE gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2005 Lebensdauer: 20a Leistung: 1t/h Nutzungsgrad: 100% Produkt: Metalle - NE