| Dieser Datensatz ist Bestandteil der ÖKOBAUDAT. |
Prozess-Information
| Kerninformationen des Datensatzes | |
| Ort | DE |
| Erläuterungen zur geographischen Repräsentativität | Der Datensatz bildet die länderspezifische Situation in Deutschland ab. Dabei werden Haupttechnologien, spezifische regionale Charakteristiken und ggf. Importstatistiken berücksichtigt. |
| Referenzjahr | 2018 |
| Name |
Name
; Quantitative Produkt-/Prozesseigenschaften
Stahlrohr
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| Anwendungshinweis für Datensatz | Der Datensatz repräsentiert ein Cradle to Gate Inventar. Er kann verwendet werden, um die Lieferkette des jeweiligen Produktes in einer repräsentativen Weise zu charakterisieren. Die Kombination mit einzelnen Einheitenprozessen und diesem Produkt ermöglicht die Erstellung von anwenderspezifischen (Produkt-) LCAs. |
| Technisches Anwendungsgebiet | Dieses Produkt kann im Baubereich verwendet werden. |
| Gliederungsnummer | 8.1.02 |
| Klassifizierung |
Klassenname
:
Hierarchieebene
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| Allgemeine Anmerkungen zum Datensatz | Dieser Datensatz wurde nach dem European Standard EN 15804 für Nachhaltiges Bauen modelliert. Ergebnisse werden in Modulen abgebildet, die den strukturierten Ausdruck von Ergebnissen über den gesamten Lebenszyklus zulassen. |
| Sicherheitszuschläge | 10 |
| Beschreibung | Produktsystem weitgehend vollständig abgebildet. Gute technologische, zeitliche und geographische Repräsentativität. |
| Copyright | Ja |
| Eigentümer des Datensatzes | |
| Quantitative Referenz | |
| Referenzfluss(flüsse) | |
| Zeitliche Repräsentativität | |
| Datensatz gültig bis | 2022 |
| Erläuterungen zur zeitlichen Repräsentativität | Jährlicher Durchschnitt |
| Technologische Repräsentativität | |
| Technische Beschreibung inklusive der Hintergrundsysteme | Die Ökobilanz bezieht sich auf Stahlrohre für die Verwendung in Heizungen und Gasleitungen. Nach VDI-Richtlinie 2067 gilt für Stahlrohre in Heizungen sowie zur Gas- und Wasserdurchleitung eine Lebensdauer von 40 Jahren, für Leitungen zur Warmwasserführung wird eine Lebensdauer von 25 Jahren veranschlagt. Zur Stahlproduktion: Das Eisenerz als Basismaterial zur Stahlproduktion wird aufbereitet. In diesem Zusammenhang ist die Zerkleinerung und deren Energieaufwendung umweltseitig relevant. Der durchschnittliche Eisengehalt im Erz beträgt 60%. Als Zwischenprodukt auf dem Weg zum Stahl werden Eisenerzkügelchen (Pellets) erzeugt. Der Pelletierungsprozess besteht aus Mahlung, Trocknung, eigentlicher Pelletierung und Härtung. Die entstandenen Pellets werden anschließend gesiebt und aufbereitet. Die Dokumentation der Steinkohlegewinnung ist angehängt (siehe Link). Der Rohstofftransport ist für jedes Vorprodukt im Datensatz enthalten. Die Beförderung schließt neben LKW-, auch den Schiffs- und Bahntransport ein, soweit benötigt. Die Kokerei produziert als Hauptprodukt Koks aus Steinkohle. Als hauptsächliches Nebenprodukt fällt in der Kokerei Koksofengas (COG-Gas) an, das als Energieträger im Stahlwerk genutzt wird. Als weitere Nebenprodukte entstehen Teer, Benzol und Schwefel. Diese werden verkauft und verlassen das betrachtete System. Die Lastenverteilung erfolgt auf der Basis des unteren Heizwertes. In der Sinteranlage wird auf Basis von Koks, Eisenerz und Zusatzstoffen Sintermaterial hergestellt. Sintern ist ein Agglomerationsverfahren, das bei hohen Temperaturen stattfindet. Zuerst werden die Rohstoffe (Feineisenerz, Koks, Zusatzstoffe) gemischt und das Koks entzündet. Das Produkt des Sinterprozesses ist der sogenannte Sinterkuchen, der anschließend gebrochen, gesiebt und abgekühlt wird. Im Hochofen wird das eisenhaltige Material (Eisenerzklumpen, sintermaterial und Pellets) sowie Zusatzstoffe (z. B. Kalkstein als Schlackenbildner) und Reduktionsmittel (Koks) kontinuierlich von der Spitze des Ofenschachtes eingespeist. Ein Heißluftstrom, der zusätzlich mit Sauerstoff und Reduktionsmitteln (z. B. Kohlenstaub) versetzt ist, wirkt der Bildung reduzierender Gase entgegen. Der Sauerstoff reagiert mit den Reduktionsmitteln hauptsächlich zu Kohlenmonoxid. Dieses reduziert wiederum Eisenoxide, um Eisen zu erhalten. Hauptprodukt des Hochofenbetriebes ist Roheisen, als Nebenprodukte fallen Hochofengas und Hochofenschlacke an. Das Gas wird zur Beheizung oder Stromerzeugung im Werk genutzt. Das Sauerstoffblasverfahren, der nächste Schritt in der Stahlherstellung, dient zur Entfernung unerwünschter Verunreinigungen aus dem Roheisen. Die hauptsächlich in Oxide umgewandelten Elemente sind Kohlenstoff, Silizium, Mangan, Phosphor und Schwefel. Der Kohlenstoffgehalt soll auf ein bestimmtes Niveau reduziert werden, um den Gehalt erwünschter Stoffe anzupassen und unerwünschte Verunreinigungen weitestgehend zu entfernen. Die Herstellung von Stahl durch den Sauerstoffaufblas-Konverter ist ein diskontinuierliches Verfahren, das folgende Prozessschritte beinhaltet: den Transfer des heißen Roheisens, die Vorbehandlung (z. B. Entschwefelung), die Oxidation im Konverter durch Entkohlung und Oxidation von Verunreinigungen und die sekundäre metallurgische Behandlung, z. B. durch Vakuum-Behandlung und Zugabe von Legierungselementen. Eingespeist wird sowohl Primär- als auch Sekundärmetall. Hauptprodukt des Konverterprozesses ist flüssiger Stahl. Außerdem entstehen Konvertergase und Schlacke. Das Gas wird zur Energieerzeugung in der Stahlproduktion genutzt. Als nächster Schritt zum fertigen Stahlprodukt erfolgt das Stranggießen. Hier wird flüssiger Stahl zu einem kontinuierlichen Strang gegossen und anschließend geteilt, um Brammen zu erzeugen. Der darauffolgende Walzprozess wird unterschieden nach Kalt- und Warmwalzverfahren. Beim Warmwalzen werden die Brammen oberhalb der Rekristallisationstemperatur verformt, um die Festigkeit und Oberflächenqualität zu verbessern. Das Metall wird dabei mittels Erdgas vorgewärmt. Dies ist nicht notwendig, wenn die noch heißen Brammen aus dem Konverterprozess direkt in das Walzwerk gelangen. Das Formen erfolgt über verschiedene Walzgerüste, bis die endgültige Dicke und Ausformung erreicht ist. Oft werden sogenannte Coils (Rollen, Spulen) erzeugt, die anschließend im Kaltwalzverfahren weiterverarbeitet werden. Anfallender Stahlschrott kann direkt recycelt werden. Das Kaltwalzen erfolgt unterhalb der Rekristallisationstemperatur bei Temperaturen um die 20°C. Dadurch kann eine bessere Oberflächenqualität, eine bessere Maßgenauigkeit und höhere Festigkeit erzielt werden als beim Warmwalzverfahren. Das Vormaterial wird zuerst von Rost und Zunder befreit. Das geschieht in den Verfahrensschritten Streckbiegen und Beizen. Das Streckbiegen bricht grobe Zunderschichten, Säuren entfernen Verunreinigungen der Bandoberfläche. Anschließend erfolgt das eigentliche Walzen. Oft ist dennoch eine zeitweise Wärmebehandlung, das sogenannte Zwischenglühen, notwendig, um die Kaltverfestigung des Metalls zu beseitigen. Das kaltgewalzte fertige Blech wird anschließend feuerverzinkt. Die Zinkbeschichtung wird durch Eintauchen in ein heißes Zinkbad aufgebracht. Beim Feuerverzinken durchläuft das Blech folgende Verarbeitungsschritte: 1. Vorwärmofen (Abbrennen organischer Verunreinigungen), 2. Reduktionszone (Erhitzung, um Rekristallisation auszulösen), 3. Kühlung und Homogenisierung sowie 4. Beschichtung im Metallbad und Fertiggerüst. Es wurde davon ausgegangen, dass große Geräte wie Heizkessel, Klima- und Lüftungsanlagen oder Fahrstühle zu 95% einem Recycling zugeführt werden. Für Rohre oder Kabel, die oft unterputzt sind wurde eine Recyclingrate von 90% angenommen. Die Recyclingquoten beziehen sich ausschließlich auf Metalle und Kunststoffe. Für mineralische Materialien wie Mineralwolle, Beton oder Keramik wurde eine Ablagerung auf einer Inertstoffdeponie angenommen. Es wurde angenommen das der Anteil an Metallen und Kunststoffen, der nicht einem Recycling zugeführt wird (5-10%) ebenfalls auf einer Inertstoffdeponie entsorgt wird (z.B. Kabelreste oder Rohrstücke im Bauschutt). Für die Kunststoffe wird davon ausgegangen, dass aufgrund der oft langen Lebensdauer und den verbundenen Verunreinigung nicht von einer stofflichen Verwertung ausgegangen werden kann und daher die Kunststoffe einer energetischen Verwertung in Müllverbrennungsanlagen (MVA) zugeführt werden. Für die Müllverbrennung wurde ein MVA-Modell mit durchschnittlichen europäischen Emissionswerten und Energieproduktion verwendet. In Abhängigkeit des zu verbrennenden Kunststoffes wurden unterschiedliche Prozesse mit den entsprechenden Elementarzusammensetzungen verwendet. Die Datensätze wurden in Zusammenarbeit mit der Confederation of European Waste-to-Energy Plants (CEWEP) erstellt und sind auf der Homepage der European Platform on LCA [EC 2008] verfügbar. Der aus der Kunststoffverbrennung erzeugte Strom sowie die erzeugte thermische Energie wurden mit dem europäischen Strom-bzw. Wärmemix gutgeschrieben. Die Gutschriften für das Recycling von Metallen oder der energetischen Verwertung von Kunststoffen, sowie die mit der Verwertung verbundenen Emissionen und Ressourcenverbräuche (Energie für Einschmelzen, Verbrennungsemissionen, Deponie) sind in den Datensätzen enthalten. Bei Materialen aus Eisen (Stahlbleche, Rohre, Grauguss) werden bei der Herstellung der Materialien bereits unterschiedliche Mengen an Stahlschrott eingesetzt. Diese Mengen wurden der recycelten Stahlmenge vor Zuführung in die Einschmelzung abgezogen, um keine Überwertung der Gutschriften zu erzeugen. Die Gutschrift wurde dann entsprechend mit primärem Stahl durchgeführt. Gutschriften für das Recycling von seltenen Erden oder Quecksilberemissionen aus Leuchtstofflampen konnten wegen fehlenden Daten nicht berücksichtigt werden. Es wurde davon ausgegangen, dass große Geräte wie Heizkessel, Klima- und Lüftungsanlagen oder Fahrstühle zu 95% einem Recycling zugeführt werden. Für Rohre oder Kabel, die oft unterputzt sind wurde eine Recyclingrate von 90% angenommen. Die Recyclingquoten beziehen sich ausschließlich auf Metalle und Kunststoffe. Für mineralische Materialien wie Mineralwolle, Beton oder Keramik wurde eine Ablagerung auf einer Inertstoffdeponie angenommen. Es wurde angenommen das der Anteil an Metallen und Kunststoffen, der nicht einem Recycling zugeführt wird (5-10%) ebenfalls auf einer Inertstoffdeponie entsorgt wird (z.B. Kabelreste oder Rohrstücke im Bauschutt). Für die Kunststoffe wird davon ausgegangen, dass aufgrund der oft langen Lebensdauer und den verbundenen Verunreinigung nicht von einer stofflichen Verwertung ausgegangen werden kann und daher die Kunststoffe einer energetischen Verwertung in Müllverbrennungsanlagen (MVA) zugeführt werden. Für die Müllverbrennung wurde ein MVA-Modell mit durchschnittlichen europäischen Emissionswerten und Energieproduktion verwendet. In Abhängigkeit des zu verbrennenden Kunststoffes wurden unterschiedliche Prozesse mit den entsprechenden Elementarzusammensetzungen verwendet. Die Datensätze wurden in Zusammenarbeit mit der Confederation of European Waste-to-Energy Plants (CEWEP) erstellt und sind auf der Homepage der European Platform on LCA [EC 2008] verfügbar. Der aus der Kunststoffverbrennung erzeugte Strom sowie die erzeugte thermische Energie wurden mit dem europäischen Strom-bzw. Wärmemix gutgeschrieben. Die Gutschriften für das Recycling von Metallen oder der energetischen Verwertung von Kunststoffen, sowie die mit der Verwertung verbundenen Emissionen und Ressourcenverbräuche (Energie für Einschmelzen, Verbrennungsemissionen, Deponie) sind in den Datensätzen enthalten. Bei Materialen aus Eisen (Stahlbleche, Rohre, Grauguss) werden bei der Herstellung der Materialien bereits unterschiedliche Mengen an Stahlschrott eingesetzt. Diese Mengen wurden der recycelten Stahlmenge vor Zuführung in die Einschmelzung abgezogen, um keine Überwertung der Gutschriften zu erzeugen. Die Gutschrift wurde dann entsprechend mit primärem Stahl durchgeführt. Gutschriften für das Recycling von seltenen Erden oder Quecksilberemissionen aus Leuchtstofflampen konnten wegen fehlenden Daten nicht berücksichtigt werden. Hintergrundsystem: Strom: Die Stromerzeugung wird entsprechend der länderspezifischen Randbedingungen modelliert. Die landesspezifische Analyse beinhaltet: 1.: Spezifische Kraftwerke der verschiedenen fossilen Energieträger und der Einsatz erneuerbarer Energien sind entsprechend der länderspezifischen Energieträgermixe modelliert. Die Analyse bezieht Stromimporte aus den Nachbarländern, Transmissions-und Verteilungsverluste und den Eigenverbrauch im Kraftwerk und bei der Verteilung bzw. Speicherung, z. B. durch Pumpspeicherwerke, ein. 2.: Die landes-/regionalspezifischen Technologiestandards sowie die Erzeugung in Elektrizitätskraftwerken und/oder in speziellen Kraftwerken mit Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) sind berücksichtigt. 3.: Die länderspezifische Energieträgerbereitstellung (mit Anteil der Importe und/oder Eigenversorgung) einschließlich der Energieträger-Eigenschaften (z. B. Elementar- und Energiegehalte) werden berücksichtigt. 4.: Die Förderung, Produktion, Verarbeitung und Transportprozesse werden entsprechend der Situation im jeweiligen Stromerzeugerland modelliert. Die unterschiedlichen Produktions- und Verarbeitungsverfahren (Emissionen und Wirkungsgrade) in den verschiedenen Energieerzeugerländern werden einbezogen, z. B. Rohöl-Veredelungsverfahren oder Abfackel-Raten an den Ölplattformen. Thermische Energie, Prozessdampf: Die Erzeugung von Dampf und thermischer Energie in Heizkraftwerken wird entsprechend der landesspezifischen Situation (Emissionsgrenzwerte, Energieträgerbasis) modelliert. Der Wirkungsgrad für die thermische Energieerzeugung beträgt per Definition 100% des Energieträgereinsatzes. Für Prozessdampf liegt der Wirkungsgrad im Bereich von 85-95%. Die zur Heizenergie-Erzeugung verwendeten Energieträger werden entsprechend der nationalen Situation modelliert (siehe Kapitel Strom oben). Transporte: Alle relevanten und bekannten Transportprozesse in Form von See- und Binnenschiffsverkehr sowie Bahn-, Lkw- und der Leitungstransport sind enthalten. Energieträger: Die Energieträger werden entsprechend der spezifischen Versorgungslage modelliert (siehe Kapitel Strom oben). Raffinerieprodukte: Diesel, Benzin, technische Gase, Heizöl, Schmierstoffe und Rückstände, wie Bitumen, werden mit einem parametrierten länderspezifische Raffineriemodell modelliert. Das Raffinerie-Modell bezieht die länderspezifischen Veredelungsverfahren (z. B. Emissionspegel, interner Energieverbrauch etc.) und das länderspezifische Produktspektrum ein, das sich je nach Land stark unterscheiden kann. Die Rohöl-Förderung wird gemäß der länderspezifischen Situation mit den jeweiligen Energieträger-Eigenschaften modelliert. |
| Piktogramm | |
| Flussdiagram(me) oder Abbildung(en) | |
Modellierung und Validierung
Administrative Information
Umweltindikatoren