Herausforderungen für die Stoffflussanalyse auf betrieblicher Ebene: Fid-Bau Portal

Herausforderungen für die Stoffflussanalyse auf betrieblicher Ebene

Trinkel, Verena / Cencic, Oliver / Kieberger, Nina

Zusammenfassung Die Stoffflussanalyse (SFA) ermöglicht nicht nur eine Beschreibung von Güter- und Stoffbilanzen auf regionaler, nationaler oder globaler Ebene, sondern auch für betriebliche Prozesse. Am Beispiel des Hochofenprozesses wird die Anwendung der SFA auf betrieblicher Ebene diskutiert. Im Konkreten werden dabei Schwermetallflüsse durch den Hochofenprozess mittels SFA modelliert. Dazu werden zuerst die Transferkoeffizienten (TK) für das erstellte SFA-Hochofenmodell für ein Bilanzjahr (2008) berechnet und auf Plausibilität überprüft. Im Anschluss erfolgen die Anwendung der ermittelten TK für die Bilanzjahre 2009 und 2011 und der Vergleich der auf Basis von TK berechneten Outputflüsse an Schwermetallen mit jenen, die auf Grundlage der Messdaten ermittelt wurden. Die Ergebnisse zeigen, dass für den Hochofenprozess die Anwendung der SFA mit konstanten TK für Ni plausible Outputflüsse liefert. Für Cd können die TK ebenfalls angewendet werden, jedoch lassen sich relativ große Bilanzdifferenzen zwischen In- und Output beobachten. Diese resultieren von teils sehr geringen und dadurch nicht messbaren Konzentrationen in einigen Hauptinputflüssen. Für Zn erweist sich die Anwendung von TK als problematisch, da sich die durch TK ermittelten Outputflüsse deutlich von jenen, die auf Basis der Messwerte berechnet wurden, unterscheiden (z. B. für Zn im Roheisen ergibt sich für die beiden Varianten ein Unterschied von bis zu 100 %). Des Weiteren zeigt eine nähere Betrachtung der Zn-Bilanz, dass die Bilanzdifferenzen sich für die untersuchten Jahre stark unterscheiden und sowohl positive (Input > Output) als auch negative Bilanzdifferenzen auftreten. Aufgrundlage der durchgeführten Untersuchungen konnten somit folgende Herausforderungen für die SFA auf betrieblicher Ebene identifiziert werden: Die Anwendbarkeit von TK ist elementabhängig und hängt somit mit dem Verhalten des jeweiligen Elements im Prozess zusammen. Auch wenn die Anwendbarkeit von TK gegeben ist, sollte das System genauer betrachtet werden (z. B. Cd). Große Bilanzdifferenzen zeigen auf, dass entweder der Input oder der Output stark unter- oder überschätzt wird. Als Ursache dafür können beispielsweise Konzentrationen unter der Bestimmungsgrenze oder nicht repräsentative Probenahmestellen genannt werden. Resultieren aus den TK gänzlich unterschiedliche Outputflüsse im Vergleich zu jenen, die mit den Messdaten ermittelt wurden, muss zusätzlich noch das Verhalten des jeweiligen Elements im Prozess betrachtet werden, um feststellen zu können, welches Ergebnis plausibler erscheint.