Stoffflussanalyse/Materialflussanalyse

beschreibt die Transformation von Stoffen und Gütern wie deren Produktion, Lagerung oder Transport. Inputs/Outputs beschreiben Flüsse in bzw. aus einem Prozess. Prozess ist häufig ein Black-Box-Modell

Bestand von Güter und Stoffen in einem Prozess

Unterteilt in geogene (fossile Lager: Erdöl- und Kohlevorkommen oder Erzvorkommen) und anthropogene Lager (erst entstanden durch menschliche Einwirkung)

Differenz der Input- und Outputflüsse eines Prozesses innerhalb eines Bestimmten Zeitraums

Dieser Koeffizient ist der Anteil eines Outputflusses aus einem Prozess. Im stationären Fall, d.h. wenn es keine Lageränderung gibt, ist es ein Prozentsatz des Inputflusses.

Beinhaltet ein System, welches aus Gütern und Prozessen besteht und durch welches Stoffe fliessen.

1. Konzept:

Für eine Fragestellung wird ein System entworfen, dieses wird beschrieben durch die Systemgrenze, die Güter, Prozesse und Stoff/e. Das Resultat ist eine Liste der Systemelemente und ein Güterflussdiagramm, welches den Systemaufbau beschreibt.

2. Datenerhebung:

Die Daten der Güterflüsse, Stoffkonzentrationen sowie Lagerbestände werden erfasst, gemessen und abgeschätzt. (meist der Aufwendigste Teil)

3. Simulation:

Das System wird, falls nötig mit optimalen Schätzwerten, berechnet. Alle Flüsse, Lager und Prozesse können mittels mathematischer Modellierung definiert werden.

4. Analyse:

Das System wird schematisch dargestellt, Sensitivitätsalaysen durchgeführt und die Resultate interpretiert. Daraus erhält man die theoretische Möglichkeit für die Steuerung und Optimierung des Systems. (Veränderung der Güter, Stoffkonzentrationen oder Prozesse)

Auswertung von Statistiken von Firmen, Schätzungen des Bundes, Jahresberichte verwandter Ökobilanzen

1. Wahl der Systemvariablen (System vollständig beschreiben)

2. Bilanzgleichungen aufstellen (Energie- und Massenerhaltung)

3.Modellansatz wählen (Systemgleichung aufstellen, Parameter wählen)

4. Analytische Lösung (Systemvariablen in Funktion der Systemparameter ausrücken)

5. Anwendung auf spezifische Fragestellung

Wie entwickelt sich das System bei Änderung von wichtigen Flüssen oder Transferkoeffizienten?

Wie verändert sich der Import bei erhöhtem Recyclingkoeffizient?

Wie stark wachsen/sinken Lager an/ab?

Welche Flüsse sind im Prozess relevant, welche sind am grössten?

Welche Auswirkung hat eine Verringerung des Importes auf die Langeränderung?

Zeitunabhängig, alle Grössen bleiben über die Zeit konstant, keine Lageränderung.

alle Flüsse Zeitunabhängig, die Materie (Lager) eine lineare Funktion der Zeit. Linear bedeutet, dass die Änderungsrate von Lagern über die Zeit konstant ist.

beinhaltet zeitabhängige Systemvariablen und Systemparameter. Solche Systeme sind Zeitabhängig und beschreiben z.b. ein Wachstumsmodell

Mit der Sensitivitätsanalyse wird untersucht, wie durch Änderung von Parametern die Variablen beeinflusst werden. Damit wird gezeigt wie sensitiv z.b. ein Fluss auf Änderung der Parameter reagiert. Hohe Veränderung der Variable bei kleiner Änderung der Parameter ergibt eine hohe Sensitivität -> Parameter erfordert eine hohe Messgenauigkeit.

Es lässt sich für jede Variable mit Hilfe der partiellen Ableitungen die Sensitivität beschreiben.