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IPCC Waste Model

Name

IPCC Waste Model

Version des Modells

  • 2019 Refinement, Version zur Erstellung des THG-Inventars für 2024 durch das Umweltbundesamt oder ggf. neuere Version, falls diese zur Verfügung gestellt werden kann.

Betreibende Organisation

  • Öko-Institut e.V. wendet das Modell im Konsortium an. Entwickelt wurde es vom IPCC, angewendet wird es weltweit von unterschiedlichen Behörden zur Ermittlung von Treibhausgasemissionen aus Siedlungsabfalldeponien, unter anderem vom Umweltbundesamt

Zweck des Modells

  • Das Modell wurde entwickelt, um die Länder bei der Erstellung ihrer THG-Emissionsinventare für den Bereich Abfall, Teilbereich Deponien zu unterstützen
  • Es wurde vom Umweltbundesamt und dem Öko-Institut für die Anwendung in Deutschland angepasst, um die landestypischen Besonderheiten bei der Erstellung des THG-Inventars berücksichtigen zu können.
  • Eine durch das Öko-Institut durchgeführte Erweiterung des Modells ermöglicht die Projektion der Emissionen aus Siedlungsabfalldeponien in die Zukunft unter Berücksichtigung der Bevölkerungsentwicklung.
  • Das Modell berücksichtigt die organischen Abbauprozesse in Deponien in Abhängigkeit von Art und Ablagerungszeitpunkt der betrachteten Abfalltypen.
  • Das primäre Ergebnis des Modells ist die zeitliche Entwicklung von Methan-Emissionen aus Siedlungsabfalldeponien in Deutschland.
  • Das Modell kann herangezogen werden, um zu beantworten, inwiefern eine Änderung der Art und Menge von deponierten Stoffen die Entwicklung an Methanemissionen beeinflusst. Darüber hinaus können Auswirkungen von unterschiedlicher Erfassung von Deponiegas betrachtet werden.

Akteure

  • Es werden keine Akteure oder deren Verhalten abgebildet/simuliert

Dokumentation

Räumliche Abdeckung

  • Deutschland, komplettes Bundesgebiet, konsistent zum Territorialprinzip der THG-Inventare

Zeithorizont

  • 1950-2050
  • Zur Inventarerstellung wird der Zeitraum von 1950 bis zum jeweils aktuellen Jahr mit Datenverfügbarkeit verwendet.
  • Für die Projektion wird kann der Zeithorizont bis zum Jahr 2050 erweitert werden, Startjahr ist dann jeweils das erste Jahr, für das keine Daten aus dem THG-Inventar zur Verfügung stehen

Zeitliche Auflösung

  • Jährliche Auflösung.
  • Es werden keine unterjährigen Effekte berücksichtigt.

Konzeptionelle Gestaltungsprinzipien

  • Das Modell berücksichtigt die organischen Abbauprozesse in Siedlungsabfalldeponien in Abhängigkeit von Art und Ablagerungszeitpunkt der betrachteten Abfalltypen.
  • Die Berechnung der Methanemissionen aus der Deponierung basiert auf der „First Order Decay Method“, welche in den 2006 veröffentlichten IPCC Guidelines for Greenhouse Gas Inventories veröffentlicht wurden.
  • Es werden sowohl nationale Aktivitätsdaten sowie landesspezifische Werte beispielsweise für Anteile des organisch abbaubaren Kohlenstoffs (DOC) oder Halbwertszeiten (k-Werte) angesetzt.
  • Weitere Parameter basieren auf Default-Werten der IPCC-Guidelines, wurden aber in Teilen auch durch Forschungsvorhaben überprüft.
  • Für weitere Informationen siehe auch: https://unfccc.int/sites/default/files/resource/2024-04-15_DE_NID_2024_UNFCCC_english.pdf?download, Kapitel 7.2.1.2.
  • Das Modell kann Wirkungen von Politiken und Maßnahmen abbilden, insofern sie auf die Ablagerung von Stoffen auf Siedlungsabfalldeponien wirken.

Methodischer/mathematischer Ansatz

  • Das Modell berechnet die Methanemissionen aus der Deponierung auf Basis der sogenannten „First Order Decay Methode“. Dabei wird für jedes Jahr die Gesamtmenge an abbaubarem organischem Kohlenstoff in den Deponien berechnet, um zu ermitteln, wieviel davon in jedem Jahr zu Methan und CO2 abgebaut wird.
  • Das Modell ist ein Multi-Phasen-Modell, welches für die einzelnen Abfallfraktionen mit verschiedenen Halbwertszeiten rechnet und anschließend summiert.

OpenSource

  • Das Modell ist in der Grundform online beim IPCC und UNFCCC frei verfügbar zur Berechnung von Emissionen aus Deponien.
  • Für die Berechnungen der Projektionen wird dem Öko-Institut die jeweils auf das aktuelle Treibhausgasinventar für Deutschland angepasste Modellversion zur Verfügung gestellt. Diese darf vom Öko-Institut ausschließlich zum Zweck der Projektionserstellung genutzt werden und nicht weitergegeben werden.

Parameter

  • Im Modell werden nationale Statistiken zu Abfallmengen verwendet.
  • In Fällen, wo keine gemessenen oder berechneten nationalen Werte vorhanden sind, stehen im Modell vom IPCC vorgegebene Default-Werte zur Verfügung, auf welche zurückgegriffen werden kann.

Programmiersprache

  • Excel Formula Language

Programmtechnische Gestaltungsprinzipien

  • Das Modell ist in Excel implementiert.
  • Es bietet die Möglichkeit, für verschiedene Kategorien an Abfallstoffen einerseits Daten aus statistischen Datenquellen anzugeben und andererseits deren zukünftige Ablagerung zu projizieren, dies passiert jeweils für jede Kategorie in einem eigenen Tabellenblatt innerhalb der Datei.
  • Ergebnisse werden auf einem dafür vorgesehenen Blatt aufgelistet und können via Verknüpfungen in anderen Berechnungen weiterverwendet werden.
  • Einlesen zusätzlicher Daten (aktualisierte Statistik, Bevölkerungsentwicklung) erfolgt via Dateiverknüpfung in Excel mit anderen Dateien.
  • Verschiedene Checksummen ermöglichen, Fehler zu identifizieren und zu korrigieren.

Räumliche Auflösung

  • Deutschland wird als Ganzes, ohne weitere räumliche Unterteilung abgebildet. NUTS 0 (Nationalstaaten)

Sektoren

  • Sektor 5 Abfallwirtschaft, Teilbereich 5.D. Deponien

Software

  • MS Excel

Techniken

  • Das Modell bildet keine Techniken ab, es beschreibt organische Abbauprozesse in Deponien

Treibhausgasemissionen

  • Methan (CH4)

Unsicherheit

  • Unsicherheiten werden nicht explizit quantifiziert. Das Modell bietet die Möglichkeit, bei Parametern, die für das betrachtete Gebiet nicht bekannt sind, auf Default-Werte zurückzugreifen, die für die wirtschaftlichen und klimatischen Bedingungen dieses Gebiet typisch sind.

Visualisierung des Modells und dessen Funktionsweisen

  • Eine Visualisierung des Modells steht aktuell nicht zur Verfügung.

Modellierungsprozess

Datenflüsse im Kontext des Modellierungsprozesses von IPCC Waste Model

Dieser Graph zeigt woher (und wieviele) Datensätze direkt oder indirekt in IPCC Waste Model fließen.

flowchart LR
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view["VIEW"]
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view__ipcc_waste_model(["1"])
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input__ipcc_waste_model(["8"])
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parametrisierungstabelle(["Instrumentenausgestaltung für die Treibhausgas-Projektionen 2025 (Datentabelle)"])
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ipcc_waste_model__output(["13"])
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rahmendaten_gesamtbevoelkerung(["Rahmendaten - Gesamtbevölkerung"])
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input(("Eingangsdaten"))
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powerflex["PowerFlex"]
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enusem["ENUSEM"]
click enusem href "/Modell/enusem/"
ipcc_waste_model__powerflex(["9"])
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output(("Ergebnisdaten"))
ipcc_waste_model["IPCC Waste Model"]
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style ipcc_waste_model fill:#9d579a,stroke:#9d579a;
ipcc_waste_model --> ipcc_waste_model__output
ipcc_waste_model__enusem --> enusem
ipcc_waste_model --> ipcc_waste_model__powerflex
view --> view__ipcc_waste_model
ipcc_waste_model__powerflex --> powerflex
rahmendaten_gesamtbevoelkerung --> ipcc_waste_model
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parametrisierungstabelle --> ipcc_waste_model
input --> input__ipcc_waste_model
ipcc_waste_model__output --> output

Direkte Datenflüsse zu IPCC Waste Model

Dieser Graph zeigt an, welche Datensätze direkt in IPCC Waste Model fließen oder durch IPCC Waste Model ausgegeben werden.

flowchart LR
classDef default text-decoration:none
abfallmodell_projektdaten_deponiebelueftung(["Projektdaten Deponiebelüftung NKI"])
click abfallmodell_projektdaten_deponiebelueftung href "/Datensatz/abfallmodell_projektdaten_deponiebelueftung/"
abfallmodell_projektdaten_abwasser(["Projektdaten Abwasser NKI"])
click abfallmodell_projektdaten_abwasser href "/Datensatz/abfallmodell_projektdaten_abwasser/"
parametrisierungstabelle(["Instrumentenausgestaltung für die Treibhausgas-Projektionen 2025 (Datentabelle)"])
click parametrisierungstabelle href "/Datensatz/parametrisierungstabelle/"
rahmendaten_gesamtbevoelkerung(["Rahmendaten - Gesamtbevölkerung"])
click rahmendaten_gesamtbevoelkerung href "/Datensatz/rahmendaten_gesamtbevoelkerung/"
abfallmodell_crf_daten_5_a_5_b_5_d_5_e(["Zusätzliche CRF-Daten (5.B, 5.D, 5.E)"])
click abfallmodell_crf_daten_5_a_5_b_5_d_5_e href "/Datensatz/abfallmodell_crf_daten_5_a_5_b_5_d_5_e/"
interface_5_abfall_mms_mwms(["Interface zwischen ENUSEM und IPCC Waste Model"])
click interface_5_abfall_mms_mwms href "/Datensatz/interface_5_abfall_mms_mwms/"
abfallmodell_aufkommen_haushaltsabfall(["Aufkommen Biomüll"])
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abfallmodell_lebensmittelabfaelle(["Food waste and food waste prevention by NACE Rev. 2 activity"])
click abfallmodell_lebensmittelabfaelle href "/Datensatz/abfallmodell_lebensmittelabfaelle/"
ipcc_waste_model["IPCC Waste Model"]
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style ipcc_waste_model fill:#9d579a,stroke:#9d579a;
abfallmodell_projektdaten_abwasser --> ipcc_waste_model
ipcc_waste_model --> interface_5_abfall_mms_mwms
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