Typische Immissionsbelastungssituation im Umfeld eines neuen Kraftwerkes

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1 Typische Immissionsbelastungssituation im Umfeld eines neuen Kraftwerkes Bildungszentrum für die Entsorgungs- und Wasserwirtschaft Bildungsstätte Duisburg 20. November 2008 Dr. Jörg Siebert Müller-BBM GmbH - Niederlassung Köln

2 Überblick Einleitung Emissionsquellen und Emissionswerte Typische Immissionsbelastungen Fazit Überblick 2

3 Einleitung Kraftwerke bedürfen einer BImSchG-Genehmigung: Nr. 1.1 der Spalte 1 des Anhangs der 4. BImSchV: Anlagen zur Erzeugung von Strom, Dampf, Warmwasser, Prozesswärme oder erhitztem Abgas durch den Einsatz von Brennstoffen in einer Verbrennungseinrichtung (wie Kraftwerk, Heizkraftwerk, Heizwerk, Gasturbinenanlage, Verbrennungsmotoranlage, sonstige Feuerungsanlage), einschließlich zugehöriger Dampfkessel, mit einer Feuerungswärmeleistung von 50 Megawatt oder mehr Einleitung 3 Nr. 1.1 der Spalte 1 des Anlage 1 des UVPG mehr als 200 MW: UVP-pflichtiges Vorhaben 50 MW bis 200 MW: Allgemeine Vorprüfung Genehmigungsverfahren nach 10 BImSchG mit UVP (förmliches Verfahren)

4 Emissionsquellen und Grenzwerte Kraftwerksschema Emissionsquellen 4

5 Lageplan mit Bekohlungsanlage Weitere Quellen Emissionsquellen Hilfsdampfkessel Siloanlagen (z.b. Flugasche, Kreide) Kohlebunker Kohleentladung (z.b. Schiff) Bekohlungsanlagen Asche-/Schlackelager Lkw-Verkehr (Betriebsmittel) 5

6 Gefasste Quellen 6 I. Gefasste Quellen

7 Emissionsgrenzwerte I Dampferzeuger Typische Blockgrößen ca MW el Emissionsgrenzwerte - Dampferzeuger Brennstoff: Kohle 3 Abs. 1 Nr. 1, 2, 3 d) sowie Abs. 4 der 13. BImSchV 7

8 Emissionsgrenzwerte II Dampferzeuger Emissionsgrenzwerte - Dampferzeuger Brennstoff: sonstige Brennstoffe (z.b. Petrolkoks) zusätzlich 3 Abs. 1 Nr. 3 a) - c) der 13. BImSchV Mitverbrennung: Anhang II der 17. BImSchV (z.b. Klärschlamm) 8

9 Weitere Emissionswerte Dampferzeuger Brennstoff Kohle Schwermetalle im Abgas (*) Emissionsgrenzwerte - Dampferzeuger 9 Schadstoff Steinkohle [mg/kg TS] Transferfaktoren [%] m ittlere Gehalte hohe Gehalte Cd 0,3 10,0 1,6 Tl 0,3 1,2 1,0 Sb 2,5 9,0 1,3 As 13,6 50,0 0,4 Pb 68,0 270,0 0,3 Co 16,7 40,0 0,1 Cr 26,5 80,0 0,1 Cu 33,0 60,0 0,1 Mn 125,0 315,0 0,1 Ni 45,0 96,0 0,1 V 75,0 180,0 0,1 Sn 5,0 10,0 2,5 (*) Leitfaden zur energetischen Verwertung in Zement-, Kalk- und Kraftwerken in Nordrhein-Westfalen, Ministerium für Umwelt und Naturschutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz des Landes Nordrhein-Westfalen; 2. Auflage, September 2005

10 Emissionsgrenzwerte Hilfsdampfkessel Brennstoff: z.b. Erdgas (Bezug-O 2 -Gehalt: 3 Vol.-%) 5 Abs. 1 Nr. 1 und Nr. 2 der 13. BImSchV Emissionsgrenzwerte - HDK NO x -Grenzwert ist abhängig von der FWL der Gesamtanlage Unverhältnismäßig: 21 der 13. BImSchV Zulassung von Ausnahmen 10

11 Emissionsgrenzwerte Nebenanlagen Emissionsgrenzwerte - Nebenanlagen Staubgrenzwert: 10 mg/m³ (Aufsatzfilter) Quelle Volumenstrom Massenstrom Ableithöhe Emissionsdauer Kohlebunker m 3 /h 0,200 kg/h 60 m 16 h/d Flugascheverladesilo m 3 /h 0,400 kg/h 30 m h/a Flugaschekombisilo m 3 /h 0,450 kg/h 50 m h/a Kreidesilo ,040 kg/h 40 m 16 h/d Kalksilo ,040kg/h 20 m 16 h/d Schwermetallemissionen - Flugasche Transferfaktoren Kalk-/Kreidesilo vernachlässigbar 11

12 Diffuse Quellen 12 II. Diffuse Quellen

13 Umschlag und Lagerung der Kohle und der Grobasche/Schlacke Ermittlung gem. VDI-RL 3790 Blatt 3: q 0,5 Q ρ 1,25 H s frei Diffuse Quellen Staubverursachender Vorgang r S H frei q Staubemissionen [t/m³] [m] [g/t] [kg/h] Entladung der Kohle per Schiffsentlader (Greifer) 0,9 -- 0,64 0,250 Abw urf der Kohle in den Aufgabetrichter 0,9 1,5 2,71 1,053 1,303 Abw urf der Kohle auf Halde mittels Absetzer (Aufhalden) 0,9 0,5 1,80 0,698 Aufnahme der Kohle von der Halde mit Portalkratzer (Rückhalden) 0,9 -- 0,49 0,190 2,045 Abw urf vom Portalkratzer auf Auslegerband 0,9 0,5 2,98 1,157 Aufnahme der Grobasche per Radlader im Grobaschelager 0,8 -- 0,82 0,005 Abw urf der Grobasche in den Aufgabetrichter 0,8 1 3,81 0,023 0,029 Verladung der Grobasche in Küstenmotorschiff 0,8 1 0,17 0,001 Summe 8,63 3,348 Gesamtemission in kg/a: Betriebsstunden der Gesamtanlage pro Jahr: Emission in kg/h: 7,401 durchschnittliche Emission in kg/jahresstunde: 3,348 Schwermetallemissionen - Grobasche Transferfaktoren 13

14 Weitere Emissionen Staubabwehungen von der Kohlehalde Emissionen durch den anlagenbezogenen Verkehr Diffuse Quellen Diese Emissionsbeiträge sind vernachlässigbar! 14

15 Ableitbedingungen - Dampferzeuger Ableithöhe Dampferzeuger: ca. 150 m Abgastemperatur: ca. 50 C Wärmestrom: ca. 50 MW Staubkörngrößenverteilungen: Ableitbedingungen Korngrößenverteilung in Massenanteilen [%] Klasse i=1 i=2 i=3 i=4 Korngröße da < 2,5 µm 2,5 10 µm µm > 50 µm Dampferzeuger Siloaufsatzfilter Kohlelager, Schiffsentladung

16 Immissionssituation

17 Typische Immissionsbelastung Typische Immissionsbelastung a) Gasförmige Schadstoffkomponenten 17 IJZmax: 6 km Entfernung zur Quelle Anteil am Beurteilungswert < 3,0 %

18 Typische Immissionsbelastung Typische Immissionsbelastung b) PM10 und Inhaltsstoffe 18 IJZmax: Im Nahbereich der Quelle Anteil am Beurteilungswert < 3,0 %?

19 Typische Immissionsbelastung Typische Immissionsbelastung c) Staubniederschlag und Inhaltsstoffe 19 IJZmax: Im Nahbereich der Quelle Anteil am Beurteilungswert < 5 %?

20 Ergebnisse Immissionszusatzbelastung Schadstoff IJZ max [µg/m 3 ] IW [µg/m 3 ] IJZ max /IW [%] Typische Immissionsbelastung Schwefeldioxid, SO 2 0, ,27 Stickstoffdioxid, NO 2 0, ,44 Schwebstaub (PM 10 ) 0, ,95 Cadmium und seine anorg. Verbindungen als Bestandteil des Schwebstaubes (PM 10 ), angegeben als Cd Schadstoff Arsen und seine anorg. Verbindungen, angegeben als As Cadmium und seine anorg. Verbindungen, angegeben als Cd Nickel und seine anorg. Verbindungen, angegeben als Ni Quecksilber und seine anorg. Verbindungen, angegeben als Hg 0, ,02 5 IJZ max [µg/(m 2 d)] IW [µg/(m 2 d)] 0,18 0,72 IJZ max /IW [%] 0, ,80 0, ,00 0, ,33 0, ,80 20

21 Resümee - Immissionsbelastungssituation gasf. Schadstoffe (SO 2, NH 3, Hg, etc.), PCDD/F, Cd-SSt, Cd-StN,... Einwirkungsbereich des Kraftwerkes PM 10, StN und deren Inhaltsstoffe außer... Resümee Einwirkungsbereich der niedrigen Quellen 21

22 Zusammenfassung Kraftwerksblockgrößen von ca MW el Neben dem Kraftwerksschornstein gibt es eine Reihe weiterer wichtiger gefasster und diffuser Quellen Aufgrund der Ableitbedingungen i.d.r. irrelevante Immissionszusatzbelastung Zusammenfassung Ausnahme bzgl. der staubgebundenen Schadstoffe, die in relevanten Mengen aus niedrigen Quellen freigesetzt werden Falls Irrelevanz hier nicht erreicht wird Vorbelastung berücksichtigen 22

23 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Müller-BBM GmbH Robert-Koch-Straße Planegg/München Berlin Dresden Frankfurt Gelsenkirchen Hamburg Köln Nürnberg Stuttgart