Offene Fragen aus vorhergehenden Sitzungen

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Pamela Feld
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1 Offene Fragen aus vorhergehenden Sitzungen Tunneldialog 3. Sitzung Prof. Dr.-Ing. Görge Deerberg Fraunhofer UMSICHT Folie 1

2 Offene Fragen aus vorhergehenden Sitzungen Was passiert mit Partikeln in der Atmosphäre? Was sind andere Partikelquellen? Was sind die erzeugte Staubmengen im Tunnel? Welches Einsparpotenzial böte ein Tunnelluftfilter in Schwäbisch Gmünd oder an anderen Standorten? Folie 2

3 Einfaches Modell für Emission, Transmission und Deposition von Schadstoffen in der Atmosphäre Transmission Emission Atmosphäre Deposition /Immission Quellen Biosphäre Bei Staub: Natürliche Quellen Direkte Quellen z.b. Mineralstaub, Seesalz, Vulkane, Brände Indirekte Quellen; Bildung durch Reaktion von Gasen (Sulfat, Nitrat, Ammonium) nach Bliefert, Umweltchemie, 2002 Anthropogene Quellen Direkte Emissionen: Stäube aus Verbrennungs- und Industrieprozessen Indirekte Emissionen: Bildung durch Reaktion von Gasen (Sulfat, Nitrat, Feststoffteilchen aus KWS) Folie 3

4 Reinigungsprozesse durch Wolken und Niederschläge für Aerosole Kondensation (< 0,1 µm) Anlagerung (> 0,1 µm) Innerhalb der Wolke Auswaschen (> 2 µm) Verweildauer < 1 Tag nach Bliefert, Umweltchemie, 2002 Sedimentation (> 20 µm) Niederschlag Erdoberfläche Verweildauer 2-20 Tage Unterhalb der Wolke Folie 4

5 PM10-Emissionen in Schwäbisch Gmünd in Tonnen pro Jahr (2008) Straßenverkehr; 19 davon Tunnelabluft 0,67 t (3,5 %) Biogene Systeme - Landwirtschaftliche Tätigkeiten; 11 Gesamt: 60 t/a Schienenverkehr; 2 Kleine und Mittlere Feuerungsanlagen, Festbrennstoffe; 18 Sonstige Technische Einrichtungen - Rest; 6 Industrie (11. BImSchV); 2 Gewerbe (ohne Feuerungsanlagen); 1 Kleine und Mittlere Feuerungsanlagen, Heizöl EL; 1 Quelle: LUBW Folie 6

6 PM10-Feinstaub-Emissionen von Kleinen und Mittleren Feuerungsanlagen nach Brennstoffen (BW 2008) Anteil an Holz- Feuerungsanlagen: 10,0% Quelle: Ergänzung Luftreinhalteplan für den Regierungsbezirk Stuttgart Teilplan Schwäbisch Gmünd, 2012 Folie 7

7 Erzeugte Staubmengen im Tunnel? Kamin: ermittelte Staubmenge (PM 10 ): 674 kg/a Annahmen: Fahrzeugflotte, Anteil Schwerverkehr, Kaltstartphase, Abrieb, Steigung Gelände, Geschwindigkeit, Zur Veranschaulichung Studie* zu Emissionen von Fahrzeugen in einem Tunnel unter realen Bedingungen: ca. 0,025 g/(km.fz) für 2008 bei 6% Schwerverkehranteil Schwäbisch Gmünd 2013 bei 8,5% Schwerverkehranteil Fahrzeuge pro Tag, 2,2 km Strecke 1,155 kg/d = 422 kg/a Anteil Abrieb ca. 40% 281 kg/a (Abrieb) 703 kg/a (gesamt) 90:10-Aufteilung -10% 633 kg/a (gesamt) Vorbeladung Luft nicht berücksichtigt höhere Emissionen Annahme: 30µg/m³, 150m³/s 142 kg/a (ca. 21% von 674 kg/a) *-Schweiz Fahrzeugmix der Umweltzone nicht berücksichtigt geringere Emissionen Folie 8

8 Fazit für Schwäbisch Gmünd Der Straßenverkehr emittiert ca. 1/3 des gesamten erzeugten Staubs in Schwäbisch Gmünd Andere Emittenten sind vor allem kleine und mittlere Holzfeuerungen Unterschiedliche Partikelgrößen und Gesundheitsrisiken je nach Quelle ca. 20% toxischer Anteil (aus Verbrennung) Aussage, wieviel Prozent der vom Schornstein emittierten Partikel in einem gewissen Umkreis herunter kommen, schwierig Aussagen zur jährlichen Deposition möglich die deponierten Partikel sind in der Regel nicht gesundheitsschädlich Folie 9

9 Einsparpotenziale durch Tunnelfilter? Schwäbisch Gmünd - Ohne Filter Schwäbisch Gmünd - Mit Filter Reduzierdüse ~ 145 Pa (Reduzierdüse) (~ 145 Pa) Abluft ~ 8 Pa Abluft Pa Zuluft 150 m³/s Zuluft ~ 700 Pa Zuluft 150 m³/s AKF ESP Zuluft Normalbetrieb: ca. 700 Pa Leitungsverluste ca. 8 Pa Verluste Schornstein ca. 145 Pa Verluste Düse Einsparpotenzial: ggf. Blende (~ 145 Pa), Mehraufwand: +450 bis Pa für einen Filter 1. Im Fall von Schwäbisch Gmünd wird für den Tunnelbetrieb mit Filter mehr Energie benötigt als wenn kein Filter verbaut würde (auch ohne Düse) 2. Der Energiebedarf entsteht im Wesentlichen durch die Bewegung einer gewissen Luftmenge der Anteil des Transports auf 157m (durch den Kamin) ist minimal Weglassen des Kamins bringt keine Energieersparnis Folie 11

10 Einsparpotenziale durch Tunnelfilter? Anderer Tunnel - Umluftbetrieb ESP AKF Zuluft Zuluft Verluste im Normalbetrieb: -Leitungsverluste -Verluste Durchströmung Filterkaverne -Verluste Filter Einsparpotenzial: -Investitionen Kamin Mehrausgaben: -Filter (Invest + Betrieb) Folie 13

11 Einsparpotenziale durch Tunnelfilter Ist-Situation Tunnelfilter + Schornstein Schwäbisch Gmünd Tunnelfilter + Betriebsgebäude Bauteile/ Gebäude Lüftungskaverne, Schornstein, Reduzierdüse Lüftungskaverne, Filter, ggf. neuer Ventilator, Schornstein, ggf. Düse Lüftungszentrale(n), Filter Druckverlust (Energiebedarf) Kamin: 8 Pa Düse: 145 Pa Leitungsverluste Filter: Pa Kamin: 8 Pa Leitungsverluste Filter: Pa Leitungsverluste Invest (netto) Kaverne: 6-8 Mio, Kamin: 2 4 Mio Kaverne: 6-8 Mio, Kamin: 2-4 Mio, Filter: 3-5 Mio Ventilatoren: ggf. 0,5 Mio Betriebsgebäude:?, Auslass:?, Filter: 3-5 Mio Ventilatoren Betriebskosten Ventilatoren: /a Ventilatoren: /a Filter: /a Ventilatoren: /a ± x /a Filter: /a Einsparpotenzial gegeben? Weder bei Invest noch bei Betrieb Invest vsl. günstiger als aktuelle Lösung, allerdings sind Standzeiten + Betriebskosten des Filters zu berücksichtigen Folie 14

12 Offene Fragen Herzlichen Dank! Folie 15

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