Geruchsimmissionen Gutachten zu einer wesentlichen Änderung einer genehmigten Biogasanlage nach 16 BImSchG Erstellung eines Flächennutzungsplanes am Standort Gemarkung Heeslingen, Flur 1, Flurstück 88/1 - Landkreis Rotenburg- Im Auftrag der Landenergie Heeslingen GmbH & Co. KG Herr Harald Holsten Stader Str. 13 27404 Heeslingen Tel. 04281 950422 Fax : 04281 950422 Prof. Dr. sc. agr. Jörg Oldenburg Von der Industrie- und Handelskammer zu Neubrandenburg öffentlich bestellter und vereidigter Sachverständiger für Emissionen und Immissionen sowie Technik in der Innenwirtschaft (Lüftungstechnik von Stallanlagen) Ingenieurbüro Prof. Dr. Oldenburg Immissionsprognosen Umweltverträglichkeitsstudien Landschaftsplanung Beratung und Planung in Lüftungstechnik und Abluftreinigung Bearbeiter: Frau Dr. rer. nat. Sabine Franke-Scherbarth SFS@ing-oldenburg.de Dorfstraße 58 21734 Oederquart Tel. 04779 92 500 0 Fax 04779 92 500 29 Büro Niedersachsen: Dorfstraße 58 21734 Oederquart Büro Mecklenburg-Vorpommern: Rittermannshagen 35 17139 Faulenrost Tel. 039951 271 38 Fax 039951 271 49 www.ing-oldenburg.de Gutachten 11.005 11. Januar 2011
Inhaltsverzeichnis Seite 1 Problemstellung 2 2 Aufgabe 3 3 Vorgehen 3 4 Das Vorhaben 3 4.1 Bauliche Anlagen 4 4.2 Nachbarliche Betriebe 7 4.3 Das betriebliche Umfeld 9 5 Emissionen und Immissionen 9 5.1 Geruchsimmissionen 10 5.2 Winddaten 12 5.3 Ausbreitungsrechnung 13 5.4 Rechengebiet 13 5.5 Bodenrauhigkeit 14 5.6 Geruchsemissionspotential 14 5.7 Geruchsquellen 15 5.8 Emissionsrelevante Daten 17 5.9 Zulässige Häufigkeiten von Geruchsimmissionen 19 5.10 Beurteilung der Immissionshäufigkeiten 21 5.11 Ergebnisse und Beurteilung 23 6 Zusammenfassende Beurteilung 28 7 Verwendete Unterlagen 29 8 Anhang 30 8.1 Erläuterungen zur TA-Luft-Konformität 30 8.2 Parameterdateien 33 1
1 Problemstellung Die Landenergie Heeslingen GmbH & Co. KG, hier vertreten durch Herrn Harald Holsten besitzt eine Genehmigung nach BImSchG zur Errichtung und Betrieb einer Biogasanlage in der Flur 1, Flurstück 88/1, Gemarkung Heeslingen. Die Anlage befindet sich derzeit im Bau und soll demnächst in Betrieb genommen werden. Das Blockheizkraftwerk soll eine elektrische Leistung von 500 kw el. besitzen. Das Projekt wird von der Landenergie Heeslingen GmbH & Co. KG mit den Gesellschaftern Harald Holsten, Klaus Harms, Günter Gerdes und Peter Beneke gemeinsam geplant und betrieben. Es ist nun eine Erweiterung nach 16 BImSchG der ursprünglichen Anlage geplant, für die ein Flächennutzungsplan erstellt werden soll. Hierbei soll die Anlage derart umgestaltet werden, dass nun zwei Fermenter betrieben werden können. Es wird kein weiteres BHKW an dieser Stelle geplant, sondern das Biogas soll in ein Gasnetz eingespeist und anderweitig genutzt werden. Zur ausreichenden Bevorratung soll eine zusätzliche Silagefläche für Maissilage ergänzt werden. Es ist nun im Rahmen dieses Gutachtens zu prüfen, in wieweit sich diese Änderungen geruchlich auf die Umgebung auswirken. Abb 1: Lage des Betriebes Holsten in Heeslingen und Umgebung. 2
2 Aufgabe Es soll gutachterlich Stellung genommen werden zu der Frage: 1. Wie wirken sich die geplanten Veränderungen auf die umliegenden Wohnhäuser aus? 2. Wie hoch ist die resultierende Gesamtbelastung durch die in Heeslingen ansässigen Betriebe? 3. Kann der Flächennutzungsplan erstellt werden? 3 Vorgehen 1. Als Grundlage dient das vom Unterzeichner erstellte Gutachten 10.75 b, das im Zusammenhang mit der erteilten Genehmigung angefertigt wurde. 2. Alle Randparameter der Berechnungen, sowie die Tierplatzzahlen und Quelldateien der Nachbarbetriebe wurden aus dem Vorgutachten übernommen. Hierbei wurde ein aktuelles inzwischen genehmigtes Bauvorhaben eines Nachbarbetriebes mit in die Berechnung einbezogen. 3. Die Bewertung der Immissionshäufigkeiten für Geruch wurde im Sinne der Geruchs- Immissions-Richtlinie GIRL des Landes Niedersachsen vom 23. Juli 2009 in der Fassung der Länderarbeitsgemeinschaft-Immissionsschutz vom 29.2.2008 mit der Ergänzung vom 10.9.2008 mit dem von den Landesbehörden der Bundesländer empfohlenen Berechnungsprogramm AUSTAL2000 austal_g Version 2.4.7.WI-x und der Bedienungsoberfläche P&K_TAL2K, Version 2.4.7.354 auf Basis der entsprechenden Ausbreitungsklassenstatistik für Wind nach KLUG/MANIER vom Deutschen Wetterdienst vorgenommen. 4 Das Vorhaben Die Landenergie Heeslingen GmbH & Co. KG, besitzt eine Genehmigung nach BImSchG zur Errichtung und Betrieb einer Biogasanlage in der Flur 1, Flurstück 88/1, Gemarkung Heeslingen. Die Anlage befindet sich derzeit im Bau und soll demnächst in Betrieb genommen werden. Das Blockheizkraftwerk soll eine elektrische Leistung von 500 kw el. besitzen. Es ist nun eine Erweiterung nach 16 BImSchG der ursprünglichen Anlage geplant, für die ein Flächennutzungsplan erstellt werden soll. Hierbei soll die Anlage derart umgestaltet werden, dass nun zwei Fermenter betrieben werden können. Der ursprünglich als Nachgärer geplante Behälter soll nun als zweiter Fermenter eingesetzt und ein zusätzlicher Nachgärer errichtet werden. Es wird kein weiteres BHKW an dieser Stelle geplant, sondern das Biogas soll in ein Gasnetz eingespeist und anderweitig genutzt werden. Zur ausreichenden Bevorratung soll eine zusätzliche Silagefläche für Maissilage ergänzt werden. 3
Abb. 2: Lageplan des landwirtschaftlichen Betriebes von Herrn Holsten in Heeslingen mit der geplanten Biogasanlage Maßstab 1 : ~ 4.200 Da es sich hier um die Änderung einer aktuellen Genehmigung handelt, wird im folgenden der genehmigte Zustand vor der Genehmigung der Biogasanlage als Istzustand zugrunde gelegt. Seit der Erstellung des letzten Gutachtens wurde durch den Nachbarbetrieb Harms ein Bauantrag für einen neuen Mastschweinestall gestellt und genehmigt. Dementsprechend wird diese Änderung hier nun berücksichtigt. 4.1 Bauliche Anlagen Der Betrieb Holsten Die Zuordnung der Ordnungszahlen zu den Betriebsbereichen siehe Abb. 2. 1) Legehennenstall I: In diesem Stallgebäude mit einer Firsthöhe von ca. 6,5 m sind immissionsschutzrechtlich 10.368 Tierplätze für Legehennen genehmigt. Aus tierschutzrechtlichen Gründen wurde die tatsächliche Belegung reduziert auf 8.295 Legehennen. Die Haltung der Tiere erfolgt im Trockenkotverfahren. Die Abluft verlässt das Gebäude vertikal über 8 Abluftkamine in einer Höhe von 1,5 m über First. Im Zuge 4
der kürzlich ausgeführten Modernisierungsmaßnahmen wurden hier 9.600 Legehennen aufgestallt. 2) Legehennenstall II: In diesem Stallgebäude mit einer Firsthöhe von ca. 6,5 m sind immissionsschutzrechtlich 6.400 Tierplätze für Legehennen genehmigt. Aus tierschutzrechtlichen Gründen wurde die tatsächliche Belegung reduziert auf 5.120 Legehennen. Die Haltung der Tiere erfolgt im Trockenkotverfahren. Die Abluft verlässt das Gebäude vertikal über 10 Abluftkamine mit Weitwurfdüsen in einer Höhe von 1,5 m über First. Dieses Gebäude soll in Zukunft abgerissen werden. 3) Ehemaliger Rinderstall: In diesem Gebäude sind 45 Milchkühe und Färsen, 30 Jungrinder sowie 15 Kälber in Anbindehaltung auf Schwemmentmistung genehmigt. Ein 2004 geplanter Umbau zu einem Legehennenstall wurde nicht umgesetzt. Die Abluft wurde über zwei Kamine in einer Höhe von ca. 7 m abgeleitet. Hier sollen in Zukunft keine Tiere mehr gehalten werden. 4) Güllebehälter I: Der Güllebehälter weist bei einer Höhe von ca. 2,7 m über Grund und einem Durchmesser von ca. 8 m ein nominales Fassungsvermögen von ca. 220 m³ auf. Auf der Oberfläche befindet sich eine emissionsmindernde Strohhäckseldecke. Dieser Güllebehälter wird in Zukunft für Silo- und Schmutzwasser genutzt und mit einer Strohschwimmdecke versehen. Dieser Behälter ist dann als Geruchsquelle vernachlässigbar. 5) Güllebehälter II: Der Güllebehälter weist bei einer Höhe von ca. 2,7 m über Grund und einem Durchmesser von ca. 14 m ein Fassungsvermögen von nominal ca. 580 m³ auf. Auf der Oberfläche befindet sich eine emissionsmindernde Strohhäckseldecke. Dieser Güllebehälter wird in Zukunft als Vorgrube für die Biogasanlage genutzt und fest abgedeckt. Um beim Befüllen oder Leeren des Behälters einen Druckausgleich zu ermöglichen, wird die Betondecke mit einem 100 mm Lüftungsrohr versehen. Die möglichen Geruchsimmissionen hieraus wurden in der Berechnung nicht berücksichtigt, da sie vernachlässigbar gering sind. 6) Kotlagerhalle: In dieser Halle wird der in den Legehennenställen anfallende getrocknete Kot vor der Ausbringung auf die landwirtschaftlichen Flächen des Betriebes zwischengelagert. 7) Wohnhaus der Familie Holsten. 8) Scheune 5
Die geplante Biogasanlage 9) Fermenter I: Der Fermenter soll einen Durchmesser von 23 m und ein Volumen von 2.698 m³ aufweisen. In diesem Behälter wird das Substrat (Maissilage und Schweinegülle aus den Mastschweineställen) bei 38 C vergoren und Gas gebildet. Die Durchmischung des Materials soll mittels mehrerer Tauchmotorrührwerke gewährleistet werden. Die Verweildauer im Fermenter richtet sich nach der Größe der eingeführten Menge. Auf dem Fermenter befindet sich eine gasdichte Folienhaube, in dem das austretende Biogas gespeichert werden soll. Als Vorgrube wird der vorhandene Güllebehälter (Nr. 5) genutzt. 10) Zweiter Fermenter: Dieser Behälter wurde in der ursprünglichen Planung als Nachgärbehälter vorgesehen und soll nun als zweiter Fermenter dienen. Er wird baugleich mit dem Fermenter I ausgeführt. Eine zusätzliche Feststoffannahme soll nördlich des Behälters errichtet werden (Nr. 20). 11) Gärproduktlager für die ausgegorenen Substrate. Dieser Behälter soll einen Durchmesser von 32 m aufweisen und soll ebenfalls mit einem Foliendach abgedeckt werden. Neben diesem Behälter wird ein Platz für eine mögliche spätere Erweiterung vorgehalten. Diese ist jedoch nicht Bestandteil der aktuellen Planung. Wegen der auch hier geplanten Abdeckung mit einem Folienzeltdach stellen diese Behälter keine Geruchsquelle dar. Eine spätere Erweiterung wäre somit im Hinblick auf die Geruchsimmissionen neutral. 12) BHKW: Das geplante BHKW mit einer elektrischen Leistung von 500 kw el wandelt das Gas in elektrischen Strom und Wärme um. Die Abgase werden das Gebäude vertikal durch einen Abgaskamin in einer Höhe von 10 m über Grund verlassen. 13) Feststoffeintrag: Der Feststoffeintrag soll in Containerbauweise ausgeführt werden. Die Feststoffe (Silage) sollen mittels Schubstangen und Förderschnecken zum Fermenter transportiert werden. Der Bunker soll nicht gedeckelt werden. 14) Silagelagerflächen: An diesem Standort ist die Errichtung zweier Silagelagerflächen für Maissilage geplant. Die Mieten sollen 28 m breit sein und eine Stapelhöhe von ca. 5 m aufweisen. Die Silagestapel werden so abgedeckt sein, dass jeweils nur die Anschnittflächen offen sind. Es wird nur jeweils ein Silo geöffnet sein. 15) Pumpenhaus 16) Waage 17) Pumpenschacht 18) Nachgärer 29 m 19) Neue Silagelagerfläche mit einer Breite von 33 m und einer Stapelhöhe von 5 m. 6
20) Zweite Feststoffannahme Weitere als die hier dargestellten Veränderungen des Betriebes Holsten sind derzeit nicht geplant. 4.2 Nachbarliche Betriebe Im Umfeld des Betriebes von Herrn Holsten liegen weitere Betriebe mit emissionsrelevanter Tierhaltung. Die Angaben zu den nachbarlichen Betrieben stammen von aktuellen Gutachten aus der Region. Abb. 3: Lageplan der Nachbarbetriebe in Heeslingen Maßstab 1 : ~ 5.900 Nachbarbetrieb Klaus Harms Die Zuordnung der Ordnungszahlen zu den Betriebsbereichen siehe Abb. 3. Die Familie Harms betreibt in Heeslingen Schweinemast 21) Wohnhaus der Familie Harms 22) Ehemaliger Rinderstall: keine Tierhaltung 7
23) Schweinestall I: In diesem ca. 6,5 m hohen Gebäude befinden sich 195 Mastschweine im Gewichtsabschnitt von 28 105 kg und 195 Mastschweine im Gewichtsabschnitt von 28 120 kg. Die Entlüftung erfolgt über 4 Kamine mit einer Höhe von ca. 6,5 m über Grund. 24) Schweinestall II: In diesem Gebäudeteil werden 150 Mastschweine im Gewichtsabschnitt von 28 105 kg und 150 Mastschweine im Gewichtsabschnitt von 28 120 kg gehalten. Die Entlüftung erfolgt über 4 Kamine in 6,5 m über Grund. 25) Güllebehälter mit einem Fassungsvermögen von 500 m³ und einem Durchmesser von 15, 5 m. Die Höhe beträgt 3,5 m über Grund. Auf der Oberfläche bildet sich eine natürliche Schwimmdecke aus. 26) Güllebehälter mit einem Fassungsvermögen von 700 m³ und einem Durchmesser von 14 m. Die Höhe beträgt 3,5 m über Grund. Auf der Oberfläche bildet sich eine natürliche Schwimmdecke aus 27) Güllebehälter mit einem Fassungsvermögen von 150 m³ und einem Durchmesser von 8 m. Die Höhe beträgt 3,0 m über Grund. Auf der Oberfläche bildet sich eine natürliche Schwimmdecke aus 28) Neuer Mastschweinestall mit 936 Tierplätzen. Die Abluft wird zentral am Nordgiebel in einer Höhe von 13 m über Grund abgeführt. Nachbarbetrieb Günther Gerdes: Die Familie Gerdes betreibt Mastschweinehaltung mit 908 Plätzen. 29) Schweinestall I: In diesem Gebäude mit einer Firsthöhe von ca. 6 m werden 450 Mastschweine gehalten. Die Abluft verlässt das Gebäude über 8 Kamine in einer Höhe von 9 m über Grund. 30) Schweinestall II: In diesem ca. 8 m hohen Gebäude werden 458 Mastschweine gehalten. Die Abluft wird hier über einen Zentralkamin in einer Höhe von 15 m über Grund abgeführt. 31) Güllebehälter mit einem Durchmesser von 18 m. Für die Berechnungen wurde eine Gülleoberfläche ohne Schwimmdecke angenommen. 32) Wohnhaus der Familie Gerdes. 8
Nachbarbetrieb Dirk Meyer: Die Familie Meyer hält an diesem Standort 50 Milchkühe mit Nachzucht. 33) Rinderstall: In diesem Stallgebäude werden 50 Milchkühe, 50 Jungrinder und 20 Mastbullen gehalten. 34) Güllebehälter mit einem Durchmesser von 16 m. Auf der Oberfläche bildet sich eine natürliche Strohschwimmdecke aus. 35) Siloplatz für Gras- oder Maissilage. 36) Wohnhaus der Familie Meyer. Weitere Betriebe mit Tierhaltung befinden sich nicht im Umfeld des Vorhabens. 4.3 Das betriebliche Umfeld Das Vorhaben liegt nördlich der vorhandenen Anlagen des Betriebes Holsten am nördlichen Rand der Ortschaft. In südlicher, östlicher und westlicher Richtung befindet sich ein von Landwirtschaft geprägtes Dorfgebiet mit einigen Wohnhäusern ohne landwirtschaftlichen Hintergrund und den oben beschriebenen landwirtschaftlichen Betrieben mit Tierhaltung. Das weitere Umfeld wird in Form von Grün- und Ackerland ausschließlich landwirtschaftlich genutzt. 5 Emissionen und Immissionen Gerüche treten an Stallanlagen in unterschiedlicher Ausprägung aus drei verschiedenen Quellen aus: je nach Stallform und Lüftungssystem aus dem Stall selbst, aus der Futtermittel- und Reststofflagerung (Silage, Festmist, Gülle) und während des Ausbringens von Gülle oder Festmist. Auf die Emissionen während der Gülle- und Mistausbringung wird im Folgenden wegen ihrer geringen Häufigkeit und der wechselnden Ausbringflächen bei der Berechnung der Immissionshäufigkeiten nicht eingegangen. Die Gülle- und Mistausbringung ist kein Bestandteil einer Baugenehmigung und war bisher auch nicht Bestandteil von immissionsrechtlichen Genehmigungsverfahren, obwohl allgemein über diese Geruchsquellen immer wieder Beschwerden geäußert werden. Die Lästigkeit begüllter Felder ist kurzfristig groß, die daraus resultierende Immissionshäufigkeit (als Maß für die Zumutbar-, resp. Unzumutbarkeit einer Immission) in der Regel jedoch vernachlässigbar gering. Auch sieht die GIRL eine Betrachtung der Geruchsemissionen aus landwirtschaftlichen Düngemaßnahmen ausdrücklich nicht vor (siehe Ziff. 3.1. und 4.4.7 der Geruchsimmissions-Richtlinie GIRL), dies vor allem wegen der Problematik der Abgrenzbarkeit zu anderen Betrieben. 9
Erfahrungsgemäß ist das Geruchsemissionspotential von ausgefaulten Gärsubstraten aus nachwachsenden Rohstoffen deutlich geringer (bis vernachlässigbar gering) als die Geruchsemissionen von Rohgülle und Festmist. Die vollständige Vergärung der NaWaRos führt zu einer Veränderung des Emissionspotentiales. Im Auftrag der Farmatic Biotech Energy AG in Nortorf hat die ECOMA GmbH in Honigsee bei Kiel Untersuchungen zur Emissions- und Immissionsminderung beim Ausbringen ausgegaster Gülle aus einer Biogasanlage auf landwirtschaftliche Nutzflächen durchgeführt (Berichtsnr.: 5204/2002 vom 15. Februar 2002): Die Ergebnisse der Untersuchungen zeigen, dass für das Ausbringen der Gülle neben der etwa zehnfach geringeren Emission (Geruchsstoffkonzentration) auch noch eine außerordentliche Verbesserung der Geruchsqualität durch die Fermentierung in einer Biogasanlage entsteht. Beide Effekte zusammen ergeben nach einer überschlägigen Schätzung, dass beim Aufbringen von 100 m³ Rohgülle auf landwirtschaftliche Nutzflächen mit einer ebenso unangenehmen Wirkung im Immissionsbereich zu rechnen ist wie beim Aufbringen von 10.000 m³ ausgegaster Gülle aus einer Biogasanlage, in der neben Gülle auch noch 20 bis 25 % Abfälle (Anmerkung: die i.d.r. kritischer zu betrachten sind als NaWaRos) verarbeitet werden. Unberücksichtigt ist dabei noch das extrem schnelle Abklingen der Emissionen nach dem Ausbringen der ausgegasten Gülle. Wird das mit einbezogen, könnte das bedeuten, dass beim Ausbringen ausgegaster Gülle auch in vergleichsweise geringen Abständen von der Wohnbebauung die Immissionen vernachlässigbar werden gegenüber dem Ausbringen von Rohgülle, vorausgesetzt, es wird nur Biogasgülle in der Region ausgebracht. 5.1 Geruchsimmissionen Das Geruchsemissionspotential einer Anlage äußert sich in einer leeseitig auftretenden Geruchsschwellenentfernung. Gerüche aus der betreffenden Anlage können bis zu diesem Abstand von der Anlage, ergo bis zum Unterschreiten der Geruchsschwelle, wahrgenommen werden. 1. Die Geruchsschwelle ist die kleinste Konzentration eines gasförmigen Stoffes oder eines Stoffgemisches, bei der die menschliche Nase einen Geruch wahrnimmt. Die Meßmethode der Wahl auf dieser Grundlage ist die Olfaktometrie (siehe DIN EN 13.725). Hierbei wird die Geruchsstoffkonzentration an einem Olfaktometer (welches die geruchsbelastete Luft definiert mit geruchsfreier Luft verdünnt) in Geruchseinheiten ermittelt. Eine Geruchseinheit ist als mittlere Geruchsschwelle definiert, bei der 50 % der geschulten Probanden einen Geruchseindruck haben (mit diesem mathematischen Mittel wird gearbeitet, um mögliche Hyper- und Hyposensibilitäten von einzelnen Anwohnern egalisieren zu können). Die 10
bei einer Geruchsprobe festgestellte Geruchsstoffkonzentration in Geruchseinheiten (GE/m³) ist das jeweils Vielfache der Geruchsschwelle. 2. Die Geruchsschwellenentfernung ist nach VDI Richtlinie 3940 definitionsgemäß diejenige Entfernung, in der die anlagentypische Geruchsqualität von einem geschulten Probandenteam noch in 10 % der Messzeit wahrgenommen wird. 3. Die Geruchsemission einer Anlage wird durch die Angabe des Emissionsmassenstromes quantifiziert. Der Emissionsmassenstrom in Geruchseinheiten (GE) je Zeiteinheit (z.b. GE/s oder in Mega-GE je Stunde: MGE/h) stellt das mathematische Produkt aus der Geruchsstoffkonzentration (GE/m³) und dem Abluftvolumenstrom (z.b. m³/h) dar. Die Erfassung des Abluftvolumenstromes ist jedoch nur bei sog. "gefassten Quellen", d.h., solchen mit definierten Abluftströmen, z.b. durch Ventilatoren, möglich. Bei diffusen Quellen, deren Emissionsmassenstrom vor allem auch durch den gerade vorherrschenden Wind beeinflusst wird, ist eine exakte Erfassung des Abluftvolumenstromes methodisch nicht möglich. Hier kann jedoch aus einer bekannten Geruchsschwellenentfernung durch Beachtung der bei der Erfassung der Geruchsschwellenentfernung vorhandenen Wetterbedingungen über eine Ausbreitungsrechnung auf den kalkulatorischen Emissionsmassenstrom zurückgerechnet werden. Typische Fälle sind Gerüche aus offenen Güllebehältern oder Festmistlagern. Die Immissionsbeurteilung erfolgt anhand der Immissionshäufigkeiten nicht ekelerregender Gerüche. Emissionen aus der Landwirtschaft gelten in der Regel nicht als ekelerregend. Das Beurteilungsverfahren läuft in drei Schritten ab: 1. Es wird geklärt, ob es im Bereich der vorhandenen oder geplanten Wohnhäuser (Immissionsorte) aufgrund des Emissionspotentiales der vorhandenen und der geplanten Geruchsverursacher zu Geruchsimmissionen kommen kann. Im landwirtschaftlichen Bereich werden hierfür neben anderen Literaturstellen, in denen Geruchsschwellenentfernungen für bekannte Stallsysteme genannt werden, die VDI-Richtlinien 3471, 3472 und 3473 eingesetzt. Bei in der Literatur nicht bekannten Emissionsquellen werden entsprechende Messungen notwendig. 2. Falls im Bereich der vorhandenen Immissionsorte nach Schritt 1 Geruchsimmissionen zu erwarten sind, wird in der Regel mit Hilfe mathematischer Modelle unter Berücksichtigung repräsentativer Winddaten berechnet, mit welchen Immissionshäufigkeiten zu rechnen ist (Vor-, Zusatz- und Gesamtbelastung). Die Geruchsimmissionshäufigkeit und -stärke im Umfeld einer emittierenden Quelle ergibt sich aus dem Emissionsmassenstrom (Stärke, 11
zeitliche Verteilung), den Abgabebedingungen in die Atmosphäre (z.b. Kaminhöhe, Abluftgeschwindigkeit) und den vorherrschenden Windverhältnissen (Richtungsverteilung, Stärke, Turbulenzgrade). 3. Die errechneten Immissionshäufigkeiten werden an Hand gesetzlicher Grenzwerte und anderer Beurteilungsparameter hinsichtlich ihres Belästigungspotentiales bewertet. Die Immissionsprognose zur Ermittlung der zu erwartenden Geruchsimmissionen im Umfeld eines Vorhabens basiert 1. auf angenommenen Emissionsmassenströmen (aus der Literatur, unveröffentlichte eigene Messwerte, Umrechnungen aus Geruchsschwellenentfernungen vergleichbarer Projekte usw.. Falls keine vergleichbaren Messwerte vorliegen, werden Emissionsmessungen notwendig) und 2. der Einbeziehung einer Ausbreitungsklassenstatistik (AKS) für Wind nach KLUG/MANIER vom Deutschen Wetterdienst (DWD). Da solche Ausbreitungsklassenstatistiken, die in der Regel ein 10-jähriges Mittel darstellen, nur mit einem auch für den DWD relativ hohen Mess- und Auswertungsaufwand zu erstellen sind, existieren solche AKS nur für relativ wenige Standorte. 5.2 Winddaten Die am Standort vorherrschenden Winde verfrachten die an den Emissionsorten entstehenden Geruchsstoffe in die Nachbarschaft. In der Regel gibt es für den jeweils zu betrachtenden Standort keine rechentechnisch verwertbaren statistisch abgesicherten Winddaten. Damit kommt im Rahmen einer Immissionsprognose der Auswahl der an unterschiedlichen Referenzstandorten vorliegenden am ehesten geeigneten Winddaten eine entsprechende Bedeutung zu. Aufgrund von in der Region bereits durchgeführten Qualifizierten Prüfungen (QPR) der Übertragbarkeit einer Ausbreitungsklassenstatistik erscheint auch in diesem Fall die Verwendung der AKS Bremen als plausibel. Wie in der Norddeutschen Tiefebene allgemein üblich, so stellt die Windrichtung Südwest das primäre Maximum und die Windrichtung Nord das Minimum dar. Die Verfrachtung der Emissionen erfolgt daher am häufigsten in Richtung Nordost (siehe Abb. 4). Es wurde im folgenden mit dem 10-Jahres-Mittel von 1999 bis 2008 gerechnet. 12
Abb. 4: Häufigkeitsverteilung der Winde am Standort Bremen (10 -Jahres-Mittel von 1999 bis 2008) 5.3 Ausbreitungsrechnung Insbesondere aufgrund der Größe des Betriebes Holsten und des geplanten Vorhabens ist eine genauere Analyse der zu erwartenden Immissionshäufigkeiten notwendig. Die Ausbreitungsrechnung wurde mit dem von den Landesbehörden der Bundesländer empfohlenen Berechnungsprogramm AUSTAL2000 austal_g Version 2.4.7.-WI-x mit der Bedienungsoberfläche P&K_-TAL2K, Version 2.4.7.354 von Petersen & Kade (Hamburg) durchgeführt. Die Ausbreitungsrechnung erfolgte Geruchs-Immissions-Richtlinie GIRL des Landes Niedersachsen vom 23. Juli 2009 in der Fassung der Länder-Arbeitsgemeinschaft-Immissionsschutz vom 29.2.2008 mit der Ergänzung vom 10.9.2008 unter Einrechnung der Ausbreitungsklassenstatistik des Standortes Bremen. Die Immissionsprognose zur Ermittlung der zu erwartenden Immissionen im Umfeld eines Vorhabens (Rechengebiet) basiert 1. auf angenommenen Emissionsmassenströmen und effektiven Quellhöhen (emissionsrelevante Daten) unter 2. Berücksichtigung der Bodenrauhigkeit des Geländes und 3. der Einbeziehung von meteorologischen Daten (Winddaten). 5.4 Rechengebiet Das Rechengebiet für eine Emissionsquelle ist laut TA-Luft 2002 das Innere eines Kreises um den Ort der Quelle, dessen Radius das 50fache der Schornsteinbauhöhe ist. Im vorliegenden 13
Fall ist die maximale Quellhöhe 13 m. Es wurde um den zentralen Emissionsschwerpunkt mit den Koordinaten 3523140 (Rechtswert) und 5910269 (Hochwert) ein Rechengitter mit einer Maschenweite von 12 m und einer Ausdehnung von 1.080 x 1.080 m gelegt. Aus hiesiger Sicht sind Raster mit einem Maß von 12 m x 12 m bei den gegebenen Abständen zwischen Quellen und Immissionsorten ausreichend, um die Immissionsmaxima mit hinreichender Sicherheit zu bestimmen. 5.5 Bodenrauhigkeit Die Bodenrauhigkeit des Geländes wird durch eine mittlere Rauhigkeitslänge z 0 bei der Ausbreitungsrechnung durch das Programm austal2000 berücksichtigt. Sie ist aus den Landnutzungsklassen des CORINE-Katasters (vgl. Tabelle 14 Anhang 3 TA-Luft 2002) zu bestimmen. Die Rauhigkeitslänge ist für ein kreisförmiges Gebiet um den Schornstein festzulegen, dessen Radius das 10fache der Bauhöhe des Schornsteines beträgt. Setzt sich dieses Gebiet aus Flächenstücken mit unterschiedlicher Bodenrauhigkeit zusammen, so ist eine mittlere Rauhigkeitslänge durch arithmetische Mittelung mit Wichtung entsprechend dem jeweiligen Flächenanteil zu bestimmen und anschließend auf den nächstlegenden Tabellenwert zu runden. Die Berücksichtigung der Bodenrauhigkeit erfolgt i.d.r. automatisch mit der an das Programm austal2000 angegliederten, auf den Daten des Corinekatasters 2000 basierenden Software. Es ist zu prüfen, ob sich die Landnutzung seit Erhebung des Katasters wesentlich geändert hat oder eine für die Immissionsprognose wesentliche Änderung zu erwarten ist. Im vorliegenden Fall wurde durch das Programm eine mittlere Rauhigkeitslänge von 0,05 m ermittelt. Das entspricht einer Corine-Klasse von 3. Diese gilt zum Beispiel für nicht bewässertes Ackerland. Im Hinblick auf die vorhandene Bebauung erscheint diese Corine-Klasse als nicht geeignet. Es wurde daher eine Rauhigkeitslänge von 0,2 m - entsprechend einer Corine-Klasse von 5 - angenommen. Diese gilt für komplexe Parzellenstrukturen oder Landwirtschaft und natürliche Bedeckung und erscheint daher als eher plausibel. 5.6 Geruchsemissionspotential Die Geruchsschwellenentfernungen hängen unter sonst gleichen Bedingungen von der Quellstärke ab. Die Quellstärken der emittierenden Stallgebäude und der Nebenanlagen sind von den Tierarten, dem Umfang der Tierhaltung in den einzelnen Gebäuden, den Witterungsbedingungen und den Haltungs- bzw. Lagerungsverfahren für Jauche, Festmist, Gülle und Futtermittel abhängig (siehe KTBL-Schrift 333, 1989). Die VDI-Richtlinien 3471 -Emissionsminderung Tierhaltung Schweine- (1986) und 3473 - Emissionsminderung Tierhaltung Rinder- (Gründruck 1994, vom VDI bisher ersatzlos zurück- 14
gezogen in 1996) quantifizieren einen mittleren Zusammenhang zwischen der Form der Emissionsquelle und der Geruchsschwellenentfernung, die in Metern angegeben wird. Die Abstandsregelungen der VDI-Richtlinien 3471 und 3472 basieren auf Immissionsmessungen in Form von Begehungen, die der 3473 auf einem Analogieschluss zu den Richtlinien 3471 und 3472 unter Beachtung der Umrechnungsfaktoren aus der KTBL-Schrift 333. 5.7 Geruchsquellen Biogasanlage Durch die Errichtung der Biogasanlage in der hier geplanten Form entstehen zusätzliche Geruchsemissionen. Im Falle der geplanten Anlage soll Gülle aus den umliegenden Betrieben und Maissilage vergoren werden. An einer Biogasanlage in der hier vorhandenen und geplanten Form entstehen Geruchsemissionen durch die Abgase des BHKWs (Quelle Nr. 12 in Abb. 2 Seite 4), im Bereich der Fahrsilos (Quellen Nr. 14 und 19), und im Bereich der Feststoffannahmen (Quellen Nr. 13 und 20). Alle übrigen potentiellen Geruchsquellen sind so klein, dass die von dort stammenden Gerüche außerhalb des Betriebsgeländes im Regelfall nicht wahrgenommen werden, wie z.b. möglicherweise leicht verschmutzte innerbetriebliche Fahrwege oder Gasverluste durch Diffusion aus den Gasblasen oder Gerüche aus den Foliengasspeichern. Es soll ein BHKW-Modul mit Gas-Otto-Motor eingesetzt werden. Ein Gasmotor verbrennt ausschließlich Biogas und verursacht auch ausschließlich entsprechende Abgasqualitäten, während bei einem Zündstrahlmotor, der im Aufbau weitestgehend einem Dieselmotor entspricht, zum Start des Motors ausschließlich Dieselkraftstoff und während des Betriebes eine kleine Menge Dieselkraftstoff zum Erhalt mindestens der Leerlaufdrehzahl eingesetzt wird. Der für die Nettoabgabeleistung des Motors benötigte Kraftstoff wird in einem Zündstrahlmotor durch entsprechende Biogasmengen zugeführt. Im Falle vorhandenen Anlage werden ausschließlich nachwachsende Rohstoffe sowie hofeigene Gülle und Festmist vergoren. Die Daten über Geruchsstoffkonzentrationen im Abgas von Biogasanlagen die mittels eines Gasmotors das Biogas in elektrische Energie und Wärme umwandeln, in denen tierische Exkremente und NAWAROs vergoren werden, sind der Publikation der Schriftenreihe des Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie Sachsen, Heft 35/2008, MOCZIGEMBA et al.., entnommen: Es wird im folgenden von Geruchsstoffkonzentrationen im Abgas des Gas-Otto-Motor-BHKW im Normalbetrieb in Höhe von 3.000 GE/m 3 ausgegangen, weiterhin wird von einer Emissionszeit von 100 % ausgegangen: Dies ist eine worst case-annahme und sicher auch im Sin- 15
ne des Anlagenbetreibers; nur so kann ständig unter Volllast elektrischer Strom produziert werden. Tatsächlich wird die Gasausbeute je nach Qualität der eingebrachten Rohstoffe resp. Substrate und Anlagenführung im Jahresmittel immer geringer sein als maximal möglich. In letzter Konsequenz wird der Abgasvolumenstrom des BHKW-Moduls und damit auch der Emissionsmassenstrom immer unter dem maximal möglichen Werten liegen. Zu einer vergleichbaren Anlage liegen Messungen des TÜV Nord Umweltschutz vor. Danach beträgt der durchschnittliche Abgasvolumenstrom (normiert, feucht) bei drei Messungen 484,67 Nm³/h bei einer Nennleistung von 110 kw el. Dies entspricht einem spezifischen Abgasvolumenstrom in Höhe von 4,41 Nm 3 /h je 1 kw el -Leistung. Dieser Wert entspricht auch dem Mittelwert aller dem Unterzeichner zur Verfügung stehenden Motordaten, die für BHKW bekannt sind. Daher wird in dieser Ausbreitungsrechnung von einem spezifischen Abgasvolumenstrom in Höhe von 4,41 Nm 3 /h je 1 kw el -Leistung ausgegangen. Das Abgasvolumen beträgt für unter Volllast 2.205 Nm³/h (0,6125Nm³/sec) für ein BHKW mit einer elektrischen Leistung von 500 kw el. Die Abgastemperatur hat direkten Einfluss auf die Verteilung der Geruchsstoffe im Umfeld. Im Sinne einer worst-case-annahme wird von einer Abgastemperatur von 180 o Celsius bei Verwendung eines Wärmetauschers ausgegangen (anstelle von 500-550 Celsius ohne Nutzung eines Abgaswärmetauschers). Die nachfolgenden Ergebnisse wurden unter Berücksichtigung der o.g. Daten erzielt. 16
5.8 Emissionsrelevante Daten Tabelle 1: Liste der Quellen, Ausgangsdaten Nr. in Quelle Abb. 1+2 1) 2) Berechnungsgrundlagen Spezifische Emission 4.1) Stärke 4.2) Koordinaten 5) gungs- faktor 6) Belästi- GE/sec x (m) y (m) z (m) L (m) B/H (m) Winkel ( ) Temp. C Abluft- Volumen 7) m 3 /sec Betrieb Holsten: Istzustand 1 2 10.368 LH 6.400 LH GV 3) GE/s*GV -1 1,85 38,3 58 2.221,4-227 -170 8 45,9 - -45,8 1,0 4,81 1,85 23,7 58 1.374,6-246 -181 4,5 52,3 - -46,5 1,0 2,97 3 40 MK 5 Fä 20 JR 10 JR 15 Kä 600 600 300 150 75 48 6 12 3 2,25 8,5 =605-212 -253 9,5 29 - -46,3 0,5 2,8 Oberfläche GE/m²s 4 Gülle 50 m² 1,0 8) 50-252 -174 3 - - - 1,0 10 5 Gülle 165 m² 1,0 8) 165-254 -161 3 - - - 1,0 10 6 156 m² 2 8) 312-226 -163 1,5 13 12 41,9 1,0 10 Betrieb Holsten: Planzustand GV 3) GE/s*GV -1 1 9.600 LH 1,85 40,7 58 2.060,3-246 -181 4,5 52,3 - -46,5 1,0 6,4 2 - Keine Tierhaltung mehr, Gebäude soll abgerissen werden 3 Rinder Keine Tierhaltung Oberfläche GE/m²s 4 Silo-und Schmutzwasser, bedeckt mit Strohschwimmdecke, vernachlässigbar geringe Geruchsimmissionen 5 6 Vorgru be 165 m² wird mit einer festen Betondecke versehen 156 m² 2 8) 312-226 -163 1,5 13 12 41,9 1,0 10 Geplante Biogasanlage 13 20 Gewichtsbereich Kotlager Gewichtsbereich Kotlager Feststoffeintrag Feststoffeintrag 14 m² 3 8) 42-268 -102 3 4 3-155,4 1,0 10 14 m² 3 8) 42-257 -79 3 4 3-135 1,0 10 14/19 Silage* 140 m² 3 8) 420-325 -84 5 28-53,1 1,0 10 Fortsetzung der Tabelle s. Folgeseite 17
Nr. in Quelle Abb. 1+2 1) 2) Berechnungsgrundlagen Leistung Spezifische Emission 4.1) GE/ m³ Abluft Stärke 4.2) Koordinaten 5) gungs- faktor 6) Belästi- GE/sec 12 BHKW 9) 500 kw el. 3.000 1.837,5-270 -114 10 - - - x (m) y (m) z (m) L (m) B/H (m) Winkel ( ) Temp. C 1,0 180 C Abluft- Volumen 7) m 3 /sec 0,6125 Nachbarbetrieb Harms GV 3) GE/s*GV -1 23 195 MS 195 MS 66,5 74 26,0 29,0 50 2.740-45 18 6,5 23-0 0,75 4,29 24 150 MS 150 MS 66,5 74 42,15 50 2.107,5-40 26 6,5 15-3,8 0,75 3,30 28 936 MS 72 134,8 50 6.740-28 89 13 4 2 91,7 0,75 10,6 Oberfläche GE/m²s 25 Gülle 184 m² 1,0 8) 184 12 31 3 - - - 1,0 10 26 Gülle 153 m² 1,0 8) 153-4 30 3 - - - 1,0 10 27 Gülle 50,2 m² 1,0 8) 50,2-12 6 3 - - - 1,0 10 Nachbarbetrieb: Gerdes GV 3) GE/s*GV -1 29 450 MS 65 58,5 50 2.925 92-206 8,5 25,4 - -25,5 0,75 4,58 30 458 MS 65 59,5 50 2.977 79 178 15 - - - 0,75 4,66 Oberfläche GE/m²s 31 Gülle 254 m² 5,4 8) 1.371 112-189 3 - - - 1,0 10 Nachbarbetrieb: Meyer Gewichtsbereich Gewichtsbereich Gewichtsbereich GV 3) GE/s*GV -1 33 50 MK 50 JR 20 MB 600 300 350 60 30 14 8,5 8,5 12 933-460 -174 6,5 33,5-17,3 0,5 4,07 Oberfläche GE/m²s 34 Gülle 177 m² 1,0 8) 177-400 -134 3 - - - 1,0 10 35 Silo 20 m² 4,5 8) 90-497 -189 2 10-111,8 1,0 10 Legende zur Tabelle 1 1) Quellenbezeichnung nach Kapitel 4. 2) Legende:, MK = Milchkühe, MB = Mastbullen, JR = Jungrinder, MS= Mastschweine, MB = Mastbullen, LH = Legehennen 3) GV = Großvieheinheit, entsprechend 500 kg Lebendgewicht. 4.1) Spezifische Emission in Geruchseinheiten je Sekunde und Großvieheinheit nach OLDENBURG, 1989. 4.2) Angegeben als mittlere Emissionsstärke in Geruchseinheiten je Sekunde(GE/sec). 5) Die Werte beziehen sich auf ein fiktives, genordetes Koordinatenkreuz, dessen Mittelpunkt (0/0) sich in der Nähe des Hofmittelpunktes des Betriebes Harms befindet. 6) Belästigungsfaktor laut Girl des Landes Niedersachsen vom 23. Juli 2009 Fortsetzung der Legende s. Folgeseite 18
7) 8) 9) Geschätzter mittlerer Abluftvolumenstrom der einzelnen Quellen. In der Rinderhaltung wird ein Wert von im Mittel maximal 300 m 3 je Stunde und GV und in der Schweinehaltung von 600 m³ je Stunde und GV (in Anlehnung an DIN 18.910, 1992, bei einer maximalen Temperaturdifferenz von 3 Kelvin zwischen Außen- und Stallluft bei maximaler Sommerluftrate in Sommertemperaturzone II) und eine mittlere Auslastung der Lüftungsanlage von 47 % (interpoliert aus den Angaben bei SCHIRZ, 1989) angenommen. Da jedoch ohne thermischen Auftrieb gerechnet wird (siehe vorherige Anmerkung Nr. 6), hat die Angabe des Abluftvolumenstromes nur informativen Charakter, jedoch keine Auswirkungen auf das Berechnungsergebnis: Würde der thermische Auftrieb der Abluftfahne mit in die Berechnung einfließen, käme es wegen der Berücksichtigung des Abluftvolumenstromes mit der kinetischen Energie der Abluftfahne zu geringeren Immissionswerten. Emissionsfaktor aus: Immissionsschutzrechtliche Regelung zu Rinderanlagen des Sächsischen Staatsministeriums für Umwelt und Landwirtschaft (siehe Heidenreich et al.., 2008) vom März 2008 in GE/s und m² (Festmist 2 GE/m² und Gülle mit Schwimmdecke 1,0 GE/m², im Mittel 6 GE/s*m 2 bei Grassilage, 3 GE/s*m 2 bei Maissilage und 4,5 GE/s*m 2 bei gleichzeitigem Vorhandensein von Gras- und Maissilage). Diese Werte wurden gegenüber dem Vorgutachten aktualisiert. Da die Temperaturdifferenz der Abgase des BHKW (bei 180 C) zur Temperatur der Außenluft im Gegensatz zu den sonst in der Landwirtschaft vorhandenen Geruchsquellen signifikant hoch ist, wurde bei der Berechnung der Wärmestrom dieser Quelle berücksichtigt * Da die Silagemiete auf der zusätzlichen Fläche Nr. 19 größer ist als die drei Silos aus der ursprünglichen Planung wurde im Sinne einer worst case Annahme die größere Anschnittfläche angenommen und zentral auf der Siloanlage platziert. Die Höhe der jeweiligen Emissionsmassenströme jeder Quelle ergibt sich aus der zugrunde gelegten Tierplatzzahl, den jeweiligen Großvieheinheiten und dem Geruchs- bzw. Ammoniakemissionsfaktor. Die relative Lage der einzelnen Emissionsaustrittsorte (Abluftkamine) ergibt sich aus der Entfernung von einem im Bereich der Betriebsstätte festgelegten Fixpunkt (Koordinaten x und y in Tabelle 1) und der Quellhöhe (Koordinaten z in Tabelle 1). Entscheidend für die Ausbreitung der Emissionen ist die Form und Größe der Quelle. Da sowohl Güllebehälter als auch in der Regel Ställe die Anforderungen der TA-Luft Kapitel 5.5 bezüglich eines ungestörten Abtransportes mit der freien Luftströmung durch - eine Schornsteinhöhe von 10 m über Flur und - eine den Dachfirst um 3 m überragende Höhe aufgrund der spezifischen Bauweise nicht erfüllen können, wurde als Quellform eine aufrecht stehende Linie mit Basis auf der halben Gebäudehöhe angenommen, wenn die Höhe des Abluftaustrittes mindestens dem 1,2 fachen der Gebäudehöhe entsprach. Wurde diese Bedingung nicht erfüllt, so wurde eine stehende Linienquelle mit Basis auf dem Boden eingesetzt. Durch diese Vorgehensweise können Verwirbelungen im Lee des Gebäudes näherungsweise berücksichtigt werden (vgl. hierzu HARTMANN et al., 2003). Für den Fall, dass die Kaminhöhe das 1,7fache der Gebäudehöhe und mindestens 10 m über Grund betrug, wurde die Quelle als Punktquelle und der Einfluss der Gebäude durch das in Austal2000 implementierte Programm TALdia berücksichtigt. 5.9 Zulässige Häufigkeiten von Geruchsimmissionen Die Immissionshäufigkeit wird als Wahrnehmungshäufigkeit berechnet. Die Wahrnehmungshäufigkeit berücksichtigt das Wahrnehmungsverhalten von Menschen, die sich nicht auf die Geruchswahrnehmung konzentrieren, ergo dem typischen Anwohner (im Gegensatz zu z.b. Probanden in einer Messsituation, die Gerüche bewusst detektieren). 19
So werden singuläre Geruchsereignisse, die in einer bestimmten Reihenfolge auftreten, von Menschen unbewusst in der Regel tatsächlich als durchgehendes Dauerereignis wahrgenommen. Die Wahrnehmungshäufigkeit trägt diesem Wahrnehmungsverhalten Rechnung, in dem eine Wahrnehmungsstunde bereits erreicht wird, wenn es in mindestens 6 Minuten pro Stunde zu einer berechneten Überschreitung einer Immissionskonzentration von 1 Geruchseinheit je Kubikmeter Luft kommt (aufgrund der in der Regel nicht laminaren Luftströmungen entstehen insbesondere im Randbereich einer Geruchsfahne unregelmäßige Fluktuationen der Geruchsstoffkonzentrationen, wodurch wiederum Gerüche an den Aufenthaltsorten von Menschen in wechselnden Konzentrationen oder alternierend auftreten). Die Wahrnehmungshäufigkeit unterscheidet sich damit von der Immissionshäufigkeit in Echtzeit, bei der nur die Zeitanteile gewertet werden, in denen tatsächlich auch Geruch auftritt und wahrnehmbar ist. In diesem Zusammenhang ist jedoch auch zu beachten, dass ein dauerhaft vorkommender Geruch unabhängig von seiner Art oder Konzentration von Menschen nicht wahrgenommen werden kann, auch nicht, wenn man sich auf diesen Geruch konzentriert. Ein typisches Beispiel für dieses Phänomen ist der Geruch der eigenen Wohnung, den man in der Regel nur wahrnimmt, wenn man diese längere Zeit, z.b. während eines externen Urlaubes, nicht betreten hat. Dieser Gewöhnungseffekt tritt oft schon nach wenigen Minuten bis maximal einer halben Stunde ein, z.b. beim Betreten eines rauch- und alkoholgeschwängerten Lokales oder einer spezifisch riechenden Fabrikationsanlage. Je vertrauter ein Geruch ist, desto schneller kann er bei einer Dauerdeposition nicht mehr wahrgenommen werden. Unter Berücksichtigung der kritischen Windgeschwindigkeiten, dies sind Windgeschwindigkeiten im wesentlichen unter 2 m/sec, bei denen überwiegend laminare Strömungen mit geringer Luftvermischung auftreten (Gerüche werden dann sehr weit in höheren Konzentrationen fortgetragen - vornehmlich in den Morgen- und Abendstunden-), und der kritischen Windrichtungen treten potentielle Geruchsimmissionen an einem bestimmten Punkt innerhalb der Geruchsschwellenentfernung einer Geruchsquelle nur in einem Bruchteil der Jahresstunden auf. Bei höheren Windgeschwindigkeiten kommt es in Abhängigkeit von Bebauung und Bewuchs verstärkt zu Turbulenzen. Luftfremde Stoffe werden dann schneller mit der Luft vermischt, wodurch sich auch die Geruchsschwellenentfernungen drastisch verkürzen. Bei diffusen Quellen, die dem Wind direkt zugänglich sind, kommt es durch den intensiveren Stoffaustausch bei höheren Luftgeschwindigkeiten allerdings zu vermehrten Emissionen, so z.b. bei nicht abgedeckten Güllebehältern ohne Schwimmdecke und Dungplätzen, mit der Folge größerer Geruchsschwellenentfernungen bei höheren Windgeschwindigkeiten. Die diffusen 20
Quellen erreichen ihre maximalen Geruchsschwellenentfernungen im Gegensatz zu windunabhängigen Quellen bei hohen Windgeschwindigkeiten. 5.10 Beurteilung der Immissionshäufigkeiten Nach den Vorgaben der Geruchsimmissionsrichtlinie (GIRL) des Landes Niedersachsen vom 23. Juli 2009 in der Fassung der Länderarbeitsgemeinschaft-Immissionsschutz 29. Februar 2008 und der Ergänzung vom 10. September 2008 hat bei der Beurteilung von Tierhaltungsanlagen eine belästigungsabhängige Gewichtung der Immissionswerte zu erfolgen. Dabei tritt die belästigungsrelevante Kenngröße IG b an die Stelle der Gesamtbelastung IG. Um die belästigungsrelevante Kenngröße IG b zu berechnen, die anschließend mit den Immissionswerten für verschiedene Nutzungsgebiete zu vergleichen ist, wird die Gesamtbelastung IG mit dem Faktor f gesamt multipliziert: Durch dieses spezielle Verfahren der Ermittlung der belästigungsrelevanten Kenngröße ist sichergestellt, dass die Gewichtung der jeweiligen Tierart immer entsprechend ihrem tatsächlichen Anteil an der Geruchsbelastung erfolgt, unabhängig davon, ob die über Ausbreitungs- 21
rechnung oder Rasterbegehung ermittelte Gesamtbelastung IG größer, gleich oder auch kleiner der Summe der jeweiligen Einzelhäufigkeiten ist. Grundlage für die Novellierung der GIRL sind die aktuellen wissenschaftlichen Erkenntnisse, wonach die belästigende Wirkung verschiedener Gerüche nicht nur von der Häufigkeit ihres Auftretens, sondern auch von der jeweils spezifischen Geruchsqualität abhängt (Sucker et al., 2006 sowie Sucker, 2006). Tabelle 2: Gewichtungsfaktoren für einzelne Tierarten Tierart 1) Mastgeflügel (Puten, Masthähnchen) Legehennen/Sonstiges (z.b. Silage/Güllelagerung) Mastschweine, Sauen (bis zu 5.000 Tierplätzen) Milchkühe mit Jungtieren (einschließlich Mastbullen und Kälbermast, sofern diese zur Geruchsbelastung nur unwesentlich beitragen) Gewichtungsfaktor f 1,5 1 0,75 0,5 1) Alle Tierarten, für die kein tierartspezifischer Gewichtungsfaktor ermittelt und festgelegt wurde, werden bei der Bestimmung von f gesamt so behandelt, als hätten sie den spezifischen Gewichtungsfaktor 1. Durch die Einführung des Gewichtungsfaktors wird in einem nun zusätzlichen Berechnungsschritt immissionsseitig auf die wie bislang errechneten Wahrnehmungshäufigkeiten aufgesattelt. Die Berechnung der im Umfeld des Vorhabens im Jahresmittel wahrscheinlich zu erwartenden Immissionen erfolgte nach Anhang 3 der TA-Luft 2002 mit dem dort vorgeschriebenen Programm austal2000 mit der an diese Aufgabe angepassten Version 2.4.7.WI-x unter Verwendung der hierfür entwickelten Bedienungsoberfläche P&K_TAL2K Version 2.4.7.354. In Dorfgebieten mit landwirtschaftlicher Nutztierhaltung darf nach der GIRL des Landes Niedersachsen eine maximale IG b von 15 % der Jahresstunden bei 1 Geruchseinheit (GE) nicht überschritten werden; bei Wohn- und Mischgebieten sind bis zu 10 % der Jahresstunden tolerierbar. Andernfalls handelt es sich um erheblich belästigende Gerüche. Im Außenbereich gelten bei einer entsprechenden Vorbelastung bis zu 25 % der Jahresstunden als tolerabel. 22
5.11 Ergebnisse und Beurteilung Die Geruchsimmissionen durch die in Heeslingen ansässigen Betriebe sind an mehreren Immissionsorten durch die genehmigte Tierhaltung höher als 15 % der Jahresstunden. (siehe Abb. 5). Dementsprechend ist ein Vorhaben nur dann genehmigungsfähig, wenn nach der Realisierung die Wahrnehmungshäufigkeiten im Umfeld sinken (sogenannte Verbesserungsgenehmigung) oder wenn die Zusatzbelastung aus der geplanten Anlage an keinem Immissionsort eine Wahrnehmungshäufigkeit von mehr als 2 % der Jahresstunden erreicht (sogenanntes Irrelevanzkriterium lt. Ziffer 3.3 der GIRL). Abb. 5: Flächendarstellung der Geruchshäufigkeiten durch die genehmigte Tierhaltung der landwirtschaftlichen Betriebe in Heeslingen (siehe auch Spalte VB der Tabelle 3) bei Immissionshäufigkeiten von 10 %, 15 %, 20% und 25 % der Jahresstunden (hier sog. Wahrnehmungsstunden), dargestellt als Beurteilungsflächen im 50 m Raster. Die Berechnung erfolgte aus einem 12 m-rechengitter (AKS Bremen). Maßstab 1 : ~ 10.000 23
Tabelle 3: Immissionshäufigkeiten an ausgewählten Immissionsorten in Heeslingen im Umfeld des Vorhabens (siehe Abb. 6, Seite 25) bei einer Immissionskonzentration von 1 Geruchseinheit je m 3 Immissionsort 1 Häufigkeit in % der Jahresstunden bei 1 GE/m³ Szenarien Ausbreitungsklassenstatistik Bremen Rauhigkeitslänge 0,2 m VB A A-VB B C D 1 27,4 25,5-1,9 25,2 1,1 14,9 2 34,0 32,6-1,4 32,5 1,6 13,0 3 29,4 27,8-1,6 28,1 1,0 17,4 4 28,1 26,2-1,9 25,9 1,0 17,2 5 15,8 12,7-3,1 12,7 0,6 7,7 6 21,6 14,1-7,5 14,5 1,0 8,4 7 23,8 17,6-6,2 17,8 1,4 9,4 8 13,2 10,3-2,9 10,4 0,5 6,9 9 18,5 14,5-4,0 14,5 0,9 8,6 10 18,4 15,8-2,6 15,6 0,8 9,6 11 15,8 12,1-3,7 12,5 0,7 7,7 12 WH Holsten 16,7 13,3-3,4 13,5 0,8 8,0 13 13,5 11,5-2,0 11,5 0,5 7,3 14 12,4 10,9-1,5 10,9 0,5 6,9 15 11,0 10,3-0,7 10,4 0,5 6,9 16 9,5 8,8-0,7 8,8 0,3 5,9 17 11,9 9,5-2,4 9,7 0,4 6,3 18 9,8 8,7-1,1 9,0 0,4 6,1 19 26,6 22,5-4,1 21,8 1,8 5,4 20 9,9 8,3-1,6 8,4 0,3 5,7 Legende zu Tabelle 3: VB: Vorbelastung: Betrieb Holsten und Nachbarbetriebe im genehmigten Zustand A: Belastung durch den Betrieb Holsten und Nachbarbetriebe im Planzustand mit der erweiterten Biogasanlage A-VB: Zusatzbelastung Fortsetzung der Legende s. Folgeseite 1 Gegenüber dem Vorgutachten wurde der Monitorpunkt 19 verschoben. 24
Fortsetzung der Legende zu Tabelle 3: B: Belastung durch den Betrieb Holsten und Nachbarbetriebe im Planzustand mit der erweiterten Biogasanlage wenn die neue Silage geöffnet ist. C: Belastung im Planzustand, Solobetrachtung der Biogasanlage D: Nachbarbetriebe ohne die Biogasanlage und den Betrieb Holsten Abb. 6: Darstellung der Immissionsorte in der Umgebung des Vorhabens sowie Isolinien der Geruchshäufigkeiten im Planzustand (siehe auch Spalte A der Tabelle 3) bei Immissionshäufigkeiten von 10 %, 15 %, 20% und 25 % der Jahresstunden (hier sog. Wahrnehmungsstunden), interpoliert aus einem 12 m-raster (AKS Bremen). Maßstab 1 : ~ 10.000 25
Abb. 7: Geruchshäufigkeiten im Planzustand wie unter Abb. 6, jedoch dargestellt als Flächendarstellung mit den Zahlenwerten im 50 m Raster bei Immissionshäufigkeiten von 10 %, 15 %, 20% und 25 % der Jahresstunden (hier sog. Wahrnehmungsstunden), interpoliert aus einem 12 m-rechengitter (AKS Bremen). Maßstab 1 : ~ 10.000 Fazit: Durch die Modernisierung der Legehennenanlage mit einer Halbierung der genehmigten Tierplatzzahlen und die Aufgabe der genehmigten Rinderhaltung auf dem Betrieb Holsten werden die Geruchsimmissionen trotz der hinzukommenden Emissionen aus den Anlagen der Biogasanlage an allen betrachteten Immissionsorten im Vergleich zur derzeitigen Situation auch bei Realisierung der geplanten Erweiterung sinken. Infolge der Verarbeitung der Gülle aus den umliegenden Betrieben wird zudem die Belastung der Nachbarschaft durch Gerüche beim Ausbringen der Gülle sinken, da die Geruchsimmissionen durch das ausgegaste Substrat deutlich geringer sein werden als bei der unbehandelten Gülle. Dieser Beitrag wird bei den Berechnungen nach den Bestimmungen der GIRL nicht berücksichtigt, er dürfte jedoch eine deutliche Entlastung der Anwohner über die berechnete Immissionsminderung hinaus bewirken. 26
Abb. 8: Irrelevante Zusatzbelastung in Höhe von 2% der Jahresstunden (orange) durch die geplante erweiterte Biogasanlage und Immissionshäufigkeiten von 10 % und 15 % (hell- und dunkelblau) (hier sog. Wahrnehmungsstunden), interpoliert aus einem 12 m-rechengitter (AKS Bremen). Maßstab 1 : ~ 7.200 Die Berechnung der Zusatzbelastung aus der Biogasanlage mit den geplanten Erweiterungen ergab zudem, dass an keinem der umliegenden Wohnhäuser eine anlagenbezogene Geruchsimmission von mehr als 2 % der Jahresstunden auftreten wird. Dementsprechend ist das Irrelevanzkriterium nach Ziff. 3.3 der GIRL für die Anlage in der geschilderten Form erfüllt (siehe Tabelle 3, Spalte C und Abb. 8). 27
6 Zusammenfassende Beurteilung Die Landenergie Heeslingen GmbH & Co. KG, hier vertreten durch Herrn Harald Holsten besitzt eine Genehmigung nach BImSchG zur Errichtung und Betrieb einer Biogasanlage in der Flur 1, Flurstück 88/1, Gemarkung Heeslingen. Die Anlage befindet sich derzeit im Bau und soll demnächst in Betrieb genommen werden. Das Blockheizkraftwerk soll eine elektrische Leistung von 500 kw el. besitzen. Das Projekt wird von der Landenergie Heeslingen GmbH & Co. KG mit den Gesellschaftern Harald Holsten, Klaus Harms, Günter Gerdes und Peter Beneke gemeinsam geplant und betrieben. Es ist nun eine Erweiterung nach 16 BimSchG der ursprünglichen Anlage geplant, für die ein Flächennutzungsplan erstellt werden soll. Hierbei soll die Anlage derart umgestaltet werden, dass nun zwei Fermenter betrieben werden können. Es wird kein weiteres BHKW an dieser Stelle geplant, sondern das Biogas soll in ein Gasnetz eingespeist und anderweitig genutzt werden. Zur ausreichenden Bevorratung soll eine zusätzliche Silagefläche für Maissilage ergänzt werden. Durch das Vorhaben kommt es im Umfeld infolge der reduzierten Tierhaltung (Aufgabe der Rinderhaltung, Reduzierung des Legehennebestandes) trotz der Geruchsemissionen aus der Biogasanlage auch unter Berücksichtigung der Erweiterung zu einer Minderung der Wahrnehmungshäufigkeiten für Geruch an allen relevanten Immissionsorten in der Umgebung des Vorhabens. An keinem der umliegenden Wohnhäuser wird unter den gegebenen Annahmen eine anlagenbezogene Geruchsimmission von mehr als 2 % der Jahresstunden prognostiziert. Dementsprechend ist das Irrelevanzkriterium nach Ziff. 3.3 der GIRL für die Anlage in der geschilderten Form erfüllt. Das Gutachten wurde nach bestem Wissen und Gewissen erstellt. Oederquart, den 11. Januar 2011 (Dr. rer. nat. Sabine Franke-Scherbarth) (Dipl. Ing. agr. FH Joana Schieder) 28