Präsentation Heyer; ca. 3,5 MB - IFAS-Hamburg
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Was ist zur Projektentwicklung und –umsetzung auf der Deponie zu<br />
tun? Voruntersuchungen zur Potenzialanalyse, Ertüchtigung<br />
Gaserfassungssystem, Anlagentechnik, Monitoring, Betrieb<br />
K.-U. <strong>Heyer</strong>, K. Hupe, R. Stegmann<br />
<strong>IFAS</strong> – Ingenieurbüro für Abfallwirtschaft<br />
Prof. R. Stegmann und Partner, <strong>Hamburg</strong>
Deponiebelüftung: Projektentwicklung und Projektumsetzung<br />
Aerobe in situ Stabilisierung zur Reduktion klimarelevanter<br />
Deponiegasemissionen<br />
ORKESTRA-Workshop 19. Februar 2013 DBU Osnabrück<br />
<strong>IFAS</strong> – Ingenieurbüro für Abfallwirtschaft Prof. R. Stegmann und Partner<br />
Was ist zur Projektentwicklung und -umsetzung auf der Deponie<br />
zu tun?<br />
Voruntersuchungen zur Potenzialanalyse, Ertüchtigung<br />
Gaserfassungssystem, Anlagentechnik, Monitoring, Betrieb<br />
Prof. Dr.-Ing. Rainer Stegmann<br />
Dr.-Ing. Kai-Uwe <strong>Heyer</strong><br />
Dr.-Ing. Karsten Hupe<br />
<strong>IFAS</strong> - Ingenieurbüro für Abfallwirtschaft<br />
Prof. R. Stegmann und Partner, <strong>Hamburg</strong><br />
Deponiebelüftung: Projektentwicklung und Projektumsetzung<br />
<strong>IFAS</strong> – Ingenieurbüro für Abfallwirtschaft Prof. R. Stegmann und Partner<br />
Deponiebelüftung als Klimaschutzmaßnahme:<br />
Projektentwicklung und Projektumsetzung<br />
• Projektentwicklung:<br />
• Potenzialanalyse<br />
• Förderantrag<br />
• Projektumsetzung:<br />
• Installation, Betrieb, Überwachung<br />
• Weiteres Vorgehen
Deponiebelüftung: Projektentwicklung und Projektumsetzung<br />
Methangehalte und Gasergiebigkeiten des Deponiegasfassungssystems, Stand 2006<br />
<strong>IFAS</strong> – Ingenieurbüro für Abfallwirtschaft Prof. R. Stegmann und Partner<br />
Deponiebelüftung: Projektentwicklung und Projektumsetzung<br />
Beschleunigte aerobe in situ Stabilisierung<br />
Belüftungsaggregat<br />
Ablufterfassung<br />
und -behandlung<br />
<strong>IFAS</strong> – Ingenieurbüro für Abfallwirtschaft Prof. R. Stegmann und Partner
Deponiebelüftung: Projektentwicklung und Projektumsetzung<br />
Problem – Lösung<br />
Ablagerungsphase<br />
<strong>IFAS</strong> – Ingenieurbüro für Abfallwirtschaft Prof. R. Stegmann und Partner<br />
Handlungsbedarf<br />
Stilllegungs- und<br />
Nachsorgephase<br />
Deponiebelüftung<br />
• beschleunigte und kontrollierte Reduzierung aktueller und<br />
langfristiger Methanemissionen<br />
• reduzierte Setzungen, reduzierte Sickerwasserbelastungen<br />
• angepasste Oberflächenabdichtung (DepV, 2009)<br />
• Reduzierung Nachsorgeaufwand und Nachsorgedauer<br />
Deponiebelüftung: Projektentwicklung und Projektumsetzung<br />
Beschleunigte Reduzierung des Methanbildungspotenzials<br />
Vermiedene langfristige Deponiegasproduktion<br />
35<br />
32,5<br />
<strong>IFAS</strong> – Ingenieurbüro für Abfallwirtschaft Prof. R. Stegmann und Partner<br />
Gasbildungspotenzial [m³/Mg TS]<br />
30<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
12,0<br />
vor Belüftung nach 2 Jahren nach 4 Jahren nach 6 Jahren (Ende der<br />
Belüftung)<br />
Deponiebelüftung / Aerobisierung<br />
6,7<br />
1,6<br />
anaerobe Verhältnisse (baseline)<br />
Ritzkowski (TUHH) – Beispiel: Kuhstedt
Deponiebelüftung: Projektentwicklung und Projektumsetzung<br />
<strong>IFAS</strong> – Ingenieurbüro für Abfallwirtschaft Prof. R. Stegmann und Partner<br />
http://www.kommunalerklimaschutz.de/files/pdf/111123_Merkblatt_Klimaschutz-Teilkonzepte.pdf<br />
Deponiebelüftung: Projektentwicklung und Projektumsetzung<br />
<strong>IFAS</strong> – Ingenieurbüro für Abfallwirtschaft Prof. R. Stegmann und Partner<br />
Anforderungen an die Inhalte der Potenzialanalyse:<br />
1. Bestandsaufnahme<br />
2. Potenzialanalyse<br />
3. Maßnahmenkatalog<br />
4. Monitoring-Konzept
Deponiebelüftung: Projektentwicklung und Projektumsetzung<br />
1. Bestandsaufnahme<br />
• Deponiefläche, Form und Volumen<br />
<strong>IFAS</strong> – Ingenieurbüro für Abfallwirtschaft Prof. R. Stegmann und Partner<br />
• Ablagerungsmasse und -zeitraum<br />
• Abfallinventar<br />
• Barrieren, insbesondere Basis- und Oberflächenabdichtung<br />
• technische Bestandsaufnahme inkl. Funktionalitätsprüfung der<br />
vorhandenen Einrichtungen zur Deponiegaserfassung und -<br />
behandlung<br />
• Untersuchung der Gasbrunnen<br />
• Angaben zum Deponieverhalten wie Deponiegasemissionen<br />
• Aussagen zu Setzungen<br />
• Anteil an der Organik<br />
• Gasqualität, mindestens anhand der Parameter CH 4 , CO 2 und O 2<br />
Deponiebelüftung: Projektentwicklung und Projektumsetzung<br />
600<br />
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erfasste Gasproduktion [m 3 /h]<br />
Konzentration [Vol.-%]<br />
500<br />
400<br />
300<br />
200<br />
100<br />
Aktuelle Situation<br />
Ende 2012: < 50m 3 /h<br />
Weitere<br />
Deponieschwachgasproduktion<br />
ohne<br />
Deponiebelüftung<br />
0<br />
1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
Methan<br />
0<br />
Jan. 95 Jan. 00 Jan. 05 Jan. 10
Deponiebelüftung: Projektentwicklung und Projektumsetzung<br />
2. Potenzialanalyse<br />
<strong>IFAS</strong> – Ingenieurbüro für Abfallwirtschaft Prof. R. Stegmann und Partner<br />
• Bewertung des Emissionspotenzials durch Ermittlung des<br />
Gasbildungspotenzials nach der First Order De<strong>ca</strong>y Methode<br />
(IPCC Guidelines 1996).<br />
• Analyse der Optimierungspotenziale bestehender technischer<br />
Einrichtungen zur Deponiegaserfassung und -behandlung sowie<br />
Prüfung des Einsatzes von Schwachgasbehandlungen.<br />
• Voruntersuchung zur technischen Umsetzung geeigneter<br />
Methoden zur gezielten Beeinflussung und Reduzierung des<br />
Methan-Gasbildungspotenzials wie z.B. Belüftungs- oder<br />
Saugverfahren.<br />
Deponiebelüftung: Projektentwicklung und Projektumsetzung<br />
Vorgehen zur Potenzialanalyse:<br />
<strong>IFAS</strong> – Ingenieurbüro für Abfallwirtschaft Prof. R. Stegmann und Partner<br />
2. Potenzialanalyse – Abschätzung der klimarelevanten<br />
Emissionsminderungen<br />
Bewertung des Potenzials des Organikanteils, der zu den klimarelevanten<br />
Deponiegasemissionen führt<br />
Dazu in der Regel Erkundungsmaßnahmen:<br />
• Aufschlussbohrungen zur Beurteilung Deponiekörper<br />
(z.B. Temperaturen, Gashaushalt, Wasserhaushalt)<br />
• Abfallfeststoffprobenahme und Abfallanalyse zur Bestimmung der<br />
biologisch abbaubaren Restorganik (Bioverfügbarer Kohlenstoff)<br />
Damit wird die Mindestanforderung 2. c) des § 25, Abs. 4 DepV erfüllt.
Deponiebelüftung: Projektentwicklung und Projektumsetzung<br />
<strong>IFAS</strong> – Ingenieurbüro für Abfallwirtschaft Prof. R. Stegmann und Partner<br />
Deponiebelüftung: Projektentwicklung und Projektumsetzung<br />
<strong>IFAS</strong> – Ingenieurbüro für Abfallwirtschaft Prof. R. Stegmann und Partner<br />
Voruntersuchungen zur<br />
Deponiebelüftung zur<br />
standortangepassten<br />
Umsetzung:<br />
Ziel:<br />
• Zustand Gasbrunnen und Lufteintrag<br />
• Luft-/Sauerstoffverteilung im Deponiekörper<br />
• Auswirkungen auf Gashaushalt, Klimaschutzpotenzial<br />
• Standortangepasstes technisches Konzept und Dimensionierung<br />
der Belüftung
Deponiebelüftung: Projektentwicklung und Projektumsetzung<br />
<strong>IFAS</strong> – Ingenieurbüro für Abfallwirtschaft Prof. R. Stegmann und Partner<br />
3. Maßnahmenkatalog<br />
Wenn basierend auf den Erkenntnissen der Potenzialanalyse eine<br />
In-situ-Stabilisierung durchgeführt werden soll, enthält der<br />
Maßnahmenkatalog u.a. folgende Angaben:<br />
• Beschreibung des gewählten Verfahrens<br />
• geplantes Behandlungsziel<br />
• Maßnahmen zur Ertüchtigung des Gaserfassungssystems<br />
• Mess- und Regeltechnik zur Belüftung oder Absaugung<br />
• möglicher Einsatz einer Gasbehandlung vor Beginn der aktiven<br />
aeroben Stabilisierung<br />
• Abluftreinigungsverfahren<br />
• ein Konzept zur Betriebsführung<br />
• Damit wird die Mindestanforderung 2. a-b) des § 25, Abs. 4 DepV<br />
erfüllt.<br />
Deponiebelüftung: Projektentwicklung und Projektumsetzung<br />
Methangehalte und Gasergiebigkeiten des Deponiegasfassungssystems, Stand 2006<br />
<strong>IFAS</strong> – Ingenieurbüro für Abfallwirtschaft Prof. R. Stegmann und Partner
Deponiebelüftung: Projektentwicklung und Projektumsetzung<br />
<strong>IFAS</strong> – Ingenieurbüro für Abfallwirtschaft Prof. R. Stegmann und Partner<br />
Deponie Kuhstedt - Landkreis Rotenburg (Wümme)<br />
Gasbrunnen zur Belüftung und<br />
Ablufterfassung<br />
15,50<br />
16,00<br />
15,00<br />
Fahrwege<br />
14,50<br />
14,00<br />
21,50<br />
Betriebsfläche:<br />
- Container zur Belüftung<br />
14,50<br />
15,00<br />
15,50<br />
16,00<br />
16,50<br />
17,00<br />
17,50<br />
18,00<br />
18,50<br />
19,50 19,00<br />
20,00<br />
21,00<br />
20,50<br />
16,00<br />
16,50<br />
- Ablufterfassung und -reinigung<br />
- Werkstatt etc.<br />
,50<br />
21,00<br />
17,00 ,<br />
17,50<br />
18,00<br />
18,50<br />
19,00<br />
19,50<br />
20,50<br />
20,00<br />
20,00<br />
19,0<br />
19,5<br />
0 19,0<br />
0<br />
0<br />
18,0<br />
18,5<br />
0<br />
17,0<br />
0<br />
19,5<br />
0<br />
18,0<br />
0<br />
16,0<br />
0<br />
0<br />
18,0<br />
0<br />
14,5<br />
0<br />
15,0<br />
0<br />
14,0<br />
Verteilerstation Nord<br />
Hauptleitung<br />
Zuluftversorgung<br />
Hauptleitung<br />
Ablufterfassung<br />
Verteilerstation Mitte<br />
0<br />
,<br />
13,5<br />
0<br />
13,0<br />
0<br />
Verteilerstation Süd<br />
Deponiebelüftung: Projektentwicklung und Projektumsetzung<br />
4. Monitoring-Konzept<br />
<strong>IFAS</strong> – Ingenieurbüro für Abfallwirtschaft Prof. R. Stegmann und Partner<br />
Dem Monitoring ist in diesem Förderschwerpunkt eine besonders<br />
große Bedeutung beizumessen; über die allgemeinen Anforderungen<br />
hinaus soll das entsprechende Konzept daher beinhalten:<br />
• Erfassung und Aufzeichnung der Belüftungs-/Absaugvolumina und<br />
Deponiegas-/Abluftvolumina<br />
• Erfassung und Aufzeichnung der Abluftbeschaffenheit<br />
• Nachweis der Effizienz und Reinigungsleistung der<br />
Abluftreinigungsstufe<br />
• Temperaturen im Deponiekörper<br />
• Erfassung des Stromverbrauchs der eingesetzten Anlagen<br />
• Damit wird die Mindestanforderung 3.) des § 25, Abs. 4 DepV<br />
erfüllt.
Deponiebelüftung: Projektentwicklung und Projektumsetzung<br />
Gasmonitoring - Belüftung<br />
<strong>IFAS</strong> – Ingenieurbüro für Abfallwirtschaft Prof. R. Stegmann und Partner<br />
Deponiebelüftung: Projektentwicklung und Projektumsetzung<br />
Gasmonitoring - Ablufterfassung<br />
<strong>IFAS</strong> – Ingenieurbüro für Abfallwirtschaft Prof. R. Stegmann und Partner
Deponiebelüftung: Projektentwicklung und Projektumsetzung<br />
Gasmonitoring - Abluftbehandlung<br />
<strong>IFAS</strong> – Ingenieurbüro für Abfallwirtschaft Prof. R. Stegmann und Partner<br />
Deponiebelüftung: Projektentwicklung und Projektumsetzung<br />
<strong>IFAS</strong> – Ingenieurbüro für Abfallwirtschaft Prof. R. Stegmann und Partner<br />
GB 20<br />
GB 14<br />
GB 23<br />
GB 15<br />
GB 24<br />
GB 26<br />
GB 17<br />
GB 19<br />
GB 30<br />
GB 31<br />
Temperaturen<br />
im<br />
Deponiekörper
Deponiebelüftung: Projektentwicklung und Projektumsetzung<br />
Temperaturen im Deponiekörper<br />
<strong>IFAS</strong> – Ingenieurbüro für Abfallwirtschaft Prof. R. Stegmann und Partner<br />
Deponiebelüftung: Projektentwicklung und Projektumsetzung<br />
<strong>IFAS</strong> – Ingenieurbüro für Abfallwirtschaft Prof. R. Stegmann und Partner
Deponiebelüftung: Projektentwicklung und Projektumsetzung<br />
<strong>IFAS</strong> – Ingenieurbüro für Abfallwirtschaft Prof. R. Stegmann und Partner<br />
http://www.klimaschutz-in-kommunen.de/files/pdf/Merkblatt_Investive Maßnahmen_20121127.pdf<br />
Deponiebelüftung: Projektentwicklung und Projektumsetzung<br />
DIE ANTRAGSTELLUNG<br />
<strong>IFAS</strong> – Ingenieurbüro für Abfallwirtschaft Prof. R. Stegmann und Partner<br />
Ein Antrag für die Förderung von Investitionen in<br />
Klimaschutztechnologien zur aeroben In-situ-Stabilisierung von<br />
Deponien enthält folgende Bestandteile:<br />
• einen easy-Online-Antrag im Original mit Stempel und Unterschrift<br />
• eine Potenzialstudie, die nicht älter als 2 Jahre ist und<br />
grundsätzlich die Anforderungen an ein Klimaschutzteilkonzept<br />
„klimafreundliche Abfallentsorgung“, 4.7.2, Baustein „Einsatz<br />
geeigneter Technologien zur Reduzierung von THG-Emissionen bei<br />
stillgelegten Siedlungsabfalldeponien“ erfüllt,<br />
• Kopien des notwendigen behördlichen Genehmigungsbescheides<br />
für die Installation von Anlagen zur Belüftung bzw. Absaugung,<br />
• ein ausgefülltes und von der Fachfirma unterzeichnetes Exemplar<br />
der „Anlage zur Vorhabenbeschreibung In-situ-Stabilisierung“,<br />
• eine Bestätigung, dass sich die zu sanierende Anlage im Eigentum<br />
des Antragstellers befindet.
Deponiebelüftung: Projektentwicklung und Projektumsetzung<br />
Vorhabenbeschreibung „aerobe insituStabilisierung“ im Rahmen der nationalen<br />
Klimaschutzinitiative.<br />
<strong>IFAS</strong> – Ingenieurbüro für Abfallwirtschaft Prof. R. Stegmann und Partner<br />
1. Kurze Bestandaufnahme (Beschreibung der Deponiefläche, Form, Volumen, Barrieren,<br />
Ablagerungsmasse und Zeitraum, Abfallinventar, Anteil an Organik, aktuelle Gasqualität)<br />
2. Beschreibung der technischen Ausgangssituation (aktuelles Emissionspotenzial,<br />
potenzielles Optimierungspotenzial bestehender technischer Einrichtungen, Ergebnis der<br />
Voruntersuchung zum Einsatz von Belüftungsverfahren)<br />
3. Maßnahme (Beschreibung des gewählten Verfahrens, geplantes Behandlungsziel,<br />
flankierende Maßnahmen wie Ertüchtigung der Gaserfassung, Mess- und Regeltechnik,<br />
Abluftreinigung)<br />
4. grafische Darstellung der Emissionsminderung gegenüber dem Referenzszenario (ohne<br />
Maßnahme)<br />
5. Technisches Betriebsführungskonzept (Personaleinsatz, Zeitintervalle der wichtigsten<br />
Arbeitsschritte, Zuständigkeiten)<br />
6. Monitoringkonzept (Personaleinsatz, Zeitintervalle der wichtigsten<br />
Überwachungsschritte (Belüftungs- und Absaugvolumina, Deponiegas- und<br />
Abluftvolumina, Abluftbeschaffenheit, Stromverbrauch), Zuständigkeiten, Notfallpläne)<br />
Deponiebelüftung: Projektentwicklung und Projektumsetzung<br />
Kohlenstoffumsatz infolge Deponiebelüftung, Vergleich mit<br />
anaeroben Bedingungen<br />
<strong>IFAS</strong> – Ingenieurbüro für Abfallwirtschaft Prof. R. Stegmann und Partner<br />
(Deponie Milmersdorf, Landkreis Uckermark)
Deponiebelüftung: Projektentwicklung und Projektumsetzung<br />
Klimaschutzbeitrag der Deponiebelüftung<br />
<strong>IFAS</strong> – Ingenieurbüro für Abfallwirtschaft Prof. R. Stegmann und Partner<br />
Deponiestandort<br />
Altdeponie Kuhstedt, LK Rotenburg<br />
(Wümme), Niedersachsen – Laufzeit: 5,5<br />
Jahre (erfolgreich abgeschlossenes, vom<br />
B<strong>MB</strong>F-gefördertes Vorhaben)<br />
Altdeponie Milmersdorf, LK Uckermark,<br />
Brandenburg – Laufzeit: 5 Jahre<br />
(erfolgreich abgeschlossenes<br />
Belüftungsvorhaben)<br />
Altdeponie Dörentrup, Kreis Lippe,<br />
Nordrhein-Westfalen – laufendes<br />
Belüftungsvorhaben (bisher . 4 Jahre)<br />
Altdeponie Süpplingen, LK Helmstedt,<br />
Niedersachsen – laufendes Belüftungsvorhaben<br />
(bisher 3 Jahre)<br />
vermiedene klimaschädliche<br />
Methanemissionen durch die<br />
Deponiebelüftung<br />
25.000 Tonnen CO 2 -Äquivalente<br />
(Abfallablagerungsvolumen: 240.000 m³)<br />
45.000 Tonnen CO 2 -Äquivalente<br />
(Abfallablagerungsvolumen: 580.000 m³)<br />
30.000 Tonnen CO 2 -Äquivalente<br />
(Abfallablagerungsvolumen: 1,1 Mio. m³)<br />
18.000 Tonnen CO 2 -Äquivalente<br />
(Abfallablagerungsvolumen: 450.000 m³)<br />
Deponiebelüftung: Projektentwicklung und Projektumsetzung<br />
Deponiebelüftung:<br />
<strong>IFAS</strong> – Ingenieurbüro für Abfallwirtschaft Prof. R. Stegmann und Partner<br />
• leistet nochmals wesentlichen Beitrag zum<br />
Klimaschutz, je Standort durchschnittlich 50.000 –<br />
150.000 Mg CO 2eq. , insgesamt 20 – 25 Mio. CO 2eq.<br />
• bereits an mehreren Deponiestandorten erfolgreich<br />
umgesetzt, Technik und Erfahrungen sind vorhanden<br />
• weitere Vorteile in der Stilllegung und Nachsorge<br />
(Verkürzung Gasemissionen, Verbesserung<br />
Wasserhaushalt, standortangepasste<br />
Oberflächenabdichtung, Verkürzung Nachsorge)<br />
=> Kostensenkungspotenziale<br />
• nun zusätzliche Förderung über die<br />
Nationale Klimaschutzinitiative
Deponiebelüftung: Projektentwicklung und Projektumsetzung<br />
Deponiebelüftung:<br />
<strong>IFAS</strong> – Ingenieurbüro für Abfallwirtschaft Prof. R. Stegmann und Partner<br />
Förderfähig Potenzialanalyse mit max. 20.000,-- €<br />
Förderfähig (Investitionen zu max. 50%) sind:<br />
• bauliche Maßnahmen im Bereich der Deponie für den<br />
Stabilisierungsprozess,<br />
• technische Einrichtungen und Aggregate für die<br />
Belüftung des Deponiekörpers<br />
• technische Einrichtungen und Aggregate zur Fassung<br />
und Behandlung der Prozessabluft,<br />
• Mess- und Regelungstechnik für die Prozesssteuerung,<br />
für das Monitoring sowie die Emissionsüberwachung.<br />
Deponiebelüftung: Projektentwicklung und Projektumsetzung<br />
<strong>IFAS</strong> – Ingenieurbüro für Abfallwirtschaft Prof. R. Stegmann und Partner<br />
Weiteres Vorgehen:<br />
• Antrag auf Förderung Potenzialanalyse, ab sofort,<br />
Einreichen bei Pt Jülich im 1. Quartal 2013<br />
• Nach Bewilligung Potenzialanalyse zur<br />
Klimaschutzwirkung (Machbarkeitsstudie mit<br />
Voruntersuchungen)<br />
• Bei Entscheidung für Deponiebelüftung<br />
Genehmigungsplanung<br />
• Mit Genehmigungsbescheid Antrag auf<br />
Investitionsförderung 50%<br />
• Nach Bewilligung Ausschreibung und Vergabe,<br />
technische Realisierung, Inbetriebnahme und<br />
Regelbetrieb
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