Daten
Kommune
Leopoldshöhe
Größe
4,4 MB
Datum
24.11.2011
Erstellt
11.11.11, 11:45
Aktualisiert
17.11.11, 21:18
Stichworte
Inhalt der Datei
Hamburg, 09.11.2011
UBP-HH/pre
Prognose
der Geruchsimmissionen
im Rahmen der Bauleitplanung für die Erweiterung
der Biogasanlage in Leopoldshöhe
Auftrag-Nr.:
8000705062 / 111UBP105
Auftraggeber:
Agrargas Eckendorf GmbH & Co. KG
Bielefelder Str. 222
33818 Leopoldshöhe
Sachverständiger:
Dipl.- Ing. Uta Preußker-Thimm
Umfang:
20 Seiten + 9 Seiten Anlagen
+ Anhang 1 Olfaktometrie (5 Seiten)
+ Anhang 2 Austal2000 Eingabe-Datei (2 Seiten)
+ Anhang 3 Auszug aus der Zeitreihe (1 Seiten)
TÜV NORD Umweltschutz GmbH & Co. KG
Große Bahnstraße 31 • 22525 Hamburg • Tel.: 040/8557-2123
Fax: 040/8557-2116 • e-mail: upreussker-thimm@tuev-nord.de
TÜV NORD Umweltschutz
Inhaltsverzeichnis
1.
2.
2.1
Veranlassung und Aufgabenstellung
Beurteilungsgrundlagen
Geruchsimmissions-Richtlinie
3
3
4
2.2
2.3
3.
3.1
Bewertungsvorgaben
Örtliche Gegebenheiten
Beschreibung der Anlage
Anlagen- und Verfahrensbeschreibung
5
5
5
6
3.2
3.3
3.4
3.5
Lagerung und Zuführung von Gülle und Silage, Annahmebehälter
Fermentation und Gasspeicher
Nachgärer und Gasspeicher
Motorenanlage
6
7
7
7
3.6
4.
4.1
Gasaufbereitungsanlage
Ermittlung der Geruchsemissionen
Emissionen durch Anlieferung, -lagerung von Rohstoffen und
Verschmutzungen
8
9
10
4.2
4.3
4.4
4.5
Gasspeicher
Abzug des flüssigen Gärproduktes
Motorenanlage
Gasaufbereitungsanlage
11
12
12
13
5.
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
6.
Geruchsimmissionen
Ausbreitungsmodell
Meteorologische Daten
Eingabedaten
Ergebnisse der Immissionsprognose
Bewertung
Zusammenfassung
15
15
15
16
16
17
17
7.
Unterlagen und Literatur
20
Anhang
Anhang 1 Olfaktometrie
Anhang 2 Austal2000 Eingabe-Datei
Anhang 3 Auszug aus der Zeitreihe
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1.
Veranlassung und Aufgabenstellung
Anfang Oktober 2011 beauftragte uns die Agrargas Eckendorf GmbH & Co. KG, im
Rahmen der Bauleitplanung B-Plan Nr. 08/11 „Biogasanlage Gut Eckendorf“ zu
untersuchen, welche maximalen Erweiterungsmöglichkeiten für die Biogasanlage am
Standort Bielefelder Straße 222 bei gleichzeitiger Einhaltung des Irrelevanzkriterium der
Geruchsimmissions-Richtlinie (GIRL) /1/ bestehen.
Das Gutachten ist unter Berücksichtigung der GIRL zu erstellen.
Im Fokus stehen die benachbarten Wohngebiete. Die Belastungen an den Gebäuden des
Gutes Eckendorf werden dargestellt. Hier gibt es nach Auskunft des Betreibers aber
keine betriebsfremde Wohnnutzung oder sonstige Nutzung, die zum dauerhaften
Aufenthalt von Menschen bestimmt ist.
Grundlage dieser Prognose sind Informationen vom Planer zur Biogasanlage, zum
Standort und zum Plangebiet /2/. Unsere darüber hinausgehenden Annahmen wurden
vom Auftraggeber und vom Planer telefonisch als realistisch bestätigt /3/.
Der Ausbreitungsweg und die Immissionsorte wurden während eines Ortstermins am
20.07.2011 in Augenschein genommen.
Die in /.../ gestellten Ziffern beziehen sich auf das Kapitel 7. "Unterlagen und Literatur".
2.
Beurteilungsgrundlagen
Im Sinne des § 3 des Bundes-Immissionsschutzgesetzes /4/ sind schädliche Umwelteinwirkungen Immissionen, die nach Art, Ausmaß oder Dauer geeignet sind, Gefahren,
erhebliche Nachteile oder erhebliche Belästigungen für die Allgemeinheit oder die Nachbarschaft herbeizuführen.
In der TA Luft sind bezüglich der Bewertung von Geruchsimmissionen nur relativ allgemeine Angaben gemacht. Nach Ziffer 4.8 gilt, dass Nachteile oder Belästigungen für die
Nachbarschaft erheblich sind, wenn sie nach Art, Ausmaß oder Dauer unzumutbar sind.
Um eine bundesweit einheitliche Vorgehensweise für die Geruchsbeurteilung zu erreichen, ließ der Bund/Länderausschuss für Immissionsschutz LAI die GeruchsimmissionsRichtlinie (GIRL) /1/ erarbeiten. Sie beschreibt eine Vorgehensweise zur Ermittlung und
Bewertung von Geruchsimmissionen im Rahmen von Genehmigungs- und Überwachungsverfahren von Anlagen, die nach der 4. BImSchV /5/ genehmigungsbedürftig
sind. Sie kann sinngemäß auch bei nicht genehmigungsbedürftigen Anlagen angewendet
werden. Die GIRL wird in der Praxis auch bei Wohnbauvorhaben und in der Bauleitplanung herangezogen.
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Wie in einem Erlass des zuständigen Ministeriums in Nordrhein-Westfalen /6/
vorgegeben ist die Geruchsimmissions-Richtlinie (GIRL) in Genehmigungsverfahren
heranzuziehen. Derzeit ist die Fassung vom 29. Februar 2008 mit Ergänzung vom
10.09.2008 anzuwenden.
2.1
Geruchsimmissions-Richtlinie
Prinzipiell gliedert sich die Vorgehensweise der GIRL in die Bestimmung der:
•
•
•
•
Vorbelastung durch Gerüche aus anderen Quellen,
Zusatzbelastung durch das geplante Vorhaben bzw. durch die zu beurteilende
Anlage,
Gesamtbelastung durch Vorbelastung und Zusatzbelastung,
Bewertung anhand von vorgegebenen Immissionswerten für Gerüche.
Geruchsbelastungen werden nach der GIRL als relativer Anteil von Geruchsstunden an
den Jahresstunden ermittelt.
Nach der Methodik der GIRL sind bei der Bewertung von Geruchsimmissionen unabhängig von der Intensität alle Geruchsimmissionen zu berücksichtigen, die erkennbar aus
Anlagen stammen, d.h. abgrenzbar sind gegenüber Gerüchen aus Kfz-Verkehr, Hausbrand, landwirtschaftlichen Düngemaßnahmen etc.
Das Auftreten von anlagenbezogenen Gerüchen in mindestens 10% der Messzeit wird als
"Geruchsstunde" gewertet. Der relative Anteil der Geruchsstunden an den Jahresstunden, bei dessen Überschreitung eine Geruchsgesamtbelastung in der Regel als erhebliche Belästigung zu werten ist (Immissionswert), ist von der baulichen Nutzung der betroffenen Bereiche abhängig.
Wohn-/Mischgebiete
Gewerbe-/ Industriegebiete
Dorfgebiet
0,10
(10 % der Jahresstunden)
0,15
(15 % der Jahresstunden)
0,15
(15 % der Jahresstunden)
Tabelle 1:
Geruchsimmissionswerte (Tabelle 1 der GIRL)
In speziellen Fällen sind auch andere Zuordnungen als die in Tabelle 1 der GIRL aufgeführten möglich.
Die Ermittlung und Bewertung der Geruchsimmissionen ist prinzipiell flächenbezogen
durchzuführen.
Wenn der von der zu beurteilenden Anlage zu erwartende Immissionsbeitrag auf keiner
Beurteilungsfläche den Wert 0,02 (2 %) überschreitet, ist davon auszugehen, dass die
Anlage die belästigende Wirkung der vorhandenen Belastung nicht relevant erhöht (Irrelevanz der zu erwartenden Zusatzbelastung).
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In diesen Fällen erübrigt sich die Ermittlung der Vorbelastung, und eine Genehmigung für
eine Anlage soll auch bei Überschreitung der Immissionswerte nicht wegen der Geruchsimmissionssituation versagt werden.
Die zuständige Genehmigungsbehörde kann darüber hinaus andere Festlegungen im
Einzelfall treffen.
2.2
Bewertungsvorgaben
Auftragsgemäß wird geprüft, ob die Zusatzbelastung durch die geplante Biogasanlage
das Irrelevanzkriterium der GIRL an den Wohnhäusern der benachbarten Wohngebiete
im Westen und Nordosten sowie die Wohnhäuser im Südosten Wohnhäusern einhalten
kann.
2.3
Örtliche Gegebenheiten
Die Gemeinde Leopoldshöhe liegt im Kreis Lippe an der Grenze zu Bielefeld. Das Gut
Eckendorf, auf dessen Betriebsgelände die Biogasanlage errichtet werden soll, liegt im
Ortsteil Schuckenbaum, ca. 500 m östlich vom Stadtrand von Bielefeld.
Der Standort der geplanten Biogasanlage befindet sich südlich der L805 (Bielefelder
Straße 222). In der Umgebung des geplanten Standortes befinden sich landwirtschaftlich
genutzte Flächen und die Parkanlage des Gutes Eckendorf. Das nächstgelegene Wohnhaus (außerhalb des Gutes Eckendorf) befindet sich ca. 470 m südöstlich der geplanten
Anlage an der L968. Weitere Wohnhäuser befinden sich ca. 640 m nordwestlich, ca.
660 m nördlich, ca. 830 m nordöstlich und ca. 830 m in südwestlicher Richtung in den
Ortsteilen Nienhagen und Bielefeld-Brönninghausen.
Die örtlichen Gegebenheiten sind aus Anlagen 1.1 und 1.2 ersichtlich. Anlage 1.3 zeigt
die Lage des Plangebietes.
3.
Beschreibung der Anlage
In der geplanten Biogasanlage sollen betriebsfremde Wirtschaftsdünger (Schweinegülle),
nachwachsende Rohstoffe wie Mais- und Grassilage sowie Zuckerrüben eingesetzt werden.
Basis der vorliegenden Prognose für den Endausbau ist die aus den Einsatzmengen nach
Tabelle 3 überschlägig abgeschätzte Rohgasmenge von ca. 1.300 m³/h.
Für die Betrachtung des möglichen Endausbauzustandes der Anlage wurde von folgenden Mengen an Wirtschaftsdünger und nachwachsenden Rohstoffen ausgegangen.
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Substrat
Input Menge
Mg/a
Gasausbeute
m³/Mg /7/
m³ Biogas/a
Schweinegülle
Maissilage
Grassilage
Zuckerrüben
Gesamtmenge
4.500 Mg/a
25.500 Mg/a
25.500 Mg/a
3.000 Mg/a
58.500 Mg/a
28
202
172
230*)
126.000
5.151.000
4.386.000
690.000
10.353.000
*) Schätzung
Tabelle 2: Inputmengen pro Jahr
3.1
Anlagen- und Verfahrensbeschreibung
Die Verfahrensführung der Biogasanlage erfolgt nach dem Durchflussprinzip und umfasst
die Rohstoffzuführung, die Fermentation sowie die Lagerung des Gärrestes. Das bei der
Fermentation erzeugte Biogas wird zu einem geringen Teil in dem BHKW vor Ort verstromt.
Die Detailplanung der Biogasanlage im geplanten Endausbau steht noch nicht fest. Daher
werden für die vorliegende Untersuchung Annahmen getroffen, deren Gültigkeit bei Vorlage der konkreten Endplanung überprüft werden müssen.
Es wird davon ausgegangen, dass für die Bereitstellung der Silage mehrere gleichzeitig
offene Schnittkanten bestehen und dass zwei offene Feststoffdosiereinheiten eingesetzt
werden.
Die Dimensionierung der zur optimalen Gasausbeute erforderlichen Fermenter,
Nachgärer, Lagerbehälter und Gasspeicher ist für die vorliegende Untersuchung nicht
erheblich, sie ist an den Bedarf anzupassen. Für die Beheizung dieser Behälter wird von
einem BHKW mit 2 Modulen ausgegangen. Der größte Teil der Gasmenge soll in einer
Gasaufbereitungsanlage gereinigt und ins Gasnetz eingespeist werden.
In Anlage 1.2 sind die Lage der Anlagenbestandteile der Biogasanlage bzw. die Geruchsquellen dargestellt, von denen im Rahmen dieser Betrachtung ausgegangen wird.
Tabelle 3 beschreibt die angenommenen geruchsrelevanten Anlagenteile der Biogasanlage im Endausbau.
3.2
Lagerung und Zuführung von Gülle und Silage, Annahmebehälter
Die Silagefläche besteht aus mehreren Fahrsilos. Nach Aussage des Betreibers werden
die nachwachsenden Rohstoffe siliert und zusammen in den Fahrsilos gelagert. Bei den
Berechungen wurde im Endausbau vom Anschnitt von gleichzeitig maximal 3 Mieten mit
je ca. 125 m² offener Kante bzw. insgesamt maximal 375 m² offene Flächen ausgegangen.
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Die entnommene Silage wird per Radlader Feststoffdosierern zugeführt. In den Berechnungen sind für den Endausbau zwei Feststoffdosierer mit maximaler offener Oberfläche
je 27 m² berücksichtigt.
Die Gülle wird über eine Druckleitung aus dem Vorlagebehälter in geruchsdichte Fermenter gepumpt.
3.3
Fermentation und Gasspeicher
In wärmeisolierten Fermentern wird das Gärsubstrat im mesophilen Temperaturbereich
von ca. 40°C fermentiert. Die Auslegung soll so erfolgen, dass die hydraulische Verweildauer des Substrates in der Anlage insgesamt ca. 99 Tage beträgt. Vergorenes Substrat
wird in gleicher Menge in den Nachgärer und aus diesem in den Lagerbehälter geleitet.
Im Fermenter wird durch Rührwerke das Gärsubstrat homogen durchmischt mit dem Ziel
einer optimalen Vergärung unter Vermeidung einer Schwimmdecke und eventuell auftretenden Sinkschichten.
Über dem Flüssigkeitsniveau der Fermenter, Nachgärer und Lagerbehälter befinden sich
Gasspeicher. Die Gasspeicher werden als Doppelmembran-Gasspeicherdach ausgeführt.
Die Gasspeicherfolie wird zusammen mit einer Tragluftfolie (Wetterschutzfolie) in einer
Klemmleiste gasdicht auf dem Rand des Stahlbetonbehälters befestigt.
Es wird davon ausgegangen, dass die Folien der Doppelmembran-Gasspeicher die in
Kapitel 4.2 genannten Voraussetzungen erfüllen.
3.4
Nachgärer und Gasspeicher
Nach der Fermentation wird der Gärrest über ein geschlossenes Pumpensystem noch zu
dimensionierenden Nachgärern zugeführt. Von dort erfolgt wiederum über das Pumpensystem die Zuführung in noch auszulegende Lagerbehälter. Hier erfolgt die Lagerung des
Gärsubstrates bis zur Ausbringung auf landwirtschaftlichen Flächen.
3.5
Motorenanlage
Im BHKW-Gebäude werden Zündstrahl-Motoren der Fa. Schnell mit einer elektrischen
Leistung von ca. 150 kW – entsprechend einer Feuerungswärmeleistung von ca. 370 kW
– aufgestellt.
Im Endausbau wird von 2 Motoren ausgegangen, die kontinuierlich im Volllastbetrieb laufen. Dies entspricht dies einem Gasverbrauch von ca. 140 m³/h Biogas. Die Ableitung der
Abgase der Motoren erfolgt über je einen Schornstein mit einer Höhe von 10 m. Es werden Zugdurchmesser von 250 mm und eine Abgastemperatur von 180°C angesetzt.
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3.6
Gasaufbereitungsanlage
Vom Planer erhielten wir die Auskunft, dass für den Endausbau die Errichtung einer
Aminwäscheanlage der MT-Energie GmbH geplant werden soll.
Solche Anlagen funktionieren folgendermaßen:
Die Gasaufbereitung findet in einer geschlossenen Anlage statt, die mit einer Vorabscheidung für Schwefelwasserstoff (H2S) vor der Trennung des Methans vom CO2 ausgerüstet ist. Die Aktivkohle in solchen Adsorbern ist durch Imprägnierung auf eine hohe Beladung mit Schwefel optimiert.
Das ankommende Rohbiogas wird durch Kühlung und somit Taupunktunterschreitung
zunächst entfeuchtet. Danach erfolgt eine Druckerhöhung mit anschließender Erwärmung
des Biogases bevor, es zur Entschwefelung in Aktivkohlefestbett geleitet wird. Die mit
Kaliumjodid imprägnierte Aktivkohle adsorbiert den enthaltenen Schwefelwasserstoff.
Durch eine chemische Umwandlung entsteht Elementarschwefel, der im Festbett verbleibt. Aus dem entschwefelten Biogas wird mit der anschließenden Aminwäsche in einer
Füllkörperkolonne mittels Absorption das CO2 entfernt.
Zur Abscheidung von mitgerissenen Aerosolen wird das entstandene Biomethan durch
einen Demister geleitet, danach auf 6°C gekühlt und dann an die Einspeiseanlage übergeben. Die Aminlösung wird in die Desorptionsanlage gepumpt und bei 4 bar auf maximal
160° erhitzt. In diesem Prozessschritt wird das CO2 aus der Waschlösung ausgetrieben.
Die regenerierte Waschlösung wird im Gegenstrom zum Beladen gekühlt, anschließend
durch eine Rückkühlung weiter gekühlt und auf den Kopf der Waschkolonne geleitet.
Das ausgetriebene CO2 wird über ein Entspannungsventil in eine Abgasleitung und in die
Atmosphäre geleitet. Die Leitung wird in der Regel über die Waschkolonne geführt.
Im vorliegenden Fall wird für den Endausbau mit einer Abgasableitung mit einer Höhe von
15 m über Grund gerechnet. Die Anlage wird mit einer Auslegung auf einen Rohbiogasstrom von 1.300 m³/h berücksichtigt.
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Anlagenteil
Beschreibung
Lagerfläche für Mais-,
Grassilage und Zuckerrüben
im östlichen und nördlichen Bereich des Betriebsgeländes
Transport von Silage
Transport per Radlader
von der Lagerfläche zum
Feststoffeintrag
Eintrag von Silage
2 Feststoffeintragsysteme
mit Förderschnecken
Die Gülle wird aus dem
Vorlagebehälter in die
Fermenter gepumpt
Fermenter aus Stahlbeton
mit Foliengasspeicher
Stahlbetonrundbehälter
mit Foliengasspeicher
Stahlbetonrundbehälter
mit Foliengasspeicher
Foliengasspeicher über
Fermenter, Nachgärer
und Lagerbehälter
Gasaufbereitung mittels
druckloser Aminwäsche
Eintrag von Gülle
Fermenter
Nachgärer
Lagerbehälter
Foliengasspeicher
Gasaufbereitungsanlage
BHKW
Tabelle 3:
4.
Abmessung / Vorgang
mehrere Silos mit 25 m x 80
m;
offene Schnittkante maximal:
3 x 125 m²
Fahrstrecke maximal 105 m;
Radladereinsatz: je offene
Schnittkante 1 mal täglich
ca. 1 h
Behälter mit je ca. 27 m² offener Oberfläche
Volumen des Vorlagebehälters
nach Bedarf, ca. 310 m3
nach Bedarf
nach Bedarf
nach Bedarf
nach Bedarf
Auslegung für ca. 1.300 m³/h
Rohbiogas, 1 Kamin mit ca.
15 m Höhe
2 BHKW-Motoren (ZündFeuerungswärmeleistung: 2 x
strahl)
ca. 370 kW;
2 Kamine mit 10 m Höhe
Geruchsrelevante Anlagenbestandteile der geplanten Biogasanlage
Ermittlung der Geruchsemissionen
Die Geruchsemissionen wurden im vorliegenden Fall auf Grundlage von Messergebnissen an vergleichbaren Anlagen abgeleitet. Dabei wurden olfaktometrische Untersuchungen unseres Hauses an vergleichbaren Anlagen sowie an Silagelagerungen herangezogen und auf Literaturwerte zurückgegriffen. Es werden Jahresmittelwerte berücksichtigt.
Die Methanentwicklung in der Biogasanlage läuft unter anaeroben Millieubedingungen ab.
Dabei wird ein brennbares Gas erzeugt, das mit Luft explosionsfähige Gas/Luftgemische
bilden kann. Daher muss die Anlage im Kernbereich gasdicht ausgeführt sein.
Geruchsemissionen sind im ordnungsgemäßen Betrieb prinzipiell nur aus folgenden Anlagenbereichen zu erwarten:
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•
•
•
•
Lagerung, Entnahme und Aufgabe der Einsatzstoffe,
Lagerung, Behandlung und Abzug des ausgefaulten Substrates,
geringe Diffusion von Geruchsstoffen durch Gasspeichermembranen und
Abgas des Verbrennungsmotors.
Störungen wie Austritte von Biogas oder teilvergorenen Substraten werden bei der Bewertung von Geruchsbelastungen nicht berücksichtigt, da sie nicht den bestimmungsgemäßen Betrieb darstellen und bei ordnungsgemäßer Wartung und Instandhaltung nur
in Ausnahmefällen zu erwarten sind. Aufgrund der geringen Emissionszeiten sind keine in
Bezug auf die Jahresstunden relevanten Geruchsstundenanteile zu erwarten. Dies trifft
auch für Rühr- und Pumpvorgänge von Gülle zu.
4.1
Emissionen durch Anlieferung, -lagerung von Rohstoffen und
Verschmutzungen
Von durch Silofolien abgedeckten Silagelagern gehen keine relevanten Emissionen aus.
Als Geruchsquellen wirken Anschnittsflächen und gegebenenfalls offen gelagerte Reste.
Letztere sollten sowohl wegen der Materialverluste als auch wegen der Geruchsemissionen vermieden werden.
Bei der Untersuchung an Gras- und Maissilagelagern wurden entsprechend einer Veröffentlichung von Heye, Uhlig und Platzer /8/ Werte von 3,3 bis 18,7 GE/(m² s) (12 000 bis
67 000 GE/(m² h)) gemessen. Die höheren Werte wurden auf frisch aufgegrabenen,
relativ feuchten Oberflächen von Grassilage, die geringeren auf relativ trockenen Oberflächen bestimmt. In einer weiteren Messung wurden auf der Anschnittsfläche eines
Maissilagelagers einer Biogasanlage Werte von 3,3 bis 3,7 GE/(m² s) bestimmt.
Eigene Messwerte von Maissilage an einer vergleichbaren Anlage liegen im Bereich von
2,4 GE/(m² s)) (abgetrocknete Fläche) bis 5,2 GE/(m² h)) frische, feuchte Oberfläche
/9/.
In der Emissionswerteliste des Landkreises Cloppenburg /10/, die in Niedersachsen
i. d. R. als Grundlage für Emissionsansätze herangezogen wird, sind Werte von 3
GE/(m² s) für ruhende Maissilage und 6 GE/(m² s) für ruhende Grassilage angegeben.
Im vorliegenden Fall wird für die Lagerung von Mais-, Gras und Zuckerrübensilage für die
offene Schnittkante in Ruhe ein mittlerer Emissionsfaktor von 4,5 GE/m²*s angesetzt /11/.
Die Anschnittsfläche wird, da diese Quelle im Laufe des Jahres wandert, in den Flächenschwerpunkt der vorhandenen Silagelager gelegt.
Erfahrungsgemäß sind die frisch aufgerissenen Flächen geruchsintensiver als die des
ruhenden Materials. Die erhöhte Emission hält aber nur für einen kurzen Zeitraum an, bis
das Material wieder abgetrocknet ist.
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Für die Zeiten der Entnahme ist daher mit höheren Emissionen zu rechnen, die hier, der
im Bundesland Brandenburg /10/ üblichen Vorgehensweise folgend, mit dem Dreifachen
des normalen Emissionswertes berücksichtigt werden.
Für die tägliche Entnahme/Befüllzeit wird je Schnittkante ein Zeitanteil von 1 h berücksichtigt.
Bei einer offenen Schnittkante mit einer Fläche von je 125 m² ergibt sich je
Anschnittfläche eine Geruchsfracht von 563 GE/s für den ruhenden, durchgängigen Betrieb und 1688 GE/s täglich für eine Stunde für jede frische Schnittkante. Für den Endausbau werden insgesamt drei derartige Quellen berücksichtigt. Die Lage ist aus Anlage
1.2 ersichtlich.
In den Annahmebunker wird täglich Silage eingebracht. Hier wird jeweils eine emittierende Oberfläche von 27 m² mit den Werten für die offene Schnittkante der Silage angesetzt.
Dabei wird analog zur Silageanschnittsfläche verfahren. Damit ergibt sich eine Geruchsfracht von 122 GE/s für den ruhenden, durchgängigen Betrieb und 365 GE/s täglich für
eine Stunde.
Für den Endausbau werden zwei derartige Quellen berücksichtigt. Die Lage ist aus Anlage 1.2 ersichtlich.
Für die zumeist kurzzeitigen und zeitlich versetzten Emissionen wie den Radladerverkehr
zwischen Silagemiete und Feststoffeinttragsystem, Umpumpvorgänge, den Abtankungen
von Gärrest sowie unvermeidbare Verunreinigungen, wird eine Hofquelle „Verschmutzungen“ mit einer Gesamtgeruchsfracht von 139 GE/s (entsprechend 0,5 * 106 GE/h) als kontinuierliche Quelle berücksichtigt. Lage und Ausdehnung dieser Quelle ist in Anlage 1.2
dargestellt. Auch dieser Ansatz muss ggf. später an die Detailplanung angepasst werden.
Behälteranschlüsse und Rohrleitungen sind gasdicht auszuführen.
4.2
Gasspeicher
Es wird davon ausgegangen, dass Fermenter, Nachgärer und Lagerbehälter jeweils mit
einer Doppelfolienhaube mit Speichermembran versehen sind. Die Speichermembran ist
im Allgemeinen gegenüber Geruchsstoffen nicht vollständig diffusionsdicht. Erfahrungsgemäß sind die Diffusionsraten unter anderem von der Sonneneinstrahlung auf die
Membranen und der Umgebungstemperatur abhängig. Es wird davon ausgegangen, dass
zur weitgehenden Vermeidung von Geruchsemissionen Biogasspeichermembranen eingesetzt werden, die die Anforderungen an Speichermembranen in den Hinweisen zum
Immissionsschutz bei Biogasanlagen des niedersächsischen Umweltministeriums /12/
einhalten und damit nach dem Stand der Technik gasdicht und geruchsarm sind:
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•
•
•
Reißfestigkeit: mind. 500 N je 5 cm oder Zugfestigkeit mind. 250 N je 5 cm
Gasdurchlässigkeit bezogen auf Methan: ≤ 0,01 cm³/(m² d Pa)
(1000 cm³/(m² d bar); 1 bar = 105 Pa
Temperaturbeständigkeit von - 30 °C bis + 50 °C
Die Abdeckung der eigentlichen Gasspeicherfolie mit einer Wetterschutzplane, die von
einem Tragluftgebläse in Form gehalten wird, sorgt zusätzlich für eine weitgehende Verminderung von Geruchsemissionen.
Unter den obigen Voraussetzungen sind Gerüche aus den Biogasspeichern und dem Annahmebehälter lediglich in so geringem Umfang zu erwarten, dass die aus diesem Bereich hervorgerufenen Geruchsimmissionen an den untersuchten Gebäuden vernachlässigbar sind.
4.3
Abzug des flüssigen Gärproduktes
Beim Abzug des flüssigen Gärrestes werden aus dem Gasraum des Transportfahrzeuges
geringe Volumenströme geruchsbeladener Abluft verdrängt. Der Gärrest ist wegen der
langen Verweilzeit wenig geruchsintensiv. Diese Quelle mit geringer Emissionszeit wird
daher im Rahmen des Emissionsansatzes der Ersatzquelle „Verschmutzung“ ausreichend
berücksichtigt.
4.4
Motorenanlage
Bei Messungen unseres Hauses wurden an mit Biogas betriebenen Verbrennungsmotoranlagen Geruchsstoffkonzentrationen zwischen 1.000 und 10.000 GE/m³ bestimmt, (in
Ausnahmefällen 500 bis 25.000 GE/m³). Größere Motoren, die die Begrenzungen für
Schadstoffemissionen der TA Luft einhalten, liegen im unteren Bereich der genannten
Bandbreite. Die höheren Werte wurden bei schlecht eingestellten älteren Zündstrahlmotoren gemessen. Die Geruchsqualität ist bei einem gut eingestellten Verbrennungsmotor im
Wesentlichen
auf
Stickstoffoxide
zurückzuführen
und
daher
stechendschwimmbadtypisch.
Nach /10/ wird in der Ausbreitungsberechnung konservativ für geplante ZündstrahlMotoren eine Geruchsstoffkonzentration von 5.000 GE/m³ angesetzt. Nach Verbrennungsrechnung ergibt sich bei einer Feuerungswärmeleistung von ca. 370 kW je Motor
ein Abgasvolumen bei 20°C von 610 m³/h. Je Motor wird bei Volllastbetrieb ein Geruchsstoffstrom von 847 GE/s berücksichtigt.
Für den Endausbau werden zwei Motoren berücksichtigt, deren ca 180 °C heißes Abgas
über je einen Kamin abgeleitet wird. Die Lage der Quellen ist aus Anlage 1.2 ersichtlich.
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4.5
Gasaufbereitungsanlage
An einer vergleichbaren Anlage wurden nach ca. 4 ½-monatigem Betrieb der Adsorber
4000 GE/m³ im abgegebenen CO2 gemessen /13/. Die Geruchsqualität war nicht biogassondern eher lösemitteltypisch, was darauf hin deutet, dass selektiv bestimmte organische Komponenten zumindest bei einem Adsorber, der einige Zeit in Betrieb ist, nicht
mehr zurückgehalten werden.
Im Rahmen einer anderen Begutachtung wurde - basierend auf den o. g. Messungen –
bei einer vergleichbaren Anlage mit einem Rohbiogasstrom von ebenfalls ca. 1.300 m³/h
von einem CO2-Volumenstrom von 700 m³/h ausgegangen. Bei einer Geruchsstoffkonzentration von 4.000 GE/m³ (Messwert) resultiert eine Quellstärke von rund
2,8 * 106 GE/h. Eine solche Anlage wurde bei den Berechnungen berücksichtigt, da sie
von der Dimensionierung (Bezug Gasanfall) hier als passend erscheint.
Die Lage der Quelle ist aus Anlage 1.2 ersichtlich.
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Tabelle 4:
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offene Fläche
Verschmutzung
Feststoffeinbringung ohne
Deckel 2
Feststoffeinbringung ohne
Deckel 2
Gasaufbereitungsanlage
27
Aufgabe
125
125
125
700
x
x
x
x
x
x
125
x
x
x
x
x
610
610
27
CO2-Abgas
Volumenstrom
x
x
27
windinduzierte
Quelle
Entnahme
Silage 3; Mix aus Mais-, Grasoffene
und Zuckerrübensilage
Oberfläche
Entnahme
BHKW 1
Abgas
BHKW 2
Abgas
Silage 2; Mix aus Mais-, Grasoffene
und Zuckerrübensilage
Oberfläche
Aufgabe
Feststoffeinbringung ohne
Deckel
125
Entnahme
27
125
windinduzierte
Quelle
Geruchsstoffstrom
Geruch
(Konzentration
oder spez.
Emission)
4000
48600
16200
48600
16200
48600
16200
5000
5000
7200
48600
16200
48600
16200
778
365
1,31
2,80
122
0,44
1688
6,08
1688
6,08
563
563
2,03
2,03
847
847
139
365
3,05
3,05
0,00
1,31
122
1688
6,08
0,44
563
2,03
m³/h o.
GE/m³ o.
m³/h
10E6 GE/h GE/s
m²
GE/h m²
Raumgröße/
Oberfläche
offene
Oberfläche
Feststoffeinbringung ohne
Deckel
Silage1; Mix aus Mais-, Grasund Zuckerrübensilage
Charakteristik
durchgängig
1h täglich
durchgängig
1h täglich
durchgängig
1h täglich
durchgängig
durchgängig
durchgängig
durchgängig
1h täglich
durchgängig
1h täglich
durchgängig
Betriebszeit
Quellhöhe
15
2,5
2,5
0-5
0-5
0-5
0-5
10
10
1
2,5
2,5
0-5
0-5
m
Punktquelle
Flächenquelle
Flächenquelle
nein
nein
nein
nein
vert.
Flächenquelle
nein
vert.
Flächenquelle
nein
nein
vert.
Flächenquelle
vert.
Flächenquelle
ja
ja
nein
nein
nein
nein
nein
Überhöhung
Punktquelle
Punktquelle
Flächenquelle
Flächenquelle
Flächenquelle
vert.
Flächenquelle
vert.
Flächenquelle
Quellcharakteristik
4.6
Biogasanlage
Emissionsquelle
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Zusammenfassung der Geruchsemissionen der Biogasanlage
Eine Übersicht über die Emissionsansätze für die Biogasanlage ist in Tabelle 4 dargestellt.
Geruchsemissionen Biogasanlage im Endausbau
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5.
Geruchsimmissionen
Im Folgenden wird auftragsgemäß mittels Ausbreitungsrechnung die im langjährigen Mittel zu erwartende Geruchsbelastung im Endausbau der Biogasanlage als Zusatzbelastung ermittelt.
5.1
Ausbreitungsmodell
Die Ausbreitungsrechnungen wurden mit dem Programm AUSTAL2000 durchgeführt, das
durch das Ingenieurbüro Janicke (siehe Anhang 1) entwickelt wurde. Wir verwenden die
zurzeit aktuelle Version 2.5.1.
5.2
Meteorologische Daten
Für die Berechnung der Immissionen werden für den Standort repräsentative meteorologische Daten benötigt. Diese enthalten Angaben über die Windrichtungen, Windgeschwindigkeiten und Ausbreitungsklassen. Aus einer früheren Untersuchungen im Jahr
2007 für einen Standort in Bielefeld-Tödtheide liegt eine Qualifizierte Überprüfung (QPR)
zur Übertragbarkeit von Wetterdaten des Deutschen Wetterdienstes (DWD) /14/ vor. Dieser Standort befindet sich nur ca. 10 km nordwestlich von Leopoldshöhe. Im Rahmen der
QPR wurden die Daten der Stationen Büren-Ahden, Detmold, Bad Lippspringe, Osnabrück und Bad Salzuflen vergleichen. Der DWD hat folgendes Fazit gezogen:
„Am Standort Bielefeld-Tödtheide kommt der Wind am häufigsten aus West, ein sekundäres Maximum ist bei Winden aus Südost zu erwarten, und am seltensten weht der Wind
aus Norden. Diese Windrichtungscharakteristik wird von den Daten der Bezugsstation
Detmold erfasst. Der Jahresmittelwert der Bezugswindstation Detmold trifft den Sollwert
genau. Die Schwachwindhäufigkeit weicht lediglich einen Prozentpunkt ab. Die Zeitreihe
der Ausbreitungsklassen AK-Term von der Messstation Detmold ist für den Bereich des
Standortes Bielefeld-Tödtheide im Sinne der TA Luft 2002 hinreichend charakteristisch.
Die Übertragbarkeit ist damit gegeben.“
Für die Station Detmold wurde von DWD aus der Bezugsperiode 1985 bis 1992 nach
festgelegten Kriterien das Jahr 1985 als repräsentativ ausgewählt /14/.
Auch für den Standort Leopoldshöhe werden die Daten der Wetterstation Detmold eingesetzt. Die Verteilung der Windrichtungen und –geschwindigkeiten zeigen Anlage 2.1 und
2.2. Aufgrund der schwach gegliederten topographischen Gegebenheiten und der gleichen naturräumlichen Gliederung ist davon auszugehen, dass diese Daten ebenfalls ausreichend repräsentativ sind.
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5.3
Eingabedaten
Die Schornsteinmündungen der Kamine der Motorenanlage liegen in 10 m Höhe. Die Abgastemperatur beträgt 180 °C. Für diese Quellen wird eine Überhöhung der Abgasfahne
durch Wärmeinhalt und Impuls berücksichtigt. Die übrigen Quellen sind diffuse, z. T. bodennahe Quellen, die als Flächenquellen berücksichtigt wurden.
Die Eingabedaten der Quellen sind in Anhang 2 angegeben. Die örtliche Lage und räumliche Ausdehnung sind aus Anlage 1.1 bzw. Anlage 1.2 ersichtlich. Ein Auszug aus der
Zeitreihe, aus dem der zeitliche Ansatz der variablen Quellen hervorgeht, ist in Anhang 3
dargestellt.
Wegen der örtlichen Verhältnisse und der Berücksichtigung der benachbarten Wohnhäuser wurde die Größe der Beurteilungsflächen zu 25 m x 25 m, mit 95 Maschen in x- und
70 Maschen in y-Richtung gewählt.
Die mittlere Rauhigkeitslänge z0 im Untersuchungsgebiet wurde vom Corine-Kataster mit
z0=0,05 m (Klasse 3) ausgewiesen. Im vorliegenden Fall bodennaher Quellen ist die Bodenrauhigkeit im Nahbereich der Quellen von erhöhter Bedeutung.
Die Ersteller des Programmsystems (Ing. Büro Janicke /13/) empfehlen für diesen Fall,
die Rauhigkeitslänge mit 1/8 bis 1/10 der Höhe der Hindernisse im Nahbereich anzusetzen. Aufgrund der Höhen der Gebäude wird hier eine Rauhigkeitslänge von z0=0,5 m angesetzt.
Modellparameter
Ansatz
Komplexes Gelände ja
Gebäudeeinfluss
ja, über z0,
kein Windfeldmodell
Rechengebiet
Rasterweite
25 m
Rauhigkeitslänge
0,5 m
Begründung
Gelände ist wellig
Quellmodellierung (z. B. als Volumenquelle
über die gesamte Gebäudehöhe) bildet
Emissionsverhalten ab.
Örtliche Verhältnisse
Berücksichtigung der Höhe der Bauwerke
im Nahbereich der Quellen (siehe Text)
Stat. Unsicherheit
< 0,145 %
kein Einfluss auf die Aussage
Qualitätsstufe
1
ausreichend, Unsicherheit sehr gering
Tabelle 5: Modellparameter in der Ausbreitungsberechnung
5.4
Ergebnisse der Immissionsprognose
Zunächst wurde die durch die geplante Biogasanlage hervorgerufene Zusatzbelastung als
Überschreitungshäufigkeiten der Geruchsschwelle (1 GE/m³) in Prozent der Jahresstunden berechnet.
Die Zusatzbelastung im Endausbau der Biogasanlage an Wohnhäusern außerhalb des
Gutes Eckendorf ist in den Anlagen 3.1 bis 3.3 dargestellt.
Auftraggeber: Agrargas Eckendorf GmbH & Co. KG
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Dort überschreiten die Immissionen den Irrelevanzwert nach GIRL von 0,02 (relative Häufigkeit der Geruchsstunden) bzw. (gerundet) 2% der Jahresstunden nicht.
Die Zusatzbelastung im Endausbau der Biogasanlage an den Gebäuden des Gutes
Eckendorf ist in Anlage 3.4 dargestellt. Dort wird der Irrelevanzwert nach GIRL überschritten.
5.5
Bewertung
Auftragsgemäß soll die Zusatzbelastung der BGA im Endausbau das Irrelevanzkriterium
der GIRL von 0,02 (relative Häufigkeit der Geruchsstunden) bzw. gerundet 2% der
Jahresstunden einhalten.
Wie aus den Anlagen 3.1 bis 3.3 ersichtlich ist, ist die Biogasanlage im berücksichtigten
Endausbau in den benachbarten Wohngebieten im Westen und Nordosten sowie an den
Wohnhäusern im Südosten als irrelevant im Sinne der GIRL anzusehen.
Die Belastungen an den Gebäuden des Gutes Eckendorf sind zwar nicht irrelevant. Hier
gibt es jedoch nach Auskunft des Betreibers keine betriebsfremde Wohnnutzung oder
sonstige Nutzung, die zum dauerhaften Aufenthalt von Menschen bestimmt ist. Daher ist
hier keine weitere Untersuchung erforderlich.
Die konkreten Planungen für den Endausbau sind mit den Annahmen zu vergleichen und
es ist zu überprüfen, ob das Irrelevanzkriterium der GIRL weiterhin eingehalten wird.
6.
Zusammenfassung
Anfang Oktober 2011 beauftragte uns die Agrargas Eckendorf GmbH & Co. KG, zu
untersuchen, welche maximalen Erweiterungsmöglichkeiten für die Biogasanlage am
Standort Bielefelder Straße 222 bestehen, die es ermöglichen, das Irrelevanzkriterium der
GIRL im Bereich der benachbarten Wohngebiete im Westen und Nordosten sowie an den
Wohnhäusern im Südosten einzuhalten. Die Belastungen an den Gebäuden des Gutes
Eckendorf sollten dargestellt werden.
Das Gutachten ist unter Berücksichtigung der Geruchsimmissions-Richtlinie (GIRL) zu
erstellen.
Da die Planungen noch nicht abgeschlossen sind, wurden von uns Annahmen getroffen.
Unterlagen über die Biogasanlage wurden uns vom Planer (INSTARA GmbH) zur
Verfügung gestellt. Die Annahmen wurden vom Auftraggeber und vom Planer telefonisch
als realistisch bestätigt.
Der Standort, der Ausbreitungsweg und die Immissionsorte wurden im Rahmen eines
Ortstermins besichtigt.
Auftraggeber: Agrargas Eckendorf GmbH & Co. KG
Auftrags-Nr.: 8000705062 / 111UBP105
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Bei Biogasanlagen handelt es sich prozessbedingt um im Wesentlichen gasdichte Anlagen. Geruchsemissionen sind im ordnungsgemäßen Betrieb prinzipiell nur aus den Anlagenbereichen Lagerung, Entnahme und Aufgabe der Einsatzstoffe sowie Lagerung,
Behandlung und Abzug des ausgefaulten Substrates, geringe Diffusion von Geruchsstoffen durch Gasspeichermembranen und Abgas des Verbrennungsmotors zu erwarten.
Störungen wie Austritte von Biogas oder teilvergorenen Substraten werden bei der Bewertung von Geruchsbelastungen nicht berücksichtigt, da sie nicht den bestimmungsgemäßen Betrieb darstellen und bei ordnungsgemäßer Wartung und Instandhaltung nur
in Ausnahmefällen zu erwarten sind.
Aufgrund der geringen Emissionszeiten sind keine in Bezug auf die Jahresstunden relevanten Geruchsstundenanteile zu erwarten. Dies trifft auch für Rühr- und Pumpvorgänge
von Gülle zu.
Die Geruchsemissionen der Biogasanlage im Endausbau wurden anhand von Messergebnissen an vergleichbaren (landwirtschaftlichen) Anlagen ermittelt.
Die Geruchsimmissionen wurden mit dem Ausbreitungsmodell AUSTAL2000 berechnet
und als Überschreitungshäufigkeit der Geruchsschwelle in Prozent der Jahresstunden
dargestellt. Als meteorologische Daten wurden Daten der Station Detmold verwendet.
Die Zusatzbelastung der Biogasanlage im Endausbau wurde berechnet.
Dabei wurden folgende Annahmen für den Endausbau der Biogasanlage getroffen:
•
Die offenen Schnittkanten der Silagelagerflächen haben zeitgleich maximal Größen
bis zu 3 x 125 m². Für den Radladertransport wird für jede offene Schnittkante von
einer Stunde Transport je Tag ausgegangen.
•
Die Feststoffeinbringung hat eine offene Oberfläche von maximal 2 x ca. 27 m².
•
Für die Behälterheizung werden maximal 2 BHKW-Module mit einer
Feuerungswärmeleistung von je 370 kW mit Abgasableitung über zwei Kamine mit je
10 m Höhe eingesetzt.
•
Die überwiegende Gasmenge soll eine Gasaufbereitungsanlage in Form einer
Aminwäsche durchlaufen. Sie wird mit einer Kapazität von maximal 1300 m³/h
Rohbiogas berücksichtigt. Die Abgasableitung erfolgt über einen ca. 15 m hohen
Kamin.
Bei Berücksichtigung aller Annahmen ist die Anlage an den auftragsgemäß untersuchten
benachbarten Wohngebieten im Westen und Nordosten sowie an den Wohnhäusern im
Südosten als irrelevant im Sinne der GIRL anzusehen.
Auftraggeber: Agrargas Eckendorf GmbH & Co. KG
Auftrags-Nr.: 8000705062 / 111UBP105
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Die Belastungen an den Gebäuden des Gutes Eckendorf sind zwar nicht irrelevant. Hier
gibt es jedoch nach Auskunft des Betreibers keine betriebsfremde Wohnnutzung oder
sonstige Nutzung, die zum dauerhaften Aufenthalt von Menschen bestimmt ist. Daher ist
hier keine weitere Untersuchung erforderlich.
Die konkreten Planungen für den Endausbau sind mit den Annahmen zu vergleichen und
es ist zu überprüfen, ob das Irrelevanzkriterium der GIRL weiterhin eingehalten wird.
Dipl. Ing. Uta Preußker-Thimm
Sachverständige der
TÜV NORD Umweltschutz GmbH & Co. KG
Auftraggeber: Agrargas Eckendorf GmbH & Co. KG
Auftrags-Nr.: 8000705062 / 111UBP105
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7.
Unterlagen und Literatur
/1/
Feststellung und Beurteilung von Geruchsimmissionen (Geruchsimmissions-Richtlinie – GIRL) mit Begründung und Auslegungshinweisen in der Fassung vom 29.Februar 2008 und einer Ergänzung vom
10. September 2008
/2/
Unterlagen von Herrn Heyne, Planer vom Institut für Stadt- und Raumplanung (Instara), zur geplanten
Biogasanlage als E-Mails vom 21.07., 22.07 und 29.07.2011 sowie telefonische Auskünfte per E-Mail
am 13. 09.2011; Planskizze Bebauungsplan Nr. 08/11 „Biogasanlage Gut Eckendorf
/3/
telefonische Bestätigung der getroffenen Annahmen, INSTARA am 24.10.11, Auftraggeber 25.10.11
/4/
Bundes-Immissionsschutzgesetz
Gesetz zum Schutz vor schädlichen Umwelteinwirkungen durch Luftverunreinigungen, Geräusche, Erschütterungen und ähnliche Vorgänge (BImSchG) in der Fassung der Bekanntmachung vom 26. September 2002, BGBl. I S. 3830, zuletzt geändert am 21.Juli 2011 (BGBl. S. 1475)
5/
Vierte Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes
(4. BImSchV -Verordnung über genehmigungsbedürftige Anlagen) in der Fassung der Bekanntmachung
vom 14. März 1997, zuletzt geändert durch Artikel 11 der Verordnung vom 26. November 2010, (BGBl. I
S. 1643)
/6/
Ministerium für Umwelt und Naturschutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz des Landes NordrheinWestfalen
Erlass des MUNLV vom 14.10.2008 zur Anwendung der überarbeiteten GIRL in der Fasung vom
29.02.2008 mit einer Ergänzung vom 10.09.2008
/7/
Handreichung Biogasgewinnung und Nutzung (FNR, 2006); Datensammlung Energiepflanzen
(KTBL,2006)
/8/
Heye, U. Uhlig, H. und Platzer, B.:
Geruchsemissionen von Silagelagern
Wasser, Luft und Boden 7/8 1999
/9/
TÜV NORD Umweltschutz GmbH & Co. KG
Zusammenfassender Bericht zu Geruchsemissions- und -immissionsmessungen an der Biogasanlage
der Algermissen TNUB-H/Plz vom 14.12.2007 – nicht veröffentlicht -
/10/ Landkreis Cloppenburg:
Festlegung von Geruchsemissionsfaktoren für den LK Cloppenburg;
gültig für Gutachten ab 15.3.05
Protokoll Fortführung des Fachgespräch zur Anwendung von AUSTAL2000 – Geruch beim Landkreis
Cloppenburg am 08.03.2005
/11/ LUA Brandenburg
Geruchsemissionsfaktoren Bioagasanlagen Stand Juli 2008
/12/ Hinweise zum Immissionsschutz bei Biogasanlagen
Anforderungen zur Vermeidung und Verminderung von Gerüchen und sonstigen Emissionen
Rd.Erl. d. MU vom 02.06.2004
Überarbeitete Fassung Stand 01.04.2005
/13/ TÜV NORD Umweltschutz GmbH & Co. KG
Bericht über die Durchführung von Emissionsmessungen
an der Gasaufbereitungsanlage der MT Biomethan GmbH in Horn-Badmeinberg
TNUB-H/Plz 8000612301 vom 14.09.2010 = nicht veröffentlicht =
/14/ Deutscher Wetterdienst
Qualifizierte Prüfung (QPR) der Übertragbarkeit einer Zeitreihe von Ausbreitungsklassen (AK-Term)
nach TA Luft 2002 auf einen Standort in 33729 Bielefeld-Tödtheide vom 26.01.2007
/15/ bis /18/ in Kapitel IV des Anhangs 1
Auftraggeber: Agrargas Eckendorf GmbH & Co. KG
Auftrags-Nr.: 8000705062 / 111UBP105
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Anlage 1.1
Wohnhäuser
Standort BGA
und Lage
Plangebiet
Gut Eckendorf
N
Wohnhäuser
Regionales Umfeld mit nächstgelegenen Wohnhäusern und Lage der
geplanten Biogasanlage (BGA)
Auftraggeber: Agrargas Eckendorf GmbH & Co. KG
Auftrags-Nr.: 8000705062 / 111UBP105
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Auftraggeber: Agrargas Eckendorf GmbH & Co. KG
Auftrags-Nr.: 8000705062 / 111UBP105
BHKW
Module
Aufgabe Feststoffe 2
Gasaufbereitung
Gärrestbehälter
Aufgabe Feststoffe 1
Fermenter
Nachgärer
Flächen für zusätzliche
Behälter: Fermenter,
Nachgärer und Gärrestbehälter vgl. Anlage 1.3
Silagelagerflächen
mit offenen schnittkanten
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Anlage 1.2
Anlagenplan Biogasanlage im maximalen Ausbauzustand
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Anlage 1.3
N
B-Plangebiet Nr 08/11 „Biogasanlage Gut Eckendorf“
Auftraggeber: Agrargas Eckendorf GmbH & Co. KG
Auftrags-Nr.: 8000705062 / 111UBP105
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Anlage 2.1
Windrose der Wetterstation Detmold 1985
Auftraggeber: Agrargas Eckendorf GmbH & Co. KG
Auftrags-Nr.: 8000705062 / 111UBP105
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TÜV NORD Umweltschutz
Anlage 2.2
Häufigkeitsverteilungen der Wetterstation Detmold 1985
Auftraggeber: Agrargas Eckendorf GmbH & Co. KG
Auftrags-Nr.: 8000705062 / 111UBP105
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Anlage 3.1
Ergebnisse der Ausbreitungsrechnung als Zusatzbelastung durch die Biogasanlage im maximalen Ausbauzustand
Ergebnisse der Geruchsimmissionsprognose der geplanten Biogasanlage als
farbkodierte Flächen
Auftraggeber: Agrargas Eckendorf GmbH & Co. KG
Auftrags-Nr.: 8000705062 / 111UBP105
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Anlage 3.2
Wohnhäuser im Westen
Ergebnisse der Ausbreitungsrechnung als Zusatzbelastung durch die Biogasanlage im maximalen Ausbauzustand
Jahresmittel der Konzentration angegeben als Überschreitungshäufigkeit der Geruchsschwelle in Prozent der Jahresstunden
Auftraggeber: Agrargas Eckendorf GmbH & Co. KG
Auftrags-Nr.: 8000705062 / 111UBP105
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Anlage 3.3
Wohnhäuser im Süden
Ergebnisse der Ausbreitungsrechnung als Zusatzbelastung durch die Biogasanlage im maximalen Ausbauzustand
Jahresmittel der Konzentration angegeben als Überschreitungshäufigkeit der Geruchsschwelle in Prozent der Jahresstunden
Auftraggeber: Agrargas Eckendorf GmbH & Co. KG
Auftrags-Nr.: 8000705062 / 111UBP105
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Anlage 3.4
Gut Eckendorf
Ergebnisse der Ausbreitungsrechnung als Zusatzbelastung durch die Biogasanlage im maximalen Ausbauzustand
Jahresmittel der Konzentration angegeben als Überschreitungshäufigkeit der Geruchsschwelle in Prozent der Jahresstunden
Auftraggeber: Agrargas Eckendorf GmbH & Co. KG
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Anhang 1
Erläuterungen zur Geruchsmessung (Olfaktometrie) und zur Berechnung der
Geruchsimmissionen
Die in /.../ gestellten Ziffern beziehen sich auf das Kapitel IV. "Unterlagen und Literatur".
I.
Olfaktometrie
Die Messung von Geruch wird als Olfaktometrie bezeichnet. Die Olfaktometrie ist ein
sensorisches Messverfahren. Sie setzt die menschliche Nase als "Messgerät" ein. Mit der
Olfaktometrie wird die Geruchsstoffkonzentration für die zu untersuchende geruchbeladene Abluft ermittelt. Mit Hilfe des Olfaktometers werden die Verdünnungsfaktoren für die zu untersuchende Abluft bestimmt. Man ermittelt also, mit wie vielen Teilen geruchsneutraler Luft man einen Teil der geruchbeladenen Abluft verdünnen muss,
damit für das Gemisch gerade die Geruchsschwelle erreicht wird.
Die Geruchsstoffkonzentration der Abluft einer Quelle wird angegeben in GE/m³ (GE =
Geruchseinheit).
Die Geruchseinheiten sind der Kehrwert des Verdünnungsverhältnisses. Das Verdünnungsverhältnis f lässt sich durch folgende Formel ausdrücken:
f =
VP
VP + VVL
mit
VP = Probenvolumen der zu untersuchenden Abluft
VVL = Volumen der Verdünnungsluft
Da die Geruchseinheit als Kehrwert von f definiert ist, kann man schreiben:
GE =
VP + VVL
VVL
= 1+
VP
VP
Aus dieser Definition wird deutlich, dass der Geruchsschwelle 1 GE/m³ entspricht. Werden für eine Quelle z. B. 100 GE/m³ ermittelt, so bedeutet dies, dass 1 Teil der Abluft mit
99 Teilen geruchsfreier Luft vermischt werden muss, damit das Gemisch gerade noch
riechbar ist (die Geruchsschwelle erreicht ist).
Die Geruchsstoffkonzentrationen sind unabhängig von den einzelnen Stoffkomponenten
des Emittenten. Sie berücksichtigen auch die gegenseitige Beeinflussung der einzelnen
Komponenten.
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II.
Messung der Geruchsemissionen
Die Messungen werden mit dem Olfaktometer TO 7 durchgeführt. Die Probenahme erfolgt mit Hilfe von geruchsfreien Kunststoffbeuteln. Die Auswertung der Proben findet sofort nach der Probenahme in einem geruchsneutralen Raum statt. Als Riechprobanden
werden geeignete Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter unseres Hauses eingesetzt.
Bei der Auswertung wird das so genannte Limitverfahren eingesetzt. Bei diesem Verfahren wird dem Probanden eine Messreihe angeboten, die von unterschwelligen Verdünnungsverhältnissen zu überschwelligen Verdünnungsverhältnissen ansteigt. Zwischen
den einzelnen angebotenen Verdünnungsverhältnissen bzw. Geruchsstoffkonzentrationen liegt der Faktor 2. Bei jedem Messdurchgang wird dem Probanden zunächst nur
die geruchsneutrale, synthetische Verdünnungsluft zum Riechen angeboten. Zu einem
späteren Zeitpunkt, der dem Probanden nicht bekannt ist, wird die zu untersuchende geruchbeladene Abluft in dem eingestellten Verdünnungsverhältnis zugemischt. Der Proband wird dann aufgefordert, mitzuteilen, ob er gegenüber der Vergleichsluft eine Geruchsänderung wahrgenommen hat. Sie/er gibt also nur das Urteil "ich rieche" oder "ich
rieche nicht" ab. Die Beurteilung der Geruchswahrnehmung, z.B. angenehm oder unangenehm, wird nicht durchgeführt.
Nach jeder Mitteilung des Probanden, sei sie positiv oder negativ ausgefallen, wird die
nächste Verdünnungsstufe angeboten. Die Messreihe wird nach zwei aufeinander folgenden positiven Antworten des am ‚schwächsten’ riechenden Probanden abgebrochen. Der
Umschlagspunkt für jeden Probanden liegt zwischen der letzten negativen und der ersten
der beiden aufeinander folgenden positiven des Probanden.
Als Messwert für diesen Messdurchgang wird das geometrische Mittel der beiden so ermittelten Geruchsstoffkonzentrationen angesetzt. Das geometrische Mittel ist der arithmetische Mittelwert der Logarithmen der Geruchsstoffkonzentrationen.
Jeder der eingesetzten Riechprobanden führt mindestens drei solche Messdurchgänge
aus. Auf diese Weise erhält man eine Reihe von logarithmischen Umschlagspunkten.
Der repräsentative Wert für die Geruchsstoffkonzentration der so ausgewerteten Probe
ist der entlogarithmierte arithmetische Mittelwert der Logarithmen der Umschlagpunkte.
Dieser Wert wird als Z50 bezeichnet. Probenahme, Auswertung der Proben, Messgeräte
und Verfahrenskenngrößen sind in der DIN EN 13725 /15/ beschrieben.
Auftraggeber: Agrargas Eckendorf GmbH & Co. KG
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III.
Verknüpfung von Olfaktometrie und spezieller Ausbreitungsrechnung für
Geruch
Vorgehensweise
Zur Beurteilung einer Geruchsbelastung müssen umfassende Informationen über die Geruchsimmissionen vorliegen. Das wesentliche Kriterium zur Beurteilung einer Geruchsbelastung ist die Dauer der Geruchseinwirkung als Prozentsatz der Jahresstunden, in denen
Geruch am Immissionsort wahrgenommen werden kann.
Solche Informationen lassen sich nur aus der Häufigkeitsverteilung der Geruchsimmissionen ermitteln. Die Berechnung der Häufigkeitsverteilung ist nur mit einem speziellen
Ausbreitungsmodell für geruchbeladene Abluft möglich.
Hinweise zu dem hier angewandten Verfahren sind /1/ zu entnehmen.
Ausbreitungsmodell
Das Ausbreitungsmodell, das in der TA Luft /16/ zur Berechnung von Gasen und Stäuben
vorgesehen ist, ist ein Lagrange-Partikelmodell. Dieses Modell ist unter der Bezeichnung
AUSTAL2000 verfügbar /17/.
AUSTAL2000 ist ein Modell zur Ausbreitung von Spurenstoffen in der Atmosphäre, in
dem der Transport der Schadstoffe und die turbulente Diffusion durch einen Zufallsprozess simuliert werden. AUSTAL2000 ist ein Episodenmodell, das den zeitlichen Verlauf
von Stoffkonzentrationen in einem vorgegebenen Rechengebiet berechnen kann.
Bei einem Lagrange-Partikelmodell erfolgt die Berechnung der Immissionen vereinfacht
dargestellt in folgender Weise: Von jeder Emissionsquelle werden eine größere Anzahl
Partikel freigesetzt. Der Weg dieser Partikel in der Atmosphäre wird berechnet. Dabei
können Einflussfaktoren, die auf die Partikel wirken, berücksichtigt werden. Solche Faktoren sind z.B. Niederschlag, chemische Umwandlung, Gewicht. Bei den Berechnungen der
‚Bahnen’ der Teilchen wird die Windrichtung (das Windfeld) berücksichtigt, die durch Orographie und Gebäudestrukturen ‚verformt’ sein kann.
Über das Berechnungsgebiet wird ein räumliches Gitter gelegt. Die in den einzelnen Gitterzellen angekommenen Teilchen werden gezählt. Die Anzahl der Teilchen ist ein Maß
für die Verdünnung auf dem Transportweg und damit für die Immissionskonzentration.
Zur Berechnung wird als meteorologische Eingangsgröße eine Wetterdatenstatistik (Häufigkeitsverteilung von Windrichtung, Windgeschwindigkeit und Ausbreitungsklasse) benötigt. Diese muss für den Anlagenstandort repräsentativ sein.
Um die für die Geruchbeurteilung erforderlichen Wahrnehmungshäufigkeiten zu berechnen, wurde das Modell Austal2000 um ein entsprechendes Modul (AUSTAL2000G) ergänzt. Das ergänzte Modell wurde am 20.09.2004 in Hannover vorgestellt und als einzig
zugelassenes Modell in die GIRL /1/ aufgenommen.
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Die Berechnungen der Geruchsimmissionen in dem vorliegenden Gutachten erfolgten mit
dem Modell AUSTAL2000G. Nähere Einzelheiten zu dem Modell und der Validierung des
Modells sind /18/ zu entnehmen.
Die 'Geruchsstunde'
Die Bewertung der Erheblichkeit einer Geruchsbelästigung (nur eine erhebliche Belästigung ist eine schädliche Umwelteinwirkung) erfolgt derzeit nur über die Dauer der Geruchseinwirkungen am Immissionsort. Es werden Schranken gesetzt, die in Abhängigkeit
von Art und Nutzung des betroffenen Gebietes nicht überschritten werden dürfen. Diese
Schranken haben die Dimension 'Prozent der Jahresstunden', d. h. es wird vorgegeben in
wie viel Prozent der Jahresstunden Gerüche am Immissionsort auftreten dürfen. Für die
Betrachtung nach GIRL /1/ werden die Ergebnisse als gerundete relative Häufigkeiten der
Geruchsstunde angegeben.
Darüber hinaus wird festgelegt, dass Stunden mit einem nicht nur vernachlässigbaren
Zeitanteil mit Geruchsimmissionen innerhalb der Stunde bei der Summation der Geruchszeiten über das Jahr als volle Stunde zu berücksichtigen sind. Als vernachlässigbarer
Zeitanteil werden derzeit Zeitanteile < 10 % (6 min. je Stunde) angesehen.
Sobald der Zeitanteil mit Geruchswahrnehmungen innerhalb einer Stunde mindestens 6
Minuten beträgt, wird also die volle Stunde bei der Summation der Zeiten mit Geruchswahrnehmungen über das Jahr berücksichtigt.
Auftraggeber: Agrargas Eckendorf GmbH & Co. KG
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IV.
Unterlagen und Literatur
/15/ DIN EN 13725
Luftbeschaffenheit – Bestimmung der Geruchsstoffkonzentration mit dynamischer Olfaktometrie.
Juli 2003
/16/ Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz
(Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft - TA Luft -) vom 24.07.2002
/17/ AUSTAL2000
www.austal2000.de
/18/ L. Janicke, U. Janicke Entwicklung des Ausbreitungsmodells Austal2000G
www.austal2000.de
Auftraggeber: Agrargas Eckendorf GmbH & Co. KG
Auftrags-Nr.: 8000705062 / 111UBP105
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TÜV NORD Umweltschutz
Anhang 2
Eingabe-Datei Austal2000
Zusatzbelastung - Biogasanlage im Endausbau
-- AUSTAL2000-Eingaben erzeugt mit:
-- AUSTAL View Ver. 7.1.0
-- (c) Lakes Environmental Software Inc.
-- ArguSoft GmbH & Co KG
-- Datum: 19.10.2011
-- Datei:
C:\Projekte2SM\UBP\UBP_2011\111ubp105_eckendorf_erw.pre\ecken03_erw2\ecken03_erw2\austal2000.tx
t
--- ===========================================================================
-- Optionen Projektion
-- ===========================================================================
-- PROJCTN CoordinateSystemUTM
-- DESCPTN UTM: Universal Transverse Mercator
-- DATUM European Terrestrial Reference System 1989
-- DTMRGN Europe
-- UNITS m
-- ZONE 32
-- ZONEINX 0
--- ===========================================================================
-- STEUERUNGS-OPTIONEN
-- ===========================================================================
ti "ecken03_erw2"
'Projekt-Titel
ux 32476000
'x-Koordinate des Bezugspunktes
uy 5763400
'y-Koordinate des Bezugspunktes
z0 0.50
'Rauhigkeitslänge
qs 1
'Qualitätsstufe
--- ===========================================================================
-- METEO-OPTIONEN
-- ===========================================================================
-- Stations-ID: 10328
-- Jahr: 01.01.1985 - 31.12.1985
-- --------------------------------------------------------------------------az "F:\Bereiche\UBB\PGU\Wetterdaten\aks-akterm\detmold_85.akt" 'AKT-Datei
xa -889.00
'x-Koordinate des Anemometers
ya -411.00
'y-Koordinate des Anemometers
-- ===========================================================================
-- RECHENGITTER
-- ===========================================================================
dd 25
'Zellengröße (m)
x0 -1000
'x-Koordinate der l.u. Ecke des Gitters
nx 95
'Anzahl Gitterzellen in X-Richtung
y0 -500
'y-Koordinate der l.u. Ecke des Gitters
ny 70
'Anzahl Gitterzellen in Y-Richtung
--- ===========================================================================
-- GELÄNDE-OPTIONEN
-- ===========================================================================
gh "C:\Projekte2SM\UBP\UBP_2011\111ubp105_eckendorf_erw.pre\ecken03\eckendorf.grid" 'Gelände-Datei
--- ===========================================================================
-- QUELLEN-PARAMETER
-- ===========================================================================
Auftraggeber: Agrargas Eckendorf GmbH & Co. KG
Auftrags-Nr.: 8000705062 / 111UBP105
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TÜV NORD Umweltschutz
-- xq = x-Koordinate der Quelle
-- yq = y-Koordinate der Quelle
-- hq = Höhe der Quelle (m)
-- aq = Länge in X-Richtung (m)
-- bq = Länge in Y-Richtung (m)
-- cq = Länge in Z-Richtung (m)
-- wq = Drehwinkel der Quelle (Grad)
-- vq = Abgasgeschw. der Quelle (m/s)
-- dq = Durchmesser der Quelle (m)
-- qq = Wärmestrom der Quelle (MW)
-- sq = Zeitskala
-- lq = Flüssigwassergehalt des Schwadens (kg/kg)
-- rq = Relative Feuchte des Schwadens (%)
-- tq = Austrittstemperatur (°C)
-- ---------------------------------------------------------------------------- QUE_1
QUE_2
QUE_3
QUE_4
QUE_BHK2 QUE_SI2 QUE_FE2 QUE_GASA
QUE_SIL3
xq 136.92
201.62
38.49
71.66
42.43
191.79
46.04
35.40
98.98
yq 411.60
411.36
400.83
338.85
391.78
445.02
443.05
482.07
465.88
hq 2.50
0.00
10.00
1.00
10.00
0.00
2.00
15.00
0.00
aq 3.00
0.00
0.00
190.55
0.00
0.00
3.00
0.00
0.00
bq 9.00
25.00
0.00
135.80
0.00
25.00
9.00
0.00
25.00
cq 0.00
5.00
0.00
0.00
0.00
5.00
0.00
0.00
5.00
wq 157.83
17.42
0.00
15.55
0.00
16.14
59.35
0.00
18.43
vq 0.00
0.00
13.30
0.00
13.30
0.00
0.00
0.00
0.00
dq 0.00
0.00
0.15
0.00
0.15
0.00
0.00
0.15
0.00
qq 0.000
0.000
0.033
0.000
9.033
0.000
0.000
0.000
0.000
sq 0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
lq 0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
rq 0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
tq 0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
-- ===========================================================================
-- EMISSIONEN
-- ===========================================================================
-- QUE_1
QUE_2
QUE_3
QUE_4
QUE_BHK2 QUE_SI2 QUE_FE2 QUE_GASA
QUE_SIL3
odor_100 ?
?
847
139
847
?
?
777.8
?
---- --------------------------------------------------------------------------*
Auftraggeber: Agrargas Eckendorf GmbH & Co. KG
Auftrags-Nr.: 8000705062 / 111UBP105
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TÜV NORD Umweltschutz
Anhang 3
Auszug aus der Zeitreihe der variablen Emissionen (WR=Windrichtung,
WG=Windgeschwindigkeit, MO=Monin-Obukhov-Länge, Quell-Nr.Stoff)
Datum.Uhrzeit
1985-01-01.01:00:00
1985-01-01.02:00:00
1985-01-01.03:00:00
1985-01-01.04:00:00
1985-01-01.05:00:00
1985-01-01.06:00:00
1985-01-01.07:00:00
1985-01-01.08:00:00
1985-01-01.09:00:00
1985-01-01.10:00:00
1985-01-01.11:00:00
1985-01-01.12:00:00
1985-01-01.13:00:00
1985-01-01.14:00:00
1985-01-01.15:00:00
1985-01-01.16:00:00
1985-01-01.17:00:00
1985-01-01.18:00:00
1985-01-01.19:00:00
1985-01-01.20:00:00
1985-01-01.21:00:00
1985-01-01.22:00:00
1985-01-01.23:00:00
1985-01-02.00:00:00
WR
206
206
225
241
241
220
207
192
184
164
141
144
140
141
135
110
92
50
51
33
23
16
21
13
WG
5.7
4.1
4.6
4.6
5.1
5.1
4.6
5.7
5.7
5.7
6.2
6.2
6.7
6.2
4.6
4.6
5.1
6.2
6.7
5.1
5.1
5.7
5.7
6.2
MO
99999.0
99999.0
99999.0
99999.0
99999.0
99999.0
99999.0
99999.0
99999.0
99999.0
99999.0
99999.0
99999.0
99999.0
99999.0
99999.0
99999.0
99999.0
99999.0
99999.0
99999.0
99999.0
99999.0
99999.0
1.odor_100 2.odor_100
1.220e+002 5.625e+002 5.625e+002
1.220e+002 5.625e+002 5.625e+002
1.220e+002 5.625e+002 5.625e+002
1.220e+002 5.625e+002 5.625e+002
1.220e+002 5.625e+002 5.625e+002
1.220e+002 5.625e+002 5.625e+002
1.220e+002 5.625e+002 5.625e+002
3.650e+002 1.688e+003 1.688e+003
1.220e+002 5.625e+002 5.625e+002
1.220e+002 5.625e+002 5.625e+002
1.220e+002 5.625e+002 5.625e+002
1.220e+002 5.625e+002 5.625e+002
1.220e+002 5.625e+002 5.625e+002
1.220e+002 5.625e+002 5.625e+002
1.220e+002 5.625e+002 5.625e+002
1.220e+002 5.625e+002 5.625e+002
1.220e+002 5.625e+002 5.625e+002
1.220e+002 5.625e+002 5.625e+002
1.220e+002 5.625e+002 5.625e+002
1.220e+002 5.625e+002 5.625e+002
1.220e+002 5.625e+002 5.625e+002
1.220e+002 5.625e+002 5.625e+002
1.220e+002 5.625e+002 5.625e+002
1.220e+002 5.625e+002 5.625e+002
Auftraggeber: Agrargas Eckendorf GmbH & Co. KG
Auftrags-Nr.: 8000705062 / 111UBP105
1.220e+002
1.220e+002
1.220e+002
1.220e+002
1.220e+002
1.220e+002
1.220e+002
3.650e+002
1.220e+002
1.220e+002
1.220e+002
1.220e+002
1.220e+002
1.220e+002
1.220e+002
1.220e+002
1.220e+002
1.220e+002
1.220e+002
1.220e+002
1.220e+002
1.220e+002
1.220e+002
1.220e+002
5.625e+002
5.625e+002
5.625e+002
5.625e+002
5.625e+002
5.625e+002
5.625e+002
1.688e+003
5.625e+002
5.625e+002
5.625e+002
5.625e+002
5.625e+002
5.625e+002
5.625e+002
5.625e+002
5.625e+002
5.625e+002
5.625e+002
5.625e+002
5.625e+002
5.625e+002
5.625e+002
5.625e+002
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