Beschlussvorlage (FNP - Immissionsprognose Luftschadstoffe)

Dipl.-Met. Wolfram Bahmann von der IHK zu Köln öffentlich bestellter und vereidigter Sachverständiger für Luftreinhaltung (Ausbreitung von Luftbeimengungen) Dipl.-Met. Nicole Schmonsees von der IHK Flensburg öffentlich bestellte und vereidigte Sachverständige für Luftreinhaltung (Ausbreitung von Luftbeimengungen) und Mikroklima RWE Power Immissionsprognose Luftschadstoffe für den Neubau BoAplus am Standort Niederaußem Hinweis: Das nachfolgende Gutachten wird wortgleich sowohl im hierarchisch vorgeordneten Flächennutzungsplan-Änderungsverfahren als auch im parallel durchgeführten Bebauungsplanverfahren verwendet. Aufgrund der für das Bebauungsplanverfahren erfolgten weiteren Konkretisierung kann es auch im Flächennutzungsplan-Änderungsverfahren verwendet werden. Proj. W0311/05/02 15.06.2012 ArguMet - Büro West  Dipl.-Met. Wolfram Bahmann Tacitusweg 12  D-50321 Brühl  Tel. 02232 209 114  Fax 02232 209 123  eMail west@argumet.de ArguMet - Büro Nord  Dipl.-Met. Nicole Schmonsees Dorfstr. 5d  D-24857 Borgwedel  Tel. 04621-360431  Fax 04621-934705  eMail nord@argumet.de www.argumet.de RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose Titel : Immissionsprognose Luftschadstoffe für den Neubau BoAplus am Standort Niederaußem Auftraggeber : RWE Power Huyssenallee 2 45128 Essen Auftrag vom : 10.06.2011 Bestellnummer : 4300214848 Auftragnehmer : argumet Arbeitsgemeinschaft für Umweltmeteorologie und Luftreinhaltung Bahmann & Schmonsees GbR Büro West Tacitusweg 12 50321 Brühl Bearbeiter : Dipl.-Met. Wolfram Bahmann Projekt-Nr. : W0311/05/02 Stand : 15.06.2012 Bericht : 29 Seiten Anhang : 43 Seiten Proj. W0311/05/02 Seite 2 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose Inhalt 1 Situation und Aufgabenstellung ........................................................................................ 4 2 Standort ............................................................................................................................ 6 3 Quellen ............................................................................................................................. 6 4 Emissionen ....................................................................................................................... 8 5 Rechenverfahren ............................................................................................................ 11 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 6 Ausbreitungsmodell AUSTAL2000...........................................................................11 Ausbreitungsmodell LASAT .....................................................................................12 Berücksichtigung von Geländeeinflüssen ................................................................13 Berücksichtigung von Gebäudeeinflüssen ...............................................................16 Rechengebiet und Rechengitter...............................................................................17 Meteorologische Daten ............................................................................................19 Ergebnis der Ausbreitungsrechungen ............................................................................ 22 6.1 Immissionsbeitrag von Block BoAplus .....................................................................22 6.2 Immissionsbeitrag der Rheinschiene KW für verschiedene Szenarien ..................27 7 Zusammenfassung ......................................................................................................... 29 8 Unterlagen, Daten und Literatur ..................................................................................... 30 Anhang 0 Ableitung der Schornsteinhöhe ........................................................................ 31 Anhang 1 Szenario-Emissionen der Rheinschiene Kraftwerke ........................................ 31 Anhang 1 Szenario-Emissionen der Rheinschiene Kraftwerke ........................................ 32 Anhang 2 Karten der Immissionsbelastung Block BoAplus.............................................. 34 Anhang 3 Karten der Immissionsbelastung Rheinschiene Kraftwerke............................. 50 Anhang 4 Diagramme der zeitlichen Entwicklung der Immissionsbelastung durch die Rheinschiene-Kraftwerke für Einzelorte........................................................... 66 Anhang 5 Protokoll des Rechenlaufs, Parameter-Protokoll ............................................. 68 (Hinweis: In diesem Bericht wird als Dezimaltrenner der Punkt verwendet.) Proj. W0311/05/02 Seite 3 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose 1 Situation und Aufgabenstellung Im Rahmen der Neubauplanung von Block BoAplus am Standort Niederaußem ist eine Immissionsprognose zu erstellen, die den Einfluss des geplanten Blocks, der stillzulegenden Blöcke A bis F am selben Standort sowie der Kraftwerke Neurath und Frimmersdorf beschreibt. Immissionssimulation für das Vorhaben Niederaußem BoAplus Zur Ermittlung der aus dem Musterkraftwerk BoAplus resultierenden Immissionsbeiträge (Zusatzbelastungen) wurde eine (orientierende) Immissionsprognose nach den Vorgaben der TA Luft durchgeführt. Die Ermittlung erfolgte für folgende Stoffe: NO2, SO2, PM10, NH3, Hg-Deposition und den Säureeintrag. Die Immissionsbeiträge wurden unter Ausschöpfung der für das Musterkraftwerk BoAplus geltenden Emissionsgrenzwerte bei ganzjährigem Volllastbetrieb ermittelt. Das Untersuchungsgebiet hat eine Ausdehnung von bis zu 41 x 36 Kilometern und damit eine Größe von rund 1500 Quadratkilometern. Diese Größe ergibt sich aus den Anforderungen an Beurteilungsgebiete gemäß TA Luft (Technische Anleitung Luft) für das Neubauvorhaben am Standort Niederaußem sowie aus der räumlichen Lage geschützter Gebiete (FFH und Vogelschutz) zusammen mit der Grenzwertuntersuchung für den Säureeintrag. Das Beurteilungsgebiet hat einen Radius von 9 km um den für das Musterkraftwerk angenommenen Schornstein. Dieser Wert ergibt sich aus dem 50-fachen der Höhe des maximal 180 m hohen Schornsteins. Die Schornsteinhöhe von 180 m über Erdboden ergibt sich ge1 mäß LAI-Merkblatt aufgrund der Berücksichtigung des Bauwerks des nahegelegenen, vorhandenen Kühlturms von Block K des bestehenden Kraftwerks Niederaußem. Die Quelle dieses Kühlturms mit Rauchgasableitung wirkt nach Maßgabe des vorgenannten LAIMerkblatts als Bauwerk auf die Bestimmung der gebäudebedingten Schornsteinhöhe (vgl. auch Anhang 0). Diese der Immissionsprognose sowie insbesondere der Ermittlung des Beurteilungsgebiets entsprechend Nr. 4.6.2.5 TA Luft zugrunde zu legende Schornsteinhöhe (180m) liegt deutlich über der sonst an sich maßgeblichen emissionsbedingten Schornsteinhöhe nach Nr. 5.5.2 TA Luft. Bei einer emissionsbedingten Bestimmung ergäbe sich rechnerisch für das Musterkraftwerk BoAplus eine Schornsteinhöhe von lediglich 91,4 m über Erdboden. Selbst wenn die Emissionen des Musterkraftwerks BoAplus und des nahegelegenen Kühlturms Kühlturms von Block K entsprechend Nr. 5.5.2 Satz 3 TA Luft zusammengefasst würden, ergäbe sich eine emissionsbedingte Schornsteinhöhe von lediglich 136,0 m über Erd- 1 Merkblatt Schornsteinhöhenberechnung, Herausgeber: Fachgespräch Ausbreitungsrechnung (LAI) 16 Seiten, 9. September 2010 (http://www.hlug.de/start/luft/downloads/downloads-immission.html) Proj. W0311/05/02 Seite 4 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose boden. Vorsorglich ist hierzu allerdings darauf hinzuweisen, dass eine solche Zusammenfassung von Emissionen nach Nr. 5.5.2 Satz 3 TA Luft hier fachlich nicht zutreffend ist. Vorliegend handelt es sich um zwei Emissionsquellen, die sich in ihren physikalischen Parametern deutlich unterscheiden (bei dem Kühlturm Block K wird im Gegensatz zu dem Schornstein des Musterkraftwerks BoAplus das Reingas mit Kühlluft etwa im Verhältnis 1:10 vermischt) und beide Quelltypen ein unterschiedliches Verhalten bei der Ausbreitung über Höhe und Entfernung erzeugen, was eine Entzerrung der Immissionsfelder zur Folge hat. Insgesamt liegt die der orientierenden Immissionsprognose zugrunde gelegte Schornsteinhöhe von 180 m danach unter allen denkbaren Gesichtspunkten auf der sicheren Seite. Über das nach TA Luft/LAI-Merkblatt bestimmte Beurteilungsgebiet hinaus wurde aufgrund der Berücksichtigung der räumlichen Lage geschützter FFH- und Vogelschutzgebiete sowie der Grenzwertuntersuchung für den Säureantrag eine Fläche für das Untersuchungsgebiet von 41 x 35.8 km als relevant festgelegt. Damit werden alle relevanten, möglicherweise betroffenen FFH- und Vogelschutzgebiete vollständig erfasst. Die Berechnungselemente der Immissionsprognose haben eine Kantenlänge (quadratische Gitterzellen) von 16 m in Kraftwerksnähe und bis zu 256 m in kraftwerksferneren Bereichen. Hierdurch ist eine rechnerische Abbildung der wesentlichen Kraftwerksgebäude möglich wie von der TA Luft für die Betrachtung einzelner Standorte und Emissionsquellen gefordert. Daher führt die vorliegende orientierende Immissionsprognose der Einzelanlage "Musterkraftwerk BoAplus " zu detaillierten Ergebnissen, die auch die Gebäudeeinflüsse auf die Ausbreitung im Nahbereich umfassen. Immissionssimulation für die Kraftwerke der Rheinschiene Mittels der Immissionsprognose Rheinschiene wird die Entwicklung der Summe der Immissionsbeiträge (Zusatzbelastungen) der Kraftwerke Frimmersdorf, Neurath, BoA-Neurath und Niederaußem unter Berücksichtigung von Stilllegungen und Inbetriebnahmen zum jeweiligen Zeitpunkt ermittelt. Die Ermittlung erfolgte für folgende Stoffe: NO2, SO2 und den Säureeintrag. Betrachtet werden die Zeitpunkte „heute“, „ab 2013“ und „nach Inbetriebnahme BoAplus“. Die Immissionsbeiträge wurden unter Ausschöpfung der genehmigten Emissionsgrenzwerte bei ganzjährigem Volllastbetrieb ermittelt. Das Untersuchungsgebiet hat eine Ausdehnung von 28 x 23,2 Kilometern und damit eine Größe von rund 650 Quadratkilometern. Diese Größe ergibt sich aus der räumlichen Lage der Kraftwerke, der geschützten Gebiete (FFH und Vogelschutz) sowie aus dem Beurteilungsgebiet nach TA Luft (Technische Anleitung Luft) für das Neubauvorhaben am Standort Niederaußem. Die Berechnungselemente (quadratische Gitterzellen) der Immissionsprognose haben eine Kantenlänge von 100 Metern. Aufgrund der aus der Ausdehnung des Beurteilungsgebietes resultierenden Größe der Berechnungselemente ist eine rechnerische Abbildung der wesentlichen Kraftwerksgebäude – wie von der TA Luft für die Betrachtung einzelner Standorte und Emissionsquellen gefordert – nicht möglich. Gleichwohl führt diese Immissionsprognose zu repräsentativen und die Ausbreitung hinreichend genau beschreibenden Ergebnissen. Proj. W0311/05/02 Seite 5 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose 2 Standort Der Standort des Kraftwerks Niederaussem, dem östlichsten der sog. Rheinschiene, liegt im Städteviereck Rommerskirchen, Pulheim, Bergheim, Bedburg. Das Umfeld ist im Wesentlichen landwirtschaftlich geprägt, mit aufgeforsteten Gebieten und Siedlungsflächen. Bild 1 zeigt einen Lageplan mit einer Markierung, die die Erweiterungsfläche für den neuen Block mit einschließt. Bild 1: Lageplan des Standorts Proj. W0311/05/02 Seite 6 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose 3 Quellen Es wird der Schornstein des neuen Doppelblocks in der aktuellen Aufstellungsplanung berücksichtigt: - 2 x 550 MW-BK-Kessel (BoAplus) Die Kaminhöhe wurde mit 180 m festgelegt (gebäudebedingte Schornsteinmindesthöhe). Bild 2: Lageplan von Quelle und relevanten Gebäuden (orange = neu) Proj. W0311/05/02 Seite 7 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose 4 Emissionen Der Antragsteller nennt die in Tabelle 1 aufgeführten Emissionsdaten. Folgende Abgasmengen werden berücksichtigt: Rauchgasmenge, i.N.tr. 6%O2: Rauchgasmenge, i.N.f.: Temperatur: Tab. 1 3680000 m³/h 4850000 m³/h 60 °C Emissionsdaten der Kessel (Grenzwerte) Emissions-Konzentration Emissionsfracht mg/m³ t/a NO2 100 3224 SO2 100 3224 Staub 10 322 PM10 9.8 316 NH3 5 161 CO 200 6447 Hg 0.015 0.97 Stoff Für die Stickoxid-Emission wird bei der Ausbreitungsrechnung konservativ angenommen, dass 10% als NO2 freigesetzt werden und 90% als NO. Die Korngrößenverteilung wird angesetzt mit: 90% <2.5 µm = pm-1 8% 2.5-10 µm = pm-2 2% 10-50 µm = pm-3 Die Jahres-Emissionsfracht auf Basis der Grenzwerte und dem kontinuierlichen Betrieb ist als rechte Spalte von Tabelle 1 aufgeführt. Proj. W0311/05/02 Seite 8 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose Alle prognostizierten Zusatzbelastungen sind als Jahresmittelwerte angegeben und wurden konservativ für ganzjährigen Volllastbetrieb (8.760 Stunden) berechnet. Mit Ausnahme von Schwefeldioxid, der Schwermetalle und der polychlorierten Dibenzodioxine und –furane (PCDD/F) wurde weiterhin als konservativer Ansatz die Ausschöpfung der jeweils geltenden gesetzlichen Emissionsgrenzwerte gemäß der 13. BImSchV bzw. für Staub gemäß IEDRichtlinie unterstellt. Bezüglich der Schwermetalle und der polychlorierten Dibenzodioxine und –furane (PCDD/F) wurde mit der Hälfte der jeweiligen Grenzwerte gerechnet. Für Schwefeldioxid wurde ein reduzierte Jahresmittelwert von 100 mg/m³ angesetzt. Seitens RWE Power ist vorgesehen, diese gegenüber den gesetzlich vorgegebenen Grenzwerten deutlich reduzierten Werte im Sinne einer freiwilligen Selbstbeschränkung zu beantragen. Die Schwermetallkonzentrationen im Feinstaub und im Staubniederschlag wurden unter Berücksichtigung ihrer prozentualen Verteilung im Abgas berechnet. Das Schwermetallspektrum wurde von RWE Power aus Mittelwerten von Emissionsmessungen an vergleichbaren Anlagen bestimmt und zur Verfügung gestellt. Die zugrunde gelegten Emissions-Konzentrationen und –Frachten stellen den Worst-Case dar. Alle anderen Betriebszustände und Emissionsvorgänge führen nicht zu höheren Emissionen: CO2-Abtrennung Beim Einsatz von CCS (Carbon Capture and Storage) durchläuft das Rauchgas mehrere zusätzliche Waschstufen. Neben Kohlendioxid werden dabei auch alle anderen sauren Gasbestandteile weitestgehend abgetrennt, insbesondere Schwefeldioxid. Durch die zusätzlichen Waschstufen wird auch der Staubgehalt sowie die darin enthaltenen Schwermetalle weiter reduziert. Chemisch nur sehr schwach sauer reagierende oder neutrale Schadstoffe wie CO und NOx (besteht direkt hinter dem Kessel fast nur aus NO) werden hingegen nicht beeinflusst. Mit der der Immissionsprognose zu Grunde gelegten Worst-Case-Betrachtung ist daher auch der Fall der CO2-Abscheidung abgedeckt. Biomasseeinsatz BoAplus wird so ausgelegt, dass der Einsatz von bis zu 10 % Biomasse perspektivisch möglich ist. Der Einsatz von Biomasse führt nicht zu Grenzwertänderungen. Auch die in der Immissionsprognose genannte maximale Rauchgasmenge werden eingehalten. Mit der der Immissionsprognose zu Grunde gelegten Worst-Case-Betrachtung ist daher auch der optionale Biomasseeinsatzes abgedeckt. Trockenbraunkohle-Einsatz BoAplus wird für den Einsatz von bis zu 35 % Trockenbraunkohle ausgelegt. Die dafür erforderlichen WTA (Wirbelschicht-Trocknungs-Anlage) werden gemeinsam mit dem Block errichtet. Der Einsatz von Trockenbraunkohle bewirkt eine deutliche Wirkungsgradsteigerung und Proj. W0311/05/02 Seite 9 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose damit auch verminderte spezifische Rauchgasmengen. Die Immissionsprognose geht aber im Sinne einer Worst-Case-Betrachtung bei Ausfall der WTA von einem Einsatz von 100 % Rohbraunkohle aus. Der bei der Kohletrocknung anfallende Brüden wird zum größten Teil kondensiert. Nur ca. 20 % Restbrüden werden über eine eigene Brüdenableitung in die Atmosphäre abgeleitet. Durch die v. g. Verringerung der Rauchgasmengen findet eine stärkere Reduzierung der Staubfrachten statt als durch die Ableitung der geringen Restbrüden hinzukommt. Mit der der Immissionsprognose zu Grunde gelegten Worst-Case-Betrachtung ist daher auch der Fall des Trockenbraunkohleeinsatzes abgedeckt. Diffuse Emissionen Die Anlieferung der Braunkohle für das Kraftwerk Niederaußem erfolgt per Bahn zum bestehenden Kohlebunker im ehemaligen Tagebau Fortuna. Von da aus wird die Kohle zum Kraftwerk transportiert und dort mit eingehausten Förderbändern, zu den einzelnen Blöcken verteilt. Durch diese Einhausung kommt es zu keinen relevanten Staubemissionen. Darüber hinaus wird der auf dem Kraftwerksgelände betriebene Kohlebunker mit der Aufnahme des kommerziellen Betriebes von BoAplus stillgelegt und danach rückgebaut. Die diffusen Staubemissionen dieses Kohlebunkers werden dann entfallen. Außerdem wird sich durch die mehr als kapazitätsgleiche Stilllegung der vier 300-MW-Blöcke die Menge der eingesetzten Braunkohle und damit auch die Staubemissionen, die bei deren Transport und Umschlag anfällt, verringern. Insgesamt kommt es daher bei den diffusen Emissionen zu einer Verbesserung gegenüber der derzeitigen Situation. Siloaufsatzfilter und Entstaubungen Beim Betrieb der Braunkohlenblöcke werden Feststoffe wie Kalk, Trockenbraunkohle und EFilterasche pneumatisch transportiert. Die jeweilige Förderluft wird über Filter gereinigt. Auch die beim Betrieb von Absaugungen entstehende Abluft wird über Filter gereinigt. Durch die mehr als kapazitätsgleiche Stilllegung der vier 300 MW-Blöcke wird sich auch die Menge der zu handhabenden staubförmigen Stoffe gegenüber dem heutigen Stand reduzieren. Es wird somit also auch zu einer Reduzierung der durch Siloaufsatzfilter und Entstaubungen verursachten Emissionen kommen. Es kommt daher auch bei den Frachten durch Staub beladene Abluft zu einer Verbesserung der bestehenden Situation. Proj. W0311/05/02 Seite 10 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose 5 Rechenverfahren Die Ausbreitung von Luftbeimengungen in der Atmosphäre wird im Wesentlichen von zwei Mechanismen bestimmt. Zum einen durch den Transport mit dem sogenannten ”mittleren Windfeld”, auch Advektion genannt und zum anderen durch den Transport aufgrund der Turbulenz der Atmosphäre, auch turbulente Diffusion genannt. Der Turbulenzgrad einer Luftströmung wird hauptsächlich durch die Rauigkeit der Erdoberfläche bestimmt. Ist die Oberfläche glatt, wie z.B. eine unbewegte Wasseroberfläche, so wird wenig Turbulenzenergie erzeugt und das überströmende Windfeld kaum verändert. Bei einer rauen Erdoberfläche, z. B. im Bereich einer Stadt, wird dagegen dem mittleren Windfeld kinetische Energie entzogen (d.h. die Windgeschwindigkeit nimmt ab) und Turbulenzenergie erzeugt. Neben dieser rein mechanisch erzeugten Turbulenz kann auch noch, je nach Art der vertikalen Temperaturverteilung, eine thermisch induzierte Turbulenz auftreten, die eine besonders wichtige Rolle bei der vertikalen Durchmischung der Luft spielt. Aufgrund der turbulenten Luftbewegungen vermischen sich die aus einer oder mehreren Quellen freigesetzten Luftbeimengungen mit der umgebenden Luft. Dadurch entsteht eine sich mit der Zeit ständig ausdehnende Wolke dieser Luftbeimengungen, die mit dem Wind horizontal wegtransportiert wird. Dabei ist die Verdünnung der Wolke durch Einmischen von Umgebungsluft umso effektiver, je höher der Turbulenzgrad ist. 5.1 Ausbreitungsmodell AUSTAL2000 Die Ausbreitungsrechnungen erfolgen mit dem Ausbreitungsmodell AUSTAL2000 [3] in der aktuellen Version [3]. Das dem Programm zu Grunde liegende Partikelmodell ist in der VDI 3945 Blatt 3 [5] beschrieben. Partikelmodelle simulieren die turbulente Diffusion durch einen Zufallsprozess. Dieser Art von Simulationsmodellen liegt folgende Modellvorstellung zugrunde: Von einer Emissionsquelle aus werden Stoffteilchen, die einen gasförmigen Schadstoff repräsentieren, in die Atmosphäre abgegeben und deren Weg verfolgt. Dabei sind die Stoffteilchen so klein, dass sie allen turbulenten Luftbewegungen folgen. Wenn man dies für eine hinreichend große Teilchenanzahl durchführt (standardmäßig mehrere 10 Mio. Teilchen), so kann das Ergebnis auf das Verhalten der gesamten Stoffwolke hochgerechnet werden. Proj. W0311/05/02 Seite 11 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose 5.2 Ausbreitungsmodell LASAT Die Berechnung der Deposition an Stickstoff, bestehend aus der trockenen Deposition von NO sowie der trockenen und nassen Deposition von NO2 und NH3, erfolgt mit dem Modell LASAT [8]. Die Berechnung der Deposition von Schwefel, bestehend aus der trockenen und nassen Deposition von SO2, erfolgt analog. Die verwendeten Depositionsgeschwindigkeiten und Auswaschraten sind in Tab. 2 nochmals aufgeführt. Abweichend von der Depositionsgeschwindigkeit für NH3 in der VDI 3782/5 wird gemäß dem LAI-Leitfaden ein erhöhter Wert angenommen. Das Rechengitter ist hier gegenüber der Immissionsprognose auf ein Gebiet von 45 km x 45 km ausgedehnt, um die Gebietskulisse für die FFH-Untersuchung auch mit dem kleinsten denkbaren Schwellenwert des Säureeintrags beschreiben zu können. Zur Auswertung und Darstellung wird letztlich der gleiche Bereich genutzt (28 x 23,2 km), innerhalb dessen FFHGebiete betrachtet werden. Tab. 2: Stoff Depositionsgeschwindigkeiten und Auswaschraten Depositions- Auswaschrate geschwindigkeit Exponent der Auswaschrate [m/s] [s-1] NO 0,0005 - - NO2 0,003 1,0.10-7 1,0 NH3 0,02 (Wald) 1,2.10-4 0,6 SO2 0,0125 (Mittel Mesoskala/Wald) 2,0.10-5 1,0 Aus dem LASAT-Rechenlauf wird aus den einzelnen Depositions-Beiträgen (mit ggf. verschiedener Ortslage) für    NO trocken NO2 trocken und NO2 nass NH3 trocken und NH3 nass die Stickstoff-Deposition gebildet. Proj. W0311/05/02 Seite 12 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose Für den Eintrag von Schwefel ergibt sich aus der Berücksichtigung der Depositionsbeiträge  SO2 trocken und SO2 nass in analoger Weise die Schwefel-Dposition. Das Säureäquivalent wird in eq N+S in in 1/(ha.a) bestimmt als: Ndep * 1000/14 + Sdep * 1000/16 mit Ndep und Sdep in kg/(ha.a) 5.3 Berücksichtigung von Geländeeinflüssen Nach TA Luft Anhang 3 Nr. 11 sind Geländeunebenheiten i.d.R. nur zu berücksichtigen, wenn innerhalb des Rechengebietes Höhendifferenzen zum Emissionsort (Fußpunkt der Quelle) von mehr als dem 0,7fachen der Quellhöhe und Steigungen von mehr als 1:20 auftreten. Diese Bedingungen sind im Beurteilungsgebiet (50-facher Radius der Quelle; vgl. Bild 4 und 5) gegeben. Die Geländesteigung ist bzgl. des Kamins in den meisten Bereichen des Rechengebietes kleiner als 0,05. Nur 1,1% des Rechengebietes weisen größere Steigungen als 0,2 (max. <0,4) auf. Aufgrund der leicht erhöhten Lage der Windmess-Station wird das Gelände dennoch berücksichtigt. Proj. W0311/05/02 Seite 13 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose Bild 4: Lageplan des Rechengebietes mit Topografie (Kreis hat 50-fachen Radius der Schornsteinhöhe) Das blaue Dreieck oben rechts kennzeichnet die Lage der Windmess-Station. Proj. W0311/05/02 Seite 14 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose Bild 5: Lageplan des Rechengebietes mit Geländesteigung Proj. W0311/05/02 Seite 15 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose 5.4 Berücksichtigung von Gebäudeeinflüssen Nach TA Luft, Anhang 3, Nr. 10 [1] sind bei Ausbreitungsrechnungen Einflüsse von Bebauung auf die Immissionen zu berücksichtigen. Dabei sind alle Gebäude maßgeblich, deren Abstand von der Emissionsquelle weniger als das 6-fache der Schornsteinhöhe betragen. Beträgt die Schornsteinhöhe mehr als das 1,7fache der Gebäudehöhen, ist nach TA Luft die 2 3 Berücksichtigung der Bebauung durch Rauigkeitslänge und Verdrängungshöhe ausreichend. Eine Berücksichtigung der Bebauung durch Rauigkeitslänge und Verdrängungshöhe ist aufgrund der Höhe des Schornsteins nicht ausreichend (vgl. Bild 6). Nach TA Luft, Anhang 3, Nr. 10 können im Hinblick auf die Rauchgasableitung sog. diagnostische Windfeldmodelle eingesetzt werden, die im Wesentlichen auf empirischen Vorgaben über Strömungsmuster basieren. Es wird hier das im Programmsystem AUSTAL2000 implementierte diagnostische Windfeldmodell TALdia [4] verwendet. Das Modell wird hier in Abwägung der Vor- und Nachteile bzw. der Alternativen auch außerhalb der formalen Anwendungsgrenze (1,2-fache Gebäudehöhe) eingesetzt. 2 3 Die Rauhigkeitslänge beschreibt die Bodenrauhigkeit des Geländes. Die Verdrängungshöhe gibt an, wie weit die theoretischen meteorologischen Vertikalprofile aufgrund von Bewuchs oder Bebauung in der Vertikalen zu verschieben sind (vgl. [1], Anhang 3, Nr. 8.6). Proj. W0311/05/02 Seite 16 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose 5.5 Rechengebiet und Rechengitter Entsprechend TA Luft Anhang 3 Nr. 7 umfasst das Rechengebiet für eine Emissionsquelle das Innere eines Kreises um den Ort der Quelle, dessen Radius das 50-fache der Schornsteinhöhe beträgt. Tragen mehrere Quellen zur Zusatzbelastung bei, dann besteht das Rechengebiet aus der Vereinigung der Rechengebiete der einzelnen Quellen. Im vorliegenden Fall wird die horizontale Ausdehnung des Rechengebietes vom 180 m hohen Schornstein bestimmt. Nach Osten hin ist das Gebiet aufgrund der Lage von FFH-Gebieten erweitert, nach Nordwesten hin, damit die Windmess-Station im Rechengebiet liegt. Das Rechengebiet hat eine formale Größe von rund 28 km x 23,1 km (vgl. Bild 7). Die Grenzwerte für den Säureeintrag (critical load für Säureäquivalent) bedingen ein noch größeres Gebiet (41 x 35.8 km). Die Maschenweite muss nach TA Luft so gewählt werden, dass Ort und Betrag der Immissionsmaxima mit hinreichender Sicherheit bestimmt werden können. Dies ist der Fall, wenn die horizontale Maschenweite die Quellhöhe nicht überschreitet. In Quellentfernungen größer als das 10fache der Quellhöhe kann die horizontale Maschenweite größer gewählt werden. Die vertikale Maschenweite entspricht dem Modellstandard. Aufgrund der zu erwartenden Lage des Maximums und des Gebäudeeinflusses, der wegen der Quellhöhen zu berücksichtigen ist, wird für diesen Rechenlauf ein mehrfach gestuftes Gitter gewählt mit den Maschenweiten 16, 32, 64, 128 und 256 m (vgl. Bild 8). Die vertikale Stufung beträgt hier in der untersten Schicht 3 m und darüber 8 m bis mindestens zur doppelten Höhe des höchsten Gebäudes. Oberhalb dieser Höhe werden die AUSTAL2000Standardhöhen verwendet; es ergibt sich folgende Abstufung (vgl. Rechenlaufprotokoll): 0 111 231 351 3 119 239 359 8 127 247 367 15 135 255 375 500 600 700 800 23 143 263 383 100 0 31 39 151 159 271 279 391 399 120 150 0 0 47 167 287 407 Proj. W0311/05/02 55 175 295 415 63 183 303 423 71 191 311 431 79 199 319 439 87 207 327 447 95 215 335 459 103 223 343 477 Seite 17 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose Bild 7: Rechengebiet (mit 5-fach gestuftem Gitter) Das Rechengebiet zur Ermittlung des Anteils des Säureeintrags durch die anderen Kraftwerke ist 28 x 23,2 km groß und besitzt eine Zellengröße von 100m x 100 m. Ein Rechenlauf mit mehreren Kraftwerks-Standorten lässt sich aufgrund der Modellregeln nur ohne Gebäude durchführen. Proj. W0311/05/02 Seite 18 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose 5.6 Meteorologische Daten Als meteorologische Daten (statistische Auswertung in Bild 8) werden entsprechend den bisherigen Genehmigungsverfahren am Standort die von Elsen/Fürth nach [6] verwendet. Da der Standort nicht windschwach im Sinne der TA Luft ist (vgl. Bild 9), kann eine Ausbreitungsklassenstatistik verwendet werden. Bei der Ausbreitungsrechnung wird das Anemometer auf den Ort der Messung (Grevenbroich Wasserwerk; vgl. Bild 4, blaues Dreieck oben links) platziert. Bild 8: Kombiniertre Windrose Station Elsen/Fürth Zeitraum: 1986-1993 Proj. W0311/05/02 Seite 19 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose Bild 9: Häufigkeitsverteilung von Windgeschwindigkeit Ausbreitungsklasse Station Elsen/Fürth Zeitraum: 1986-1993 Proj. W0311/05/02 Seite 20 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose Für die Bestimmung der nassen Deposition mit dem Modell LASAT wird die Datei der Ausbreitungsklassen-Statistik um die Daten der mittleren Regen-Windrose (Bild 10) von Aachen 4 [7] ergänzt. Die mittlere Jahresmenge beträgt 958 mm und ist aus klimatologischen Gesichtspunkten als für das Rechengebiet konservativ anzusehen. Bild 10: 4 Mittlere Regenwindrose von Aachen [mm je 30°-Sektor] Standardabweichung 24% Proj. W0311/05/02 Seite 21 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose 6 Ergebnis der Ausbreitungsrechungen 6.1 Immissionsbeitrag von Block BoAplus Die flächenhafte Verteilung der Kenngrößen für die Zusatzbelastung innerhalb des Rechengebietes ist im Anhang A2 in Kartenform dokumentiert. Die maximalen Jahres-Immissionsbelastungen errechnen sich für den Schornstein als Hauptquelle des geplanten Blocks in etwa 1,5 Kilometer Entfernung östlich der Anlage. Das Maximum für NO2 liegt dabei aufgrund des transportzeit-abhängigen Oxidationsprozesses von NO nicht exakt am gleichen Punkt wie für ein inertes Gas. Tabelle 3a fasst die Ergebnisse als maximale anteilige Immissionsbelastung zusammen. Tab. 3a: Maximale anteilige Immissionsbelastung der Schornsteinquelle Block BoAplus Stoff Einheit Wert SO2 µg/m³ 2.0 NO2 µg/m³ 0.28 NH3 µg/m³ 0.095 PM10 µg/m³ 0.19 mg/(m².d) 0.046 Hg µg/(m².d) 0.03 Ndep kg/(ha.a) 0.12 EQ N+S * 1/(ha.a) 472 StN 5 * a.d. östl. Werksgrenze Für PM2,5 wird konservativ ein Anteil von 80% der Feinstaub-Immission (PM10) angenommen. Damit ergibt sich ein maximaler anteiliger Jahresmittelwert von 0,16 µg/m³. Anhand der Ergebnisse der Ausbreitungsrechnung werden die vorhabensbedingten Immissionsbeiträge für die Staub-Inhaltsstoffe und weitere Komponenten (Hg gasf., HCl, HF, PCDD/F) in Relation der Emissionskonzentrationen bestimmt. Diese Daten sind in Tabelle 3b aufgeführt. Das Schwermetallspektrum hat der Antragsteller aus Mittelwerten von Staub- 5 Hg ist in der Ausbreitungsrechnung als Hg(II) mit dem Grenzwert 0,03 mg/m³ angenommen. Der reale Wert von 0.015 mg/m³ ist zusammen mit der realistischen Aufteilung zwischen Hg(0) und Hg(II) in Tabelle 3b berücksichtigt Proj. W0311/05/02 Seite 22 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose proben bestimmt und zur Verfügung gestellt. Die relative Verteilung wird je Gruppe (13. BImSchV) auf den Grenzwert hochgerechnet. Quecksilber wird in einer realistischen Zusammensetzung von Hg(0)/Hg(II) = 80:20 und Berücksichtigung der für Hg(0) deutlich geringeren Depositionsgeschnwindigkeit (0,003 m/s) bestimmt. Zusammen mit einem vorgegebenen Emissionsgrenzwert für den Block von 0,015 mg/m³ ergibt sich eine Hg-Deposition von nur 12% des formal als 100% Hg(II) berechneten Wertes. Tab. 3b: Maximale anteilige Immissionsbelastung (abgeleitete Stoffe) Grenzwerte für Schwermetalle und PCDD/F der 13. BImSchV sind halbiert Konzentration Stoff im Reingas Grp. A Cd Tl Summe bzgl. Grenzwert mg/m³ 0.010 0.015 0.025 0.015 Hg emissionsseitig Block BoAplus max. Konz.in PM10 Block BoAplus max. Dep. im Staub µg/m³ µg/(m².d) 0.00019 0.00030 0.044 0.069 0.00030 0.030 immissionsseitig Hg(II) 20% 100% 0.025 Hg(0) 80% 5% * 0.005 0.00039 0.00029 0.00049 0.00039 0.00034 0.00044 0.0013 0.00039 0.00039 0.00044 0.091 0.068 0.11 0.091 0.080 0.10 0.31 0.091 0.091 0.10 max. gasf. Konz. µg/m³ 0.20 0.020 max. Dep. im Staub ng/(m².d) Grp. B Sb As Pb Cr Co Cu Mn Ni V Sn Summe Stoff HCl HF 0.02 0.02 0.025 0.02 0.0175 0.0225 0.0675 0.02 0.02 0.0225 0.25 E-Konz. mg/m³ 10 1 PCDD/F 5.0E-08 pg/m³ 0.0010 0.00023 * Übertragung mit Schätzung des Anteils für Hg(0) aus anderen Rechenläufen Proj. W0311/05/02 Seite 23 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose Um die Differenz zwischen den Immissionen des neuen Blocks und der weg fallenden vier 300 MW-Blöcke C bis F zu beschreiben, werden die Daten stellvertretend für 4 Punkte im Rechengebiet als Balkendiagramm dargestellt. In orange sind in den nachfolgenden Diagrammen die Zunahme durch das Vorhaben wiedergegeben und in grün die Netto-Abnahmen (BoAplus MINUS C bis F). In allen Fällen ist die zu erwartende Veränderung eine deutliche Netto-Abnahme (linkes Ende der grünen Balken), d.h. es werden rückläufige Immissionsbeiträge prognostiziert. Bild 11: Lage der Vergleichspunkte P_1: Stommeln, P_2: Pulheim, P_3: Königsdorfer Forst, P_4: Knechtstedener Busch Proj. W0311/05/02 Seite 24 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose Proj. W0311/05/02 Seite 25 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose Proj. W0311/05/02 Seite 26 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose 6.2 Immissionsbeitrag der Rheinschiene KW für verschiedene Szenarien Die Immissionsbeiträge der Kraftwerke der Rheinschiene entlang der Zeitachse werden durch Ausbreitungsrechungen für die 3 Kraftwerksstandorte zwischen 2011 und 2017 beschrieben. Die flächenhafte Verteilung der Kenngrößen für die Zusatzbelastung innerhalb des Rechengebietes ist im Anhang A3 in Kartenform dokumentiert. Tabelle 4 fasst die Ergebnisse als maximale anteilige Immissionsbelastung zusammen. Tab. 4: Stoff Einheit 2011 2013 nach Neubau SO2 µg/m³ 9.9 8.7 5.2 NO2 µg/m³ 2.1 1.9 1.7 NOx µg/m³ 6.5 6.0 5.0 PM10 µg/m³ 0.65 0.57 0.47 mg/(m².d) 0.19 0.17 0.14 StN 6 Maximale anteilige Immissionsbelastung der Rheinschiene Kraftwerke 6 BoAplus ist hier mit 200 mg SO2/m³ enthalten; deshalb ist das Ergebnis konservativ Proj. W0311/05/02 Seite 27 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose Tab. 5: Immissionsbelastung der Rheinschiene Kraftwerke an festen Orten im Zeitverlauf (Die letzte Zeile enthält die Maxima aller Orte Max P_ und die Maxima im Rechengebiet insgesamt Max. abs.) Proj. W0311/05/02 Seite 28 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose 7 Zusammenfassung Die RWE Power AG beabsichtigt die Errichtung des Braunkohleblocks BoAplus am Standort Niederaußem. Die Abgase der beiden 550 MW-Kessel werden über einen Schornstein abgeleitet. Für die Rückkühlung ist ein Hybrid-Kühlturm vorgesehen. Details der Anlagenbeschreibung sind den Angaben im Entwurf zum Umweltbereicht des Büros Mitschang zu entnehmen. Vor diesem Hintergrund und der im Vorfeld durchgeführten FFH-Untersuchung wird hiermit eine Immissionsprognose nach TA Luft vorgelegt. Dazu gehört auch die Bestimmung der Stickstoff-Deposition sowie des Säureäquivalent-Eintrags. Zur Relativierung des geplanten Neubaus wird auch die Verringerung des Immissionsbeitrags durch die Stilllegung der Blöcke A bis F bestimmt. Insgesamt wird ein deutlicher Rückgang der anteiligen Immission des gesamten Kraftwerks prognostiziert. Weiterhin zeigt die zeitliche Entwicklung der Rheinschiene Kraftwerke bis 2017 ebenso einen Rückgang der Immissionsbelastung. Die Bewertung der Ergebnisse erfolgt in einer separaten FFH-Untersuchung (TÜV Nord). Brühl, 15.06.2012 gez. Dipl.-Met. Wolfram Bahmann Proj. W0311/05/02 Seite 29 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose 8 Unterlagen, Daten und Literatur [1] TA Luft Erste allgemeine Verwaltungsvorschrift v. 24.07.2002 zum BundesImmissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft - TA Luft) Gemeinsames Ministerialblatt 30. Juli 2002, S. 511 ff [2] RWE Power Planungsunterlagen, Emissionsdaten, Staubgrenzwerte, Schwermetallanteile, Hintergrundkarte 2010/2011 [3] Janicke, L., Janicke, U. Entwicklung eines modellgestützten Beurteilungssystems für den anlagenbezogenen Immissionsschutz UFOPLAN Forschungskennzahl 200 43 256 Februar 2003 AUSTAL2000 - Programmbeschreibung zu Version 2.2.11 Stand 25.03.2006 [4] Janicke, U., Janicke, L. Weiterentwicklung eines diagnostischen Windfeldmodells für den anlagenbezogenen Immissionsschutz (TA Luft) UFOPLAN 203 43 256 Oktober 2004 [5] VDI 3945 Blatt 3 (Umweltmeteorologie) Partikelmodell September 2000 [6] Deutscher Wetterdienst Qualifizierte Prüfung der Übertragbarkeit einer Ausbreitungsklassenstatistik auf den Standort des RWE-Kraftwerks Niederaußem KB B/60.30.60/Ju Essen, 30.09.1996 [7] Meteomedia/ArguSoft Mittlere Regenwindrose der Station Aachen [8] LASAT: Lagrange-Modell (Basis-Modell von AUSTAL2000) http://www.janicke.de/de/lasat.html Ingenieurbüro Janicke GbR, Überlingen Proj. W0311/05/02 Seite 30 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose Anhang 0 Ableitung der Schornsteinhöhe Proj. W0311/05/02 Seite 31 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose Anhang 1 Szenario-Emissionen de Rheinschiene Kraftwerke Proj. W0311/05/02 Seite 32 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose Proj. W0311/05/02 Seite 33 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose Anhang 2 Karten der Immissionsbelastung Block BoAplus Alle Ergebnisdarstellungen sind mit der topografischen Karte aus [2] hinterlegt. KW Niederaußem Kamin Block BoAplus       SO2-Konzentration NO2-Konzentration NOx-Konzentration PM10-Konzentration Staubniederschlag Hg-Deposition sowie  Stickstoff-Deposition  Säureeintrag und    Differenz SO2-Konzentration Block BoAplus MINUS Blöcke C-F Differenz NO2-Konzentration Block BoAplus MINUS Blöcke C-F Differenz PM10-Konzentration Block BoAplus MINUS Blöcke C-F Blöcke C-F   Säureeintrag Differenz Säureeintrag Block BoAplus MINUS Blöcke C-F Proj. W0311/05/02 Seite 34 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose Bild A2-1: Jahresmittel SO2-Konzentration Kamin Block BoAplus (Rechengebiet) Proj. W0311/05/02 Seite 35 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose Bild A2-2: Jahresmittel NO2- Konzentration Kamin Block BoAplus (Rechengebiet) Proj. W0311/05/02 Seite 36 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose Bild A2-3: Jahresmittel NOx- Konzentration Kamin Block BoAplus (Rechengebiet) Proj. W0311/05/02 Seite 37 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose Bild A2-4: Jahresmittel NH3- Konzentration Kamin Block BoAplus (Rechengebiet) Proj. W0311/05/02 Seite 38 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose Bild A2-5: Jahresmittel PM10- Konzentration Kamin Block BoAplus (Rechengebiet) Proj. W0311/05/02 Seite 39 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose Bild A2-6: Jahresmittel Staubniederschlag Kamin Block BoAplus (Rechengebiet) Proj. W0311/05/02 Seite 40 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose Bild A2-7: Jahresmittel Hg-Deposition Kamin Block BoAplus (Rechengebiet) Proj. W0311/05/02 Seite 41 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose Bild A2-8: Jahresmittelwert Stickstoff-Deposition Kamin Block BoAplus (Rechengebiet) Proj. W0311/05/02 Seite 42 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose Bild A2-9: Jahresmittelwert Säureeintrag Kamin Block BoAplus (Rechengebiet) Proj. W0311/05/02 Seite 43 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose Bild A2-9: Jahresmittelwert Säureeintrag Kamin Block BoAplus (Ausschnitt) Proj. W0311/05/02 Seite 44 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose Bild A2-10: Differenz Jahresmittelwert SO2-Konzentration (Block BoAplus) MINUS (Blöcke C-F) Proj. W0311/05/02 Seite 45 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose Bild A2-11: Differenz Jahresmittelwert NO2-Konzentration (Block BoAplus) MINUS (Blöcke C-F) Proj. W0311/05/02 Seite 46 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose Bild A2-12: Differenz Jahresmittelwert PM10-Konzentration (Block BoAplus) MINUS (Blöcke C-F) Proj. W0311/05/02 Seite 47 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose Bild A2-13: Jahresmittelwert Säureeintrag (Rechengebiet) Blöcke C-F Proj. W0311/05/02 Seite 48 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose Bild A2-14: Differenz Säureeintrag (Block BoAplus) MINUS (Blöcke C-F) Proj. W0311/05/02 Seite 49 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose Anhang 3 Karten der Immissionsbelastung Rheinschiene Kraftwerke Alle Ergebnisdarstellungen sind mit der topografischen Karte aus [2] hinterlegt. Rheinschiene-Kraftwerke für Szenarien 2011, 2013, nach Aufnahme des kommerziellen Betriebs von BoAplus      SO2-Konzentration NO2-Konzentration NOx-Konzentration PM10-Konzentration Staubniederschlag Proj. W0311/05/02 Seite 50 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose Bild A3-1: Jahresmittelwert SO2-Konzentration Szenario 2011 Proj. W0311/05/02 Seite 51 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose Bild A3-2: Jahresmittelwert SO2-Konzentration Szenario 2013 Proj. W0311/05/02 Seite 52 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose Bild A3-3: Jahresmittelwert SO2-Konzentration Szenario nach Aufnahme des kommerziellen Betriebs von BoAplus Proj. W0311/05/02 Seite 53 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose Bild A3-4: Jahresmittelwert NO2-Konzentration Szenario 2011 Proj. W0311/05/02 Seite 54 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose Bild A3-5: Jahresmittelwert NO2-Konzentration Szenario 2013 Proj. W0311/05/02 Seite 55 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose Bild A3-6: Jahresmittelwert NO2-Konzentration Szenario nach Aufnahme des kommerziellen Betriebs von BoAplus Proj. W0311/05/02 Seite 56 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose Bild A3-7: Jahresmittelwert NOx-Konzentration Szenario 2011 Proj. W0311/05/02 Seite 57 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose Bild A3-8: Jahresmittelwert NOx-Konzentration Szenario 2013 Proj. W0311/05/02 Seite 58 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose Bild A3-9: Jahresmittelwert NOx-Konzentration Szenario nach Aufnahme des kommerziellen Betriebs von BoAplus Proj. W0311/05/02 Seite 59 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose Bild A3-10: Jahresmittelwert PM10-Konzentration Szenario 2011 Proj. W0311/05/02 Seite 60 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose Bild A3-11: Jahresmittelwert PM10-Konzentration Szenario 2013 Proj. W0311/05/02 Seite 61 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose Bild A3-12: Jahresmittelwert PM10-Konzentration Szenario nach Aufnahme des kommerziellen Betriebs von BoAplus Proj. W0311/05/02 Seite 62 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose Bild A3-13: Jahresmittelwert Staubniederschlag Szenario 2011 Proj. W0311/05/02 Seite 63 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose Bild A3-14: Jahresmittelwert Staubniederschlag Szenario 2013 Proj. W0311/05/02 Seite 64 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose Bild A3-15: Jahresmittelwert Staubniederschlag Szenario nach Aufnahme des kommerziellen Betriebs von BoAplus Proj. W0311/05/02 Seite 65 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose Anhang 4 Diagramme der zeitlichen Entwicklung der Immissionsbelastung durch die Rheinschiene-Kraftwerke für Einzelorte Alle Ergebnisdarstellungen sind mit der topografischen Karte aus [2] hinterlegt. An jedem Einzelort (vgl. Tabelle 5) wird die anteilige Immissionsbelastung durch die Rheinschiene-Kraftwerke als Säule für jeden der drei Zeithorizonte dargestellt. Insgesamt wird hier die abnehmende Belastung deutlich.     SO2-Konzentration NO2-Konzentration PM10-Konzentration CO-Konzentration Proj. W0311/05/02 Seite 66 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose Proj. W0311/05/02 Seite 67 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose Proj. W0311/05/02 Seite 68 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose Anhang 5 Protokoll des Rechenlaufs, Parameter-Protokoll 2011-10-06 15:00:25 AUSTAL2000 gestartet Ausbreitungsmodell AUSTAL2000, Version 2.5.1-WI-x Copyright (c) Umweltbundesamt, Dessau-Roßlau, 2002-2011 Copyright (c) Ing.-Büro Janicke, Überlingen, 1989-2011 =============================================== Modified by Petersen+Kade Software , 2011-09-22 =============================================== Hinweis des Anwenders: Diese Modifikation betrifft nur die Parallelisierung und damit eine Beschleunigung des Rechenvorgangs. Die Dokumentation der Verifizierungsläufe kann eingesehen werden unter: http://www.argumet.de/bum/bum-05-07.pdf sowie im Internet unter: http://www.petersen-kade.com/pk_mpi/de/verify.html Arbeitsverzeichnis: G:/Projekte/RWE_NIA_RBK/austal/erg0008 Erstellungsdatum des Programms: 2011-09-22 09:38:52 Das Programm läuft auf dem Rechner "KARIF". ============================= Beginn der Eingabe ============================ > ti "nia_rbk" 'Projekt-Titel > gx 2547180 'x-Koordinate des Bezugspunktes > gy 5651447 'y-Koordinate des Bezugspunktes > qs 4 'Qualitätsstufe > as ELSF_86x93.aks > ha 13.00 'Anemometerhöhe (m) > xa -8116.00 'x-Koordinate des Anemometers > ya 11299.00 'y-Koordinate des Anemometers > dd 16 32 64 128 256 'Zellengröße (m) > x0 -999 -2119 -4359 -8967 -10247 'x-Koordinate der l.u. Ecke des Gitters > nx 140 140 140 140 110 'Anzahl Gitterzellen in X-Richtung > y0 -1123 -2339 -4643 -9251 -10019 'y-Koordinate der l.u. Ecke des Gitters > ny 140 140 140 140 92 'Anzahl Gitterzellen in Y-Richtung > nz 66 66 66 66 66 'Anzahl Gitterzellen in Z-Richtung > os +NOSTANDARD+SCINOTAT > hh 0 3.0 8.0 15.0 23.0 31.0 39.0 47.0 55.0 63.0 71.0 79.0 87.0 95.0 103.0 111.0 119.0 127.0 135.0 143.0 151.0 159.0 167.0 175.0 183.0 191.0 199.0 207.0 215.0 223.0 231.0 239.0 247.0 255.0 263.0 271.0 279.0 287.0 295.0 303.0 311.0 319.0 327.0 335.0 343.0 351.0 359.0 367.0 375.0 383.0 391.0 399.0 407.0 415.0 423.0 431.0 439.0 447.0 459.0 477.0 500.0 600.0 700.0 800.0 1000.0 1200.0 1500.0 > gh "nia_rbk.grid" 'Gelände-Datei > xq 257.76 > yq 65.35 > hq 180.00 > aq 0.00 > bq 0.00 > cq 0.00 > wq 0.00 > vq 19.71 > dq 10.30 > qq 91.532 > sq 0.00 Proj. W0311/05/02 Seite 69 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose > lq 0.0000 > rq 0.00 > tq 0.00 > so2 204.44444 <<= hier mit 200 mg/m³ eingesetzt; Ergebnisse werden entspr. skaliert > no 60.004444 > no2 10.222222 > nox 102.22222 > nh3 1.0222222 > hg 0.030666667 > pm-1 18.4 > pm-2 1.6355556 > pm-3 0.40888889 > xb -326.25 -378.25 -396.25 -249.00 -97.00 27.50 40.75 48.75 101.25 109.00 93.75 48.25 109.25 300.75 236.50 227.50 363.50 355.25 -344.00 -286.00 -177.00 -230.00 -65.00 4.00 -310.75 123.00 258.50 -239.75 > yb -71.50 -616.50 -581.00 -502.00 -422.00 -151.50 -186.50 -221.50 -371.50 -385.00 -302.00 -262.50 -309.00 255.50 416.50 403.00 347.50 334.50 -201.50 -306.50 -257.50 -132.00 -189.50 8.00 56.00 276.00 65.50 97.50 > ab 285.77 480.18 167.15 172.65 139.08 85.65 88.24 87.86 129.23 27.37 88.32 37.21 51.65 121.02 144.39 144.12 120.20 133.64 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 > bb 71.65 39.49 63.77 74.45 69.28 46.00 21.20 18.13 49.63 14.91 73.11 20.80 13.79 82.64 44.91 16.61 33.68 16.12 -58.72 -66.22 -58.72 -80.66 -81.34 -103.48 -20.00 -144.00 -27.00 -20.00 > cb 46.00 25.00 56.00 70.00 125.00 57.00 30.00 30.00 30.00 30.00 200.00 200.00 200.00 150.00 56.00 78.00 42.00 68.00 103.00 113.00 103.00 126.00 126.00 200.00 200.00 100.00 180.00 200.00 > wb 28.36 28.38 28.16 27.53 27.85 29.46 29.37 28.93 30.09 30.55 29.40 298.81 28.67 331.86 331.90 331.54 -27.22 -27.89 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 > LI "G:/Projekte/RWE_NIA_RBK/austal/lib" ============================== Ende der Eingabe ============================= Existierende Windfeldbibliothek wird verwendet. >>> Abweichungen vom Standard gefordert! Anzahl CPUs: 8 Die maximale Gebäudehöhe beträgt 200.0 m. >>> Die Höhe der Quelle 1 liegt unter dem 1.2-fachen der Höhe von Gebäude 11. >>> Dazu noch 6 weitere Fälle. Die Die Die Die Die maximale maximale maximale maximale maximale Steilheit Steilheit Steilheit Steilheit Steilheit des des des des des Geländes Geländes Geländes Geländes Geländes in in in in in Netz Netz Netz Netz Netz 1 2 3 4 5 ist ist ist ist ist 0.17 0.28 0.37 0.38 0.32 (0.17). (0.28). (0.37). (0.35). (0.29). Standard-Kataster z0-gk.dmna (3b0d22a5) wird verwendet. Z0: Darstellung in Zone 3: Quelle 01 (2547438, 5651512) -> (3336871, 5653867) Aus dem Kataster bestimmter Mittelwert von z0 ist 0.394 m. Der Wert von z0 wird auf 0.50 m gerundet. 1: 2: 3: 4: 5: In In ELSEN-FUERTH 01.10.1986 - 31.12.1993 KLUG/MANIER (TA-LUFT) JAHR ALLE FAELLE Klasse 1: Summe=7190 Klasse 2: Summe=14810 Proj. W0311/05/02 Seite 70 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose In Klasse 3: Summe=53889 In Klasse 4: Summe=14159 In Klasse 5: Summe=6750 In Klasse 6: Summe=3068 Statistik "ELSF_86x93.aks" mit Summe=99866.0000 normalisiert. Bibliotheksfelder "zusätzliches K" werden verwendet (Netze 1,2). Bibliotheksfelder "zusätzliche Sigmas" werden verwendet (Netze 1,2). ============================================================================= TMT: Auswertung der Ausbreitungsrechnung für "so2" … TMT: Auswertung der Ausbreitungsrechnung für "no2" … TMT: Auswertung der Ausbreitungsrechnung für "nox" … TMT: Auswertung der Ausbreitungsrechnung für "pm" … TMT: Auswertung der Ausbreitungsrechnung für "nh3" … TMT: Auswertung der Ausbreitungsrechnung für "hg" … TMT: Dateien erstellt von TALWRK_2.5.0. TQL: Berechnung von Kurzzeit-Mittelwerten für "so2" … TQL: Berechnung von Kurzzeit-Mittelwerten für "no2" … ============================================================================= . . . Auswertung der Ergebnisse: ========================== DEP: J00: Tnn: Snn: Jahresmittel der Deposition Jahresmittel der Konzentration/Geruchsstundenhäufigkeit Höchstes Tagesmittel der Konzentration mit nn Überschreitungen Höchstes Stundenmittel der Konzentration mit nn Überschreitungen Maximalwerte, Deposition ======================== PM DEP : 1.277e-004 g/(m²*d) (+/- 0.8%) bei x= 1225 m, y= -211 m (2:105, 67) NH3 DEP : 8.464e-002 kg/(ha*a) (+/- 1.1%) bei x= 1225 m, y= -211 m (2:105, 67) HG DEP : 3.514e-001 µg/(m²*d) (+/- 1.1%) bei x= 1225 m, y= -211 m (2:105, 67) ============================================================================= Maximalwerte, Konzentration bei z=1.5 m ======================================= SO2 J00 : 5.324e+000 µg/m³ (+/- 1.4%) bei x= 1513 m, y= -147 m (2:114, 69) SO2 T03 : n.v. SO2 T00 : n.v. SO2 S24 : 1.633e+002 µg/m³ (+/- ? %) bei x= 1545 m, y= -563 m (2:115, 56) SO2 S00 : 6.099e+002 µg/m³ (+/- ? %) bei x= 1025 m, y= 965 m (1:127,131) NO2 J00 : 3.434e-001 µg/m³ (+/- 1.3%) bei x= 1673 m, y= -307 m (2:119, 64) NO2 S18 : 1.248e+001 µg/m³ (+/- ? %) bei x= 4441 m, y= 573 m (3:138, 82) NO2 S00 : 1.134e+002 µg/m³ (+/- ? %) bei x=-4071 m, y= 4157 m (3: 5,138) NOX J00 : 2.662e+000 µg/m³ (+/- 1.4%) bei x= 1513 m, y= -147 m (2:114, 69) PM J00 : 5.182e-001 µg/m³ (+/- 1.3%) bei x= 1513 m, y= -147 m (2:114, 69) PM T35 : n.v. PM T00 : n.v. NH3 J00 : 2.567e-002 µg/m³ (+/- 1.3%) bei x= 1513 m, y= -147 m (2:114, 69) ============================================================================= 2011-10-11 14:49:38 AUSTAL2000 beendet. # # # Proj. W0311/05/02 Seite 71 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose Parameter-Protokoll von LASAT - Input file ==================================================== param.def . Kennung = "RBK KA_L" Seed = 11111 Start = 0 End = 9805.00:00:00 Interval = 1.00:00:00 Average = 9805 Flags = +CHEM ==================================================== grid.def . RefX = 2547180 RefY = 5651447 GGCS = GK Sk = { 0.0 3.0 8.0 15.0 23.0 31.0 39.0 47.0 55.0 63.0 71.0 79.0 87.0 95.0 111.0 119.0 127.0 135.0 143.0 151.0 159.0 167.0 175.0 183.0 191.0 199.0 207.0 223.0 231.0 239.0 247.0 255.0 263.0 271.0 279.0 287.0 295.0 303.0 311.0 319.0 335.0 343.0 351.0 359.0 367.0 375.0 383.0 391.0 399.0 407.0 415.0 423.0 431.0 447.0 459.0 477.0 500.0 600.0 700.0 800.0 1000.0 1200.0 1500.0 } Nzd = 1 Flags = +NESTED+BODIES ! Nm | Nl Ni Nt Pt Dd Nx Ny Nz Xmin Ymin Rf Im Ie -----+-----------------------------------------------------------------N 05 | 1 1 3 3 256.0 110 92 66 -10247.0 -10019.0 0.5 200 1.0e-004 N 04 | 2 1 3 3 128.0 140 140 66 -8967.0 -9251.0 0.5 200 1.0e-004 N 03 | 3 1 3 3 64.0 140 140 66 -4359.0 -4643.0 0.5 200 1.0e-004 N 02 | 4 1 3 3 32.0 140 140 66 -2119.0 -2339.0 1.0 200 1.0e-004 N 01 | 5 1 3 3 16.0 140 140 66 -999.0 -1123.0 1.0 200 1.0e-004 -----------------------------------------------------------------------================================================== bodies.def . DMKp = { 6.000 1.000 0.300 0.050 0.700 1.200 15.0 0.500 0.300 } TrbExt = 1 - Rectangles Btype = BOX ! Name | Xb Yb Hb Ab Bb Cb Wb ---------+-------------------------------------------------------------B 01 | -326.25 -71.50 0.00 285.77 71.65 46.00 28.36 B 02 | -378.25 -616.50 0.00 480.18 39.49 25.00 28.38 B 03 | -396.25 -581.00 0.00 167.15 63.77 56.00 28.16 B 04 | -249.00 -502.00 0.00 172.65 74.45 70.00 27.53 B 05 | -97.00 -422.00 0.00 139.08 69.28 125.00 27.85 B 06 | 27.50 -151.50 0.00 85.65 46.00 57.00 29.46 B 07 | 40.75 -186.50 0.00 88.24 21.20 30.00 29.37 B 08 | 48.75 -221.50 0.00 87.86 18.13 30.00 28.93 B 09 | 101.25 -371.50 0.00 129.23 49.63 30.00 30.09 B 10 | 109.00 -385.00 0.00 27.37 14.91 30.00 30.55 B 11 | 93.75 -302.00 0.00 88.32 73.11 200.00 29.40 B 12 | 48.25 -262.50 0.00 37.21 20.80 200.00 298.81 B 13 | 109.25 -309.00 0.00 51.65 13.79 200.00 28.67 B 14 | 300.75 255.50 0.00 121.02 82.64 150.00 331.86 B 15 | 236.50 416.50 0.00 144.39 44.91 56.00 331.90 B 16 | 227.50 403.00 0.00 144.12 16.61 78.00 331.54 B 17 | 363.50 347.50 0.00 120.20 33.68 42.00 -27.22 B 18 | 355.25 334.50 0.00 133.64 16.12 68.00 -27.89 ------------------------------------------------------------------------ Cooling towers . Btype = TOWER ! Name | Xb Yb Hb Cb Db ---------+---------------------------------------------- Proj. W0311/05/02 103.0 215.0 327.0 439.0 Seite 72 / 73 RWE Power KW Niederaußem / BoAplus Immissionsprognose B 19 | -344.00 -201.50 0.00 103.00 58.72 B 20 | -286.00 -306.50 0.00 113.00 66.22 B 21 | -177.00 -257.50 0.00 103.00 58.72 B 22 | -230.00 -132.00 0.00 126.00 80.66 B 23 | -65.00 -189.50 0.00 126.00 81.34 B 24 | 4.00 8.00 0.00 200.00 103.48 B 25 | -310.75 56.00 0.00 200.00 20.00 B 26 | 123.00 276.00 0.00 100.00 144.00 B 27 | -239.75 97.50 0.00 200.00 20.00 -------------------------------------------------------==================================================== sources.def . ! Nr. | Xq Yq Hq Aq Bq Cq Wq Dq Vq Qq Ts Lw Rh Tt ------+----------------------------------------------------------------------------Q 01 | 257.8 65.3 180.0 0.0 0.0 0.0 0.0 10.3 19.7 91.532 -1.0 0.0000 0.0 0.0 ------+----------------------------------------------------------------------------==================================================== substances.def . Name = gas Einheit = g Rate = 4000.00000 Vsed = 0.0000 ! Stoff | Vdep Refc Refd Rfak Rexp ---------+---------------------------------------------------------K so2 | 1.500e-002 0.000e+000 0.000e+000 2.000e-005 1.000e+000 K no | 5.000e-004 0.000e+000 0.000e+000 0.000e+000 1.000e+000 K no2 | 3.000e-003 4.000e-005 0.000e+000 1.000e-007 1.000e+000 K nox | 0.000e+000 3.000e-005 0.000e+000 0.000e+000 1.000e+000 K nh3 | 2.000e-002 3.000e-006 1.268e-008 1.200e-004 6.000e-001 -----------+-------------------------------------------------------==================================================== chemics.def . ! erzeugt\aus | gas.no ---------------+-------C gas.no2 | ? C gas.no | ? ---------------+-------==================================================== emissions.def . EmisFac = ? ! QUELLE | gas.so2 gas.no gas.no2 gas.nox gas.nh3 ---------+------------------------------------------------------E 01 | 1.022e+002 6.000e+001 1.022e+000 1.022e+002 3.067e-002 ---------+------------------------------------------------------- ### Proj. W0311/05/02 Seite 73 / 73