Beschlussvorlage GB (2017_11_15_Aktuell_Bericht_x)

Erweiterung des Kom postwerkes Mechernich Machbarkeitsstudie Auftraggeber: Kreis Euskirchen Jülicher Ring 32, 53879 Euskirchen Telefon: 02251115-0 Telefax: 02251 /1 5-391 E-Mail: mailbox@kreis-euskirchen.de Konzeptverfasser: pbo Ingenieurgesellschaft mbH Altstraße 54, 52066 Aachen Telefon: 0241 / 97 88 9-0 Tefefax 0241 197 88 9-30 E-Mail: info@pbo.de wunr.pbo.de Aachen, 15. Novembet 2O17 Enareiterung des Kompostwerkes Mechernich Machbarkeitsstudie Gliederung 1 1 3 4 lnhaltsverzeichnis Aufgabenstellung 1.1 Betriebliche Rahmenbedingungen... Technische Konzepte... 2.1 Variante 1: Enreiterung durch Vergärung 2.2 Variante 2: Erweiterung durch Kompostierung............ 2.3 Variante 3: Neubau auf der ,,grünen Wiese" Konzeptunabhängige Optimierungsarbeiten... Wirtschaftliche Bewertung.............. 4.1 nvestitionskostenschät2un9......... 4.2 Betriebskostenschät2un9................ Resümee... f ....................1 ..............2 ........8 .......9 ......................12 ...................16 .."'....18 ....'..19 '..--.----""".20 -""""-"22 ....'.23 Abbildungsverzeichnis Abbifdung 1: Kompostwerk Mechernich - Stand 2017 "....." Anlieferhalle............. Abbildung 3: Innenansicht der Anlieferhalle......'........' Abbildung 4: Zustand der Belüftungsböden Abbifdung 2: ".........-...1 ...'....-.-'-'-.."2 ...........""""""'3 ........-............4 Abbildung 5: Zustand der seitlichen Auflageflächen der Belüftungsböden ..............................4 Abbildung 6: Zustand der Tunnelwände.......... ..'..-.......'....5 Abbildung 7: Detailaufnahme einer für die Sanierung vorbereiteten Rottetunnelwand............5 .......... Abbildung 9: Feinaufbereitungshalle.............. Abbildung 10: Umsetzung von Variante 1 ...............' Abbildung 11:Darstellung derVariante 2................ Abbildung 12: Tunnelbelegungsplan - wochenscharf ......'. Abbildung 13: Umsetzungsoption mit 7 zusätzlichen Tunneln Abbildung 14: Umsetzung von Variante 3................ Abbildung 8: Lagerbereich in der Feinaufbereitung ......""""""'6 ..."""""""'6 .....'...9 ......13 ......------...15 ..........16 """17 Abbildung 15: Bauliche Umsetzungsmöglichkeit eines Rottetunnels - "Lüftun9s9an9".........18 Abbildung 16: Bauliche Umsetzungsmöglichkeit eines Rottetunmnels - "Anordnung auf den Rottetunneln"............... .......".....18 Erwoibrung da KompoSwcrtcc Mocficrnicfi Macfibrykoitsrtudc Plrnbdlegon ItÄeßrteb: Zcichnungr-Nr.: M 1:500 P17412-2-L41 Bartchcnd. Xoreoctfrung mtt Vergärung M 1:250 P17-O12-2+42 l,loubeu auf grtincr \Mcec M 1:5fr) Pl7{12-2-L-03 Variantc 1 - Erucibrung dsr bcotchcndon Kompodhruqg Varirntc 3 - Variantc 2 n n Enrueiterung des Kompostwerkes Mechernich Machbarkeitsstudie 1 Aufgabenstellung Der Kreis Euskirchen betreibt am Standort der Deponie Mechernich ein Kompostwerk für Bioabfälle aus der getrennten Sammlung. Die Anlage verfügt über eine Intensivrotte mit insgesamt 15 Rottetunneleinheiten und liefert seit Jahren sehr gute Ergebnisse. Der Absatz des produzierten Kompostes ist im regionalen Markt mittelfristig gesichert. Den lst-Zustand gibt das nachfolgende Luftbild wieder. Biofilter 15 Rottetunnel Sozialbereich Büro I Lager / Anliefer- und Aufbereifungshalle Halle Feinaufbereifung und Produküager überdachte Nachrottefläche Abbildung {: Kompostwerk Mechernich - Stand 2017 Durch die steigende Menge an Bioabfall in Verbindung mit der nicht mehr gegebenen Verarbeitungsmöglichkeit am Standort, ist die Möglichkeit der Erweiterung der bestehenden Kompostierungsanlage zu überprüfen. Zurzeit müssen rund 3.000 Ua fremdentsorgt werden. Die Anlagentechnik, die im Jahr 2000 in Betrieb ging, ist abgeschrieben und zeigt teilweise erhebliche Verschleißerscheinungen. Weiterhin führt die anhaltende Diskussion um die Gewinnung von Energie aus Biomasse auch im Kreis Euskirchen zu Überlegungen, das Energiepotenzial im Bioabfallzu erschließen. Die Möglichkeit, Biogas zu etzeugen einerseits sowie die veränderten technischen und strukturellen Randbedingungen am Standort andererseits haben zu der Überlegung geführt, Seite 1 Enrueiterung des Kompostwerkes Mechernich Machbarkeitsstudie die Möglichkeit der Integration einer anaeroben Prozessstufe, eine Enrueiterung der bestehenden Kompostierung bzw. die Ertüchtigung der seit 2000 genutzten Kapazitäten überprüfen zu lassen. Die vorliegende Machbarkeitsstudie befasst sich mit den wesentlichen Aspekten, die beieiner Entscheidung für eine technische Nachrüstung zu berücksichtigen sein werden. Dabei wird sowohl auf die Synergieeffekte am Standort als auch die Systemeigenschaften moderner Vergärungs- und Kompostierungssysteme und deren betriebliche Anforderungen im Zusammenhang mit einer Integration in bestehende Kompostwerke vom Typ des Kompostwerkes Mechemich eingegan gen. Neben den technischen Aspekten werden im Rahmen der Machbarkeitsstudie auch die wirtschaftlichen Aspekte im Zusammenhang mit einer Nachrüstung, Erweiterung bzw. Ertüchtigung erörtert. 1.'l BetrieblicheRahmenbedingungen Neben den technischen und wirtschaftlichen Aspekten müssen im Rahmen der Machbarkeitsstudie auch die betrieblichen Rahmenbedingungen berücksichtigt werden, die sich wie folgt darstellen: 1.1.1. Veränderte Anlieferungssituation durch Mengenzuwachs Wartezeiten unvermeidlich sind Abbildung 2: Anlieferhalle Seite 2 Enrueiterung des Kompostwerkes Mechemich Machbarkeitsstudie 1.1.2. Altersbedingter Abnutsungszustand der Anlieferhalle Abbildung 3: Innenansicht dcr Anlicfcrhallc ) zur störungsfreien Abwicklung der Mehrmengen ist der Neubau einer größeren und an die zukünftigen Ansprüche angepassten Anliefer- und Aufbereitungshalle unabhängig von der Enreiterung/Ertüchtigung der Kompostierungseinheit anzustreben 1.1.3. Abnutzungserscheinungen an dem Kompostierungstunnel aus 2000 werden Seite 3 Enrueiterung des Kompostwerkes Mechernich Machbarkeitsstudie Abbildung 4: Zustand der Belüftungsböden Abbildung 5: Zustand der seitlichen Auflageflächen der Beltlftungsböden o großflächige Abplatzungen durch thermische Belastung in Folge von Warm-Wechseln müssen saniert werden Seite 4 Enrueiterung des Kompostwerkes Mechernich Machbarkeitsstudie Abbildung 6: Zustand der Tunnelwände Abbildung 7: Detailaufnahme einer für die Sanierung vorbereiteten Rottetunnelwand t zum Erhalt des Kompostwerkes müssen die erforderlichen Reparatur- und Wartungsarbeiten im Bereich der Intensivrottetunnel unabhängig von der Erweiterung/ Ertüchtigung der Kompostierungseinheit zeitnah umgesetzt werden 1.1.4. Zustand der Feinaufbereitungshalle und des Produktlagers Seite 5 Erweiterung des Kompostwerkes Mechernich Machbarkeitsstudie Abbildung 8: Lagerbereich in der Feinaufbereitung Abbildung 9: Feinaufbereitungshalle Lagerbereichen 1.1.5. Anpassungen von rechtlichen und normativen Rahmenbedingungen Durch die Novellierung der Qualitätsanforderungen Düngemittelverordnung werden veränderte/strengere an den ezeugten Kompost gestellt, die eine Anpassung der Feinaufbereitung erforderlich machen Düngemitteln sowie in Bodenhilfsstoffen und Kultursubstraten auf einen Gehalt von maximal 0,5 Gew.-% in der Trockenmasse begrenzt Seite 6 Enltreiterung des Kompostwerkes Mechemich Machbarkeitsstudie o ein Grenzwert für nicht abgebaute Kunststoffe (Folien) in Höhe von 0,1 Gew.-% TM und o ein Grenzwert für alle anderen Fremdstoffe wie Altpapier, Karton, Glas, Metalle und plastisch nicht verformbare Kunststoffe (Hartplastik) in Höhe von 0,4 Gew.-% TM o o o Absiebung in der Feinaufbereitung mit einer kleineren Lochung oder Optimierung derAufbereitungstechnik ggf. grobe Störstoffentnahme aus den Anlieferungen ) zut Einhaltung der neu gestellten Qualitätsanforderungen muss die vorhandene Feinaufbereitung unabhängig von der Enareiterung/Ertüchtigung der Kompostieru ngseinheit erneuert werden ) im Zusammenhang mit der Erneuerung der Feinaufbereitung sollte auch ein an die Verfahrenstechnik angepasster Neubau der Halle realisiert werden Verschärfung des Absatzmarktes durch Anderung der Düngeverordnung 170 kg N/ha für alle organischen Düngemittel, kontrolliert durch Düngeplan Verschärfung des Ausbringverbots von Kompost t erhöhter Bedarf an Lagerflächen der unabhängig von der Erweiterung/Ertüchtigung der Kompostierungseinheit bereitgestellt werden muss t in unmittelbarer Nähe zum Kompostwerk können mindestens 11.150 m2 Lagerfläche ausgewiesen werden 1.1.6. Bergbauliche Aktivitäten am Standort Mechernich Für die Enreiterung/Ertüchtigung des Kompostwerkes stehen aufgrund des südöstlich angrenzenden Einwirkbereichs bergbaulicher Aktivitäten, der gemäß der Aussage der DMT nicht durch Gebäude überbaut werden darf, nur begrenzte Flächen zur Verfügung (siehe nachfolgenden Kartenausschnitt). Seite 7 Erweiterung des Kompostwerkes Mechernich Machbarkeitsstudie Deponiebetrieb verlegt und der alte Standort außerhalb des Einwirkbereichs bergbaulicher Aktivitäten als Erweiterungsfläche genutzt werden t in der bestehenden Kompostierung sind Maßnahmen zur Instandhaltung und damit zur Aufrechterhaltung des Betriebes durchzuführen t neue Zielgröße der Anlagenkapazität nach der Erweiterung/Ertüchtigung des Kompostwerks - mindestens 35.000 t im Jahr, um auch auf zukünftige Mengenzuwächse reagieren zu können t die ErweiterungiErtüchtigung des Kompostwerkes muss im laufenden Betrieb erfolgen 2 Technische Konzepte Basierend auf der Aufgabenstellung sowie unter Berücksichtigung der technischen und betrieblichen Rahmenbedingungen wurden die drei nachfolgenden Erweiterungsvarianten erarbeitet: Variante 1: Erweiterung durch Vergärung ,,Erweiterung der bestehenden Kompostierung durch eine Vergärungseinheit unter Berücksichtigung von aktuellen Problemstellungen und Abnutzungserscheinungen" Seite I Erweiterung des Kompostwerkes Mechernich Machbarkeitsstudie Variante 2: Erweiterung durch Kompostierung ,,Enrueiterung der bestehenden Kompostierung durch zusätzliche Kompostierungskapazität unter Berücksichtigung von aktuellen Problemstellungen und Abnutzungserscheinungen" Variante 3: 2.1 Variante 1: Erweiterung durch Vergärung Neubau einer Kompostierungsanlage auf ,,grüner Wiese" In der Variante 1 erfolgt die Erweiterung des Kompostwerks durch die Errichtung einer Vergärungseinheit anstatt durch den Bau neuer Rottetunnel. In Analogie zur Variante 2 erfolgt das Verlegen des Stapelteichs sowie die Errichtung der neuen Halle Anlieferung und Aufbereitung und die Errichtung der Halle Feinaufbereitung nach dem Abriss der beiden bestehenden Hallen An I ieferu n g/Aufbereitu n FeinaufbereitungiProduktlager und g. Die Anordnung der Vergärungsanlage erfolgt ebenfalls wie bei den Rottetunneln in der Variante 2 in nordwestlicher Ausrichtung direkt angrenzend an die vorhandenen Rottetunnel mit zugehöriger Tunnelvorhalle. Zusätzlich werden östlich von der Vergärungseinheit Flüssigdüngerspeicher bzw. Flüssigdüngerspeicher mit integriertem Biogasspeicher positioniert. Die Anordnung der Vergärungsanlage am Standort kann dem nachfolgenden Bild, Erweiterung rot dargestellt, und im Detail der Planbeilage P17-028-2-L-02 in der Anlage entnommen werden. l'[ '$'0 't' rl\*t@ Fi tlt// --|-_ L-i t }ü F' I I i Abbildung 10: UmseEung von Variante I Seite 9 Erweiterung des Kompostwerkes Mechernich Machbarkeitsstudie Elemente derVergärungsanlage sind die Bunkerhalle mit automatisierterAnlagenbeschickung mittels Krananlage, der Fermenter, hier ausgeführt als Pfropfenstromfermenter, die Entwässerungseinheit bestehend aus zwei Schneckenpresse und einem Absetzbecken, die Flüssigdüngerspeicher bzw. Flüssigdüngerspeicher mit integriertem Biogasspeicher sowie die Gasreinigung mit nachgeschalteten Blockheizkraftwerken und Technikcontainer. Technische Details zum Vergärungsverfahren stellen sich wie folgt dar: . . . . . r . . Teilstromfermentation: 18.000 Ua SpezifischeGasproduktion 110 Nm3/t (1.980.000 Nm"/a) Energieinhalt: 5,70 kWh/Nm3 Elektrischer Wirkungsgrad BHKW: 41o/o Ezeugte elektrische Energie: 4.600.000 kWh/a Leistungsvermögen BHKW = 1 Flüssigphasenmenge: 5.000 bzw. 9.000 m3/a .200 kW (1O0To größer als technisch notwendig) AWSV (Verordnung über Anlagen zum Umgang mit wassergefährdenden Stoffen) - Problematik . Nutzung der vorhandenen Kompostierungstunnel für die Nachbehandlung von Gärrest . Das Fassungsvermögen der Flüssigdüngerspeicher ist an die angespannte Absatzsituation in Mechernich und Umgebung angepasst, sodass bei Ausnutzung eines niedrigen Entwässerungsgrads (5.000 m3 Flüssigphase) eine Lagerung >1a möglich ist. Wie in Variante 2 müssen auch in der Variante 1 die bestehenden Rottetunnel zeitnah saniert werden, da sie für die erforderliche Nachrotte der festen Gärreste benötigt werden. lm Gegensatz zur reinen Kompostierung fällt in einem Vergärungsverfahren neben den festen Gärresten auch eine Flüssigphase an, die als Flüssigdünger zu vermarkten ist. Dieses bedeutet für den Kreis Euskirchen, dass hierfür neue Vermarktungswege geschaffen werden müssen. Gemäß der novellierten Düngeverordnung unterliegt die Ausbreitung von Stickstoffdüngern (Flüssigdünger) künftig auch längeren Sperrfristen, so dass ein Zwischenlager für bis zu 9 Monate vorgehalten werden muss. Hierbei muss beachtet werden, dass die entsprechenden Lagerbehälter den Anforderungen der AWSV entsprechen müssen (hoher baulicher Aufwand sowie laufende Prüfungen) und ein Havariekonzept (gleiches gilt für den Fermenter) zu erarbeiten ist. Seite 10 Erweiterung des Kompostwerkes Mechernich Machbarkeitsstudie Neben der stofflichen Verwertung von Produkten aus dem Vergärungsverfahren in Form von festen und flüssigen Düngemitteln muss auch die energetische Verwertung von Biogas betrachtet werden. lm hier betrachteten Vergärungsverfahren erfolgt eine Verstromung des Biogases vor Ort. Die elektrische Energie soll gemäß dem bei lnbetriebnahme gültigen EEG in das öffentliche Netz eingespeist und entsprechend vergütet werden. Es ist davon auszugehen, dass auch zum Zeitpunkt der Inbetriebnahme der Anlage die Forderung nach einer flexiblen Anlagenfahrweise weiterbestehen wird. Daher ist eine Zwischenspeicherung des Biogases und bzgl. der zu installierenden BHKW-Anschlussleistung, voraussichtlich eine doppelte Leistungsüberbauung, vorzusehen. Der Gasstrom aus den Fermentern wird in einem Folienspeicher auf einem der Flüssigdüngerspeicher gelagert und bedarfsweise über eine Nasse-Wäsche sowie einen Aktivkohlefilter gereinigt und getrocknet, bevor es den BHKWs zugeführt wird. Aus technischer Sicht ist eine Aufteilung der geforderten BHKW-Leistung auf 2 baugleiche Module sinnvoll, da so höhere Wirkungsgrade (elektrisch) erreicht werden können. Die BHKW sollen als StandardGasmotoren in Containerbauweise errichtet werden. Für die BHKW müssen zurzeil die gesetzlichen Anforderungen des EEG 2017 beachtet werden. Die EEG-Vergütung wird im Rahmen einer Ausschreibung ermittelt. Laut EEG 2017 ist die Teilnahme an einer Ausschreibung bei einer Anlagengröße ab 150 kWel (EEG S30a) notwendig. Diese Leistungsgrenze wird sicher überschritten. Der Kreis Euskirchen kann den EEG-Vergütungsanspruch nur im Rahmen einer Ausschreibung bezuschlagt bekommen. Die Ausschreibung findet einmal jährlich am 1. September statt (EEG $29 Abs. 3). Erhält man in einer Ausschreibungsrunde keinen Zuschlag, ist eine Teilnahme erst im nächsten Jahr wieder möglich. Bezuschlagt werden alle Angebote bis zum Erreichen der Zuschlagsgrenze. Der Anbieter erhält den Zuschlag für sein Angebot (Pay as Bid, EEG S33). Ein niedriges Angebot mindert damit erheblich die Erlöse, stärkt aber die Chancen auf einen Zuschlag. Des Weiteren gilt für die Ausschreibung von Biomasseanlagen (EEG $39,a-f): kein Zuschlag erteilt wurde, ist eine Fertigstellung nicht sinnvoll. Es ergeben sich Risiken aus dem Zeitvezug und Probleme mit der Leistungsabnahme der Bauleistungen, wenn die Anlage bereits fertig sein sollte, der Kreis Euskirchen aber noch keinen Zuschlag erhalten hat. Seite 11 Erweiterung des Kompostwerkes Mechernich Machbarkeitsstudie worden sein. Eine Teilnahme an einer früheren Ausschreibung ist damit nicht möglich. Anlagenleistung von 1,2 MWel müssen im Rahmen der Ausschreibung Kosten in Höhe von 72 Te eingeplant werden. Erhält das Angebot vom Kreis Euskirchen einen Zuschlag, aber die Anlage geht nicht innerhalb von 24 Monaten in Betrieb, verfällt der Zuschlag und die Sicherheitsleistung wird einbehalten. o o über 500 kWel: 13,05 cVkWh laut EEG $39h Abs. 2 Nr. 2. Abgesehen von der anteiligen Vergütung für den Leistungsbereich unter 500 kWel beträgt der maximale Zuschlag damit 13,05 cVkWh. lm Rahmen der Ausschreibung kann dieser Wert ezielt werden, wenn nicht ausreichend günstigere Angebote abgegeben werden. t die zu erwartende Vergütung kann aufgrund der durchzuführenden Ausschreibung nicht genau definiert werden, sondern sollte in einer vorlaufenden wirtschaftlichen Betrachtung sehr konservativ angesetzt werden 2.2 Variante 2: Erweiterung durch Kompostierung Die Variante 2 verfolgt die Erweiterung der Kompostierungsanlage durch die Errichtung von bis zu 14 zusätzlichen Rottetunneln. Die Anordnung der neuen Rottetunnel erfolgt in nordwestlicher Ausrichtung direkt angrenzend an die vorhandenen Rottetunnel mit zugehöriger Tunnelvorhalle. Die Abmessungen der neuen Rottetunnel entsprechen denen des Bestandes. Zur Optimierung der Flächennutzung sowie zur Reduzierung des Flächenbedarfs werden jeweils 7 Tunnel gegenüberliegend angeordnet und über eine gemeinsame Tunnelvorhalle miteinander verbunden. Die erforderlichen Biofiltersegmente zur Abluftreinigung werden hinter der nördlichen Tunnelreihe errichtet. Für die Erweiterung des Kompostwerks ist es erforderlich, dass der nördlich angrenzende Stapelteich verlegt wird. Die Neuanordnung des Stapelteichs kann in Abstimmung mit dem Deponiebetrieb in südöstlicher Richtung erfolgen. Durch die Verlegung des Stapelteichs entsteht ein Baufeld außerhalb des bergbaulichen Einwirkungsbereichs, auf dem neben den neuen Rottetunneln auch der Neubau einer an die zukünftigen Erfordernisse angepassten Anliefer- und Aufbereitungshalle realisiert werden kann. Seite 12 Erweiterung des Kompostwerkes Mechernich Machbarkeitsstudie Da auch eine an die neuen Anforderungen aus der novellierten Düngemittelverordnung angepasste Feinaufbereitung erforderlich wird, erfolgt deren Neuerrichtung auf der Gebäudefläche der jetzigen in die Jahre gekommenen Halle der Feinaufbereitung mit Produktlager, die zusammen mit der bestehenden Anlieferhalle abgerissen werden soll. Die Neuausrichtung des erweiterten Standortes kann dem nachfolgenden Bild, Enryeiterung rot dargestellt, und im Detail der Planbeilage P17-028-2-L-01 in der Anlage entnommen werden. Abbildung 11: Darstellung derVariante 2 Die Realisierung erfolgt vorzugsweise im laufenden Betrieb in vier Phasen. r Phase 1: Neubau des neuen Stapelteichs; Rückbau des bestehenden Stapelteichs o o Phase 2: Neubau Halle Anlieferung und Aufbereitung Phase 3: Rückbau der beiden bestehenden Hallen Feinaufbereitung/Produktlager und Anlieferung/Aufbereitung . Phase 4: Neubau Kompostierungstunnel und Biofilter sowie Seite 13 Erweiterung des Kompostwerkes Mechemich Machbarkeitsstudie Neubau der Halle Feinaufbereitung Unabhängig von der Erweiterung müssen die bestehenden Rottetunnel zeitnah saniert werden, zum einen um den Betrieb des Kompostwerks weiterhin gewährleisten zu können und zum anderen sind die Abnutzungserscheinungen an den Tunnelbauwerken noch nicht soweit fortgeschritten, dass ein Abriss zum jetzigen Zeitpunkt unabdingbar wäre. Durch die Erweiterung der Rottetunnelvon bisher 15 auf zukünftig 29 Tunnel verdoppelt sich somit annähernd das zur Verfügung stehende Rottevolumen, wie die nachfolgende Gegenüberstellung zeigt. Technische Daten Bestand: . Genehmigte Jahresmenge: 29.950 Ua Bioabfall o Anzahl der Tunnel: 15 Tunnel o Länge Tunnel: 20,5 m r Breite Tunnel: 3,5 m . Befüllhöhe Tunnel: bis ca. 3 m . Tunnelvolumen: ca.210 m3 o Rottevolumen gesamt: ca. 3.150 m3 . Überdachte Nachrottefläche: ca. 3.050 m2 Technische Daten nach der Erweiterung: o . Jahresmenge: Anzahl der Tunnel: Zukünftige 35.000 Ua Bioabfall bis 29 Tunnel davon ) 15 Tunnel Bestand ) 14 Tunnel Neubau lntensivrotte Nachrotte o Länge Tunnel: 20,5 m . Breite Tunnel: 3,5 m o Befüllhöhe Tunnel: bis ca. 3 m . Tunnelvolumen: ca.21D m" . Rottevolumen gesamt: ca. 6.090 m" . Überdachte Nachrottefläche: Bedarf << 3.050 m' Durch die annähernde Verdopplung des Rottevolumens bei einer Durchsatzsteigerung von lediglich 17 oÄ angestrebten können die Verweilzeiten in den Rottetunneln deutlich verlängert und somit gemäß der Vorgabe höhere Rottegrade in den Rottetunneln erreicht werden. Da die bestehenden Rottetunnel für die Nachrottephase (bei geringeren Temperaturen) zum Einsatz kommen können, führt dies wiederum zu einer Entlastung der überdachten Nachrotte, so dass dort durch die Verringerung des erforderlichen Platzbedarfs Seite 14 Erweiterung des Kompostwerkes Mechernich Machbarkeitsstudie eine alternative Flächennutzung, z.B. Lagerung von hochwertigen Kompostes etc., vorgesehen werden kann. Eine maximal mögliche Belegung von 29 Rottetunneln, aufgezeichnet über einen Jahresverlauf, zeigt das nachfolgende Diagramm. Mcnge ln 1.600 Bioabfallmenge und Behandlungskapazitäten bei angepasster Schütthähe und \&rweilzeit t t 1.400 r 1.200 t 1.000t - tl L 3 5 7 9 1L 13 15 r7 19 21 23 25 27 29 31 33 a3 37 39 41 43 43 47 49 I KJpi?rtat fnt(hnrJleilrl angepJgrl -,*. Anlieferlngtntnge getimt I 51 KJparitit Sltukltr.nute.tal nngepJltt iur Verarberlüng ohne 8rorullebrenblotf -Matelr;l Abbildung 12: Tunnelbelegungsplan - wochenscharf Aus dem Diagramm wird ersichtlich, dass bis auf 10 Wochen in den Sommermonaten, durchgängig eine Rottezeit von mindestens 21 bis 28 Tagen (3 bis 4 Wochen) zu realisieren ist, in der Kompost mit dem Rottegrad von mindestens lll bis lV erreicht werden kann. Die Tunnelauslegung mit nur 22 Tunneln zeigt, wie die nachfolgende Abbildung ausweist, dass in ca.22 Wochen eine Venreilzeit von 14 Tagen (wie im derzeitigen Betrieb) erreicht wird, in der ein Frischkompost mit dem Rottegrad ll erreicht werden kann. Dies bedeutet, dass die vorhandene überdachte Nachrottefläche weiterhin im vollen Umfang benötigt wird, um Fertigkompost erzeugen zu können. Seite 15 Enareiterung des Kompostwerkes Mechernich Machbarkeitsstudie Men!€ In Bioabfallmenge und Behandlungskaparitäten bei angepasster Sehtitthähe und Verweikeit t 1.400t - ..- 1.200t 1.000 . t 8@t , f.J nl: Jl d 6mt 0t KW I : 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 Käparität tri$hmJterial engFpessl 6!1;|mt -Anlieferuntmnte Abbildung 13: UmseEungsoption mit 7 zusätzlichen Tunneln Bautechnisch muss bei der Errichtung von nur 7 weiteren Tunneln beachtet werden, dass eine spätere Erweiterung auf dann insgesamt 29 Tunnel nur unter erheblichem Aufiryand durchgeführt werden kann, da die Tunnelvorhalle zuerst rückgebaut werden oder aufirändig abgestützt werden muss, damit sie später auf den neuen Tunnel auf der südwestlichen Seite wieder neu gegründet werden kann. 2.3 Variante 3: Neubau auf der,,grünen Wiese" Vom Kreis Euskirchen wurde als möglicher Standort für den Neubau eines Kompostwerks auf der ,,grünen \Niese" das Gelände nördlich vom Eingangsbereich des AV1Z Mechernich ausgewiesen. Da die Fläche zum einen im Landschaftsschutzgebiet LR-V-008 und zum anderen im Naturpark NTP-008 ,,Deutsch-belgischer Naturpark Hohes Venn-Eifel" liegt und zusätzlich als Biotopverbundfläche VB-K-5405-011 ausgewiesen ist, muss als Voraussetzung für die Nutzung des Standortes durch ein Kompostwerk die Umwidmung des Geländes zum Industriegebiet erfolgen. Seite 16 Erweiterung des Kompostwerkes Mechernich Machbarkeitsstudie Das beispielhafte Standortlayout eines Kompostwerks auf der grünen Wiese mit allen erforderlichen Betriebsbereichen kann dem nachfolgenden Planausschnitt entnommen werden. Details können der Planbeilage P17-028-2-L-03 in der Anlage entnommen werden. l(oms|..t .LsOO Abbildung 14: UmseEung von Variante |tt 3 Zur Verfügung steht, begrenzt durch den Verlauf des Kalenberger Bachs, eine Fläche von ca. 44.500 m2. Berücksichtigt wurde dabei eine versiegelte Fläche in einer Größenordnung von maximal 80 %. Die Kompostierung erfolgt in mindestens 15 Rottetunneln mit einer Grundfläche von 25,0 x 5,7 m oder alternativ in 22 Rottetunneln, Abmessungen angelehnt an die bestehenden Tunnel, mit 3,5 m Breite. Des Weiteren können bei der baulichen Umsetzung der Rottetunnel zwei Optionen, Ausführung mit oder ohne Wartungsgang, berücksichtigt werden. Seite 17 Erweiterung des Kompostwerkes Mechernich Machbarkeitsstudie Option 1 zeigt die Führung der Belüftungsleitung innerhalb eines Wartungsgangs Abbildung 15: Bauliche UmseEungsmöglichkeit eines Rottetunnels - "Lüftungsgang" und die Option 2 zeigt die Führung der Belüftungsleitungen außerhalb des Gebäudes, versehen mit einer zusätzlichen Wärmedämmung. Abbildung 16: Bauliche Umsetzungsmöglichkeit eines Rottetunmnels - "Anordnung auf den Roftetunneln" 3 Konzeptunabhängige Optimierungsarbeiten Unabhängig von den zuvor beschriebenen Konzeptansätzen zur Erweiterung des Kompostwerkes sollten Maßnahmen diskutiert werden, die für die Aufrechterhaltung der derzeit betriebenen Kompostierung erforderlich sind bzw. einen guten Betriebsablauf ermöglichen: a. Neubau und Verlegung der Stapelteiche b. Neubau der Halle Anlieferung und Aufbereitung c. Rückbau der beiden Althallen Feinaufbereitung/Produktlager und Anlieferung/ Aufbereitung d. Neubau der Halle Feinaufbereitung e. Aufbau einer Feinaufbereitungstechnik, um den novellierten Anforderungen der BGK und dem Düngemittelrecht entsprechen zu können f. Sanierung der vorhandenen Rottetunnel Seite 18 Erweiterung des Kompostwerkes Mechernich Machbarkeitsstudie Anmerkunq: Sollte sich der Kreis Euskirchen gegen die grundsätzliche Veränderung der Kompostierungsanlage entscheiden und auch die zuvor benannten Erneuerungsarbeiten a bis d nicht separat umsetzen wollen, so ist ein Weiterbetrieb unter den in Kapitel 1.1 benannten Einschränkungen möglich. Die unter e und f benannten Erneuerungen banv. Reparaturen (Aufbau einer neuen Feinaufbereitung und Sanierung der vorhandenen Rottetunnel), sind aus Sicht von pbo für den Fortbestand der Kompostierungsanlage Mechernich elementar und sollten schnellstmöglich, d.h. auch losgelöst von einer weiteren Planungsüberlegung angegangen werden. Während die Sanierung der bestehenden Rottetunnel als RWU-Maßnahme zu interpretieren ist, sind die Kosten einer Feinaufbereitungstechnik mit rd. 1.000.000 € abzuschätzen. 4 Wirtschaftliche Bewertung Um die Wirtschaftlichkeit des Vorhabens zu bewerten, wurde eine Investitions- und Betriebskostenschätzung durchgeführt. Die Ermittlung der Investitions- und Betriebskosten erfolgte in einer Detailtiefe, die über dem für eine Machbarkeitsuntersuchung üblichen Niveau liegt. ln Abstimmung mit dem Kreis Euskirchen kommen folgende finanzmathematischen Ansätze für eine Annuitätsrechnunq zur Anwendung. Nachfolgend sind die Prämissen der Investitionsbzw. Betriebskosten dargestellt. Ein Wagniszuschlag ist mit 1 % berücksichtigt (LSP-Zuschlag). Tabelle 1 : Abschreibungszeit M&E - Förder- und Dosiertechnik BHKW + Gastechnik Fermenter Lüftungstechnik + Aufbereitungslinie E-Technik Hochbau Tiefbau Planungsleistungen 8,0 Jahre 15,0 Jahre 15,0 Jahre 8,0 Jahre 8,0 Jahre 20,0 Jahre 20,0 Jahre 20,0 Jahre Tabelle 2: Betriebliche Parameter Energiekosten Vollkosten Mobiltechnik Alle Personalkosten inkl. AG.-Anteile, Berufsgenossenschaft , Lohnbuchhaltun g 0,16 €/k\A/trur * 75 €th Seite 19 Erweiterung des Kompostwerkes Mechernich Machbarkeitsstudie o/o 0,7 * Anmerkunq Enerqiekosten: In der dynamischen 0,2 o/o vom Invest Bau vom lnvest Mobiltechnik 0.2 vom Invest Maschinentechnik o/o Betriebskostenrechnung können die Energiekosten in den ersten Jahren (bestehender BHKW-Park) mit 0,08 €/k!ryh angenommen werden. Da nicht davon auszugehen ist, dass die Deponiegasmenge und deren Verstromung über den als Betrachtungszeitraum Energieversorger der Kompostierungsanlage von 0,16 €/kwh festgelegt, der in der Kostenkalkulation der Machbarkeitsstudie angesetzt wird. ln den Anfangsjahren ist ein verminderter Energiekostenansatz realistisch. Dieser kann in der dynamischen anzunehmen ist, wird ein Kosten kalku lation der E Kostenansatz ntwu rfsplan un g berücksichti gt werden. Tabelle 3: RWU AnsäEe Fermenter 2,0% vom Invest 2.0olo vom Invest Lüftungstechnik + Aufbereitungslinie 2.0% vom Invest E-Technik 2,0% vom lnvest Hochbau 1.0% vom Invest Tiefbau 1.0% vom Invest BHKW 7.00 €/Bh Förder- und Dosiertechnik Nachfolgend sind die Investitions-, Kapital- und Betriebskosten für die Maschinentechnik, Mobiltechnik und Bautechnik, die von pbo zugrunde gelegt wurden, detailliert. 4.1 InvestitionskostenschäEung Die Bauwerke wurden zur Ermittlung der Investitionskosten teilweise in Bauteilabschnitte zerlegt (wie z.B. Verkehrsflächen, Anlieferungs- und Bunkerhalle, Halle Feinaufbereitung etc.) und einzeln kalkuliert. Für diese Bauteile erfolgte die Ermittlung von Einzelmassen in Anlehnung an die Kostengruppen der DIN 276. Durch Hinterlegung mit Einheitspreisen wurden anschließend die Kosten ermittelt. Zu einem Großteil wurden die Berechnungen mit pbo vorliegenden, aktuellen Aussch reibungsergebnissen abgeglichen. Übergeordnete Positionen, wie z.B. die erforderliche elektrotechnische Ausstattung der Maschinentechnik, wurden von uns anhand von Erfahrungswerten ergänzt. Seite 20 Erweiterung des Kompostwerkes Mechemich Machbarkeitsstudie Einige Gewerke wurden von uns mit einem Generalunternehmerzuschlag (GU-Zuschlag) versehen. Dies betrifft z.B. Bauwerke und Anlagenkomponenten, deren Ausführung mit der Übernahme verfahrenstechnischer Verantwortungen durch einen GU verbunden ist. Die GUZuschläge bewegen sich in einer Größenordnung zwischen ca. 15 bis 20%. lm Bereich der Infrastruktur wurde im Rahmen der Machbarkeitsuntersuchung keine detaillierte Massenermittlung durchgeführt. Die konstruktive Planung des Tiefbaus ist Bestandteil nachfolgender Planungsphasen. Vielmehr erfolgte die Kostenermittlung durch Ermittlung der zu versiegelnden Flächengrößen und durch Einsetzen von pauschalen Einheitspreisen für die Herstellung der jeweiligen Oberflächenbefestigungen inkl. der Entwässerungseinrichtungen (wie Einläufe und Kanäle). Tabelle 4: Übersicht der lnvestitionskosten Bautechnik - Bautechnik Variante 1: Bestehende Kompostierung + 1.931.500 ( Vorlaqehalle Ferne ntation 652.2261 100.000 ( 1.070.370 ( lechnikcontainer Jbe rqabestation/E-Technik übe rqe ordnet Verkehrsflächen lunnelvorhalle Rottetunnel i{alle über Kompostierunqstunnel Anoassunq Staoelteich rJnteouno Ver- und Entsorqunqsle itunqe n Anlieferunos- und Bunkerhalle Biofilter E-Technikraum llllarte Lagerraum Abriss Halle Feinaufbereitunq Sozial- und Bürobereich Überdachtes Kompostlaqer Nachrotte {e rrichtunq Grundstück Surme Bauste lle neinrichtung Unvorherqesehenes Netto Bausurme gesatnt Variante 3: Neubau auf grüner Wiese Kompostierung Vergärung Fermenter Biogasspeicher :lüssigdünge rspeicher trbseEbecken 3autechnik BHKW Variante 2: Erweiterung der bestehenden 77.622r 196.847 20.000 87.700 530.850 ( ( ( ( 0( 0( 0( 500.580 50.000 1.162.293 192.585 € ( ( ( 0( 0( 0{ 0{ 0{ 0{ 0l 87.700 462.150 256.700 1.962.400 839.020 500.580 50.000 1.162.293 { ( ( ( ( ( 0( 0( 0( 0( 0( 0( 0( 89.950 1.675.775 630.420 2.640.600 { ( ( ( 924.4001 0{ 0( ( ( 928.7731 0( 0( 42.025( 45.421 0( 0( 6(X.803 ( 43.4751 27.100 | 73.106 ( 144.500 ( 591.504 ( 144.500 ( 591.504 ( 0t 0( 0( 0( 0( 45.42C 7.354.01E ( 220.621 588.321 { E.l62.960 ( 0( 0( 0( 6.5/t4.314 ( 0( 591.504 ( 125.000 ( 860.000 ( 286.069 ( ( ( 286.364 ( '14.500 9.5,15.,f75 ( ( 763.638 ( 7.2U.188e 10.595.477 { 196.329 523.545 Seite 21 Erweiterung des Kompostwerkes Mechemich Machbarkeitsstudie Tabelle 5: übersicht der Investitionskosten - Maschinentechnik Variante 2: Erweiterung der bestehenden Variante 1: Bestehende It/l&E -Technik Kompostierung + Kompostierunq 0{ 0{ 0( 0{ Verqärunq Materialtransport Maschinentechnik Fe nnenter Iechnik Flüsssiqdünqerspeiche r Iechnik BHKW ü be rqabestation/ E-Technik Maschinentechnik Kompostierunq 57.318 1.487.500 84.300 962.000 80.000 45.000 200.000 Biofilter Sunrne Maschine ntechnik Unvorherqesehenes Netto Bausunrne t&E gesamt 4.2 Variante 3: Neubau auf t t ( ( ( grünerWiese 0( 0{ 0( 0( 4.718.118r ( ( r25.000 ( 2.492.000 ( 212-2251 'l'|.2.110< 3.'l57.(XD( 155.565 ( ( 3.612.565 { 100.000 ( 1.407.000 ( 150.000 ( 80.000 787.000 { ( 2.60'1.1/O 4.928.34i! { Betriebskostenschätzung Grundlage für die Ermittlung der Betriebskosten ist neben den lnvestitionskosten (Abschreibungen) in erster Linie der Bedarf an Betriebsmitteln und Personalkosten. Aus den Betriebszeiten der mobilen Geräte ergeben sich zum einen unter Verwendung eines Voflkostenansatzes die Betriebskosten. Zum anderen errechnet sich daraus der Mindestpersonalbedarf für die Bedienung der Mobilgeräte. Aus den erforderlichen Laufzeiten der fest installierten Maschinentechnik resultieren deren elektrische Energieverbräuche. Die anzusetzenden Kosten für Reparatur, Wartung, Unterhalt (RWU) basieren sowohl auf Herstellerangaben als auch zusätzlich auf Erfahrungswerten von pbo. Tabelle 6 zeigt die Betriebskosten, die sich aus den Investitionen, den angesetzten Abschreibungszeiten und Zinssätzen sowie den zuvor benannten weiteren Parametern ergeben. Seite 22 Erweiterung des Kompostwerkes Mechernich Machbarkeitsstudie Tabelle 5: Zusammenfassung der Kapital- und Betriebskosten Kompostierung + Variante 2: Erweiterung der bestehenden Verqärunq Komoostierunq Variante 1: Bestehende Beüiebskosten Neüo lnvestitionskostEn M&E - Teil 14.208.042C 2.5(X.140 ( 3.612.565 ( 0( 0( 0( ( 7.2U.188( 10.595.477 ( 998.513 €/a 662.268C|e 105.604 €/: 32.757 Ha 66.000 €/: 206.035 €/€ 933.562 €/: 145.665 €/: 0Cla 55.000 €/e 370.980 9a '154.970€le 50.824€la Versicherung Personalkosten Eneroiekosten Strom ll\hrtuno BHKW Radladerkosten Ve rbrauchskoste n Biogasreinigung Beschaffunq Input Erlöse Bioqas ilaterialkosten (osten bestehende Kompostierung 132.000 €/t 101.971€la 55.740€la 30.000 €/: 'r5.000 €/: 0 €/: 0€/e -385.904 €/t 115.500 €/a 1.266.287 €Ja I Kosten bestehende Komoostierunq ll Surrne Kapital und Betriebskosten roezifische Kosten roezifische Kosten (brutto) 5 9.868.328 € ( 8.162.960 RWTJ grünerWiese 13.091.303 € 4.928.343 Mobiltechnik Bautechnik Betriebskosten Kapitalkosten Variante 3: Neubau auf 0 €/r 30.000 €/a 0 €la 0 €la 0 €lz 30.000 €/t 0 €la 0 €/€ O€la 1.266.287 €lz 300.215 €/a 3.101.709 €/a 96,93 €11 115,34 €11 0 €la 0 Cle 1.266.287 €Ja 658.'183 €/e 133.0*€lz 3.194.085 €rz 2.802.096 €/: 99,82 €l 118,78 €r 87.57 €! 10/.,20€l Resümee Durch Gesetzesänderungen (Düngemittelverordnung, EEG 2017, TA-Luft etc.) ist zu erwarten, dass die Bioabfallbehandlungskosten kurzfristig durch erforderliche technische Anderungen bundesweit - - steigen werden. Unter technischen Aspekten sind die 3 vorgestellten Varianten umsetzbar und können langfristig die Verarbeitung von Bio- und Grünabfällen aus dem Kreis Euskirchen am Standort AWZ Mechernich sichern. Unter wirtschaftlichen Aspekten ist die Variante 2 ,,Erweiterung der bestehenden Kompostierung durch Kompostierungstunnel" als die vorteilhafteste Variante zu beschreiben. Handlungsempfehlung: a. Zeitnahe Optimierung der Feinaufbereitung zur Einhaltung der geänderten Qualitätsanforderungen unter Berücksichtigung der erforderlichen Reduzierung von Kostensteigerungen bei der Stoffstromentsorgung für Stoffe, die keiner Verwertung zugeführt werden können Seite 23 Erwitcrung dor Komporürukcc Mocfiomictr ttlechHccitrcfi.rdie b. Zoitnahe Durchftlhrung yon Inctrndsctrungsarbcitcn, um cinc hngüietigc Nufung dcr crhalbnrwcrtan Beuouüetenz em Stendort sichcrn zu können Hrndurpopton: Einctieg in cinc dGtrlflb]tc Phnung zur Erueiterung dcr bectchcdon Kompoatlerung$nhgp, um zukünftignn EntwicHurytrn und Anfiorderungen gewachrcn zu lcin Aulbpdofr: Arch.n, 17.11.2017 pbo lngcniGut€Fdbcfidt ^ rSH Altsffi.54 52066 A.cturl Dr. Grtinbcin n Seite 24