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Förderprojekt im Rahmen der Nationalen Klimaschutzinitiative

Im Rahmen der Nationalen Klimaschutzinitiative initiiert und fördert das Bundesumweltministerium seit 2008 zahlreiche Projekte, die einen Beitrag zur Senkung der Treibhausgasemissionen leisten. Ihre Programme und Projekte decken ein breites Spektrum an Klimaschutzinitiativen ab: Von der Entwicklung langfristiger Strategien bis hin zu konkreten Hilfestellungen und investiven Fördermaßnahmen. Diese Vielfalt ist Garant für gute Ideen. Die Nationale Klimaschutzinitiative trägt zu einer Verankerung des Klimaschutzes vor Ort bei. Von ihr profitieren Verbraucherinnen und Verbraucher ebenso wie Unternehmen, Kommunen und Bildungseinrichtungen.

Unter dem Förderkennzeichen 03K04782 wurde vom Projektträger Jülich (www.ptj.de/klimaschutzinitiative-kommunen) der Förderantrag des Landkreises Altenkirchen zur „KSI: Erstellung einer Potenzialstudie zur Ermittlung der Durchführbarkeit einer in-situ-Stabilisierung der Deponie Nauroth im Landkreis Altenkirchen“ bewilligt. Das Projekt hat eine Laufzeit von einem Jahr und begann offiziell am 1.3.2017.

Ausgangslage

Der Abfallwirtschaftsbetrieb des Landkreises Altenkirchen (AWB) betreibt eine Hausmülldeponie in der Gemarkung Nauroth. Die Deponie besteht aus verschiedenen Verfüllabschnitten. Die Ablagerungsphase ist seit dem 31.10.2002 beendet. Die Deponie befindet sich gemäß Deponieverordnung in der Stilllegungsphase (Zeitraum vom Ende der Ablagerungsphase der Deponie oder eines Deponieabschnittes bis zur endgültigen Stilllegung der Deponie).

Die Deponie besteht aus drei neueren Verfüllabschnitten (DA 1 – 3) und dem ältesten Deponieteil (Altdeponie), welcher sich in der ehemaligen Klebsandgrube im Zentrum des Deponiegeländes befindet.

Der Erweiterungsbereich DA 1 schließt sich südlich der Altdeponie an, der DA 2 befindet sich nordwestlich der ehemaligen Klebsandgrube. Die Abschnitte 1 und 2 verfügen über eine Basisabdichtung und wurden während der Verfüllung mit einer mindestens 2 m dicken Randwallschüttung aus kulturfähigem Boden abgedeckt und rekultiviert. Der Erweiterungsbereich DA 3, der die Kuppe der Deponie darstellt, wurde zuletzt verfüllt und ist mit einer rund 0,3 m dicken Schicht aus bindigem Boden abgedeckt.

Der Deponiekörper kann über insgesamt 29 Gasbrunnen aktiv entgast werden. In der Altdeponie wurden 12 Gasbrunnen eingebaut, in den Erweiterungsbereichen 17 Gasbrunnen. Das Gasfassungssystem wurde im Jahr 2013 teilweise instand gesetzt. Fünf Brunnen wurden mit neuen Brunnenköpfen versehen und Absaugleitungen erneuert. Später im Jahr erfolgte die Regenerierung von 3 Gasbrunnen nach dem System der Fa. bds.

Aufgrund der nachlassenden Deponiegasbildung wurde im Jahr 2012 ein kleineres Blockheizkraftwerk mit einer Leistung von 190 kWel installiert, um das Deponiegas weiterhin energetisch zu verwerten, die Abwärme und den produzierten Strom zu nutzen und überschüssigen Strom ins öffentliche Netz einzuspeisen.

Durch die Ingenieurgruppe RUK GmbH wurde im April 2014 eine Handlungsstrategie zur endgültigen Stilllegung der Deponie Nauroth in Form einer Machbarkeitsstudie erstellt. Das Ziel der Machbarkeitsstudie war es aufzuzeigen, ob es Alternativen zur Oberflächenabdichtung gibt, die die technische und genehmigungsrechtliche Machbarkeit sicherstellen und eine nachhaltige Emissionsminderung bei möglicherweise gleichzeitiger Reduzierung der Nachsorgeaufwendungen gewährleisten.

Zur Verbesserung der Deponieentgasung wurden im März 2015 drei zusätzliche Gasbrunnen gebohrt und an das vorhandene Entgasungssystem angeschlossen. Bei der Bohrung der Brunnen wurden Abfallproben entnommen und in einem Laborprogramm auf das noch vorhandene Deponiegasbildungspotenzial untersucht.

Zielsetzung

Zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen der Hausmülldeponie Nauroth, soll an dieser eine Potenzialstudie durchgeführt werden. Die Potenzialstudie hat zum Ziel, geeignete Technologien zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen (insbesondere Methan) auszuwählen, die am Standort Nauroth zu einem optimalen Ergebnis führen.

Unter Berücksichtigung der Zielvorgabe werden im Rahmen der Studie Gasabsaug- und Belüftungsversuche durchgeführt. Die Ergebnisse der Versuchsreihen dienen dazu, die bei einer späteren in-situ-Stabilisierung einzusetzende Technik und Betriebsführung optimal auf den Standort abzustimmen, um die Methanemissionen gezielt zu beeinflussen und nachhaltig reduzieren zu können.

Erstellung einer Potenzialstudie Im Anschluss an die Belüftungsversuche werden sämtliche Voruntersuchungen als Bestandsaufnahme in einer Potenzialstudie zusammengefasst und darauf aufbauend in einer Potenzialanalyse das aktuelle Deponiegasbildungspotenzial sowie die zu erwartenden Auswirkungen der Deponiebelüftung auf die Reduktion klimarelevanter Methanemissionen nach der First Order Decay Methode ermittelt.

Die Erkenntnisse aus der Potenzialanalyse bilden anschließend die Entscheidungsgrundlage, ob eine in-situ-Stabilisierung durchgeführt wird. Fällt diese Entscheidung positiv aus, muss ein Maßnahmenkatalog zum weiteren Vorgehen erstellt werden. Dieser enthält Angaben zum gewählten Stabilisierungsverfahren (Übersaugung, Belüftung) und den dazugehörigen vorbereitenden Maßnahmen, zum geplanten Behandlungsziel, zu notwendigen Ertüchtigungsmaßnahmen am Entgasungssystem, zur Mess-, Steuer- und Regeltechnik sowie zum geplanten Abluftreinigungsverfahren und zur Betriebsführung.




Altdeponie Nauroth

Die ehemalige Hausmülldeponie Nauroth diente dem Landkreis Altenkirchen von 1973 bis 2002 als Ablagerungsstätte für die Abfälle aus Haushalten und Gewerbe.

Seit dem 01.12. 2002 befindet sich die Deponie in der sogenannten Stilllegungsphase. Es wird zurzeit davon ausgegangen, dass die Nachsorgezeit nach Aufbringung der Oberflächenabdichtung 35 Jahre beträgt. Für die Deponienachsorge wurden aus Abfallgebühren Rückstellungen gebildet, die sowohl die notwendigen Nachsorgeinvestitionen, wie auch die laufenden Betriebskosten abdecken sollen. In Absprache mit der Aufsichtsbehörde SGD Nord, wurden 2015 drei neue Gasbrunnen gebohrt und Sickerwassermesseinrichtungen in den Einlaufbauwerken eingebaut.


Die Deponie in Zahlen

Deponiefläche = 15,27 ha

Deponieverfüllvolumen = 2.100.000 m³


Technische Einrichtungen der verfüllten Deponie:

Sickerwasserbehandlung

Eine der wichtigsten Aufgaben der Deponienachsorge ist der Gewässerschutz.

Sickerwasservorbehandlungsanlage Deponie Nauroth

Nach der Vorbehandlung werden die Abwässer über eine cirka 11 km lange Druckrohrleitung zu einem Übergabeschacht nach Elben gepumpt. Von dort fließt das Sickerwasser gemeinsam mit häuslichen Abwasser in einem Verbindungssammler zur Kläranlage Wallmenroth-Muhlau.



Gaserfassung und Gasnutzung

Die Deponie Nauroth wird in der Fachsprache als Reaktordeponie bezeichnet, da sich in ihrem Inneren noch fortlaufend Reaktionen ereignen. Aufgrund von natürlichen biologischen Abbauprozessen entstehen aus dem organischen Anteil des deponierten Haus- und Gewerbeabfalls Gase.

Durch die sogenannte Methangärung wird im Deponiekörper schon nach wenigen Monaten ein Deponiegas gebildet, das zu 50 - 60% aus Methan (CH4), zu 35 - 45 % aus Kohlendioxyd (CO2) und zu geringen Anteilen aus sonstigen Begleitgasen wie z.B. Stickstoff, Kohlenmonoxid und Wasserstoff (N2, CO, H2) gebildet wird.

In Spuren enthält das Gemisch auch Schadstoffe wie Schwefelwasserstoff (H2S), Halogene (Fluor, Chlor, Brom) und halogenierte Kohlenwasserstoffe (z.B. FCKW). Wenn genügend organische Stoffe im Deponiekörper vorhanden sind und eine ausreichende Feuchtigkeit vorherrscht, wird über einen langen Zeitraum dieses Deponiegas gebildet.

Früher konnten die Deponiegase ungehindert über die Oberfläche entweichen, sich mit der Luft ausbreiten und die Umgebung mit unangenehmen Gerüchen belasten. Vor allem bei fallenden Luftdrücken hat die Deponie "ausgeatmet", was dann auch regelmäßig über weite Entfernungen zu riechen war.

Deponiegas ist zudem ein klimaschädliches Gas und trägt zum Treibhauseffekt bei. Deponiegase riefen früher außerdem große Vegetationsschäden hervor, weil sie den Sauerstoff im Wurzelraum in der Rekultivierungsschicht verdrängen und damit die Pflanzen zum Absterben bringen.

Deponiegas ist hochenergetisch und stellt, da es aus der Zersetzung von organischen Stoffen gebildet wird, eine regenerative Energiequelle dar. Diese Resource gilt es sinnvoll zu Nutzen.


Die Verhinderung unkontrollierter Gasaustritte und Verwertung des Deponiegases

Gasaustritte aus dem Deponiekörper, mit den beschriebenen negativen Auswirkungen auf die Umwelt, werden am besten durch ein Bündel von Maßnahmen wirksam verhindert. Eine wichtige Gegenmaßnahme sind mineralische Oberflächenabdichtungen, die ein unkontrolliertes Ausgasen verhindern. Damit das Gas nicht durch den dann entstehenden Überdruck an einer noch offenen Stelle entweicht, wird dieses im gesamten Deponiekörper abgesaugt. Dazu wird über verschiedene Arten von Gasbrunnen ein Unterdruck im Abfallkörper erzeugt und das Deponiegas dadurch abgesaugt.



Über Gasförderleitungen wird das hochenergetische Gas zur Gasverwertungsanlage geleitet, wo es in einem Gasmotor mit einer Leistung von 190 kW zur Stromgewinnung verwertet wird. Der erzeugte Strom wird im eigenen Betriebs- und Wertstoffhof eingesetzt und der Überschuss dem regionalen Energieversorger zur Verfügung gestellt. Die im Motor generierte Abwärme wird über einen Wärmetauscher für den Betrieb der Warmwasserversorgung in dem Behälterlager genutzt. Dadurch lassen sich Einsparungen im Heizölverbrauch realisieren. Dabei werden gleichzeitig die Schadstoffe im Deponiegas thermisch zerstört. Deponiegas ist hochenergetisch und stellt, eine zu nutzende regenerative Energiequelle dar.




Wenn eine Verwertung des Deponiegases z.B. wegen Reparatur- und Wartungsarbeiten der Gasmotoren nicht möglich ist, so muss das anfallende Deponiegas über eine Gasfackel abgebrannt werden.