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Technologien zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen bei stillgelegten Siedlungsabfalldeponien

Erstellung einer Potentialanalyse für die aerobe in-situ-Stabilisierung der Altablagerung „Drachensee“ in Kiel

Das Problem

Bei dem Abbau organischer Müllbestandteile unter Deponiebedingungen bildet sich unter anderem Methangas. Eine Tatsache, die bei den mit Abfall beschäftigten Berufsgruppen heute zum Allgemeinwissen gehört. Das war leider nicht immer so.

Bis weit in die sechziger Jahren hinein wurden ehemalige Müllkippen geschlossen und besonders in Städten mit geringer Flächenausstattung und wachsenden Einwohnerzahlen bzw. wachsenden Ansprüchen an die Bereitstellung von Gewerbeflächen anschließend teilweise sogar für eine bauliche Folgenutzung vorgesehen.

Zum größten Teil wurde die Müllbeseitigung von den Kommunen selbst betrieben. Die Deponierung fand auf kommunalen Flächen statt, so dass die Kommunen nach der Umnutzung und in der Regel nach dem Verkauf dieser Flächen an private Investoren, als Handlungsstörer in der Pflicht bleiben, Gefahrensituationen, die zum Beispiel durch das Deponiegas hervorgerufen werden, zu beseitigen.

Ein solcher Fall, mit gemischten (städtischen und privaten) Eigentumsverhältnissen und einer durch Deponiegas hervorgerufenen Gefahrensituation, ist die Altablagerung „Drachensee“.

Die Historie

Bei der Abfallablagerung „Drachensee“ handelt es sich um ein ehemaliges Ton- und Kiesabbaugebiet, dessen Gruben im Zeitraum zwischen 1950 und 1965 mit Hausmüll, Gewerbeabfällen, Bauschutt, pflanzlichen Abfällen und Bodenaushub verfüllt wurden.

Im Rahmen eines Bauvorhabens auf der Altablagerung wurden 1990 hohe Methangaskonzentrationen in der Bodenluft festgestellt. Auch bei folgenden Gasmessungen in Regenwassereinläufen, Kellern und Revisionsschächten von Gebäuden und dem Domschacht einer Betankungsanlage wurde Deponiegas angetroffen. Noch im gleichen Jahr erstellte ein Gutachterbüro eine detaillierte Gefährdungsabschätzung für alle Gefährdungspfade (Wasser, Boden, Luft).

Gefährdung durch das Deponiegas:

Deponiegas ist in Abhängigkeit von seiner Zusammensetzung bei Methangehalten zwischen 5 bis 15 Volumenprozent explosionsfähig. Bei Konzentrationen über 15 Prozent ist es brennbar.

Aufgrund seiner Eigenschaften als Gas kann es durch Risse und Revisionsschächte in Gebäude eindringen, wo es nicht nur durch seine explosiven und brennbaren Eigenschaften eine Gefahr darstellt, sondern auch durch die Eigenschaft, den Sauerstoff aus der Atemluft zu verdrängen.

Gaswanderungen in die angrenzenden Gebiete der Deponie sind jederzeit möglich und wurden im Rahmen der Untersuchungen auch festgestellt. Methan ist 25 Mal so klimaschädlich wie Kohlendioxid.

Die Situation

Die Altablagerung erstreckt sich über eine Fläche von etwa 2,95 Hektar. Bei einer durchschnittlichen Mächtigkeit von 14 Metern ergibt sich ein Volumen von 413.000 Kubikmeter.

Lageplan der Nutzungen auf der Altablagerung
    Nutzungssituation auf der Altablagerung

Seit dem Jahr 1996 wird von der Landeshauptstadt Kiel, zum Schutz der Menschen und der Bebauung, im Rahmen einer Gefahrenabwehrmaßnahme Deponiegas aus dem Körper der Altablagerung „Drachensee“ abgesaugt. Das Gebiet zeichnet sich durch eine ausgeprägte Nutzungsvielfalt aus. Im westlichen unter Landschaftsschutz stehenden Bereich befinden sich Kleingärten, ein Hundesportplatz sowie Wanderwege. Dort ist die Altablagerung mit unterschiedlichen Bodenmaterialien abgedeckt.

Im östlichen Bereich ist sie größtenteils bebaut, asphaltiert beziehungsweise gepflastert und wird dort gewerblich genutzt. Das im Deponiekörper durch Zersetzung des Mülls unter Sauerstoffabschluss gebildete Deponiegas wird zurzeit über neun Gasbrunnen gefasst und thermisch behandelt (VocsiBox).

Nach dem bisherigen Verlauf muss davon ausgegangen werden, dass die Gasfassung und -behandlung in der bisherigen Betriebsweise noch über viele Jahre bis zu einigen Jahrzehnten erforderlich wäre. Weiterhin wäre in diesem Zeitraum auch mit unkontrollierten Emissionen klimaschädlicher Deponiegase zu rechnen.

Das Ziel

Kondensatschacht
Kondensatschacht des aktuellen Gasfassungssystems
(Foto: Umweltschutzamt)

Da der Gaserfassungsgrad und das Gasbildungspotenzial nicht bekannt sind, sich bisher aber kein Ende der Deponiegasproduktion abzeichnet, wird von der Landeshauptstadt Kiel eine Deponiebelüftung zur beschleunigten Beendigung der aktiven Gaserfassung und zur nachhaltigen Reduzierung klimaschädlicher Deponiegasemissionen angestrebt. Die Entscheidung über die Zweckmäßigkeit einer solchen Maßnahme kann jedoch erst auf der Grundlage einer sogenannten Potenzialanalyse getroffen werden.

Vor diesem Hintergrund wurde über den Projektträger Jülich (PTJ) ein Antrag auf Gewährung von Bundeszuwendungen zur Erstellung einer Potenzialanalyse als Klimaschutzteilkonzept im Rahmen der Nationalen Klimaschutzinitiative gestellt. Die Förderung wurde mittlerweile bewilligt.

Das Projekt

Durch die Potentialanalyse soll ermittelt werden, ob mit Hilfe gezielter Belüftungsmaßnahmen des Deponiekörpers klimarelevante Methanemissionen signifikant reduziert werden können, unter Beibehaltung der erforderlichen Gefahrenabwehr.

Als Entscheidungsgrundlage soll unter anderem das Potenzial an vermeidbaren klimarelevanten Methanemissionen, quantifiziert als Kohlendioxidäquivalente (CO2eq.) anhand von Abfallfeststoffproben aus dem Deponiekörper, ermittelt werden (Quantifizierung bioverfügbarer Restorganik, deren anaerober Abbau zu langfristigen Methanemissionen führt).

Ferner soll in Verbindung mit Belüftungsversuchen die geeignete Technologie zur Deponiebelüftung zur weitgehenden und effizienten Reduzierung klimarelevanter Methanemissionen ermittelt werden.

Gasverdichtungsstation
In der Gasverdichtungsstation wird das Deponiegas
abgesaugt und dann schadlos beseitigt
(Foto: Umweltschutzamt)
 

Kontakt

Für weitere Information steht Ihnen Ihr Ansprechpartner für Altlasten und Bodenschutz gern zur Verfügung:

Olaf Moll-Jürgens
Landeshauptstadt Kiel
Umweltschutzamt - Altlasten, Bodenschutz
Telefon 0431 / 901-3770
E-Mail olaf.moll-juergens@kiel.de

Projektförderung

Das Projekt wird vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit mit den Mittel der Nationalen Klimaschutzinitiative gefördert. http://www.klimaschutz.de/

Projektträger: PtJ Projektträger Jülich, Forschungszentrum Jülich www.ptj.de/klimaschutzinitiative-kommunen
Projekttitel: Erstellung einer Potentialanalyse für die aerobe in situ Stabilisierung der Altablagerung „Drachensee“ in Kiel
Förderkennzeichen: 03K00263
Laufzeit: 1. November 2014 bis 31. Oktober 2015

  


Logos des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit sowie der Nationalen Klimaschutzinitiative