Generaldirektion Wasserstraßen und Schifffahrt

5. Beschreibung und Bewertung der Auswirkungen des Vorhabens auf die Luftqualität

5.1 Bauphase

Die Baggerarbeiten werden entsprechend des Baggergutes mit Eimerkettenbaggern (EKB) und Hopperbaggern (HB) ausgeführt. In der Emissionsbetrachtung umfassen die Arbeiten des Eimerkettenbaggers auch den Betrieb der Schuten zum Abtransport des Baggergutes. Die Arbeiten des Hopperbaggers schließen das Baggern, den Transport und das Verspülen des Baggergutes ein. Emissionsfaktoren für diese Arbeiten sind in der Tab. II.11 angegeben. Sie beruhen auf Daten von Baggern, wie sie beim Fahrrinnenausbau zum Einsatz gelangen sollen ([Strom & Hafen 1995a], Anlage A.4).

Tab. II.11: Spezifische Emissionsfaktoren für Baggerarbeiten mit
- Eimerkettenbagger (EKB + Transport des Baggergutes mit Schuten)
- Hopperbagger (HB beim Baggern, Transportieren und Verspülen)

Schadstoffart	Baggerarbeiten mit Eimerkettenbagger (EKB) [kg/h]	Baggerarbeiten mit Hopperbagger (HB) [kg/h]
NOx	12,71	39,74
CO	1,91	5,96
HC	0,64	1,99
SO2	1,65	5,17
Ruß/Partikel	0,25	0,79

Für einen Vergleich der Emissionen der Arbeiten mit EKB und HB wurde die Baggerleistung als Bezugsgröße gewählt. Als Baggerleistung wird hier die durchschnittliche Baggermenge [m3] je Zeiteinheit [h] bezeichnet. Berücksichtigt ist hier auch der unterschiedliche Arbeitsrhythmus von EKB und HB. Somit ergibt sich bei einer Baggerleistung von 200 m3/h für EKB und 666 m3/h für HB ein Verhältnis der Emissionen von EKB/HB von 1,065. Dieses zeigt, daß sich die Arbeiten mit EKB und HB bezogen auf die Baggermenge unter den gegebenen Voraussetzungen nur geringfügig im Emissionsverhalten unterscheiden.

Die absoluten Abgasemissionen, die während der Baggerarbeiten emittiert werden, sind in Tab. II.12 dargestellt.

Tab. II.12: Abgasemissionen aufgrund der Baggerarbeiten in den USR 0 bis 3

Schad- stoffart	USR  0 + 1 m 689 - 748 WSA - Cuxhaven			USR  2 km 639 - 689 WSA - Hamburg			USR  3 km 609 - 639 Amt Strom- & Hafenbau
	EKB [t]	HB [t]	gesamt [t]	EKB [t]	HB [t]	gesamt [t]	EKB [t]	HB [t]	gesamt [t]
NOx	12,71	1491,54	1504,25	11,44	576,39	587,83	41,29	229,70	270,99
CO	1,91	223,73	225,64	1,72	86,46	88,17	6,19	34,45	40,65
HC	0,64	74,58	75,21	0,57	28,82	29,39	2,06	11,48	13,55
SO2	1,65	193,90	195,55	1,49	74,93	76,42	5,37	29,86	35,23
Ruß/Partikel	0,25	29,83	30,09	0,23	11,53	11,76	0,83	4,59	5,42

Um die absoluten Emissionen der Baggerarbeiten bewerten zu können, zeigt Tab. II.13 einen Vergleich zwischen den Baggermengen während der Fahrrinnenanpassung und den durchschnittlichen Baggermengen der Unterhaltungsbaggerei der Jahre 1990 - 1994.

Tab. II.13: Vergleich der durchschnittlichen Baggermengen 1990 - 1994 der Unterhaltungsbaggerei und der Baggermengen während der Fahrrinnenanpassung

USR	Unterhaltungsbaggerei [m3/anno] [WSA-Hamburg 1996] [Strom & Hafen 1995c]	Fahrrinnenanpassung [m3/anno] [Strom & Hafen 1995a]
0 + 1	5.156.000	16.800.000
2	9.174.000	6.533.000
3	500.000	4.500.000

Die pro Jahr bei der Fahrrinnenanpassung voraussichlich anfallenden Baggermengen ergeben sich aus den Gesamtbaggermengen und aus der erwarteten Dauer der Arbeiten [Strom & Hafen 1995a]. Letztere wurde für die USR 0-2 mit 1,5 Jahren und die des USR 3 mit 1 Jahr angesetzt.

Auffallend ist im USR 2, daß die Baggermenge der Fahrrinnenanpassung geringer als die der durchschnittlichen Unterhaltungsbaggerei ist. Somit sind die Abgasemissionen in diesem USR geringer als die durchschnittlichen Abgasemissionen der Unterhaltungsbaggerei der Jahre zuvor.

Auf der Grundlage der Baggermengen sind die Abgasemissionen der Baggerarbeiten für die Fahrrinnenanpassung gegenüber der Unterhaltungsbaggerei im USR 0+1 dreimal und im USR 3 neunmal höher. In diesem Zusammenhang stellen sich die Abgasemissionen der Baggerarbeiten sehr hoch dar. Diese relativieren sich natürlich im Bezug auf die Jahresemission des Schiffsverkehres.

Dieser beinhaltet eine Vielzahl an Schifftypen und -größen. Deshalb muß bei einem Vergleich der Emissionen durch Baggerarbeiten und durch den Schiffsverkehr zwischen den einzelnen Abgaskomponenten unterschieden werden. Interessante Ergebnisse sind in Tab. II.14 dargestellt.

Tab. II.14: Anteil der Emissionen durch Baggerarbeiten der Fahrrinnenanpassung an der Jahresemission durch den Schiffsverkehr (hier als Vergleich 1994)

USR	Schadstoffart	Anteil der Emission durch Baggerarbeiten an der Jahresemission durch den Schiffsverkehr (1994)
0 + 1	NOx	7,1 %
	SO2	1,5 %
3	NOx	7,3 %
	SO2	1,3 %

Um wirklich nur die Auswirkungen der Fahrrinnenanpassung zu verdeutlichen, wurden in dieser Betrachtung die Baggermengen der Fahrrinnenanpassung um die durchschnittliche Baggermenge der Unterhaltungsbaggerei verringert.

Immer noch beachtenswert sind die Emissionen der Stickoxide mit 7 %, obwohl im Vergleich zu anderen Schiffsverkehren für die Baggerarbeiten wenig Leistung erforderlich ist. Ausschlaggebend ist hier die lange Emissionsdauer (HB nahezu ununterbrochen das ganze Jahr). Gleiche Tendenzen sind bei den Emissionen von CO und HC vorhanden, jedoch sind hier die absoluten Emissionen deutlich niedriger.

Im Gegensatz dazu ist der Anteil der Emission von SO2 sehr niedrig. Während beim Schiffsverkehr Kraftstoffe mit einem Schwefelanteil bis 5 % zum Einsatz gelangen (verwendete durchschnittliche Werte siehe Tab. II.2), wird für die Baggerarbeiten ein durchschnittlicher Schwefelanteil im Kraftstoff von 0,3 % angenommen.

5.2 Zukünftiger Schiffsverkehr / Ausbauvariante

Auf der Grundlage der prognostizierten Verkehrszahlen des Jahres 2010 [PLANCO 1991], verringerter installierter Leistung und der technischen Entwicklung angepaßten Emissionsfaktoren erfolgt in diesem Abschnitt eine Prognose der Emissionsbelastung für das Jahr 2010.

Die Abgasemissionsbelastung des Jahres 2010 für die USR 0-3 sind in Tab. II.15 dargestellt.

Tab. II.15: Abgasemissionen der USR 0-3 für das Jahr 2010 (Ausbauvariante)

	Emissionen [t/nm/anno]
Schadstoffart	USR 0 Cuxhaven 25,37 nm	USR 1 Brunsbüttel 6,47 nm	USR 2 Unterelbe Tinsdal-St.Margarethe 26,99 nm	USR 3 Hafen Hamburg 16,19 nm
NOx	301,2	369,1	135,1	233,5
CO	42,2	49,2	18,0	34,6
HC	11,6	13,6	5,0	11,2
SO2	225,9	263,3	97,2	183,2
Ruß/Partikel	25,3	29,5	10,8	21,3

Ausgehend von einem gleichmäßigen Anstieg der Schiffsverkehre in allen USR ergeben sich gegenüber dem Ist-Zustand zwischen den USR keine neuen Tendenzen, d.h. weiterhin ist die höchste Emissionsbelastung im USR 1 Brunsbüttel zu finden.

Abb. II.3 zeigt die Emissionen der Schadstoffkomponenten im Vergleich zum Ist-Zustand (Werte in den Tabellen II.6 und II.15). Deutlich wird das unterschiedliche Emissionsniveau der betrachteten Schadstoffarten. Die Emissionen der Stickoxide und des Schwefeldioxids liegen signifikant über denen der anderen Schadstoffarten.

Trotz steigender Anzahl der Schiffsbewegungen um ca. 40 % bis zum Jahr 2010 erhöht sich die NOx-Emission nur um maximal 14 %. Ursache dafür sind zahlreiche Schiffsneubauten mit verringertem Emissionsniveau der einzelnen Motoren. In Erwartung zukünftiger Regelwerke werden bereits heute Motoren mit verringerter NOx-Emission hergestellt, deren Einsatz sich in Zukunft durchsetzen wird. Die durchschnittliche Antriebsleistung pro Größeneinheit ist auf heutigen Schiffen geringer, so daß insgesamt weniger Abgas entsteht.

Neue Motorkonstruktionen sind verstärkt auch durch geringere Ruß/Partikel-Emissionen gekennzeichnet, dabei ist jedoch zu beachten, daß kraftstoffbedingte Partikel-Emissionen hierdurch nicht zu beeinflussen sind. Trotz steigender Schiffszahlen werden sich somit die Ruß/Partikel-Emissionen nur geringfügig verändern.

Bei den Emissionen von CO und HC ist ein Anstieg von ca. 22 % zu verzeichnen. Die Emissionen befinden sich jedoch auf einem relativ niedrigen Niveau, so daß der absolute Anstieg sehr gering ausfällt.

Ebenfalls mit einem Anstieg um 22 % ist bei der SO2-Emission zu rechnen, wobei das bereits vorhandene relativ hohe Emissionsniveau zu beachten ist.

5.3 Auswirkungen auf die Immissionsbelastung

Der größte prozentuale Anstieg bei der Emissionsbelastung ist bei CO und HC zu erkennen. Das Emissionsniveau ist jedoch derartig gering, daß der absolute Anstieg der Emissionen vernachlässigbar ist. In der Immissionsbetrachtung sind diese Schadstoffe nicht als mengenmäßig bedeutsam eingestuft.

Der Anstieg der NOx-Emissionsbelastung in der Ausbauvariante ist mit 2,5 % bis 14 % gering. Die derzeitige Immissionsuntersuchung weist für die Schwerpunkträume Westerbüttel und Altendeich sehr geringe bis geringe Belastungen auf. Die Untersuchungen im Schwerpunktraum 3 Hafen Hamburg lassen geringe (Wertstufe 2) bis mittlere (Wertstufe 3) NO2-Belastungen erkennen.

Mit 14 bis 24 % Anstieg ist die SO2-Emission beachtenswert. Jedoch weisen die Immissionsuntersuchungen nur mittlere bis keine Belastungen bei den Langzeitwerten aus. Die Kurzzeitwerte dagegen stellen mittlere bis hohe Belastungen dar, wobei für den Hafen Hamburg keine Daten zur Verfügung stehen.

Mit der folgenden Betrachtung wird ein Versuch unternommen, die Auswirkungen der Emissionsbelastungen durch den Schiffsverkehr auf die Immissionsbelastung in den Schwerpunkträumen darzustellen (Abb. II.2).

Es soll angenommen werden, daß die gemessenen Schadstoffimmissionen ausschließlich durch den betrachteten Schiffsverkehr verursacht werden. Daß dies nicht der Fall ist, wurde bereits dargestellt. Folgende Angaben von 1987 [HH 1990] sollen dies verdeutlichen:

- Anteil des Schiffsverkehrs
an den Emissionen durch den Verkehr gesamt in Hamburg: 56% SO2 und 10% NOx

- Anteil des Schiffsverkehrs
an den Emissionen in Hamburg gesamt: 4% SO2 und 6% Nox

Diese Betrachtung stellt somit einen extrem ungünstigen Fall dar.

Der prozentuale Anstieg der Emissionen in der Ausbauvariante wird nun auf die Immissionen bezogen, um dadurch die Immissionsbelastung entsprechend der Ausbauvariante darzustellen. Die Wertstufen der Immissionsbelastung verschlechtern sich dabei im ungünstigsten Fall um eine Wertstufe. Aufgrund der für diese Darstellung gültigen Annahmen ist es jedoch nicht gerechtfertigt, von einer erheblichen Belastung zu sprechen. In den meisten Fällen wird außerdem die Wertstufengrenze nur geringfügig überschritten. In keinem Fall entsteht eine unzulässige Immissionsbelastung.

Somit wird klar, daß trotz eines signifikanten Anstieges der Schiffszahlen nur ein geringen Einfluß der Fahrrinnenanpassung auf die Abgasimmissionsbelastung zu erwarten ist.

Abb. II.2 Auswirkungen der Emissionsbelastung auf die Immissionsbelastung (Betrachtungsweise siehe Text) an den Meßstationen:
WB-Westerbüttel, AD-Altendeich, WH-Waltershof
SW-Steinwerder, VE-Veddel, HS-Hohe Schaar
WS-Wertstufe (vgl. Materialband Luft - Teil A "Immissionen der Luftschadstoffe)

nach oben