Generaldirektion Wasserstraßen und Schifffahrt

9.6 Luft

Die Auswirkungen der geplanten Fahrrinnenanpassung der Unter- und Außenelbe auf das Schutzgut Luft resultieren während der Bauphase aus den Luftschadstoff- und Lärmemissionen der für den Ausbau der Fahrrinne vorgesehenen Eimerketten- und Hopperbagger sowie nach Abschluß der Fahrrinnenanpassung aus den zukünftigen Schiffsverkehren auf der Unter- und Außenelbe.3. 9.6.1 Luftqualität 9.6.1.1 Auswirkungen während der Bauphase Bei der Berechnung der aus dem Baggerbetrieb resultierenden Schadstoffemissionen wurden für die beiden Baggertypen Arbeitsabläufe definiert, die folgende Arbeitsvorgänge umfassen:

Eimerkettenbagger: Baggern sowie Schleppen der Schuten beim Abtransport des Baggergutes

Hopperbagger: Baggern, Transport und Verklappen des Baggergutes Grundsätzlich unterscheidet sich bei gleicher Baggerleistung (durchschnittliche Baggermenge je Zeiteinheit) die emittierte Schadstoffmenge eines Eimerkettenbaggers nur geringfügig von der eines Hopperbaggers. Da im Rahmen der geplanten Fahrrinnenanpassung jedoch überwiegend Hopperbagger eingesetzt werden, ist ihr Anteil an den absoluten Abgasemissionen gegenüber dem der Eimerkettenbagger relativ hoch. Durch einen Vergleich der durchschnittlichen Baggermengen der Jahre 1990 bis 1994 mit den voraussichtlich bei der Fahrrinnenanpassung anfallenden Baggermengen lassen sich die beim Fahrrinnenausbau zusätzlich entstehenden Abgasemissionen abschätzen. Die in Tabelle 9.6 - gegenübergestellten Daten verdeutlichen, daß die Ausbaubaggermengen die durchschnittlichen Unterhaltungsbaggermengen im Bereich der Hamburger Delegationsstrecke um das mehr als 8fache und im Amtsbereich des WSA Cuxhaven um das knapp 1,5fache übertreffen. Im Amtsbereich des WSA Hamburg hingegen sind die Ausbaubaggermengen geringer als die durchschnittlichen Unterhaltungsbaggermengen. Da während der Bauphase parallel zu den Ausbaubaggerungen weiterhin die Unterhaltungsbaggerungen durchgeführt werden, entstehen in allen Amtsbereichen über die derzeitigen Belastungen hinaus zusätzliche Abgasemissionen. So werden die Abgasemissionen im Amtsbereich des WSA Hamburg um ca. 50% und im Amtsbereich des WSA Cuxhaven um rd. 155% ansteigen. Im Bereich der Hamburger Delegationsstrecke kommt es während der Bauphase ebenfalls zu einem signifikanten Anstieg der Abgasemissionen. Tab. 9.6 - 1: Vergleich der durchschnittlichen Unterhaltungsbaggermengen 1990-1994 mit den voraussichtlichen Ausbaubaggermengen
 

  Um die obigen Aussagen besser einschätzen zu können, verglich der GERMANISCHE LLOYD die absoluten Abgasemissionen während der Bauphase mit denen, die der derzeitige Schiffsverkehr (Schiffsverkehrszahlen von 1994) verursacht. Nach diesen Berechnungen werden sich die Emissionen durch die Ausbaubaggerungen gegenüber den Emissionen des aktuellen Schiffsverkehrs folgendermaßen verhalten:

Die zu erwartenden Emissionen von Stickoxiden während der Bauphase entsprechen ca. 7% der durch den derzeitigen Schiffsverkehr verursachten NO_x-Emissionen. Dieser relativ hohe Anteil resultiert aus der langen Emissionsdauer der Hopperbagger. Dieser Trend läßt sich auch bei den CO- und HC-Emissionen nachweisen, wobei hier die absoluten Emissionen deutlich niedriger sind.

Die baggerbedingten SO₂-Emissionen werden ca. 1% der durch den derzeitigen Schiffsverkehr emittierten Schadstoffmengen betragen. Dieser relativ niedrige Anteil läßt sich darauf zurückführen, daß bei den Berechnungen für die Baggerarbeiten ein durchschnittlicher Schwefelanteil im Kraftstoff von 0,3% angenommen wurde. Als Fazit dieser Betrachtungen läßt sich festhalten, daß die Abgasemissionen während der Bauphase nur einen geringen Teil der Emissionen durch den derzeitigen Schiffsverkehr ausmachen und die Auswirkungen auf die Luftqualität während der Bauphase als nicht erheblich bezeichnet werden können.7. 9.6.1.2 Schadstoffemissionen des zukünftigen Schiffsverkehrs Die Berechnung der zukünftigen Abgasemissionsbelastung erfolgt auf der Grundlage der für das Jahr 2010 prognostizierten Verkehrszahlen (PLANCO CONSULTING GMBH 1991), wobei die Prognoserechnungen bestimmte technische Veränderungen der zukünftig in Schiffen eingesetzten Motoren berücksichtigen. Die Entwicklung der zukünftigen Abgasemissionen von Schiffen wird demnach im wesentlichen von folgenden Faktoren bestimmt:

Dem Anstieg der Schiffsverkehre bis zum Jahr 2010.

Einer verringerten Emission bestimmter Abgaskomponenten aufgrund technischer Verbesserungen. Diese führen auch dazu, daß sich die durchschnittliche Antriebsleistung pro Größeneinheit verringert und somit insgesamt weniger Abgas entstehen wird. Diese Faktoren werden sich auf das Emissionsniveau der einzelnen Luftschadstoffe unterschiedlich auswirken. Grundsätzlich werden die heute mengenmäßig bedeutsamsten Luftschadstoffe Schwefeldioxid und Stickoxide auch in Zukunft die Emissionen der anderen Schadstoffarten deutlich übertreffen. Prozentual wird der Anstieg der SO₂-Emissionen maximal 24% betragen. Die NO_x-Emissionen werden sich bis zum Jahr 2010 um maximal 14% erhöhen, weil hier der Einsatz von Motoren mit verringertem NO_x-Ausstoß in den Schiffsneubauten zum Tragen kommt. Da sich bereits die heute hergestellten Motoren aufgrund zu erwartender Verschärfungen zukünftiger Regelwerke durch reduzierte NO_x-Emissionen auszeichnen, ist davon auszugehen, daß sich der Einsatz dieser Motoren in Zukunft durchsetzen wird. Der prozentuale Anstieg der CO- und HC-Emissionen wird ca. 22% betragen, wobei der absolute Anstieg aufgrund des insgesamt niedrigen Emissionsniveaus dieser Schadstoffe gering ausfallen wird. Die Ruß/Partikel-Emissionen werden hingegen vermutlich geringfügig zurückgehen, da die neuen Motorkonstruktionen ebenfalls durch geringere Emissionen dieser Komponenten gekennzeichnet sind. Beim Vergleich der Abgasemissionen in den vier Untersuchungsräumen wird sich der aktuelle Trend fortsetzen. Da das Emissionsniveau hauptsächlich von der Anzahl der Schiffs- passagen abhängt, wird bei einem gleichmäßigen Anstieg der Schiffsverkehre auch zukünftig die höchste schiffsbedingte Emissionsbelastung im Untersuchungsraum 1 "Brunsbüttel" herrschen. Die aus der Betriebsweise des Schiffsverkehrs im Hamburger Hafen resultierenden Unterschiede zwischen den Untersuchungsräumen 2 (Tinsdal bis St. Margarethen) und 3 (Hamburger Hafen) werden auch zukünftig bestehen (vgl. Kap. 7.6). 9.6.1.3 Auswirkungen auf die Immissionsbelastung Grundsätzlich gilt auch bei der Prognose, daß eine Zuordnung der Abgasemissionen zur Immissionsbelastung nur im Rahmen einer sehr groben Abschätzung erfolgen kann. Der Versuch einer Darstellung der Auswirkungen der schiffsbedingten Emissionen auf die Immissionsbelastung in den Schwerpunkträumen erfolgt unter der Annahme, daß die an den Luftmeßstationen gemessenen Schadstoffimmissionen ausschließlich durch den Schiffsverkehr verursacht werden. Diese Betrachtung stellt somit einen extrem ungünstigen Fall dar, weil andere Emittenten (Kfz-Verkehr, Kraftwerke, Industrie oder Hausbrand) völlig unberücksichtigt bleiben. Unter der o. g. Prämisse wird der prozentuale Anstieg der Emissionen in der Ausbauvariante auf die derzeitige Luftbelastung mit NO₂ und SO₂ bezogen (vgl. Kap. 7.6). Die so ermittelte zukünftige Immissionsbelastung mit diesen Schadstoffen würde im ungünstigsten Fall zu einer Verschlechterung der Luftqualität um eine Wertstufe führen, wobei die Grenze der nächst schlechteren Wertstufe zumeist nur geringfügig überschritten wird (vgl. Abb. 9.6 - 1). Hieraus läßt sich wiederum der Schluß ziehen, daß bei Berücksichtigung anderer Emittenten maßnahmebedingt keine Veränderungen der Wertstufen zu erwarten sind. Zusammenfassend läßt sich also feststellen, daß der prognostizierte Anstieg der Schiffsverkehrszahlen nur geringe Auswirkungen auf die Luftqualität haben wird. Selbst unter der Annahme des extrem ungünstigen Falles, daß der Schiffsverkehr alleiniger Verursacher der Immissionsbelastung ist, werden keine wesentlichen Veränderungen der derzeitigen Luftqualität erwartet. Obwohl die realistische Variante, die den Einfluß anderer Emittenten berücksichtigt, nicht berechnet wurde, läßt sich die Aussage treffen, daß die durch den zukünftigen Schiffsverkehr verursachten Abgasemissionen keine erheblichen Auswirkungen auf die Immissionssituation im Untersuchungsgebiet haben werden. Abb. 9.6 - 1: Gegenüberstellung von derzeitiger und prognostizierter Immissionsbelastung

Hinweis: In dieser Abbildung sind die tatsächlich gemessenen Immissionen den berechneten zukünftigen Immissionen gegenübergestellt. Die Berechnung erfolgte unter der extrem ungünstigen Annahme, daß der Schiffsverkehr alleiniger Verursacher der Immissionsbelastung ist (worst case). 9.6.2 Lärm 9.6.2.1 Auswirkungen während der Bauphase13. Bei der geplanten Fahrrinnenanpassung werden sowohl Hopper- als auch Eimerkettenbagger zum Einsatz kommen. Die vom GERMANISCHEN LLOYD durchgeführten Prognoserechnungen basieren auf den Angaben der TdV über die Betriebsweise und durchschnittliche Leistung der Bagger, die Dauer des Einsatzes sowie die Länge der Baggerabschnitte (Baggerfelder). Den Prognoserechnungen liegen die durch Messungen ermittelten Schalleistungspegel von 119 dB(A)¹⁾ beim Eimerketten- und von 75 dB(A)²⁾ beim Hopperbagger zugrunde (vgl. Kap. 7.6.2). Im Bereich der Hamburger Delegationsstrecke werden die Hopperbagger die bereits durch den fließenden Schiffsverkehr verursachte Lärmbelastung nur unwesentlich erhöhen. Die für insgesamt 14 in Ufernähe gelegene Immissionspunkte durchgeführten Einzelpunktberechnungen ergeben Beurteilungspegel zwischen 31,6 dB(A) und 35,8 dB(A), was einer geringen bis mittleren Lärmbelastung entspricht (vgl. Tab. 9.6 - ). Demgegenüber werden die nur tagsüber eingesetzten Eimerkettenbagger zu einer signifikanten Erhöhung der Geräuschbelastung an den Immissionspunkten führen. Die prognostizierten Werte erreichen maximal 59,0 dB(A) und entsprechen einer hohen Lärmbelastung [Differenz D= +4 dB(A)]. Sie überschreiten damit deutlich den in der AVV Baulärm genannten Richtwert von 50 dB(A). Diese hohe Lärmbelastung wird im wesentlichen die ufernahen Wohngebiete zwischen Othmarschen und Blankenese betreffen und stellt für diese Bereiche eine erhebliche Beeinträchtigung dar (vgl. Abb. 9.6 - ). Der Richtwert von 50 dB(A) wird nach den Berechnungen des GERMANISCHEN LLOYDS an dem in Nienstedten gelegenen Immissionspunkt IP 5 an maximal 23 zusammenhängenden Tagen überschritten. Bei einer Beauftragung von Fremdfirmen, die erfahrungsgemäß Eimerkettenbagger mit Schalleistungspegeln von mehr als 119 dB(A) einsetzen, wäre sogar mit sehr hohen Lärmbelastungen (Wertstufe 5) zu rechnen, die den Richtwert an mehr als 23 zusammenhängenden Tagen überschreiten. Die Gegenüberstellung der Beurteilungspegel ausgewählter Immissionspunkte für den Tag und die Nacht verdeutlicht, daß die Lärmbelastung am Tage beinahe ausschließlich von den Schallemissionen der Eimerkettenbagger abhängt. Der Einfluß der Hopperbagger kommt hingegen erst nachts zum Tragen, wenn die Eimerkettenbagger nicht mehr im Einsatz sind (vgl. Tab. 9.6 - 2). Abb. 9.6 - 2: Baggerbedingte Lärmimmissionen am Tage im Bereich Nienstedten

Tab. 9.6 - 2: Bewertung der baggerbedingten Lärmimmissionen an ausgewählten Immissionspunkten
 

Die Ermittlung der Lärmemissionen im Bereich der Unterelbe erfolgte exemplarisch anhand von zwei unterschiedlich langen Baggerfeldern, weil von der Länge des Baggerfeldes die für die Intensität der Schallemissionen maßgebliche Zahl der Baggerbewegungen pro Stunde abhängt. Die Berechnungen wurden für ein Baggerfeld von 900 m Länge (Beispiel Wedel, vgl. Abb. 9.6 - 3) und ein Baggerfeld von 100 m Länge (Beispiel Lühesand, vgl. Abb. 9.6 - 4) durchgeführt. Da nach den Angaben des WSA Hamburg Eimerkettenbagger im Bereich der Revierstrecke nur zum Einsatz kommen, um örtlich möglicherweise auftretende Geschiebemergelreste zu entfernen, wurden bei den Prognoserechnungen für die Unterelbe nur Hopperbagger berücksichtigt. Das Baggerfeld "Wedel" befindet sich in einem Abstand von mindestens 200 m zum nächsten Wohngebiet. Der Beurteilungspegel in 200 m Entfernung beträgt 42,6 dB(A). Hieraus ergibt sich tagsüber eine Differenz D von -12,4 dB(A) und somit eine sehr geringe Lärmbelastung (Wertstufe 1). In der Nacht beträgt die Differenz D hingegen + 2,6 dB(A), so daß eine hohe Belastung (Wertstufe 4) herrscht (vgl. Tab. 9.6 - 3). Abb. 9.6 - 3: 900 m-Baggerfeld (Beispiel "Wedel")

Tab. 9.6 - 3: Bewertung der Lärmimmissionen im Bereich des Baggerfeldes "Wedel"
 

  Das Baggerfeld "Lühesand" liegt in einem Abstand von ca. 400 m zu einer Wochenendhaussiedlung auf der Insel Lühesand, für die die gleichen Immissionsrichtwerte wie in reinen Wohngebieten gelten [50 dB(A) am Tag; 35 dB(A) in der Nacht]. Wie sich Tabelle 9.6 - entnehmen läßt, beträgt der Beurteilungspegel in 400 m Entfernung vom Baggerfeld 37,7 dB(A). Die hieraus abzuleitende Differenz D beträgt am Tage -17,3 dB(A) und zeigt eine sehr geringe Lärmbelastung an. In der Nacht beträgt die Differenz D -2,3 dB(A), was einer mittleren Lärmbelastung entspricht (vgl. Tab. 9.6 - 4). Abb. 9.6 - 4: Prinzipskizze des 100 m-Baggerfeldes (Beispiel "Lühesand")

Tab. 9.6 - 4: Bewertung der Lärmimmissionen im Bereich des Baggerfeldes "Lühesand"
 

9.6.2.2 Auswirkungen des zukünftigen Schiffsverkehrs Die Berechnung der zukünftig durch den fließenden Schiffsverkehr bedingten Schallimmissionen basiert auf dem von der PLANCO CONSULTING GMBH (1991) prognostizierten Anstieg des Schiffsverkehrs um 35% bis zum Jahr 2010. Diese Zunahme wird den Berechnungen des GERMANISCHEN LLOYDS zufolge nur eine geringfügige Veränderung der derzeitigen Lärmbelastungen bewirken. So werden auch in Zukunft die Beurteilungspegel in den ufernahen Wohngebieten entlang der Hamburger Delegationsstrecke zwischen 45 dB(A) und 50 dB(A) liegen. Die maximalen Veränderungen werden für die Immissionspunkte 8 und 10 prognostiziert, wo sich die Beurteilungspegel um 1,2 dB(A) auf 50,1 bzw. 50,0 dB(A) erhöhen. Obwohl an den Immissionspunkten 8 und 10 dadurch die Grenze zwischen zwei Wertstufen überschritten wird, ist wegen der kaum wahrnehmbaren Veränderung nicht von einer erheblichen Beeinträchtigung auszugehen. Wie bereits in Kapitel 7.6 erläutert wurde, nehmen die betroffenen Anwohner vermutlich weniger den Schiffsverkehr sondern eher andere Geräuschquellen (Straßenverkehr der Elbchaussee, Gewerbe- und Industrielärm der Containerumschlaganlagen im Hafen) subjektiv als Belästigung wahr. Tab. 9.6 - 5: Veränderung der schiffsbedingten Lärmbelastung an ausgewählten Immissionspunkten der Hamburger Delegationsstrecke
 

Die Prognose der zukünftigen Lärmbelastung im Bereich der Unterelbe basiert ebenfalls auf dem für den Hamburger Bereich vorausgesagten Anstieg des Schiffsverkehrs um 35%, aus dem sich eine Erhöhung der Lärmemissionen durch den fließenden Schiffsverkehr um knapp 1,5 dB(A) ergibt. Die für den Bereich Brunsbüttel durchgeführte Ausbreitungsrechnung der Schallpegelabnahme zeigt, daß sich bei Zugrundelegung des Richtwertes für reine Wohngebiete der Bereich mit einer hohen Lärmbelastung in der Nacht um 100 m erweitert. Während unter den derzeitigen Bedingungen in einer Entfernung von 300 m zwischen Fahrrinnenrand und Immissionsort die Wertstufe 3 erreicht wird, geschieht dies in Zukunft erst in einer Entfernung von 400 m. Diese Verschiebung wird jedoch als nicht erheblich eingestuft, da sich die reinen Wohngebiete einerseits in größerer Entfernung zum Fahrrinnenrand befinden und andererseits überwiegend hinter einem Deich liegen, der als Lärmbarriere eine Reduzierung der Schallimmissionen bewirkt. Für die in ländlichen Gebieten überwiegend vorhandenen Mischgebiete gilt schließlich der um 10 dB(A) höhere Richtwert, so daß erhebliche Beeinträchtigungen auch dort nicht zu erwarten sind. Da den bisherigen Erkenntnissen zufolge nach dem Fahrrinnenausbau der Umfang der Unterhaltungsbaggerungen nicht zunehmen wird (vgl. Kap. 9.1.3.5), ist selbst bei einer geringfügigen Zunahme keine spürbare Veränderung der zukünftigen Lärmbelastung zu erwarten. 9.6.3 Fazit Die Auswirkungen der geplanten Fahrrinnenanpassung auf das Schutzgut Luft resultieren einerseits aus den Abgasemissionen während der Bauphase. Der Vergleich der für die Bauphase errechneten Emissionen mit denen des derzeitigen Schiffsverkehrs zeigt, daß die Emissionen des derzeitigen Schiffsverkehrs deutlich höher liegen als die baggerbedingten Emissionen. Somit sind während der Bauphase keine erheblichen Auswirkungen auf die Luftqualität zu erwarten. Andererseits kommt es während der Bauphase zu Beeinträchtigungen durch die baggerbedingten Lärmemissionen. Während durch den Einsatz von Hopperbaggern weder im Bereich der Delegationsstrecke noch in der Unter- und Außenelbe mit erheblichen Beeinträchtigungen zu rechnen ist, verursacht der Einsatz von Eimerkettenbaggern eine signifikante Erhöhung der Geräuschbelastung in den ufernahen Wohngebieten zwischen Othmarschen und Blankenese. Da die prognostizierten Geräuschpegel den zulässigen Richtwert deutlich überschreiten, handelt es sich um eine erhebliche Beeinträchtigung der ufernahen Wohngebiete zwischen Othmarschen und Blankenese. Nach den Berechnungen des Fachgutachters wird der Richtwert an maximal 23 zusammenhängenden Tagen überschritten. Bei einer Beauftragung von Fremdfirmen ist mit sogar noch höheren Lärmbelastungen an mehr als 23 zusammenhängenden Tagen zu rechnen. Die langfristigen Auswirkungen auf das Schutzgut Luft ergeben sich aus dem prognostizierten Anstieg der Schiffsverkehrszahlen und den damit einhergehenden Erhöhungen der Luftschadstoff- und Lärmemissionen. Die Abschätzung der möglichen Auswirkungen auf die Luftqualität erfolgte unter der Annahme des extrem ungünstigen Falles, daß der Schiffsverkehr alleiniger Verursacher der Immissionsbelastung ist. Die Berechnungen ergaben, daß selbst bei dieser extrem ungünstigen Annahme keine erheblichen Beeinträchtigungen der derzeitigen Luftqualität zu erwarten sind. Darüber hinaus wird sich die Lärmbelastung durch eine Zunahme des Schiffsverkehrs nur geringfügig erhöhen, so daß die langfristigen Beeinträchtigungen durch Lärmimmissionen ebenfalls als nicht erheblich zu bewerten sind.   Fußnoten:   1.) L_WA mittlerer Schalleistungspegel (incl. Impulszuschlag) 2.) L_WA' längenbezogener Schalleistungspegel  

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