CO² - Bilanz im Leitungsbau - dvgw-bb.de

CO²
-
vom CO²
Bilanz im Leitungsbau –
-
„neutralen“
Kraftwerk
zum klimafreundlichen Leitungsbau
6. Internationale Leitungsbausymposium
„Neue Herausforderungen im Leitungsbau“
Prof. Jens Hölterhoff H lterhoff
Hochschule Wismar
Vorstandsvorsitzender GSTT

CO²
„neutrales“
Ökologische / Ökonomische
Aspekte beim Leitungsbau
■
Baumaschinen
■
Kraftwerk
Bauverfahren

Quelle: UBA

Kohle wird nicht wie in herkömmlichen Kraftwerken mit
Luft, sondern mit einem Sauerstoff/Rauchgas-Gemisch
verbrannt. Da das Rauchgas nach der Verbrennung
somit im Wesentlichen nur noch aus den Komponenten
CO2 und H2O besteht, wird eine Abscheidung des
Kohlendioxid, zum Beispiel zur Endlagerung unter
Tage, möglich.
Kohlekraftwerk
mit CO²
Abscheidung

Wirkungsgrad des Kraftwerks geht zurück, beim Pilotprojekt von
42,7 auf 34 Prozent. Während also bisher rund 280 g Kohle pro
kWh benötigt werden, erhöht sich beim so genannten CO²-freien
Kraftwerk der Kohleverbrauch auf rund 350 g pro kWh
CO²-Verflüssigung, Transport und Endlagerung erhöhen die Kosten.
Die Konzerne kalkulieren 50 – 60 Euro pro Tonne CO². Ein
Steinkohlekraftwerk der Mittellast mit 700 MW verbraucht im Jahr
rund eine Mio. Tonnen Kohle, es entstehen rund drei Mio. Tonnen
CO² mit einem Volumen von 1500 Mio. m³. CO² lässt sich durch
Druck auf 55 bar bei 20 Grad Celsius verflüssigen. In der durch
Druck verflüssigten Form nimmt diese CO²-Menge noch ein
Volumen von 4 Mio. m³ ein.
Potentielle Gefahr durch Endlager? Als Endlager kommen
erschöpfte Gasund Erdöllagerstätten in Frage wie das
norwegische Snövhit-Feld unter der Nordsee. Dort sollen
750.000 t/a verflüssigtes CO² in eine Tiefe von 2,5 km unter den
Meeresboden gepresst werden. Die Kapazität des Speichers
soll für rund 20 Jahre reichen

Die Endlagerung von CO2 unter Tage verlangt dichte Lagerstätten,
es darf weder langsam an die Oberfläche diffundieren, noch in
plötzlichen Ausbrüchen in großer Menge zu Tage treten, denn
ansonsten birgt das Vorhaben große Gefahren.
CO²-Gas ist schwerer als Luft, es sammelt sich daher an tiefen
Stellen, wenn die Luftbewegung eingeschränkt ist. Konzentrationen
über 10% CO² in der Atemluft führen zur Bewusstlosigkeit. Da CO²
geruchlos ist, kann ansteigender Gehalt in der Luft vom Menschen
nicht bemerkt werden. Bodennahe CO²-Ansammlungen führen bei
höheren Konzentrationen zum Ersticken.
Im Jahr 1986 gab es am Nyos-See, einem Kratersee in Kamerun,
eine Naturkatastrophe, bei der rund 2000 Menschen zu Tode kamen.
Dort wurde explosionsartig eine CO²-Gaswolke aus dem See
freigesetzt, die alles atmende Leben erstickte.

Fazit:
Verminderung der CO² CO
( 3 Mio. t CO²
aber:
Emission
/ a aus 700 MW Steinkohlenkraftwerk )
Höhere here Stromkosten
( hohe Investitionskosten, schlechterer Wirkungsgrad,
CO²-Verflüssigung, Transport und Endlagerung )
Mögliche gliche Gefahren aus Endlagerung

Möglichkeiten glichkeiten der Verminderung der
CO² CO Emission im Leitungsbau
Baumaschinen
Bauverfahren

Motor eines Radladers verbringt bis zu 40 Prozent der Zeit im Leerlauf
Problem der Dieselmotoren – geringes Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen –
kann durch „Drehmomentschub“ des Elektromotor aus dem Stand mit einem
Drehmoment von bis zu 700 Nm überwunden werden

Bei 260 KW Leistung
~ 26 - 30 Liter Diesel / h
≥
3 l/h Einsparung
Bei 2,64 Kg CO²/l
= 7,92 Kg weniger CO²/h
bei 170 h = 1,35 t / Monat
bzw. 6,75 t ( bei 50 % )

Möglichkeiten glichkeiten der Verminderung der
CO² CO Emission im Leitungsbau
Baumaschinen
Fazit:
durch konsequente Weiterentwicklung
der Baumaschinen können k nnen in Zukunft bis zu
50% der CO² CO Emissionen vermindert werden,
bei deutlich reduzierten Betriebskosten

Möglichkeiten glichkeiten der Verminderung der
CO² CO Emission im Leitungsbau
Bauverfahren

Was passiert, wenn hier
unterirdische Leitungen
repariert oder erneuert
werden müssen?

Der Blick in die Unterwelt:
Das Leitungs-Spinnennetz

Der Planer entscheidet, ob
in seiner Stadt beim
Sanieren des
Leitungsnetzes die
Baustellen weiterhin so
aussehen…

…oder so, wenn
NO DIG Technologien
eingesetzt werden!

Vergleich der geschlossenen mit der offenen
Rohrverlegung in Bezug auf den CO 2-Aussto
Ausstoß
verwendeten Maschinentechnik
Allgemeine Projektdaten:
Projektdaten
Verwendungszweck: Abwasserkanal
Lage und Umgebung: innerstädtisch; innerst dtisch; zweispurige Straße; Stra e; linker
Trassenlänge:
Trassenl nge:
Fahrstreifen; Grünstreifen Gr nstreifen vorhanden 3m
250 m
Trassentiefe:
4,50 m
Trassenbreite: 1,50 m
Kanalrohre: DN 600 (Vortriebsrohr DA 760)
Geologie: Sand/Ton (Dichte 1,70 t/m³) t/m
Grundwasser: ohne
CO 2-Emissionen
Emissionen bezogen auf verschiedene Brennstoffe
(UBA Umwelt-Bundes
Umwelt Bundes-Amt): Amt): Benzin 2,33kg CO 2 pro Liter Benzin (UBA)
Diesel 2,64kg CO 2 pro Liter Diesel (UBA)
der

Vergleich der geschlossenen mit der offenen
Rohrverlegung in Bezug auf den CO 2-Aussto
Ausstoß
verwendeten Maschinentechnik
Voraussetzung:
• Baustellensituation: gut
• 100% Abtransport Aushub
• Treibstoffverbrauch Liter/kWh aus Zahlentafeln für f r den Baubetrieb
• Verbrauch Diesel in l CO ² -Aussto Ausstoß in kg Verbrennungsprodukt CO ² :
3,154 kg CO ² /kg Kraftstoff x 0,82 kg/L (Diesel) = 2,64 kg CO ² /Liter
• Leistungskorrektur dient zur Anpassung der möglichen m glichen an die
durchschnittlich aufzubringende Leistung
• Asphaltaufbereitung: pro 1 Tonne ca. 7-8 7 8 l Diesel
Offene Bauweise (70 Tage):
Grabenherstellung + Verlegung + Verfüllung Verf llung + Verdichten: max. 4 m pro Tag
(ohne Straßenaufbau)
Stra enaufbau)
Seitenstreifenfertiger max. Arbeitsbreite 2 m
Grabenlose Bauweise (40 Tage):
Vortriebsleistung: ca. 4 Rohre (12 m) tägl.; t gl.; HSP170
Startschacht: DN 3000/DA 3600; Zielschacht: 2x DN2500/DA3000
(Stahlbetonsegmente); Einbauzeit gesamt: 30 h
der

Betriebsdaten aus der BGL 2007

Betriebsdaten aus der BGL 2007

Vergleich der geschlossenen mit der offenen
Rohrverlegung in Bezug auf den CO 2-Aussto
Ausstoß
verwendeten Maschinentechnik
Grabenlose Bauweise
Konventionelle Bauweise
267 %
mehr
CO ² -Aussto Ausstoß!
22,2 Tonnen CO ²
59,2 Tonnen CO ²
der

Ökonomische / Ökologische Aspekte
CO ² -Emission Emission staubedingt, offene
Bauweise:
100 Kraftfahrzeuge / Staudauer 15 Minuten

Ökonomische / Ökologische Aspekte
CO ² -Emission Emission staubedingt, offene
Bauweise:
100 Kraftfahrzeuge / Staudauer 15 Minuten
(i.M i.M. . 2,48 Kg CO ²
→
→
→
→
→
0,62 t CO ²
2,48 t CO ²
14,88 t CO ²
74,44 t CO ²
1.041,60 t CO ²
/ L i.M. i.M.
10 L / h Verbrauch)
(100 Kfz pro 15 Minuten) Minuten
(100 Kfz pro Stunde) Stunde
(bei 2 x 3 h / Tag) Tag
(bei 2 x 3 h x 5 Tage) Tage
(bei 2 x 3 h x 70 Tage)

Ökonomische / Ökologische Aspekte
Schätzungen der EU-Kommission gehen von
einem volkswirtschaftlicher Schaden durch
Staus von 10 bis 12 Milliarden Euro / Jahr aus.
Andere Studien gehen von bis zu 100 Milliarden
Euro / Jahr aus. ( ADAC )

Ökonomische Aspekte
Kostenvorteile grabenlose Bauweise, direkte Kosten: Kosten
- Verringerung von Straßenaufbr
Stra enaufbrüchen chen
- Wegfall von Aushub und Transport großer gro er Bodenmassen
- Reduzierung von Leitungsumlegungen
- Wegfall bzw. Einschränkung Einschr nkung von Grundwasserhaltungen
Volkswirtschaftliche Einsparungen, indirekte Kosten: Kosten
- Beschränkung Beschr nkung von Verkehrsbeeinträchtigungen
Verkehrsbeeintr chtigungen
- Verringerung von Lärm L rm- und Emissionsbelastungen CO ²
- Reduzierung von Unfallgefahren
- Verminderung von Schäden Sch den an benachbarten Bauten
- Beeinflussung der Anlieger ( Umsatzeinbußen Umsatzeinbu en Handel )
- Schonung der Vegetation und Grundwasserverhältnisse
Grundwasserverh ltnisse

Ökonomische Aspekte
Bei entsprechenden Randbedingungen wie
• teuren Straßenbel Stra enbelägen, gen,
• Bodenaustausch,
• hohen Grundwasserständen
Grundwasserst nden
kann die grabenlose Bauweise schon in relativ geringen
Tiefenlagen wirtschaftlicher
sein als die konventionelle
Bauweise.

Ökonomische Aspekte
Trotz allem liegt der Gesamtanteil der grabenlosen
Erneuerungen
bundesweit nur bei ~ 9 %
!
In Bezug auf die grabenlose Reparatur und
Renovierung erhöht erh ht sich der Anteil auf rund 50%.
Bei einzelnen Netzbetreibern z.B. im Kanalnetz der
Berliner Wasserbetriebe (BWB) werden bereits 50%
der Erneuerungsmaßnahmen
Erneuerungsma nahmen grabenlos
durchgeführt!
durchgef hrt!

Warum grabenlos
Seit 1984 wurden:
�60 Mio. € Bausumme eingespart und in andere
Bauvorhaben investiert werden
� >700 km Sammel- und Hausanschlusskanäle grabenlos
gebaut
�1,17 Mio. m² Fahrbahnfläche weder aufgebrochen, noch
wieder hergestellt
�1,94 Mio. m³ Bodenaushub eingespart
bauen!? → Beispiel Berlin
�178.000 LKW-Ladungen nicht durch die Stadt befördert
�190 Mio. m³ Grundwasser nicht gefördert .(Die
Wasserversorgung Berlins für fast ein Jahr)

Ökonomische / Ökologische Aspekte
Es ist schwer nachvollziehbar, warum die großen gro en
Vorteile der geschlossenen Bauweise gerade in Städten St dten
mit beengten Platzverhältnissen Platzverh ltnissen und hoher
Verkehrsdichte so wenig genutzt werden. Offensichtlich
werden die volkswirtschaftlichen Einsparungen wie die
• Vermeidung von Staus,
• Schonung der Umwelt und der
• Beeinflussung der Anlieger (Umsatzeinbußen Handel)
zu gering bzw. gar nicht bewertet.

Ökonomische / Ökologische Aspekte
Auch ohne
Einbeziehung der CO ² -Emission Emission zeigen
Untersuchungen über ber die Möglichkeiten M glichkeiten der Erfassung
indirekter Kosten, dass sinnvolle Ansätze Ans tze existieren,
die auf Projekte des Leitungsbaues und der
Leitungssanierung übertragen bertragen werden können. k nnen.
→
konkrete Monetarisierung dieser
Kostenanteile ist möglich! m glich!
Die Ergebnisse verdeutlichen, dass die indirekten
Kosten erhebliche Größ Größenordnungen
enordnungen einnehmen und in
exponierten Situationen die entstehenden direkten
Kosten sogar übersteigen bersteigen können. k nnen.

Ökonomische / Ökologische Aspekte
Indirekte Kosten werden derzeit in Deutschland den
jeweiligen Auftraggebern nur in Ausnahmefällen
Ausnahmef llen
angelastet.
Sie sind selten zahlungswirksam und werden daher
häufig ufig vernachlässigt. vernachl ssigt. Angesichts der möglichen m glichen
Größ Größenordnungen
enordnungen erscheint diese Praxis
überdenkenswert.
berdenkenswert.

Warum grabenlos
Die indirekten Kosten
sollten nicht nur in
Entscheidungsgrenzfällen, Entscheidungsgrenzf llen, sondern generell in die
Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen einbezogen
werden.
→
bauen!?
Für r die ausschreibenden Stellen müssen m ssen
finanzielle Anreize geschaffen werden!

www. .de
GERMAN SOCIETY FOR TRENCHLESS TECHNOLOGY E.V.
Deutsche Gesellschaft für das grabenlose Bauen und Instandhalten von Leitungen e.V.
Messedamm 22
D – 14055 Berlin
Tel.: +49 (0)30 3038-2143
FAX: +49 (0)30 3038-2079
E-Mail: info@gstt.de
Internet: www.gstt.de

Internationaler Dachverband der GSTT ist die
(International Society for
Trenchless
Technology),
der internationale Dachverband der nationalen Societies
mit Sitz in London.
� �
(International Society
�� Die ISTT hat ca 3.500 Mitglieder in ca. 60 Ländern ndern. .
Alle
sind
in den nationalen
Societies in 25 Ländern ndern oder
Regionen
organisiert.
organisiert

Vielen Dank für f r die
Aufmerksamkeit
Aufmerksamkeit.
www. .de
Hope, to see you in Berlin,
20 -
24 June 2011,
at International NO DIG -
conference & exhibition!