Ausbreitungsmodelle für anlagenbezogene Immissionsprognosen

Die Entwicklung nationaler und internationaler Luftreinhaltestrategien ist ein typisches Anwendungsgebiet für gebietsbezogene Immissionsprognosen, in denen die Luftqualität insgesamt simuliert wird. Eine andere Kategorie sind anlagenbezogene Immissionsprognosen.

Inhaltsverzeichnis

 

Einführung

Anlagenbezogene Immissionsprognosen werden beispielsweise in Genehmigungsverfahren für Industrieanlagen verwendet, um auszuschließen, dass die Emissionen der geplanten Anlagen zu einer Überschreitung der Immissionsgrenzwerte führen. Die Anforderungen an diese Immissionsprognosen legt die Erste Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Bundes-Immissionsschutzgesetz (Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft – TA Luft) fest. Das Umweltbundesamt stellt mit AUSTAL2000 die Referenzimplementierung des erforderlichen Ausbreitungsmodells bereit.
Auch für die Planung können anlagenbezogene Immissionsprognosen herangezogen werden. So ermöglicht es der „Feinstaubrechner“ BIOMIS, den Einfluss von Holzöfen auf die Feinstaubbelastung in Wohngebieten zu quantifizieren.

 

AUSTAL2000 - Immissionsprognose für die Anlagengenehmigung

Industrieanlagen werden nur genehmigt, wenn durch Modellrechnungen nachgewiesen ist, dass die Emissionen der geplanten Anlagen keine Überschreitungen der zulässigen Konzentrationen von Luftschadstoffen verursachen. In Deutschland legt die Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA Luft) die Anforderungen an diese Modellrechnungen fest, ähnliche Vorschriften gelten in anderen Staaten.

Eine Vorreiterrolle nimmt die TA Luft 2002 allerdings dadurch ein, dass sie ein sogenanntes Lagrangesches Partikelmodell vorschreibt. Dieses flexible Rechenverfahren liefert im Unterschied zu den sonst üblichen Gaußmodellen auch dann realistische Ergebnisse, wenn Geländeunebenheiten und Gebäude die Ausbreitung der Abgase beeinflussen.

Ein im Auftrag des Umweltbundesamtes entwickeltes Computerprogramm, das den Anforderungen der TA Luft entspricht, wird kostenlos unter dem Namen AUSTAL2000 bereitgestellt und hat sich in der Praxis bewährt. Auch Modellierer aus dem Ausland und neue Mitgliedsstaaten der EU nutzen das Programm, das ebenfalls in englischer Sprache zur Verfügung gestellt wird und das sich durch Native Language Support leicht in andere Sprachen übertragen lässt.

Industrieschlot mit Abgasen
Industrieschlot mit Abgasen
Quelle: Gina Sanders / Fotolia.com
 

Feinstaubrechner BIOMIS für Wohngebiete

Die neue Verordnung für Kleinfeuerungsanlagen sorgt für bessere Luftqualität – Forschungsprojekt berechnet Staubreduzierung und entwickelt Feinstaubrechner BIOMIS für Wohngebiete

Am 22. März 2010 ist die Novelle der Verordnung über kleine und mittlere Feuerungsanlagen (1. BImSchV) in Kraft getreten. Die neuen Umweltauflagen für Holzheizungen, Kaminöfen und andere kleine Feuerungsanlagen für feste Brennstoffe werden spürbare Entlastungen bei den Feinstaubimmissionen bringen. In den betroffenen Wohngebieten wird die Belastung allein durch die neue 1. BImSchV um fünf bis zehn Prozent zurück gehen, so das Ergebnis der Studie „Modellrechnungen zu den Immissionsbelastungen bei einer verstärkten Verfeuerung von Biomasse in Feuerungsanlagen der 1. BImSchV“.

Im Auftrag des Umweltbundesamtes (UBA) wurde sie am Institut für Feuerungs- und Kraftwerkstechnik der Universität Stuttgart und beim Ingenieurbüro Lohmeyer Karlsruhe durchgeführt. Da die tatsächliche Belastung aus Kleinfeuerungsanlagen sehr stark von den örtlichen Gegebenheiten abhängt, hat das Umweltbundesamt im Rahmen des Projekts außerdem die PC-Anwendung „BIOMIS“ entwickeln lassen, mit der Planerinnen und Planer eigene Berechnungen für einzelne Wohngebiete durchführen können.

Für die Studie war eine umfangreiche Grundlagenarbeit erforderlich: Zur Ermittlung des Reduzierungspotentials der Feinstaubbelastung fehlte ein geeignetes Modellsystem. Die Forscherinnen und Forscher entwickelten deshalb zuerst das passende Modell und überprüften dieses während mehrerer Wintermonate mit Hilfe realer Messungen in einer Ortschaft mit einem hohen Anteil an Holzheizungen.

Über 10.000 unterschiedliche Szenarien wurden von den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern berechnet, um die Auswirkungen der verwendeten Brennstoffe und die Art und Qualität der Heizungen auf die Luftschadstoffe Feinstaub und Stickstoffdioxid darzustellen.

Die so erzeugten Datensätze flossen in das Computerprogramm „BIOMIS“ (Immissionsprognose für die thermische Biomassenutzung) ein. Diese PC-Anwendung erlaubt es – auf Basis der installierten Heizungen –die Luftbelastung mit Feinstaub und Stickstoffdioxid aus Kleinfeuerungsanlagen für ein konkretes Gebiet darzustellen.

Kaminofen mit Feuer und Brennholzkorb
Kaminöfen oder Kachelöfen gehören zu den kleinen und mittleren Feuerungsanlagen
Quelle: Marco2811 / Fotolia.com
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 Ausbreitungsberechnung  Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft