Die Heidelberg Materials AG betreibt auf ihrem Betriebsgelände Fl.-Nr. 7312, Gemarkung Lengfurt ein Zementwerk. Die Anlage zur Herstellung von Zementklinker oder Zementen mit einer Produktionskapazität von 500 Tonnen oder mehr je Tag ist nach Nr. 2.3.1 des Anhanges 1 der 4. BImSchV immissionsschutzrechtlich genehmigt.
Die Cap2U GmbH (ein Gemeinschaftsunternehmen der Linde GmbH und der Heidelberg Materials AG) plant im Bereich des Bauhof-Gebäudes im Nordwesten des Werksgeländes des Zementwerks in Lengfurt die Errichtung und den Betrieb einer eigenständig betriebenen CO2-Produktionsanlage. Zweck dieser Neuanlage ist die Abscheidung von CO2 aus einem Teil-Abgasstrom (ca. 10 % des Ofenabgas-Volumenstroms bei Volllast) des Zementwerks sowie dessen Veredlung (Reinigung), Verflüssigung und anschließende kommerzielle Nutzung in der Industrie, insb. der Getränke- und Lebensmittelindustrie. Das CO2 aus den Lagertanks wird über Tankwagen an die Kunden verteilt. Ein weiteres Ziel des Vorhabens ist die großtechnische Demonstration der Abscheidung, Aufbereitung, Verbringung und Nutzung von CO2 mittels Aminwäsche aus dem Abgasstrom eines Zementklinkerofens zur Vorbereitung der zukünftigen Verbreitung dieser Technologie zu ökonomischen Konditionen in der Zementindustrie als Grundlage für den Aufbau einer klimafreundlichen Kohlenstoff-Kreislaufwirtschaft.
Für die CO2-Produktionsanlage selbst hat die Cap2U GmbH als Errichter- und Betreiberin eine eigenständige Genehmigung nach Baurecht beantragt.
Das mit Schreiben der Heidelberg Materials AG vom 13.12.2023 beantragte immissionsschutzrechtliche Genehmigungsvorhaben beschränkt sich auf die Änderungen am bestehenden, immissionsschutzrechtlich genehmigten Zementwerk zur Anpassung an den geplanten Betrieb der als Neuanlage zu errichtenden CO2-Produktionsanlage („Schnittstellen“). Im Wesentlichen umfasst der Antragsgegenstand das Ausschleusen von Ofenabgasen zur Anlage der Cap2U GmbH und die Rückführung des nach erfolgter CO2-Abscheidung verbleibenden Rest-Abgases in das Ofenabgassystem. Zur Dampferzeugung soll in der CO2-Produktionsanlage Wärme aus dem bestehenden Thermalölkreislauf, der bis zur CO2-Produktionsanlage erweitert werden soll, genutzt werden. Weiterhin ist es geplant, dass bestimmte in der CO2-Produktionsanlage anfallenden Prozesskondensate und Flüssigkeiten aus der Amin-Aufbereitungsanlage (flüssige Abfälle) übernommen und ggf. zwischengepuffert werden, bevor sie an Stelle von bisher eingesetztem Brauchwasser (Grundwasser bzw. Mainwasser) im Bereich des Bypasses in das Ofensystem eingedüst und verdampft werden. Der Abfallkatalog bei der Klinkerherstellung soll für den Einsatz der neuen flüssigen Abfälle entsprechend erweitert werden. Zudem soll der in der CO2-Produktionsanlage in einem Filter abgeschiedene Staub aus dem Ofenabgas vom Zementwerk übernommen und im Produktionsprozess eingesetzt werden.
Weiterhin soll durch das Zementwerk die Brauchwasserversorgung der CO2-Produktionsanlage erfolgen. Im Durchschnitt werden hierfür durch das Zementwerk ca. 3 m³/h Wasser aus dem Main entnommen und in dem bestehenden Sandfilter vorgereinigt. Das Brauchwasser wird über eine neue, begleitbeheizte und isolierte Rohrleitung der CO2-Produktionsanlage zugeführt. Die Brauchwasserbelieferung selbst soll im Rahmen der für das Zementwerk der Heidelberg Materials AG erteilten wasserrechtlichen Entnahmeerlaubnis für Grund- und Mainwasser (Bescheid des LRA Main-Spessart vom 03.05.2016, Az. 41-641-K) erfolgen. Eine Erhöhung der genehmigten Entnahmemenge aufgrund der Belieferung der CO2-Produktionsanlage ist nicht erforderlich.
Zusammenfassend erstreckt sich der immissionsschutzrechtliche Genehmigungsantrag auf:
• Ausschleusen von bis zu 100 % der Ofenabgase (max. 296.000 m³/h i.N. fe im Jahresmittel) nach dem SCR-Reaktor (SCR - selektive katalytische Reduktion) zur geplanten CO2-Produktionsanlage der Cap2U GmbH (zum Zwecke der dort erfolgenden CO2-Abscheidung mittels Aminwäsche) und Rückführung des nach erfolgter CO2-Abscheidung verbleibenden Rest-Abgases (bis zu 290.000 m³/h i.N. fe im Jahresmittel) in das Ofenabgassystem unmittelbar hinter dem Ausschleusepunkt
Anmerkung:
Innerhalb der baurechtlich zu genehmigenden CO2-Produktionsanlage der Cap2U GmbH erfolgen dann zum einen die Entnahme von Abwärme zur Dampferzeugung aus dem Gesamt-Abgasstrom sowie anschließend die Ausschleusung eines Teilabgasstroms von bis zu 34.000 m³/h i.N. fe im Jahresmittel, die CO2-Abscheidung mittels Aminwäsche aus diesem Teilabgasstrom und die Rückführung des danach verbleibenden Rest-Teilabgasstroms mit bis zu 28.000 m³/h i.N. fe im Jahresmittel in den Gesamt-Abgasstrom.
• Erweiterung des bestehenden Thermalölkreislaufes der SCR-Anlage (Thermoöl-Wärmeverschiebesystem) zur Dampferzeugung in der CO2-Produktionsanlage
• Übernahme und Zwischenlagerung (max. 25 m³) sowie Dosierung (max. 2,7 m³/h) von Prozesskondensaten der CO2-Produktionsanlage (AVV-Nr. 16 10 02) über die vorhandenen 8 Düsen in den Bypass-Verdampfungskühler oder im Falle einer Betriebsstörung über die SNCR-Anlage in den Steigschacht des Wärmetauscherturms
• Übernahme und Zwischenlagerung (max. 1,5 m³) sowie Dosierung (max. 0,7 m³/h) von Flüssigkeit aus der Amin-Aufbereitungsanlage der CO2-Produktionsanlage (AVV-Nr. 16 10 02) in die vorhandene Eindüsung in die Bypass-Mischkammer vor dem By-pass-Verdampfungskühler (Bypass-VDK) oder im Falle einer Betriebsstörung in die vorhandene Eindüsung im Steigschacht des Wärmetauscherturms
• Übernahme und Dosierung von in der CO2-Produktionsanlage abgeschiedenem Filterstaub (überwiegend unreagiertes Kalkhydrat, max. 0,05 t/h, AVV-Nr. 10 13 04) aus dem Ofenabgas über das Kalkhydratsilo in die Ofenanlage
Ergänzende materielle Anträge für das Vorhaben:
• Antrag auf Festlegung eines Überwachungswerts von 40 mg/m³ im ersten Betriebsjahr nach Inbetriebnahme (Einfahrbetrieb) und eines Überwachungswerts von 20 mg/m³ nach Abschluss des Einfahrbetriebes für die Schadstoffe nach Nr. 5.2.5 Klasse I i.V.m. Anhang 3 TA Luft 2021 für den aus der CO2-Produktionsanlage kommenden Teil-Abgasstrom vor dessen Einleitung in den Haupt-Abgasstrom des Zementwerks.
• Antrag auf Festlegung eines Emissionsgrenzwert für Formaldehyd in Höhe von 5 mg/m³ gemäß Nr. 5.2.7.1.1 Abs. 10 TA Luft 2021 für das Ofenabgas am Schornstein der Ofenanlage.
• Antrag auf Festlegung eines Emissionsgrenzwerts für Acetaldehyd in Höhe von 10 mg/m³ im Ofenabgas am Schornstein der Ofenanlage gemäß LAI-Vollzugsempfehlung vom 21.06.2023 für Acetaldehyd.
Mit Ende des Jahres 2024 müssen nach den "Regelungen für Einzelraumfeuerungsanlagen unter Verwendung von Feststoffen" alte Einzelraumfeuerungsanlagen Außerbetrieb genommen bzw. nachgerüstet werden. Welche Einzelraumfeuerungsanlagen betroffen sind, wird nachfolgend beschrieben. Unter Einzelraumfeuerungsanlage versteht man eine Feuerungsanlage, die vorrangig zur Beheizung des Aufstellraumes verwendet wird. Dazu zählen: offene Kamine vor Ort gesetzte Grundöfen Herde und Backöfen, Küchenöfen Industriell gefertigte Speicheröfen, Specksteinöfen Kaminöfen Kamineinsätze, Kachelofeneinsätze oder vergleichbare Ofeneinsätze Pelletöfen Saunaöfen Als feste Brennstoffe dürfen folgende Regelbrennstoffe eingesetzt werden, sofern die Feuerungsanlage nach Angaben des Herstellers für deren Einsatz geeignet ist: Steinkohlen, nicht pechgebundene Steinkohlenbriketts, Steinkohlenkoks Braunkohlen, Braunkohlenbriketts, Braunkohlenkoks Brenntorf, Presslinge aus Brenntorf Grill-Holzkohle, Grill-Holzkohlebriketts nach DIN EN 1860, Ausgabe September 2005 naturbelassenes stückiges Holz einschließlich anhaftender Rinde, insbesondere in Form von Scheitholz und Hackschnitzeln, sowie Reisig und Zapfen naturbelassenes nicht stückiges Holz, insbesondere in Form von Sägemehl, Spänen und Schleifstaub, sowie Rinde Presslinge aus naturbelassenem Holz in Form von Holzbriketts nach DIN 51731, Ausgabe Oktober 1996, oder in Form von Holzpellets nach den brennstofftechnischen Anforderungen des DINplus-Zertifizierungsprogramms „Holzpellets zur Verwendung in Kleinfeuerstätten nach DIN 51731-HP 5“, Ausgabe August 2007, sowie andere Holzbriketts oder Holzpellets aus naturbelassenem Holz mit gleichwertiger Qualität Stroh und ähnliche pflanzliche Stoffe (nur in automatisch beschickten Feuerungsanlagen, die im Rahmen der Typprüfung mit den jeweiligen Brennstoffen geprüft wurden) Die rechtlichen Rahmenbedingungen (z.B. einzuhaltende Emissionsgrenzwerte, Überprüfung durch Schornsteinfeger, einzusetzende Brennstoffe) sind in der 1. BImSchV festgeschrieben (Verordnung über kleine und mittlere Feuerungsanlagen). Im Folgenden sind Informationen zu den geltenden Anforderungen der verschiedenen Feuerungsanlagen zusammengestellt. Ansprechpartner für den benötigten Nachweis sind die Schornsteinfegerinnen und Schornsteinfeger. Fachfragen beantworten auch die Umweltämter der Landkreise und der kreisfreien Städte. (Kontaktdaten rechts). Antike Öfen Errichtung oder Herstellung vor 01.01.1950 keine Nachrüst- oder Außerbetriebnahmeverpflichtung Offene Kamine dürfen nur gelegentlich betrieben werden (weniger als 30 Tage im Jahr) zugelassene Brennstoffe: naturbelassenes, stückiges Holz Holzbriketts nach DIN 51731 keine Nachrüst- oder Außerbetriebnahmeverpflichtung Grundöfen Grundöfen sind Wärmespeicheröfen aus mineralischen Speichermaterialien, die an Ort und Stelle handwerklich gesetzt werden. Errichtung bis einschließlich 31.12.2014 Keine Nachrüst- oder Außerbetriebnahmeverpflichtung Errichtung ab 01.01.2015 Ausstattung mit nachgeschalteter Einrichtung zur Staubminderung nach dem Stand der Technik, es sei denn, sie halten folgende Grenzwerte ein: Feuerstättenart CO [g/m³] Staub [g/m³] Grundöfen 1,25 0,04 Der Nachweis über die Einhaltung der Grenzwerte kann entweder durch eine Prüfstandsmessbescheinigung des Herstellers, oder durch eine Messung vor Ort durch einen Schornsteinfeger geführt werden. Herde, Backöfen, Küchenöfen, Heizungsherde Errichtung bis einschließlich 21.03.2010 bei nichtgewerblichem Gebrauch und einer Nennwärmeleistung unter 15 kW besteht keine Nachrüst- oder Außerbetriebnahmeverpflichtung Errichtung ab 22.03.2010 bis einschließlich 31.12.2024 Feuerstättenart CO [g/m³] Staub [g/m³] Herde 3,0 0,075 Heizungsherde 3,5 0,075 Errichtung ab 01.01.2025 Feuerstättenart CO [g/m³] Staub [g/m³] Herde 1,5 0,04 Heizungsherde 1,5 0,04 Sonstige Einzelraumfeuerungsanlagen Alle Feuerstättenarten, die in der Tabelle bislang nicht genannt wurden (z.B. Kamin- und Pelletöfen, Kachelofeneinsätze) unterliegen den folgenden Regelungen. Errichtung bis einschließlich 21.03.2010 Weiterbetrieb nur unter Einhaltung folgender Grenzwerte: Feuerstättenart CO [g/m³] Staub [g/m³] Einzelraumfeuerung 4,0 0,15 Der Nachweis über die Einhaltung der Grenzwerte kann entweder durch eine Prüfstandsmessbescheinigung des Herstellers, oder durch eine Messung vor Ort durch einen Schornsteinfeger geführt werden. Kann ein solcher Nachweis nicht geführt werden (Grenzwerte werden nicht eingehalten), sind die Feuerungsanlagen zu folgenden Zeitpunkten mit einer Einrichtung zur Reduzierung der Staubemissionen nach dem Stand der Technik nachzurüsten oder außer Betrieb zu nehmen. Datum auf Typenschild Zeitpunkt der Nachrüstung oder Außerbetriebnahme Bis einschließlich 31.12.1974 oder nicht mehr feststellbar 31.12.2014 01.01.1975 bis 31.12.1984 31.12.2017 01.01.1985 bis 31.12.1994 31.12.2020 01.01.1995 bis einschließlich 21.03.2010 31.12.2024 Errichtung ab 22.03.2010 bis einschließlich 31.12.2014 Einhaltung folgender Grenzwerte: Feuerstättenart CO [g/m³] Staub [g/m³] Mindestwirkungsgrad [%] Raumheizer mit Flachfeuerung 2,0 0,075 73 Raumheizer mit Füllfeuerung 2,5 0,075 70 Speicheröfen, Kamineinsätze 2,0 0,075 75 Kachelofeneinsätze mit Flachfeuerung 2,0 0,075 80 Kachelofeneinsätze mit Füllfeuerung 2,5 0,075 80 Pelletöfen ohne Wassertasche 0,40 0,05 85 Pelletöfen mit Wassertasche 0,40 0,03 90 Der Nachweis über die Einhaltung der Grenzwerte wird durch eine Prüfstandsmessbescheinigung des Herstellers (Typprüfung) geführt. Errichtung ab 01.01.2015 Einhaltung folgender Grenzwerte: Feuerstättenart CO [g/m³] Staub [g/m³] Mindestwirkungsgrad [%] Raumheizer mit Flachfeuerung 1,25 0,04 73 Raumheizer mit Füllfeuerung 1,25 0,04 70 Speicheröfen, Kamineinsätze 1,25 0,04 75 Kachelofeneinsätze mit Flachfeuerung 1,25 0,04 80 Kachelofeneinsätze mit Füllfeuerung 1,25 0,04 80 Pelletöfen ohne Wassertasche 0,25 0,03 85 Pelletöfen mit Wassertasche 0,25 0,02 90 Der Nachweis über die Einhaltung der Grenzwerte wird durch eine Prüfstandsmessbescheinigung des Herstellers (Typprüfung) geführt. Wie in der obenstehenden Tabelle dargestellt, müssen einige Feuerungsanlagen mit einer Staubminderungsanlage nach dem Stand der Technik (Staubabscheider) nachgerüstet werden, damit sie die geforderten (Staub-)Grenzwerte einhalten und weiter betrieben werden können. Ein Staubabscheider darf nur verwendet werden, wenn für ihn eine Bauartzulassung vorliegt. Die Bauartzulassung wird i.d.R. vom Deutschen Institut für Bautechnik (DIBt) erteilt, welches auch eine Liste an zugelassenen Staubabscheidern auf seiner Internetseite veröffentlicht ( Staubabscheider für Feuerungsanlagen | DIBt - Deutsches Institut für Bautechnik ). Um dem Stand der Technik zu entsprechen, muss der Staubabscheider einen Staubabscheidegrad von mindestens 50 % erreichen (VDI 3670:2016). Für Einzelraumfeuerungsanlagen werden in der Regel elektrostatische Abscheider oder filternde Abscheider genutzt. Der Einbau eines Staubabscheiders sollte frühzeitig mit dem zuständigen Schornsteinfeger abgestimmt und von einem Schornsteinbau- oder Ofenbaufachbetrieb durchgeführt werden, um sicher zu gehen, dass alle Anforderungen erfüllt sind. Neue Einzelraumfeuerungsanlagen werden sowohl als Kompaktanlagen mit integrierten Emissionseinrichtungen (Staubabscheider, Katalysator) als auch Öfen mit separatem Zubehör für die Rauchgasreinigung vertrieben. Auf dem deutschen Markt dürfen nur Einzelraumfeuerungsanlagen angeboten werden, die für das Gesamtsystem, das heißt Ofen gemeinsam mit Emissionsminderungseinrichtung, die Typprüfung nachweislich bestanden haben. Bei der Beschaffung (z. B. über den internationalen Online-Handel) ist darauf zu achten, dass eine Ofenanlage mit dem gegebenenfalls notwendigen Zubehör für die Rauchgasreinigung erworben wird.