zh_baurekursgericht · BRGE III Nr. 0091/2012 · 2012-07-11 · de
Luftreinhaltung. Begrenzung der Luftschadstoffemissionen einer Energiezentrale mit Blockheizkraftwerk (Holzvergaseranlage mit Gasmotoren) und Kohlenachverbrennungsanlage.


BRGE III Nr. 0091/2012 vom 11. Juli 2012 in BEZ 2012 Nr. 71
1. Das Baugrundstück ist gemäss geltender Bau- und Zonenordnung
(BZO) der Zone für öffentliche Bauten (ZöBa) zugewiesen. Zusammen mit dem
nordwestlich des Baugrundstücks jenseits des öffentlichen Gewässers «Ch-
Bach» gelegenen Grundstück Kat.-Nr. 15206 handelt es sich dabei um das
Areal der M und der A. Das Baugrundstück wird im Südosten begrenzt durch
Grundstücke der Wohn- bzw. der Gewerbe- und Industriezone, im Südwesten
durch die die Zentrumszone begrenzende vierspurige Ü-Strasse und im Westen
durch eine Gewerbe- und Industriezone. Im Nordwesten trennt der Ch-Bach
das Baugrundstück vom ebenfalls in der ZöBa gelegenen Grundstück Kat.-Nr.
15206. Im Nordosten trennt die zweispurige S-Bahn-Linie Z-U das Areal der M
und der A von der Wohnzone «G».
An diesem nordöstlichen Rand des Areals der M und der A soll das im
Norden durch die Bahnlinie, im Osten durch die K-Strasse und im Westen durch
die (arealinterne) A-Strasse umfasste Gebäude Assek.-Nr. 2114 umgebaut und
erweitert und die sich darin befindliche Heizzentrale erneuert werden. Bei den
Anbauten handelt es sich namentlich um die Aufstockung um ein Geschoss an
der Ostfassade und die Gebäudeerweiterung mit Bunker, Treppenhaus und
Lagerräumen an der nordwestlichen Ecke des Gebäudes. Die Umbauten
betreffen hauptsächlich den mittleren, nördlichen Gebäudeteil, der das
technische Kernstück des Gebäudes darstellt. In der geplanten Anlage sollen
hinsichtlich einer angestrebten CO -Reduktion Altholzschnitzel zur Ener-
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giegewinnung verwertet werden. So soll in zwei Holzvergasungsreaktoren (im
Folgenden Holzvergasungsanlage genannt) Altholz durch Pyrolyse in Gas und
Holzkohle umgewandelt werden. Das Gas soll nach der Reinigung für den
Betrieb von zwei Gasmotoren zur Strom- und Wärmeproduktion (im Folgenden
Blockheizkraftwerk genannt) verwendet werden. Zusätzliche Wärme soll aus
der Verbrennung der Holzkohle in einer speziellen Feuerungsanlage mit
Staubfilter gewonnen werden (im Folgenden Kohlenachverbrennungsanlage
genannt). (…)
8.1 Die Rekurrierenden machen unter dem Titel «übermässige Emis-
sionen» zusammengefasst geltend, dass der Nachweis für die Einhaltung der
Grenzwerte für die Altholzverbrennung nicht erbracht werde. Die Baudirektion
lasse in ihrer Bewilligung offen, um welches Mass eine Erhöhung des
Kohlenmonoxids (CO) über den Grenzwert von 50 mg/m3 möglich sein solle.
Und auch bei den Stickoxiden (NO ) werde zu wenig genau definiert, wie gross
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die emittierte Fracht sein dürfe. Ein Ausstoss von 251 mg/m3 an Stickoxiden
entspreche jedenfalls nicht dem Stand der Technik. Da der Massenstrom den
Schwellenwert von 1500 g NO /h nicht erreichen dürfte, dürfe die emittierte
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Fracht an Stickoxiden auf jeden Fall nicht grösser sein als bei Erreichen des
Schwellenwerts und in Beachtung des dann greifenden Emissionsgrenzwertes
von 80 mg/m3.
Die kantonalen Stellen führen aus, dass die lufthygienerechtliche
Bewilligung bereits unter verschärften Auflagen gegenüber den Anforderungen
der Luftreinhalteverordnung erfolgt sei. So müsse die visuelle Brennstoff-
kontrolle mit regelmässigen Brennstoff- und Aschenanalysen im Labor ergänzt
werden. Auch die Emissionsgrenzwerte seien verschärft worden. So sei bei der
Vergaseranlage im Verhältnis zu den Anforderungen der Luftreinhalte-
verordnung die Konzentration für Feststoffe um das Zweifache und für
Kohlenmonoxid um das Fünffache verschärft worden. Beim Motor sei wegen
der Verwendung von Altholz als Brennstoff ein verschärfter Emissionsgrenzwert
für Russ und Gesamtkohlenstoff zu Grunde gelegt worden. Damit beim Motor
der geforderte Emissionsgrenzwert für Gesamtkohlenstoff eingehalten werden
könne, müsse der Grenzwert für Kohlenmonoxid von 650 mg/m3 klar
unterschritten sein, bestehe doch ein Zusammenhang zwischen der Kohlen-
monoxid-Konzentration und der Konzentration des Gesamtkohlenstoffgehalts
im Abgas. Die entsprechend verfügten Auflagen seien genügend. Weiter-
gehende Anforderungen seien unverhältnismässig.
Die Bauherrin ist zusammengefasst der Auffassung, dass es genüge,
wenn die Emissionsgrenzwerte eingehalten würden. Da die Kohlenmono-
xidemissionen ganz überwiegend von den Gasmotoren und nicht von der Alt-
holzverbrennung herrührten, sei es nicht zu beanstanden, wenn in Anbetracht
der zu erwartenden Kohlenmonoxid-Konzentration von 326 mg/m3 die
streitbetroffene Anlage insgesamt als bewilligungsfähig beurteilt wurde.
8.2 Das Umweltschutzgesetz und die Luftreinhalteverordnung haben zum
Ziel, die Menschen vor schädlichen oder lästigen Luftverunreinigungen zu
schützen (Art. 1 und 7 Abs. 3 USG; Art. 1 Abs. 1 LRV). Entsprechend dem
allgemeinen Konzept des Immissionsschutzes kennt auch die Luftreinhalte-
verordnung eine zweistufige Emissionsbegrenzung. Die erste Stufe des
Immissionsschutzes (Art. 11 Abs. 2), das Vorsorgeprinzip, wird in folgenden
Bestimmungen umgesetzt: Neue stationäre Anlagen müssen so ausgerüstet
und betrieben werden, dass sie die im Anhang 1 LRV und allenfalls die in den
Anhängen 2 bis 4 LRV festgelegten Emissionsbegrenzungen einhalten (Art. 3
LRV). Emissionen, für die die Luftreinhalte-Verordnung keine Emissionsbe-
grenzung festlegt oder eine bestimmte Begrenzung als nicht anwendbar erklärt,
sind von der Behörde vorsorglich so weit zu begrenzen, als dies technisch und
betrieblich möglich und wirtschaftlich tragbar ist (Art. 4 Abs. 1 LRV). Diese
Auffangbestimmung kommt allerdings nur noch ausnahmsweise zum Tragen,
da die Emissionsbegrenzungen im Luftreinhalterecht sehr detailliert geregelt
sind.
Hauptmassnahme der vorsorglichen Emissionsbegrenzung bildet also die
Festlegung und Anwendung von Emissionsgrenzwerten (Art. 3 LRV). Da-rüber

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hinausgehende Emissionsbegrenzungen im Sinne von Art. 11 Abs. 3 USG
können nur verlangt werden, wenn übermässige Immissionen zu erwarten sind
(Art. 5 LRV). Ergänzend im Sinne baulicher Massnahmen schreibt Art. 6 LRV
vor, dass Emissionen möglichst nahe am Ort ihrer Entstehung möglichst
vollständig erfasst werden und in der Regel so abzuleiten sind, dass keine
übermässigen Immissionen entstehen (Abs. 1).
Da der Anlagebegriff gemäss Art. 7 Abs. 7 USG neben ortsfesten auch
beweglichen Anlagen erfasst, kann eine bestimmte Anlage (z.B. Fabrik-
Komplex) ihrerseits wiederum aus mehreren Anlagen (z.B. aus verschiedenen
Maschinen) bestehen. Der in Art. 11 Abs. 1 USG verwendete Begriff der Quelle
bezieht sich grundsätzlich auf die kleinste Einheit, die für sich genommen eine
Anlage im Sinne von Art. 7 Abs. 7 USG darstellt. Ausnahmen von diesem
Grundsatz sind zwar möglich, müssen aber ausdrücklich (durch Verfügung)
zugelassen sein. Bezüglich Luftverunreinigungen bestimmt wiederum Anhang 1
Ziff. 32 LRV, dass, wenn mehrere Emissionsquellen vorhanden sind und die
Anforderung an die Emissionsbegrenzung von der Grösse der Anlage (z.B.
Leistung oder Massenstrom) abhängt, die Behörde festlegt, welche Emissions-
quellen zusammen als eine einzige Anlage gelten (Abs. 1). Als einzige Anlage
sind in der Regel Emissionsquellen zu bezeichnen, die in einem engen
räumlichen Zusammenhang stehen und deren Emissionen im Wesentlichen die
gleichen oder ähnliche Schadstoffe enthalten oder mit der gleichen Technik
vermindert werden können (Abs. 2).
8.3.1. Die Rekurrierenden machen zu Recht nicht geltend, dass die
Energiezentrale übermässige Immissionen nach sich ziehen werde. Sie
monieren aber, dass bei der Energiezentrale die Emissionsgrenzwerte nicht
eingehalten werden könnten und die statuierten Auflagen ungenügend seien.
Ein Nachweis, dass die geforderten Emissionsbegrenzungen eingehalten
würden, sei nicht erbracht worden.
In der vorliegend zu beurteilenden Energiezentrale wird einerseits in zwei
Pyrolysereaktoren aus Altholzschnitzel Gas erzeugt (Holzvergaseranlage), mit
welchem nach einer Gaswäsche wiederum zwei Gasmotoren gespeist werden,
die Strom und Wärme produzieren (Blockheizkraftwerk). Das nicht verwertbare
Synthesegas wird über eine Fackelanlage (separater Kamin) abgefackelt. Die
bei der Vergasung (Pyrolyse) entstehende Holzkohle wird wiederum in einer
speziellen Feuerungsanlage mit Staubfilter verbrannt (Kohlenachverbrennungs-
anlage), um dabei Wärme zu gewinnen.
Die kantonale Vorinstanz hat die Energiezentrale als Holzver-
gasungsanlage mit Fackelanlage, Gasmotor und Kohlefeuerung qualifiziert und
sie in Anwendung von § 8 Abs. 4 der kantonalen Verordnung zum Massnahme-
plan Luftreinhaltung als Ganzes grundsätzlich den strengen Grenzwertbestim-
mungen von Anhang 2 Ziff. 714 Abs. 1 LRV unterstellt. In Anbetracht dessen,
dass aber für das Blockheizkraftwerk grundsätzlich weniger strenge Grenzwerte
gelten und die Kohlenmonoxidemissionen hauptsächlich von diesem Blockheiz-
kraftwerk herrühren, hat sie unter limitierenden Bedingungen eine Überschrei-
tung der statuierten Grenzwerte zugelassen.

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8.3.2 Die Kohlenachverbrennungsanlage hätte gemäss Anhang 2 Ziff. 714
Abs. 1 LRV für sich allein betrachtet bezüglich des Kohlenmonoxids einen
Grenzwert von 50 mg/m3 und bezüglich Stickoxids einen solchen von 80 mg/m3
(sofern Massenstrom von 2,5 kg/h und mehr) einzuhalten.
Für die Holzvergasungsanlage und die Gasmotoren (Blockheizkraftwerk)
ist sodann folgendes in Betracht zu ziehen: Zwar entstehen durch die Pyrolyse
der Holzschnitzel in der Holzvergaseranlage Abgase, diese werden jedoch
gereinigt (Gaswäsche) und sodann – vorbehältlich einer Abfackelung – in die
Gasmotoren geleitet. Erst die Abgase dieser Gasmotoren (Blockheizkraftwerk)
werden über einen Kamin in die Umwelt entlassen. Die Luftemissionen
verursachende Anlage ist somit weniger die Holzvergasungsanlage als vielmehr
das Blockheizkraftwerk mit seinen Gasmotoren, welche aber als stationäre
Verbrennungsmotoren gelten und für sich allein betrachtet bei einem
Sauerstoffgehalt im Abgas von 5 %vol bezüglich des Kohlenmonoxids einen
Grenzwert von 650 mg/m3 und bezüglich des Stickoxids einen solchen von 250
mg/m3 (sofern Feuerungswärmeleistung von 100 kW und mehr) einzuhalten
hätten (Anhang 2 Ziff. 824 Abs. 1 LRV).
Wenn nun die kantonale Vorinstanz gestützt auf den Umweltver-
träglichkeitsbericht in Disp.-Ziff. IV.d ihres Entscheids die Kohlenachver-
brennungsanlage und die Holzvergasungsanlage mit Gasmotoren (Block-
heizkraftwerk) als eine einzige Anlage im Sinne von Anhang 1 Ziff. 32 LRV
betrachtet und diese grundsätzlich den strengeren Grenzwertbestimmungen
von Anhang 2 Ziff. 714 Abs. 1 LRV unterwirft, so ist das unter umwelt-
schutzrechtlichen Gesichtspunkten sachgerecht. Jedoch erscheint es im
vorliegenden Fall vertretbar, dass die Bewilligungsbehörde bezüglich der
Kohlenmonoxidemissionen, die gerade nicht von der Grösse der Anlage (z.B.
Leistung oder Massenstrom) abhängig sind, eine Überschreitung des
statuierten strengen Grenzwertes bis zu einem gewissen Masse zulässt, gelten
doch für das Blockheizkraftwerk, welches als stationärer Verbrennungsmotor im
Sinne von Anhang 2 Ziff. 82 LRV gilt, grundsätzlich weitaus höhere Grenzwerte
für Kohlenmonoxid und rührt das Gros der Kohlenmonoxidemissionen von
diesem Blockheizkraftwerk mit seinen beiden Gasmotoren her. Sodann ist in
Betracht zu ziehen, dass die Erhöhung des Kohlenmonoxidgehalts der
gesamten Anlage über den statuierten Grenzwert von 50 mg/m3 (bei einem
Bezugssauerstoffgehalt von 11 %vol) nicht unbeschränkt zugelassen wurde.
Eine Überschreitung dieses Emissionsgrenzwerts ist nämlich nur soweit
zulässig, als der Grenzwert für den Gesamtkohlenstoff um mehr als 50 Prozent
unterschritten wird – d.h. bei unter 25 mg/m3 liegt – und der Russgehalt im
Motorenabgas des Blockheizkraftwerks weniger als 3 mg/m3 beträgt. Da die
Menge an Gesamtkohlenstoff (C ) von der Menge an Kohlenmonoxid (CO)
ges
beeinflusst wird, mithin also ein Zusammenhang zwischen der Kohlenmono-
xidkonzentration und der Gesamtkohlenstoffkonzentration im Abgas besteht,
wird durch diese limitierende Bedingung festgeschrieben, dass durch den
Betrieb der Energiezentrale der statuierte Emissionsgrenzwert für
Kohlenmonoxid gesamthaft nicht in einem unverantwortbaren Masse über-
schritten wird. Auch der Umweltverträglichkeitsbericht kommt zu keinem
anderen Schluss.

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Hinsichtlich der Stickoxide wiederum statuiert Anhang 2 Ziff. 714 Abs. 1 lit.
e LRV – auf welche § 8 Abs. 4 der kantonalen Verordnung zum Mass-
nahmeplan Luftreinhaltung verweist – einen Grenzwert von 80 mg/m3 bei einem
Massenstrom von 2,5 kg/h und mehr (angegeben als NO ). Gemäss § 8 Abs. 4
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der kantonalen Verordnung zum Massnahmeplan Luftreinhaltung gilt dieser
Grenzwert bereits ab einem Massenstrom von 1500 g NO /h der gesamten
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betrieblichen Einheit. Erreicht dagegen der Massenstrom 1500 g NO /h nicht,
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so gelten bezüglich Stickoxiden keine Emissionsgrenzwerte. Wenn die
kantonale Vorinstanz nun in Disp.-Ziff. IV.d ihres Entscheids getreu dieser
gesetzlichen Vorgaben verlangt, dass die Anlage eben diesen Grenzwert von
80 mg/m3 nur einzuhalten hat, sofern der Massenstrom 1500 g NO /h beträgt
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und im Übrigen – d.h. solange der Massenstrom weniger als 1500 g NO /h
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beträgt und somit eine Überschreitung des Emissionsgrenzwerts von 80 mg/m3
Stickoxide an sich zulässig ist – der Wert dem Stand der Technik entsprechen
muss, so hat sie den gesetzlichen Anforderungen Genüge getan. Durch die
Statuierung dieser Nebenbestimmungen hat sie sichergestellt, dass die Anlage
bezüglich der Stickoxidemissionen umweltverträglich betrieben wird. Dass sie
im Dispositiv ihres Entscheids den diesbezüglichen Stand der Technik nicht
näher umschrieben hat, ist nicht zu beanstanden, ist es doch gerade Sinn und
Zweck einer Technik-Klausel, eine Dynamisierung des Immissionsschutzes zu
erwirken. Es wird von der Vollzugs- bzw. Kontrollbehörde periodisch zu
überprüfen sein, ob die Energiezentrale bezüglich der Stickoxidemissionen
auch dann dem aktuellen Stand der Technik entspricht, wenn der Massenstrom
der betreffenden Anlage weniger als 1500 g NO /h beträgt.
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Als Fazit aus den vorstehenden Ausführungen ergibt sich, dass die
geplante Energiezentrale hinsichtlich der Luftemissionen als umweltverträglich
zu betrachten ist und dem Vorsorgeprinzip genügend Rechnung getragen wird.