Gutachterliche Untersuchung zu techni- schen und ... · - Monika Machtolf (Dipl. Oec. troph.) Gutachterliche Untersuchung zu technischen und wirtschaftlichen Alternati- ven zur Einleitung

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Projekttitel: Gutachterliche Untersuchung zu techni-schen und wirtschaftlichen Alternativen zur Einleitung von Abwässern aus dem Abbau

von Salzen im Einzugsgebiet der Weser

Auftraggeber: Ministerium für Klimaschutz, Umwelt, Landwirtschaft, Na-tur- und Verbraucherschutz NRW

Bearbeitung: IFUA: Dr. Dietmar Barkowski (Dipl.-Chem.) Jürgen Bauer (Dipl.-Chem. Ing.) Michael Bleier (Dipl.-Ing.) Petra Günther (Dipl.-Biol.) Dominik Kathöfer (M. Sc. Ökol.)

IWEB: Prof. Dr. Martin Stachowske

Projekt-Nr.: P 215004

Datum: März 2015

Gesellschafter: - Dr. Dietmar Barkowski (Dipl.-Chem.) von der Industrie- und Handelskammer Ostwestfalen zu Bielefeld öffentlich bestellter und vereidigter Sachverständiger für Gefährdungsabschätzung für die Wirkungspfade Boden-Gewässer und Boden-Mensch sowie Sanierung (Bodenschutz und Altlasten, Sachgebiete 2, 4 und 5)

- Michael Bleier (Dipl.-Ing.)

- Petra Günther (Dipl.-Biol.) von der Industrie- und Handelskammer Ostwestfalen zu Bielefeld öffentlich bestellte und vereidigte Sach-verständige für Gefährdungsabschätzung für den Wirkungspfad Boden-Pflanze/Vorsorge zur Begrenzung von Stoffeinträgen in den Boden und beim Auf- und Einbringen von Materialien sowie für Gefährdungsab-schätzung für den Wirkungspfad Boden-Mensch (Bodenschutz und Altlasten, Sachgebiete 3 und 4)

Wirtschaftsmediatorin (IHK)

- Monika Machtolf (Dipl. Oec. troph.)

Gutachterliche Untersuchung zu technischen und wirtschaftlichen Alternati-ven zur Einleitung von Abwässern aus dem Abbau von Salzen im Einzugsge-biet der Weser


H:\P-2015\215004\Gutachten\Bericht_2015-03-23.docx I

Inhaltsverzeichnis

1. Hintergrund und Veranlassung ______________________________________ 1

2. Aufgabenstellung und Vorgehensweise ________________________________ 4

3. Salzvorkommen, -abbau und -verarbeitung _____________________________ 6

3.1. Entstehung der Kalisalzlagerstätten _________________________________ 6

3.1.1. Mineralisation der Salzlager im Werra-Fulda-Gebiet ____________________ 7

3.1.2. Wertstoffausbeute ______________________________________________ 9

3.2. Betriebsführung _______________________________________________ 10

3.2.1. Kalisalz-Förderraten ____________________________________________ 10

3.2.2. Kalisalz-Verarbeitung ___________________________________________ 11

3.2.2.1 Standort Wintershall (Werk Werra) _________________________________ 11

3.2.2.2 Standort Hattorf (Werk Werra) ____________________________________ 14

3.2.2.3 Standort Unterbreizbach (Werk Werra) _____________________________ 16

3.2.2.4 Werk Neuhof-Ellers ____________________________________________ 18

3.2.3. Salzabwasser _________________________________________________ 19

3.2.3.1 Versenkung von Salzabwässern __________________________________ 21

3.2.3.2 Rückförderung von Salzabwässern ________________________________ 25

3.2.3.3 Einleitung von Abwässern in die Werra _____________________________ 26

3.2.3.4 Diffuse Quellen ________________________________________________ 37

3.2.3.5 Neue Integrierte Salzabwassersteuerung (NIS) _______________________ 43

3.2.3.6 Aufbereitungshilfsstoffe _________________________________________ 46

3.2.4. Versatz in den Werken des Fulda-Werra-Kalireviers ___________________ 48

3.2.4.1 Grundsätzliches _______________________________________________ 48

3.2.4.2 Aktueller Versatz in den Bergwerksstandorten ________________________ 51

4. Abwasseraufbereitungsverfahren und Abwasservermeidung ______________ 60

4.1. Angewandte Verfahren __________________________________________ 60

4.1.1. Trockene Elektrostatische Aufbereitung (ESTA®) ______________________ 61

4.1.2. Flotation _____________________________________________________ 61

4.1.3. Kalte Vorzersetzung (KVZ) _______________________________________ 62

4.1.4. Lösungstiefkühlung (LTK) / Kalte Nachzersetzung (KNZ) _______________ 62

4.1.5. Eindampfverfahren _____________________________________________ 63

4.1.6. Reststoffversatz / Dickstoffanlage _________________________________ 64

4.2. Bislang unberücksichtigte Verfahren _______________________________ 64

4.2.1. Membrantechnik / Umkehrosmose _________________________________ 65

4.2.2. Nanofiltration _________________________________________________ 66

4.2.3. Elektrolyse ___________________________________________________ 68

4.2.4. Elektrodialyse _________________________________________________ 68

4.2.5. Entsalzung durch Zugabe von Fällmitteln ____________________________ 69



H:\P-2015\215004\Gutachten\Bericht_2015-03-23.docx II

4.2.6. Hydrozyklone / Fliehkraftabscheider ________________________________ 70

4.3. Potentiell abwasserfreie Verfahren / Verfahrenskombinationen ___________ 71

4.3.1. Aufbereitung nach K-UTEC ______________________________________ 71

4.3.2. Aufbereitung unter Verwendung von Membrantechnik __________________ 75

4.4. Referenzbeispiele ______________________________________________ 78

4.4.1. Wiederinbetriebnahme des Reservebergwerks Siegfried-Giesen der K+S Kali GmbH (abwasserfreie Produktion, Haldensanierung und UT-Versatz) __ 79

4.4.2. Wiederinbetriebnahme eines Kalischachtes am Standort Sondershausen (abwasserarme Produktion und Versatz) ____________________________ 81

4.4.3. Wiedererschließung der Kalisalzlagerstätte Roßleben (Thür.) (Abwasser- und Haldenminimierung) ________________________________________ 82

4.4.4. Laos, Kali-Projekt in Vientiane Plain Potash Mine (abwasser- und rückstandsfreie Produktion) ______________________________________ 83

4.4.5. Lagacy Projekt der K+S Potash in Saskatchewan Kanada (abwasser- und rückstandsfreie Produktion) ______________________________________ 84

4.4.6. Anlage zur Aufbereitung von Salzwässern im Kalibergwerk der Iberpotash, SA, Spanien (abwasserfreien Haldenrückbau) ________________________ 86

4.4.7. Projekt zur Kalisalzgewinnung der Hochschild Group Peru (abwasser- und rückstandsfreie Produktion) ______________________________________ 86

4.5. Fazit Abwasserverfahren ________________________________________ 87

5. Haldenmanagement ______________________________________________ 91

5.1. Einleitung ____________________________________________________ 91

5.2. Charakterisierung der Halden _____________________________________ 94

5.3. Künftiger Umgang mit den Halden und dem anfallenden Haldenabwasser __ 95

5.3.1. Versatz des Haldenmaterials _____________________________________ 96

5.3.2. Haldenabdeckung ______________________________________________ 97

5.3.2.1 Konventionelle Abdeckung und Begrünung __________________________ 99

5.3.2.2 Dünnschichtabdeckung und Begrünung ____________________________ 100

5.3.2.3 Abdeckung mit statischen Schichten ______________________________ 102

5.3.2.4 Schlussfolgerungen aus den Ausführungen zur Haldenabdeckung / -abdichtung __________________________________________________ 103

5.3.3. Basisabdichtung der Halden _____________________________________ 105

5.3.4. Haldenrecycling ______________________________________________ 106

5.3.5. Optimierte Haldenentwässerung _________________________________ 109

5.3.6. Sonstige Maßnahmen _________________________________________ 109

5.4. Fazit Haldenmanagement ______________________________________ 110

6. Salzwasserabführung mittels Pipeline _______________________________ 114

6.1. Grundlagen für die Untersuchungen zur Pipeline _____________________ 114

6.2. Einleitungsstellen und Trassenlängen nach Machbarkeitsstudie _________ 115

6.2.1. Variante 2C Offshore __________________________________________ 115

6.2.2. Trasse im Flussbett der Weser als Variante 3 _______________________ 115

6.2.3. Startpunkt der Trassen _________________________________________ 116

6.2.4 MIDAL Trasse ________________________________________________ 116



H:\P-2015\215004\Gutachten\Bericht_2015-03-23.docx III

6.3. Durchsatzmengen bzw. Bemessungswassermengen _________________ 116

6.3.1. Salzabwasserstrom ___________________________________________ 117

6.3.2. Erlaubte Einleitungsmenge ______________________________________ 118

6.3.3. Abwassermenge für die Kostenermittlung __________________________ 118

6.4. Spezifische Leitungskosten _____________________________________ 118

6.4.1. Anteilige Kosten an den Leitungen ________________________________ 119

6.4.2. Für die Kostenrechnung zu Grunde gelegte Kosten der K-UTEC Anlage __ 121

6.5. Herleitung des Energiebedarf für den Transport des Abwassers _________ 121

6.5.1. Spezifischer Energiebedarf zum Heben von Wasser __________________ 122

6.5.2. Energiebedarf für die Trassen ___________________________________ 122

6.5.2.1 Spezifischer Energiebedarf Wesertrasse ___________________________ 122

6.5.2.2 Spezifischer Energiebedarf Nordseetrasse _________________________ 123

6.6. Gegenüberstellung der Kosten der beiden Hauptvarianten 1 und 2 _______ 123

6.6.1. Kalkulatorische Nutzungsdauer für die Trassen ______________________ 123

6.6.2. Energiepreise für die Trassen in der Gegenüberstellung der gesamten Kosten _____________________________________________________ 124

6.6.3. Gegenüberstellung der Kosten auf Basis der Investitionen und der gewählten Ansätze für die Energiekosten __________________________ 124

6.7. Trasse im Flussbett der Weser als Variante 3 _______________________ 127

6.8. Betriebskosten für die Pipelines __________________________________ 129

6.9. Instandhaltung und Instandsetzung für die Pipelines __________________ 129

6.9.1. Personalkosten _______________________________________________ 130

6.10. Querbetrachtung ______________________________________________ 130

6.11. Kosten für den Speicher für die Oberwesertrasse ____________________ 130

6.11.1. Auslaufbauwerke in die Nordsee _________________________________ 131

6.13. Stellungnahme zum K-UTEC Verfahren ____________________________ 132

6.13.1. Gegenüberstellung K-UTEC Verfahren mit dem Betrieb der Pipelines _____ 133

6.14. Gegenüberstellung der Oberweserpipeline Variante 1a mit der Nordseepipeline Variante 2B ____________________________________ 133

6.14.1. Erfüllung der ökologische Anforderungen mit Oberweserpipeline ________ 133

6.14.2. Erfüllung der ökologische Anforderungen durch die Nordseepipeline _____ 134

6.14.3. Wirtschaftliche Bewertung der Weserpipeline _______________________ 135

6.14.4. Wirtschaftliche Bewertung der Nordseepipeline ______________________ 135

6.15. Empfehlung einer Trasse _______________________________________ 135

6.15.1. Empfehlung von Trasse 2C als Ausführungsvariante __________________ 136

7. Zusammenfassung und Schlussfolgerungen __________________________ 137

8. Literatur und Quellen ____________________________________________ 147



H:\P-2015\215004\Gutachten\Bericht_2015-03-23.docx IV

Verzeichnis der Abbildungen

Abbildung 1: Partikel- / Molekülgrößen und entsprechende Druckdifferenzen unterschiedlicher Membranverfahren (aus ROSENWINKEL 2008) ___________ 65

Abbildung 2: Schema der Nanofiltration (aus KRUPP 2011) __________________________ 67

Abbildung 3: Schematische Darstellung der Elektrodialyse (aus ROSENWINKEL 2008) _____ 69

Abbildung 4: Außenansicht und Strömungsregime in einem Hydrozyklon (aus KRUPP 2011) __________________________________________________________ 70

Abbildung 5: Grundprozess des Aufarbeitungsverfahrens nach K-UTEC (aus MARX et al. 2014) __________________________________________________________ 73

Abbildung 6: Konzept eines Kombinierten Menbranverfahrens (aus RUNDER TISCH 2009f) _ 76

Abbildung 7: Zusätzlicher Flächenbedarf bei konventioneller Abdeckung der Rückstandshalde Neuhof-Ellers (Schmeisky 2006) _______________________ 99

Abbildung 8: Beispiel für eine begrünte Flachhalde: Kalirückstandshalde am Standort Friedrichshall in Sehnde ___________________________________________ 105

Abbildung 9: Gegenüberstellung der Jahreskosten für die Betriebszeiten von 40 Jahren, 50 Jahren und 60 Jahren sowie der Energiekosten bei einem Strompreis von 0,20 €/kWh, 0,25 €/kWh und 0,30 €/kWh ______________________________ 126

Abbildung 10: Gegenüberstellung der Jahreskosten für die Betriebszeiten von 40 Jahren, 50 Jahren und 60 Jahren sowie der Energiekosten bei einem Strompreis von 0,20 €/kWh, 0,25 €/kWh und 0,30 €/kWh ohne Variante 1C _______________ 127

Verzeichnis der Tabellen

Tabelle 1: Effekte der einzelnen Maßnahmen des K+S-Maßnahmenpaketes (verändert aus K+S 2009a) __________________________________________________ 60

Tabelle 2: Rahmendaten der Umkehrosmoseanlage (Süd-Chemie AG) _______________ 75

Tabelle 3: Kenndaten der Halden Neuhof-Ellers, Heringen und Phillipsthal _____________ 92

Tabelle 4: Anteil der MIDAL Trasse an der Länge der Trassen der Varianten 1A bis 1C und 2A bis 2B ___________________________________________________ 116

Tabelle 5: Spezifische Kosten je Meter Rohrleitung ______________________________ 118

Tabelle 6: Leitungsquerschnitte, spez. Leitungskosten je km und Zuschlagsätze in den einzelnen Trassen _______________________________________________ 119

Tabelle 7: Anteilige Kosten an der Trasse Variante 2A – Einleitstelle Wilhelmshaven ____ 120

Tabelle 8: Jährliche Leitungskosten bei Betriebszeiten von 40 Jahren, 50 Jahren und 60 Jahren für GFK-Leitungen _________________________________________ 125

Tabelle 9: Jährliche Leitungskosten bei Betriebszeiten von 40 Jahren, 50 Jahren und 60 Jahren für PE-ummantelte Leitungen _________________________________ 125

Tabelle 10: Jährliche Energiekosten bei Betriebszeiten von 40 Jahren, 50 Jahren und 60 Jahren für GFK-Leitungen und unterschiedliche Energiepreise _____________ 125

Tabelle 11: Anteil der Länge der Weserabschnitte der einzelnen Bundesländer am Weserlauf sowie der Anteil der Kosten bei einem Ansatz von 1.090 €/km _____ 128

Verzeichnis der Anlagen

Anlage 1: Kostenübersichten Planung



H:\P-2015\215004\Gutachten\Bericht_2015-03-23.docx 1

1. Hintergrund und Veranlassung

Seit den 1890er Jahren werden im Grenzgebiet von Hessen und Thüringen ent-

lang der Werra hochwertige Düngesalze bergmännisch gewonnen und aufberei-

tet. Ein Teil der bei der Kali-Produktion anfallenden Salzlösungen wird seitdem

als Abfall in die Werra entsorgt und gelangt so auch weiter in die Weser. Die

Menge der in die Werra eingeleiteten hochkonzentrierten Salzabwässer beträgt

bis zu 10 Mio. m³/a mit der Folge, dass weder in der Werra noch in der Weser ein

guter Gewässerzustand gemäß EG-Wasserrahmenrichtlinie (im Folgenden

WRRL) erreicht werden kann.

Die WRRL ist am 22.12.2000 ("Richtlinie 2000/60/EG DES EUROPÄISCHEN

PARLAMENTS UND DES RATES vom 23. Oktober 2000 zur Schaffung eines

Ordnungsrahmens für Maßnahmen der Gemeinschaft im Bereich der Wasserpo-

litik") in Kraft getreten und schafft erstmals einen einheitlichen Bewirtschaftungs-

rahmen für alle Gewässerkörper der EU. Ergänzend und unter Bezug auf Artikel

17 der WRRL gilt seit dem 16.01.2007 die Grundwasserrichtlinie ("Richtlinie

2006/118/EG DES EUROPÄISCHEN PARLAMENTS UND DES RATES VOM 12.

DEZEMBER 2006 zum Schutz des Grundwassers vor Verschmutzungen und Ver-

schlechterung").

Schließlich sind unter Bezug auf den Artikel 16 und in Verbindung mit Artikel 4

Umweltqualitätsnormen seit dem 13.01.2009 zu beachten ("Richtlinie

2008/105/EG des europäischen Parlaments und des Rates vom 16. Dezember

2008 über Umweltqualitätsnormen im Bereich der Wasserpolitik und zur Ände-

rung und anschließenden Aufhebung der Richtlinien des Rates 82/176/EWG,

83/513/EWG, 84/156/EWG, 84/491/EWG und 86/280/EWG sowie zur Änderung

der Richtlinie 2000/60/EG").

Zentraler und langfristiger Ansatz der WRRL sowie der beiden genannten Toch-

terrichtlinien ist es, in ganz Europa und für alle Gewässerkörper einen guten Zu-

stand zu erreichen sowie einer weiteren Verschlechterung der Gewässer entge-

gen zu wirken. Die Wassernutzung soll nach Nachhaltigkeitsgrundsätzen geför-

dert werden, wobei die Ressource Wasser langfristig geschützt wird.




Vor diesem Hintergrund und der in Bezug auf die Salzbelastung von Werra und

Weser zu lösenden Problematik haben die Landtage von Hessen und Thüringen

die Einrichtung eines Runden Tischs "Gewässerschutz Werra/Weser und Kalipro-

duktion" beschlossen, der bis dato 24-mal zusammen gekommen ist; letztmals im

November 2014.

Am 09. Februar 2010 hat der Runde Tisch bis heute gültige "Empfehlungen" ver-

öffentlicht. Hiernach ist die Entsorgung des nach Umsetzung von Maßnahmen zur

Vermeidung und Verwertung von Reststoffen weiter anfallenden Salzabwassers

durch den Bau einer Fernleitung an einen ökologisch verträglichen Einleitungs-

punkt im Bereich der Nordsee sicherzustellen, um damit Oberflächen- und Grund-

wasser nachhaltig zu entlasten.

Nach Auffassung der Flussgebietsgemeinschaft Weser, die die Aufgabe hat, den

notwendigen Maßnahmen- und Bewirtschaftungsplan zur Umsetzung der WRRL

zu erstellen, ist die Nordseepipeline als die einzige Lösung anzusehen, mit der

der angestrebte gute ökologische Zustand in der Weser erreicht werden kann.

Am 13. Juni 2014 hat der Leiter des Runden Tisches "Gewässerschutz Werra /

Weser und Kaliproduktion" gemeinsam mit der wissenschaftlichen Begleitung des

Runden Tisches eine Zusammenstellung des wissenschaftlich - technischen

Sachstandes unter dem Titel "Abwasserfreie Kaliproduktion-Realität oder Utopie"

veröffentlicht. Im Ergebnis wird festgestellt, dass eine vollständige lokale Verwer-

tung des Salzwassers derzeit unrealistisch ist.

Des Weiteren hat das Hessische Ministerium für Umwelt, Klimaschutz, Landwirt-

schaft und Verbraucherschutz eine "Öko-Effizienz-Analyse zur Prüfung der Ver-

hältnismäßigkeit unterschiedlicher Maßnahmenoptionen zur Umsetzung des Ge-

wässerschutzes Werra / Weser und zum Erhalt der Kaliproduktion im hessisch-

thüringischen Kali-Gebiet" erstellen lassen. Die Hessische Umweltministerin hat

in der Folge gemeinsam mit dem Bergwerksbetreiber K+S am 21. November 2014

einen Vier-Phasen-Plan vorgelegt, der bis Ende 2021 folgende Themen vor-

sieht(http://www.k-plus-s.com/de/news/presseinformationen/2014/presse-

141121.html):




• Neubau einer Kainit-Kristallisation-Flotations-Anlage am Standort Hat-

torf,

• Bau einer sogenannten Oberweser-Pipeline zur Entlastung der Werra

und

• Erprobung von Verfahren zur Abdeckung der vorhandenen Halden.

Mit den dort vorgesehenen Maßnahmen kann die Vorgabe der WRRL nach einem

guten ökologischen Zustand der Weser jedoch nicht erreicht werden. Deshalb hat

der nordrhein-westfälische Landtag in einer Entschließung am 18. Dezember

2014 festgestellt, dass die derzeitige Entsorgung der Salzabwässer in das Grund-

wasser sowie in Werra und Weser keine nachhaltige Lösung zur Umsetzung der

Ziele der WRRL ist. Die vorgeschlagene temporäre Oberweserpipeline wird ab-

gelehnt, weil sie keine Verbesserung für die Weser mit sich bringt (Drucksache

16/7546). Die Landesregierung wird in dieser Entschließung aufgefordert, sich im

Rahmen der Abstimmungen mit den anderen Weseranrainerländern einzusetzen

für

• ein "Haldenmanagement" als Sofortmaßnahme,

• verschiedene Maßnahmen, die die Erforschung und Umsetzung von Ver-

fahren zum Gegenstand haben, die vor Ort anfallenden Abwässer und

Abfälle dort weitest möglich zu vermeiden und weiter zu verwerten,

• eine solidarische und ganzheitliche Lösung des Problems unter Einbe-

ziehung des Unternehmens K+S im Sinne des Verursacherprinzips,

• die Aufrechterhaltung der Option einer Nordseepipeline unter Prüfung

von technischen und rechtlichen Varianten auf Basis der bisherigen Be-

schlussfassung des Landtags NRW.

Die Arbeitsgemeinschaft IFUA / IWEB wurde am 08.01.2015 auf Basis der Leis-

tungsbeschreibung vom 23.12.2014 und des Angebotes vom 06.01.2015 vom Mi-

nisterium für Klimaschutz, Umwelt, Landwirtschaft, Natur- und Verbraucherschutz

des Landes Nordrhein-Westfalen beauftragt, eine "gutachterliche Untersuchung

zu technischen und wirtschaftlichen Alternativen zur Einleitung von Abwässern

aus dem Abbau von Salzen im Einzugsgebiet der Weser" vorzunehmen.

Der entsprechende Projektbericht wird hiermit vorgelegt.




2. Aufgabenstellung und Vorgehensweise

Vor dem Hintergrund der vorliegenden Expertisen, Gutachten und Bewertungen

der Verfahren zur Umsetzung der Auflagen der Wasserrahmenrichtlinie im Ein-

zugsgebiet der Werra sollte mit diesem Gutachten eine Übersicht über infrage

kommende Verfahren zur Elimination bzw. zum Rückhalt von Salzen im Bergbau-

gebiet in Hessen und Thüringen erstellt werden.

Im Einzelnen werden folgende Leistungen erbracht:

Kurze zusammenfassende Darstellung der Salzvorkommen in Thüringen

und Hessen, der Gewinnungsverfahren der jeweiligen Salze und der Ei-

genschaften der festen und der flüssigen Rückstände an den einzelnen

Produktionsstätten im Hinblick auf Umweltbelastungen und Lagerfähig-

keit.

Darstellung des Bestandes der vorhandenen Anlagen und Einrichtungen

zur Lagerung und Behandlung der Rückstände aus der Salzgewinnung.

Ermittlung und vergleichende Gegenüberstellung von in Diskussion be-

findlichen Verfahren zur Vermeidung, Verminderung, Verwertung und

Aufbereitung der anfallenden Abwässer.

Entwicklung von Vorschlägen für ein umfassendes Haldenmanagement.

Darstellung möglicher Sofort- und Dauermaßnahmen zur Verminderung

des anfallenden Haldensickerwassers.

Abschätzung der Notwendigkeit einer "Nordseepipeline" im Falle der Re-

alisierung der unter 3. und 4. vorgeschlagenen Maßnahmen.

Ermittlung des materiellen Investitionsbedarfs für die unter 3. bis 5. er-

mittelten und vorgeschlagenen Maßnahmen unter Einbeziehung der vor-

handenen Anlagen und Einrichtungen; vergleichende Abschätzung der

für die Realisierung der Maßnahmen und den Betrieb der Anlagen anfal-

lenden Jahreskosten.

Auswertung der sich unter 3. bis 6. ergebenden Alternativen in einer ver-

gleichenden Gegenüberstellung. In einem eigenen Leistungsabschnitt




erfolgt eine gesonderte Betrachtung der Frage der technischen und öko-

nomischen Realisierbarkeit der weitgehenden Verlegung der "Nordsee-

pipeline" im Gewässerbett der Werra und Weser mit einer Kostenab-

schätzung je km Trassenlänge.

Die Gliederung des vorliegenden Berichtes orientiert sich an den genannten Fra-

gestellungen.

Methodisch wurde so vorgegangen, dass allgemein zugängliche Literatur sowie

allgemein zugängliche Gutachten und Stellungnahmen zu den genannten The-

menbereichen gesichtet, systematisiert und ausgewertet wurden.

In einem Abstimmungsgespräch am 13.01.2015 (Herr Dr. Mertsch, Herr Frage-

mann, MKULNV; Herr Prof. Stachowske, IWEB; Herr Dr. Barkowski, IFUA-Pro-

jekt-GmbH) wurde zudem konkretisiert, dass eine rein fachliche Sachdarstellung

erwartet wird.




3. Salzvorkommen, -abbau und -verarbeitung

Die K+S KALI GmbH (K+S) fördert und verarbeitet als einer der weltweit größten

Düngemittel-Produzenten im Bereich des Werra-Fulda-Gebietes an der hessisch-

thüringischen Landesgrenze seit Jahrzehnten Kalisalze.

Diese entstammen zwei übereinander lagernden Kalisalzflözen, dem Flöz Thürin-

gen und dem darüber lagernden Flöz Hessen, einer im Zechstein entstandenen

Salzlagerstätte im Werra-Fulda-Gebiet. Das Kalirohsalz wird in Tiefen bis zu 900

m bergmännisch gewonnen. Das Revier erstreckt sich über eine Fläche von etwa

1.100 km² und ist das bedeutendste in Deutschland (MARTENS 2009).

3.1. Entstehung der Kalisalzlagerstätten

Die Salzlager gehen auf marine Ablagerungen des Zechsteinmeeres (in der zwei-

ten Phase des Perm) zurück. Durch langanhaltende Verdunstungen im Bereich

eines Meerbeckens, das zum einen ein stark salzhaltiges Wasser enthielt und in

das zum anderen durch randliche Abschnürungen nur begrenzt Meerwasser zu-

geflossen ist, kam es allmählich zur Konzentrationserhöhung der darin enthalte-

nen Salze und nachfolgend zu Salzausfällungen. Zumindest war, bedingt durch

eine Schwelle (Barren) im Bereich der Beckeneinschnürung, die Meerwasserver-

dunstung höher als der Zufluss.

Unter den statischen und isothermen Bedingungen erfolgte eine fraktionierte Se-

dimentation gleichartiger Salze in weitestgehend horizontaler Abfolge. So wurden

in der Aufeinanderfolge Tongestein, Calcium- und Magnesiumcarbonat, Calci-

umsulfat, Steinsalz und Kalisalze innerhalb von Jahrmillionen sedimentiert. In

Verbindung mit einer allmählichen Absenkung des Meeresbeckens fanden so

mehrere dieser Zyklen von Salzeintrag in und Auskristallisation im Meeresbecken

des Zechsteinmeeres statt (Barrentheorie; GIMM 1968).

Ein solcher Zyklus wird als "Folge" oder "Salinar" bezeichnet. Im Zechstein gab

es insgesamt sieben solcher Folgen. In jeder dehnte sich das Meeresbecken un-

terschiedlich aus. Die erste Folge, die sogenannte "Werra-Folge", führte zur Aus-

bildung der heute im Werra-Fulda-Gebiet vorgefundenen Salzlager und somit der

in Rede stehenden Flöze Thüringen und Hessen.




Die beiden übereinander liegenden Kalisalzlagerstätten sind lediglich durch eine

Steinsalzschicht mit einer Mächtigkeit von mehr als 50 m getrennt (GIMM 1968).

3.1.1. Mineralisation der Salzlager im Werra-Fulda-Gebiet

Die unterschiedlichen Randbedingungen während der Sedimentationsabfolgen

führten dazu, dass sich in beiden Kalisalzflözen, aber auch innerhalb eines Kali-

salzstocks, mineralogisch unterschiedliche Lagerstätten mit einer voneinander

abweichenden chemisch-mineralogischen Zusammensetzung ausbilden konn-

ten.

So besitzen nach GIMM 1968 die Lagerstätten folgende mineralogische Zusam-

mensetzung und Kaligehalte:

Flöz Thüringen, Werragebiet

Carnallitit 50 % Carnallit (KCl * MgCl2 * 6 H2O) (8,5 % K2O)

6 % Sylvin (KCl) (3,8 % K2O)

3 % Kieserit (MgSO4 * H2O)

40 % Halit (NaCl)

1 % Anhydrit (CaSO4)

Kieseritisches Hartsalz 19 % Sylvin (KCl) (12 % K2O)

18,5 % Kieserit (MgSO4 * H2O)

60,5 % Halit (NaCl)

1,5 % Anhydrit (CaSO4)

0,5 % Polyhalit (K2Ca2Mg(SO4)4*2H2O)




Flöz Hessen, Werragebiet

Kieseritisches Hartsalz 17 % Sylvin(KCl) (10,8 % K2O)

22 % Kieserit (MgSO4 * H2O)

60 % Halit (NaCl)

1 % Anhydrit (CaSO4)

Die K+S Kali GmbH gibt für Ihre Lagerstätten folgende Hauptmineralien und Ge-

halte des für die Düngemittelherstellung benötigten Kaliums und Magnesiums an

(K+S 2009b):

Hartsalz-Lagerstätte Sylvin (KCl)

Halit (NaCl)

Kieserit (MgSO4 * H2O)

Kalium-Gehalt 8 -13 %

Magnesium-Gehalt 2 - 7 %

Sylvinit Sylvin (KCl)

Halit (NaCl)

K-Gehalt 11 - 15%

Carnallitit Carnallit (KCl * MgCl2 * 6 H2O)

Halit (NaCl)

K-Gehalt 8 -10 %

Mg-Gehalt 5 - 9 %

Die Gegenüberstellung der von GIMM bereits 1968 dargestellten mineralogischen

Zusammensetzung mit denen von K+S zeigt eine sehr gute Übereinstimmung

hinsichtlich der Kali(um)-Qualitäten.

Die in Salzmineralen verarbeitbaren Wertstoffe sind im Wesentlichen Kaliumchlo-

rid (KCl) und Kieserit (MgSO4 • H2O).




3.1.2. Wertstoffausbeute

Der mittlere Gehalt an den Wertstoffen liegt bei den in Rede stehenden Lager-

stätten bei etwa 27 %. Der Abbau erfolgt im Room-and-Pillar-Verfahren (Kammer-

Pfeiler-Abbau), d. h. zur statischen Stützung des Deckgebirges über der Ab-

baustätte verbleiben Säulen aus Kalisalz an Ort und Stelle. Diese fangen den

Gebirgsdruck ab und verhindern somit ein Nachfallen/ Einsturz des Deckgebirges.

Room-and-Pillar-Verfahren (WWW3 2015)

Eine Besonderheit stellt der Kalisalzabbau in Unterbreizbach dar. Hier kam es im

Zechstein durch stärkste tektonische Beanspruchung zu starken Faltungen des

unteren carnallititischen Kalisalzlagers (Flöz Thüringen). Das führte zur Entste-

hung von Carnallititkuppeln, die z. T. bis zu 80 m mächtig sind (GIMM 1968).

K+S (2007)

Auf Grund dieser Kuppelbildung findet neben dem Room-and-Pillar-Abbau im

Bergwerk Unterbreizbach auch Strossbau und Kuppelabbau statt.




So bedingt der Kalisalzabbau in Unterbreizbach eine Pfeilerbreite von 104 m. In

Neuhof-Ellers beträgt sie dagegen nur 16 m (ERCOSPLAN 2007b). Somit führen

die in allen vier Bergwerken angewandten Abbaumethoden zwangsläufig wegen

der vor Ort verbleibenden Kalisalzpfeiler zu einem Abbauverlust in der Lagerstätte

von 30 bis 60 % (RP KASSEL 2007). Das bedeutet eine Reduzierung der theore-

tisch vorhandenen und abbaumöglichen Kalisalzvorräte.

3.2. Betriebsführung

Derzeit betreibt die K+S Kali GmbH im Werra-Fulda-Gebiet zwei Kalisalzwerke,

das Werk Werra mit seinen beiden Verbundstandorten Hattorf/Wintershall und

dem Standort Unterbreizbach sowie das Werk Neuhof-Ellers.

Die prozentuale Rohsalzzusammensetzung der einzelnen Werke sieht wie folgt

aus (K+S 2009b; FGG WESER 2015):

Bestandteil Einheit Neuhof-Ellers Hattorf Unterbreizbach Wintershall

Halit % 57,5 64,9 37,6/ 34,7 69,2

Carnallit % 2,9 9,0 46,8/ 52,1 2,2

Sylvin % 15,0 11,4 11,0/ 10,2 13,0

Kieserit % 20,7 12,3 2,8/ 1,3 13,4

Andere % 3,9 2,4 1,8/ 1,7 2,2

3.2.1. Kalisalz-Förderraten

In beiden Werken wurden (Stand Oktober 2009) jährlich rund 29 Mio. Tonnen

Rohsalz abgebaut. Davon wurden 25 Mio. Tonnen nach über Tage gefördert und

der Rest verbleibt als Versatzmaterial unter Tage (K+S 2009b). Zum Vergleich

hierzu sind in Klammern die letzten aktuellen Förderleistungen der Standorte aus

dem Jahr 2012 (K+S 2012) angegeben.

Einheit Werk Neuhof-Ellers

Hattorf/ Unterbreizbach/ Wintershall

Werk Werra Summe

Gewinnung Mio. t/a 4,4 10,4/ 5,7/ 8,4 24,5 28,9

Sofortversatz Mio. t/a 0,4 1,3/ 0,7/ 1,3 3,3 3,7

Förderung Mio. t/a 4,0 (3,7) 9,1/ 3,5/ 8,6 21,2 (19,2) 25,2 (22,9)




Im Aufbereitungsprozess fallen rechnerisch 73 % Rückstände in flüssiger und fes-

ter Form an (Salze, anderer Abraum). Der Wirkungsgrad für die Kaliumchlorid-

Gewinnung in den Verarbeitungsverfahren ist < 100 %, so dass weitere Verluste

zu verzeichnen sind. Zudem verursacht die Kaliumsulfat-Herstellung zusätzliche

Rückstände.

Insgesamt ist festzustellen, dass bei einem jährlichen Rohsalzabbau (Basis:

2009) von ca. 29 Mio. t in beiden Werken ca. 25 Mio. t zu Tage gefördert werden

und daraus lediglich etwa 4,7 Mio. t Produkte gewonnen werden. Die Rohstoff-

ausbeute beträgt somit 16 %. Hierbei sind die nicht abgebauten Kalisalzvorräte in

Folge der derzeit eingesetzten Room-and-Pillar-Abbautechnologie unberücksich-

tigt geblieben.

Aktuell (nach K + S 2012b) wurden 23 Mio. t Rohsalz gefördert und 2,18 Mio. t

Produkt (als K2O) daraus erzeugt.

3.2.2. Kalisalz-Verarbeitung

Im Folgenden werden standortspezifisch angewendete Verfahren bzw. vorhan-

dene Anlagen zur Salzgewinnung und Verarbeitung aufgeführt. Soweit möglich

werden dabei technische Abläufe kurz erläutert und deren Einfluss auf Rück-

standsmengen im qualitativ erfasst.

3.2.2.1 Standort Wintershall (Werk Werra)

Am Standort Wintershall wird überwiegend Hartsalz und Sylvinit gewonnen und

verarbeitet. Die Rohsalzförderung betrug zusammen mit dem Standort Hattorf im

Jahr 2012 14,9 Mio. t, wobei 1,12 Mio. t Kalidünger (Basis K2O) erzeugt wurden

(K+S 2012).

Zunächst wird dem Rohsalz in einer ersten Prozessstufe, dem ESTA®-Verfahren,

Steinsalz (NaCl) entzogen. Der hierbei entstehende Rückstand (NaCl-Gehalt

90%) wird aufgehaldet. Im ESTA®-Verfahren (ElektroSTAtisches Trennverfahren)

werden die unterschiedlichen elektrischen Leitfähigkeiten an Salzoberflächen zur

Trennung in einem elektrischen Feld genutzt. Fein gemahlenes Rohsalz wird un-

ter definierten klimatischen Bedingungen mit Konditionierungsmitteln versetzt,

welche die Salzkristalle innerhalb eines vorgegebenen Feuchtigkeitsmilieus un-

terschiedlich elektrostatisch aufladen. Beim vertikalen Passieren eines starken




elektrischen Feldes werden die Salze entsprechend ihrer Aufladungen getrennt.

Je komplexer die Mineraliengemische, umso mehr Trennstufen sind notwendig.

Beim ESTA®-Verfahren handelt es sich um ein Abwasser freies Verfahren.

Das ESTA®-Verfahren eignet sich besonders für die Verarbeitung von Hartsalz

mit zusätzlichem Kieserit.

Zur Weiterverarbeitung des an Kieserit abgereicherten aber an Sylvin reichen

Rohsalzes und zur Herauslösung von KCl wird anschließend das Heißlöseverfah-

ren angewandt. Hierbei wird die unterschiedliche Temperatur abhängige Löslich-

keit der Salze zur Anreicherung und Reinigung des Kaliumchlorids genutzt. Der

Prozess ermöglicht die Herstellung von Produkten mit einem hohen Reinheits-

grad.

K+S (2009a)

Im Heißlöseverfahren wird die Salzlauge auf mehr als 100 °C erwärmt. Daher ist

für dieses Verfahren ein hoher Energieaufwand notwendig und es fällt, in Abhän-

gigkeit der erforderlichen Lösestufen, ebenfalls viel Abwasser an.

Da im ESTA®-Verfahren nur ein Teil des Kieserit (MgSO4 * H2O) gewonnen wer-

den kann, wird der Löserückstand aus dem Heißlöseverfahren in einer Flotations-

anlage weiter verarbeitet, um die bislang nicht gewinnbaren Kieseritanteile der

Salzsole zu entziehen.




Im Flotationsverfahren wird die unterschiedliche Oberflächenspannung von Stof-

fen zur Trennung genutzt. Durch die Zugabe von Flotationshilfsmitteln werden

bestimmte Salzminerale, wie das Kieserit, hydrophobiert, so dass es Wasser ab-

weisende Eigenschaften bekommt. Durch das Einblasen von Luft lagert sich Kie-

serit an die Blasen an und bildet einen Salz-Schaum auf der Oberfläche des Flo-

tationsbeckens. Der Schaum kann nun abgeschöpft und anschließend zu Salz

eingedampft werden.

K+S (2009a)

Zu Reduzierung der Salzwasserfrachten und zur Erhöhung der Wertstoffausbeute

aus dem verbleibenden Abwasser wurde 2014 am Standort Wintershall eine drei-

stufige Eindampfanlage zur Gewinnung von Kainit, einem Spezialdünger, in Be-

trieb genommen. In dieser Anlage werden auch Prozessabwässer, die vom

Standort Unterbreizbach mittels Pipeline herantransportiert werden, mit verarbei-

tet (K+S 2014b).




Zudem ist für 2015 zur Erhöhung der MgSO4-Ausbeute die Fertigstellung einer

modernisierten Flotationsanlage geplant (K+S 2009a).

K+S (2009a)

Beide Anlagenerweiterungen dienen nicht nur der Erhöhung der Wertstoffaus-

beute, sondern tragen auch zur Reduzierung der Salzabwasserfrachten bei.

Zur besseren Steuerung der anfallenden Salzabwässer hat die K+S Kali GmbH

die Neue Integrierte Salzabwassersteuerung (NIS) eingeführt. Mit ihr werden die

"weichen" bzw. "harten" Abwässer entweder in die Werra eingeleitet oder im an-

stehenden Plattendolomit versenkt (s.u.).

3.2.2.2 Standort Hattorf (Werk Werra)

Die am Standort Hattorf zu tage geförderten Mineralien bestehen überwiegend

aus Hartsalz, Carnallitit und Sylvinit. Die Rohsalzförderung betrug zusammen mit

dem Standort Wintershall im Jahr 2012 14,9 Mio. t, wobei 1,12 Mio. t Kalidünger

(Basis K2O) erzeugt wurden (K+S 2012).

Nach mechanischer Aufbereitung (Mahlen und Sieben) wird das Rohsalz eben-

falls in einem ersten Schritt mittels ESTA®-Verfahren vom Steinsalz (NaCl) ge-

trennt.

Die verbliebenen Kalium- und Magnesiumsalze (Kaliumchlorid und Magnesi-

umsulfat) wurden bislang im Heißlöseverfahren aus der Rohsalzsole gewonnen.




In der Absicht, die Kieseritausbeute bei gleichzeitiger Reduzierung der Abwasser-

mengen zu erhöhen, wurde 2014 die zweite ESTA®-Stufe, die ESTA®CMmg, in

Betrieb genommen (K+S 2014b).

Mit dieser Anlage ist beabsichtigt, die bisherige Kieseritwäsche ganz einzustellen

und es wird mit diesem Schritt eine Verringerung der Salzabwasservolumen um

3,8 Mio. m³/a erwartet. Gleichzeitig fallen aber auch mehr nicht weiter verwertbare

NaCl-Rückstande an, welche die jährliche Abraummenge auf der Halde um etwa

1 Mio. t/ a anwachsen lassen (K+S 2009a).

Da eine Gewinnung von Kaliumchlorid aus dem Doppelsalz Carnallit (KCl • MgCl2

• 6 H2O) mit Hilfe des ESTA®-Verfahrens nicht möglich ist, bedarf es hier weiterhin

des Einsatzes des Heißlöseverfahrens. Hauptsächlich bei diesem Verfahrens-

schritt fällt zukünftig das meiste Salzabwasser an diesem Standort an.

K+S (2009a)

Nachgeschaltete Waschverfahren, die mit geringeren Wassermengen gegenüber

den herkömmlichen Verfahren arbeiten, sind zur Erhöhung der Kieserit-Reinheit

erforderlich (K+S 2009a).

Eine weitere Verfahrensstufe, die Kalte Nachzersetzung (KNZ) oder auch Lö-

sungstiefkühlung (LTK), soll 2015 in Betrieb gehen. Mit diesem Verfahren ist be-

absichtigt, die bisher in der Kalisalzaufbereitung entstandene sogenannte Hart-

salzabstoßlösung weiter zu verarbeiten.




Jährlich fallen ca. 2 - 2,5 Mio.m³ dieser Lösung an. Die darin enthaltenen Dünge-

mittelgrundstoffe Kaliumchlorid und Magnesiumsulfat (Bittersalz) konnten bisher

nicht genutzt werden.

K+S (2009a)

In der LTK-Anlage wird die Hartsalzabstoßlösung von den bisher üblichen 25 °C

auf -10 °C abgekühlt. Dieses hat den Effekt, dass KCl und MgSO4 aus der Lösung

ausfallen und somit als Wertprodukt gewonnen werden können (K+S 2009a).

Zur besseren Steuerung der anfallenden Salzabwässer hat die K+S Kali GmbH

die Neue Integrierte Salzabwassersteuerung (NIS) eingeführt. Mit ihr werden die

"weichen" bzw. "harten" Abwässer entweder in die Werra eingeleitet oder im an-

stehenden Plattendolomit versenkt.

3.2.2.3 Standort Unterbreizbach (Werk Werra)

Im Vergleich der im Fulda-Werra-Gebiet betriebenen Kalibergwerke besitzt das in

Unterbreizbach geförderte Kalisalz den höchsten Carnallititgehalt. Im Jahr 2012

wurden am Standort 4,3 Mio. t Rohsalz gefördert und daraus 0,68 Mio. t Kalidün-

ger (Basis K2O) gewonnen (K+S 2012).

Zusammen mit dem ebenfalls hier geförderten Kali-Mineral Sylvinit werden die

Salze im Heißlöseverfahren weiterverarbeitet.

Insbesondere bei der Verarbeitung des Doppelsalzes Carnallit entsteht zwangs-

läufig MgCl2-Lauge (Q-Lösung).




Zur Prozessoptimierung und Erhöhung der KCl-Ausbeute ist es notwendig, das

im Doppelsalz Carnallit enthaltene MgCl2 abzutrennen, da ein zu hoher Gehalt an

MgCl2 die Löslichkeit von KCl und somit dessen Gewinnung einschränkt. Daher

muss immer wieder ein gewisser Anteil der Q-Lösung aus dem Prozess abgeführt

werden.

Speziell hierfür wurden 2014 zwei Anlagen am Standort Unterbreizbach in Betrieb

genommen, eine KVZ-Anlage (Kalte Vorzersetzung) und eine Dickstoffanlage.

In der Kalten Vorzersetzung wird vor dem Heißlöseverfahren das Carnallit unter

Normaltemperatur (35 °C) in Wasser gelöst, so dass eine gesättigte MgCl2-Lö-

sung und Zersetzungssalz entsteht. Das Zersetzungssalz wird aus dem Stofffluss

abgetrennt. Die gesättigte MgCl2-Lösung wird in der Eindampfanlage (EDA) ein-

geengt und der Dickstoffanlage zugeführt.

K+S (2009a)

In dieser werden angelieferte Reststoffe / Abfälle, wie Aschen aus der Rauchgas-

reinigung, Kessel- und Kehrschlammaschen, zusammen mit der MgCl2-Lösung,

zu einer pumpfähigen hochviskosen Suspension vermischt. Abschließend wird

diese Suspension als Dickstoffversatz unter Tage zur Verfüllung stillgelegter Stol-

len im Bergwerk Unterbreizbach gepumpt. Dort härtet das Material dann aus (K+S

2014b).




Die beim Dickstoffversatz nicht verwertbaren MgCl2-haltigen Abwässer (Q-Lö-

sung) werden mittels Rohrleitung nach Hattorf gepumpt und je nach Ausschöp-

fungsmöglichkeit der entsprechenden Genehmigungsgrenzwerte entweder in die

Werra eingeleitet oder im anstehenden Plattendolomit versenkt.

3.2.2.4 Werk Neuhof-Ellers

Auf Grund des am Standort Neuhof-Ellers geförderten hohen Anteils von Hartsal-

zen (Sylvin und Kieserit) im Kalirohsalz hat die K+S Kali GmbH hier erstmals das

von ihr entwickelte ESTA®-Verfahren großtechnisch zum Einsatz gebracht. In

Kombination mit einer nachgeschalteten Flotationsanlage werden hier (Stand

2012) jährlich ca. 3,7 Mio. t Rohsalz verarbeitet (K+S 2012). Im Vergleich zu den

Förderzahlen von 2006 ergaben sich keine Veränderungen, so dass derzeit von

einer Wertstoffgewinnung in Höhe von 1,2 Mio. t/ a ausgegangen werden kann.

Die verbleibenden 2,5 Mio. t Restsalze, die jährlich anfallen, werden am Standort

aufgehaldet (DICHTL 2008).

Eine Gegenüberstellung der geförderten Rohsalzzusammensetzung mit der Zu-

sammensetzung der auf Halde abgelagerten Restsalze zeigt am Beispiel der För-

derung in Neuhof-Ellers das Potential an derzeit jährlich nicht verwertbaren Dün-

gemittelsalzen (als K2O und MgSO4, Stand 2006) (DICHTL 2008).

Salzzusammenset-zung

Rohsalzförderung Anteil [%] (Menge)

Aufhaldung Anteil [%] (Menge)

Wertstoffpotential (in % vom Rohsalz)

100 (3.713 kt) 100 (2.469 kt)

K2O 10,4 (386 kt) 1,83 (45 kt) 11,7

MgSO4 18,4 (683 kt) 7,29 (180 kt) 26,4

MgCl 1,1 (41 kt) 0,9 (22 kt)

CaSO4 0,6 (22 kt) 1,04 (26 kt)

NaCl 58,4 (2.169 kt) 80,11 (1.978 kt)

Beim Aufbereitungsprozess fallen etwa 40.000 m³/a salzhaltige Abwässer an. Zu

diesen sind noch ca. 700.000 m³/a Haldenabwässer hinzu zurechnen.

Die Schwankungsbreite der anfallenden Haldenabwässer ist sehr stark nieder-

schlagsabhängig. So wurden 2002 (hohe Niederschläge) 952.704 m³ Salzwässer

gemessen, wogegen 2004 (niederschlagsarm) nur 549.202 m³ Salzwässer anfie-

len (ERCOSPLAN 2007c).




Die angefallenen Salzabwässer wurden bis zum 03.10.2013 in den Untergrund

versenkt (in Schichten des Plattendolomits). Am 04.10.2013 wurde zwischen den

Standorten Neuhof-Ellers und Hattorf (Philippsthal) eine Pipeline für den Trans-

port der o. g. Salzabwässer nach Hattorf zur Einleitung in die Werra in Betrieb

genommen (K+S 2013c). Die Transportkapazität der Leitung ist entsprechend der

Einleiterlaubnis des RP Kassel von max. 1,1 Mio. m³/a ausgelegt. Der Betrieb ist

zunächst befristet bis zum 31.12.2020 (RP KASSEL 2012b).

3.2.3. Salzabwasser

Bedingt durch die unterschiedliche Zusammensetzung der an den 4 Standorten

geförderten Rohsalze sowie die unterschiedlich eingesetzten Verarbeitungstech-

nologien, wie Heißlöse-, Flotations-, ESTA®-Verfahren, Kalte Vor- und Nachzer-

setzung, entsteht eine Vielzahl von Abwässern mit einer deutlich unterschiedli-

chen Salzzusammensetzung. Zudem fallen an den Standorten Neuhof-Ellers,

Hattorf und Wintershall, in Folge der entstandenen enormen Abraumhalden und

deren Flächeninanspruchnahme, entsprechend hohe Mengen an Haldensicker-

wasser an. Die Salzzusammensetzung der Sickerwässer ist ebenfalls der unter-

schiedlichen Rohsalzzusammensetzung der Standorte geschuldet.

Nachfolgende Tabellen zeigen die Teilabwassermengen für 2008 im Werk Werra

(K+S 2009a).




Derzeit stehen keine aktuellen und belastbaren Daten, weder zu den Volumina

noch zu den durchschnittlichen Salzgehalten der Teilabwasserströme aller vier

Standorte der K+S Kali GmbH im Werra-Fulda-Revier, sowohl die Produktionsab-

wässer als auch die Haldenwässer betreffend, zur Verfügung. Die Daten aus 2008

können nicht mehr als aktuell bezeichnet werden, da K+S zwischenzeitlich einige

neue technologische Aufbereitungsstufen in Betrieb genommen und sich ande-

rerseits auch das Aufkommen an Haldenwässern in Folge der Flächenzunahme

geändert hat. Diese Auffassung wird auch durch eine Mitteilung des RP Kassel

gestützt, wonach derzeit eine koordinierte Erfassung der von K+S (2009) genann-

ten Teilabwasserströme nicht möglich ist, da das Salzabwasser im Verbund der

Werke "hin und her" gepumpt werde1.

Für das gezielte Herangehen bei der Auswahl neuer, möglichst abwasserfreier,

Aufbereitungsverfahren wäre eine Aktualisierung zwingend erforderlich.

1 telef. Auskunft am 21.01.2015, RP Kassel, Abteilung III "Umwelt- und Arbeitsschutz FG Industrielles Ab-wasser, Wassergefährdende Stoffe, Salzwasserentsorgung"




3.2.3.1 Versenkung von Salzabwässern

Innerhalb der über 100-jährigen Kali-Bergbaugeschichte im Werra-Fulda-Gebiet

wurde 1925 im Raum Merkers-Dorndorf mit den ersten Einleitungen von salzhal-

tigen Abwässern in das Untergrundgestein begonnen.

Auf Grundlage geologischer Erkundungen war man zu diesem Zeitpunkt der Mei-

nung, dass der in Tiefen von über 200 m vorhandene oberhalb der Salzlagerstät-

ten befindliche poröse Plattendolomit in der Lage ist, zusätzliches Salzabwasser

aus der Kalisalz-Produktion über Jahrzehnte hinaus aufnehmen zu können. Da

dieser Plattendolomit von z. T. über 20 m mächtigen Tonschichten über- bzw.

unterlagert wird, wurde angenommen, dass somit auch der oberhalb der Dolomit-

schicht lagernde und als Grundwasserkörper dienende Buntsandstein vor Salz-

wassereinträgen geschützt ist.

(RUNDER TISCH 2010b)

So wurden im Zeitraum von 1925 - 2009 ca. 980 Mio. m³ Salzabwässer in den

Plattendolomit verpresst (HLUG 2011a). Auf die hessischen Werke entfallen da-

bei mehr als 728 Mio. m³ (BÖHM 2008). Auf dem Gebiet der ehem. DDR wurde




die Versenkung offiziell 1968 eingestellt, lebte aber kurzzeitig zwischen 1999 und

2007 in Thüringen noch einmal auf. In diesem Zeitraum wurden 9,5 Mio. m³ in den

Plattendolomit eingeleitet (HLUG 2011a).

In einer am 07.04.2006 vom Hessischen Landesamt für Umwelt und Geologie

(HLUG) abgegeben Stellungnahme wurde festgestellt, dass der ausschließliche

Verbleib des Salzabwassers im Plattendolomit nicht mehr sichergestellt ist. So

treten zunehmend artesisch gespannte Salzwässer anthropogener Herkunft über

Kluft-/ Störungssysteme im Bereich der Gewässersohle der Werra aus (sog. "dif-

fuse Einträge") (siehe auch Kap. 3.2.3.4).

In einer Abschätzung des HLUG im Jahr 2008 zur Verteilung des seit 1925 in den

Plattendolomit eingeleiteten Salzabwassers wurde festgestellt, dass von diesen

Abwässern

ca. 43 % im Plattendolomit sowie

ca. 37 % im Grundwasserkörper des Bundsandstein

verblieben sind und

ca. 20 % als diffuse Einträge in die Werra

eingetragen wurden.

Diese Ergebnisse wurden von der K+S Kali GmbH, die zum gleichen Zeitpunkt

ein 2-D-Grundwassermodell fertig gestellt hatte, bestätigt. Seit diesem Zeitpunkt

wurde vom HLUG die Einschätzung herausgegeben, dass die Abwasserversen-

kung keine nachhaltige Lösung ist und deren Einstellung empfohlen (HLUG

2011a).

Diesem Sachverhalt trägt zum einen die nicht mehr verlängerte Befristung der

Versenkung von Salzabwässern am Standort Neuhof-Ellers Ende 2011 und zum

anderen die weitere Volumenreduzierung bei der Versenkung von Abwässern an

den Standorten Hattorf und Wintershall mit Befristung bis zum 30.11.2015 Rech-

nung (RP KASSEL 2011).




Nach Auskunft des RP Kassel liegt derzeit noch kein Antrag seitens der K+S Kali

GmbH auf eine Verlängerung der Abwasserversenkung über diesen Zeitpunkt

hinaus vor2.

Der aktuelle Erlaubnisbescheid des RP Kassel zur Versenkung von Salzabwasser

beinhaltet folgende Regelungen:

Erlaubnisfähige Gesamtmenge im Genehmigungszeitraum 18,4 Mio. m³

davon maximale jährliche Versenkmenge 4,5 Mio. m³

Am Standort Wintershall dürfen derzeit nur max. 1,75 Mio. m³/a und am Standort

Hattorf max. 4,5 Mio. m³/a versenkt werden. D. h. wenn die Kapazitäten am Stand-

ort Hattorf ausgeschöpft werden, ist am Standort Wintershall keine Versenkung

mehr möglich.

Vom RP Kassel wurden im Rahmen der Versenkerlaubnis folgende zulässige

Salzkonzentrationen festgelegt:

Chlorid 276 g/l

Natrium 110 g/l

Magnesium 87 g/l

Sulfat 85 g/l

Kalium 66 g/l

Unter Ausschöpfung der zulässigen maximal einleitbaren Salzabwassermenge

würde dieses einen möglichen Frachteneintrag pro Jahr von:

Chlorid 1.242.000 t

Natrium 495.000 t

Magnesium 391.500 t

Sulfat 382.500 t

Kalium 297.000 t

bedeuten.

2 telefonische Auskunft RP Kassel, Abteilung III "Umwelt- und Arbeitsschutz FG Industrielles Abwasser, Wassergefährdende Stoffe, Salzwasserentsorgung", 21.01.2015




Werden bei dieser Hochrechnung weitere im Abwasser, aber in geringeren Kon-

zentrationen, enthaltene Salze und andere Inhaltsstoffe nicht mit berücksichtigt,

so ist im Rahmen der Erlaubnis theoretisch eine Versenkung von 2,81 Mio. t Salz/

a möglich.

Diese Mengenabschätzung erlaubt keine belastbare realistische Hochrechnung

auf die tatsächlich im Untergrund versenkten jährlichen Salzfrachten. Sie stellt

lediglich einen Anhaltspunkt dar, falls die maximal genehmigten Einleitwerte aus-

geschöpft werden.

Aktuellere Daten könnten die nachfolgend dargestellten Salzkonzentrationen von

Abwässern, die in den Plattendolomit versenkt wurden, liefern, wenn hierzu die

zugehörigen Volumina der Versenkungswässer am Standort Hattorf und Winters-

hall je Zeiteinheit zur Verfügung stehen würden. Dieses ist jedoch nicht der Fall.

Konzentrationen verschiedener Stoffe im Abwasser 2010 (HESSISCHER LANDTAG 2010)

Derzeit wird mit der Versenkung von Salzabwässern nicht nur das Ziel einer di-

rekten Entsorgung von Salzabwässern in den Untergrund verfolgt. Vielmehr nutzt

die K+S Kali GmbH, im Zusammenspiel mit anderen Bausteinen der Neuen Inte-

grierten Salzwassersteuerung, die gezielte Versenkung insbesondere zur Entsor-

gung der "harten" Abwässer in den Plattendolomit.

Diese können bei Niedrigwasserführung der Werra nicht direkt in den Fluss ein-

geleitet werden, da sonst die Gefahr der Überschreitung der behördlichen Grenz-

werte, insbesondere der Gesamthärte, sehr hoch ist.

So soll der Plattendolomit auch als "Stapelraum" für "harte" Salzabwässer genutzt

werden, um diese nach Rückförderung aus dem Gestein quasi als "weiche"

Salzabwässer in die Werra abgeben zu können.




Im Entwurf zum 4-Phasen-Plan zwischen der K+S Kali GmbH und dem Land Hes-

sen beabsichtigt K+S bis 2021 die Versenkung von etwa 2 Mio. m³/a fortzusetzen

(Gesamtvolumen ca. 12 Mio. m³).

3.2.3.2 Rückförderung von Salzabwässern

Mit dem Verfahren der Rückförderung beabsichtigt K+S die in den Plattendolomit

verpressten "harten", d.h. kalium- und magnesiumreichen, Salzabwässer als

"weiche", d.h. natriumreiche, Salzabwässer zurück zu fördern, um diese dann mit

geringeren Problemen in die Werra abgeben zu können.

(K+S 2009)

K+S erhofft sich durch geo- bzw. hydrochemische Prozesse im Plattendolomit,

der zu einem hohen Anteil aus dem Mineral Dolomitspat CaMg(CO3)2 besteht, die

Dolomitbildung nutzen zu können.

Absicht ist, Kationen mit hoher Ladungsdichte, wie Mg2+, gegen im Untergrund

eingelagerte Kationen mit geringer Ladungsdichte, wie Na+, austauschen zu kön-

nen und somit eine Dolomitbildung zu initiieren.

Wissenschaftlich wird nicht nur die Machbarkeit eines für das Salzabwasser "po-

sitiven" Ionenaustauschs kontrovers diskutiert, auch sind sehr viele Themen, wie

Einfluss von Störungszonen auf das System von Versenkung und Rückförderung,




die Beeinflussung überlagernder Grundwasserkörper oder die Art und Weise ei-

nes optimalen Grundwassermonitorings in der derzeitigen Diskussion (SAUTER

& HOLZBECHER 2010; HLUG 2011).

In diesem Kontext wurde vom RP Kassel der K+S Kali GmbH am 28.12.2012 die

bis zum 31.03.2014 befristete wasserrechtliche Erlaubnis für die Rückförderung

von Salzhaltigem Grundwasser aus dem Plattendolomit erteilt.

Diese Erlaubnis sah die Rückförderung von maximal 500 m³/h salzhaltigem

Grundwasser aus dem Plattendolomit mittels drei Bohrungen vor. Die Gesamt-

menge wurde auf 1,5 Mio. m³ begrenzt.

Eine Einleitung in die Werra wurde unter der Maßgabe der Einhaltung der für den

Fluss festgelegten Grenzwerte erlaubt. Zudem wurde die Auflage erteilt, bis zum

01.05.2013 einen Zwischenbericht und bis zum 30.05.2014 einen Abschlussbe-

richt über die Versuchsergebnisse vorzulegen.

Die Ergebnisse des Abschlussberichtes zum Rückförderungsversuch liegen nicht

vor.

3.2.3.3 Einleitung von Abwässern in die Werra

Wie schon die vorangegangenen Ausführungen zeigen, wurde in den letzten Jah-

ren eine erhebliche Menge an Daten zu jährlichen Abwassermengen veröffentlich,

die in den Produktionsprozessen und als Haldensickerwasser angefallen sind.

Die Größe der Abwasservolumina ist genau wie die stoffliche Zusammensetzung

im zeitlichen Verlauf erheblichen Schwankungen unterworfen, z.B. durch nachfra-

gebedingter Produktionsumstellung/-anpassung, Störungen in Betriebsabläufen,

den Einflussgrößen Niederschlag, Wind und Temperatur bei der Bildung von Hal-

densickerwasser, Veränderungen beim Regime der Versenkung und Rückförde-

rung von Salzwässern aus dem Dolomit.

Nachfolgende Gegenüberstellung soll die Schwankungsbreite von Salzkonzent-

rationen in Abwässern aus Produktion, von den Haldenabwässern und den

Mischabwässern, wie sie in die Werra eingeleitet oder den Plattendolomit ver-

senkt werden, am Beispiel verschiedener Datenquellen deutlich machen.





Abwasser K Mg Na Cl SO4

Einheit g/l g/l g/l g/l g/l

Hattorf

Kieseritwaschwasser 7 6 99 167 12

Hartsalzabstoßlösung 32 47 25 166 50

Rückförderung 7 6 99 167 12

Haldenwasser 23 14 59 180 67

Wintershall

Kieseritdeckwasser 23 21 91 181 61

Endlauge 27 80 14 254 36

Q-Lösung 48 47 45 209 55

Rückförderung 14 24 63 160 26


Unterbreizbach

Q-Lösung 26 78 15 265 10

Spül- und Sielwässer 5 11 7 44 2

Neuhof-Ellers

((Flotation))


Konzentrationen in Abwasserteilströmen 2008 (KRUPP 2011)

Parameter Einheit Hattorf Wintershall Neudorf-Ellers

Kalium g/l 22 23 19

Magnesium g/l 38 39 29

Natrium g/l 59 66 50

Chlorid g/l 174 177 134

Sulfat g/l 67 82 59

Sickerwasser-menge

m³/a 670.000 440.000 760.000

Durchschnittliche Konzentrationen im Sickerwasser der 3 Haldenstandorte 2006 - 2008 (K+S 2009b)




Gelöste Salze in g/l Einheit Werk Werra (2005-2010)

Werk Neuhof-El-lers

(2007-2010)

Kaliumchlorid g/l 22-47 27

Magnesiumchlorid g/l 35-193 44

Magnesiumsulfat g/l 10-70 64

Natriumchlorid g/l 30-202 111

Schwankungsbreite der Konzentrationen der Salzabwässer der Werkes Werra und der Haldenwässer des Werks Neuhof-Ellers (RP Kassel 2012)

Die Daten des Werkes Werra machen deutlich, dass ohne eine aktuelle, statis-

tisch abgesicherte Messung der Volumina und der jeweiligen Salzkonzentrationen

der verschiedenen Teilsalzabwasserströme keine solide Bilanzierung von tat-

sächlichen, d. h. aktuellen, Salzfrachten möglich ist.

Da diese Daten nicht zur Verfügung stehen, werden für die Frage, mit welchen

Salzabwassermengen und Salzfrachten im Zusammenhang mit der Direkteinlei-

tung in die Werra jetzt und in Zukunft zu rechnen ist, zunächst die in der "Wasser-

rechtlichen Erlaubnis zur Einleitung salzhaltiger Abwässer aus dem Werk Werra

in die Werra der K+S Kali GmbH" genannten verbindlichen Einleitwerte herange-

zogen. Diese wasserrechtliche Erlaubnis umfasst neben dem Werk Werra auch

die des Werkes Neuhof-Ellers (RP KASSEL 2012).

In der wasserrechtlichen Erlaubnis sind für die Werke Werra, mit den Standorten

Wintershall und Hattorf und dem Werk Neuhof-Ellers folgende maximal jährlich

einleitbare Salzabwassermengen festgelegt worden:

Zeitraum 01.12.2013 - 30.11.2015

9 Mio. m³ inklusive der Abwässer des Werkes Neuhof-Ellers (1,1 Mio.m³)

Zeitraum 01.12.2015 - 31.12.2020

8 Mio. m³ inklusive der Abwässer des Werkes Neuhof-Ellers (1,1 Mio.m³)

Die 1,1 Mio. m³ Salzabwässer vom Standort Neuhof-Ellers werden seit Oktober

2013 über eine 63 km lange Pipeline an der Einleitstelle Hattorf mit in die Werra

eingeleitet.




Anhand der ebenfalls in der Erlaubnis festgesetzten Jahresschmutzwassermen-

gen (JSM) als Bezugsgröße für die Festlegung der jährlich vom Abwassererzeu-

ger zu zahlenden Abwassereinleitgebühr, lässt sich das Verhältnis der Abwas-

sereinleitung der Standorte Hattorf und Wintershall ablesen.

So ist für den Standort Hattorf die JSM auf 3,7 Mio. m³ (beinhaltet die Abwässer

aus Unterbreizbach) und für Wintershall auf 1,7 Mio. m³ festgesetzt. Somit werden

dem Standort Hattorf 68,5 % der einleitbaren Abwassermengen und Wintershall

31,5 % zugewiesen.

Bezogen auf die Gesamteinleitung von 9 bzw. 8 Mio. m³ ergibt dieses folgende

Verteilung der maximal einleitbaren Abwassermengen in Mio. m³/a:

Hattorf Wintershall Neuhof-Ellers

bis zum 30.11.2015: 5,41 2,49 1,1

01.12.2015 bis 31.12.2020: 4,73 2,17 1,1

Neben den Einleitmengen wurden in der wasserrechtlichen Erlaubnis die nachfol-

gend genannten maximal zulässigen Konzentrationen für die Hauptsalzbestand-

teile im Abwasser festgelegt:

Hauptbestand-teile

Einheit Hattorf Wintershall Neuhof-Ellers

Kalium g/l 66 70 g/l 25 g/l

Magnesium g/l 87 87 g/l 36 g/l

Chlorid g/l 290 276 g/l 154 g/l

Sulfat g/l 85 90 g/l 70 g/l

Natrium g/l 115 110 g/l 59 g/l

Unter Berücksichtigung der zuvor genannten maximal einleitbaren Abwasser-

mengen ergeben sich somit folgende maximalen jährlichen Salzfrachten, beste-

hend aus Produktions- und Haldenabwässern, die innerhalb der geltenden was-

serrechtlichen Genehmigung eingeleitet werden dürfen:




bis zum 30.11.2015:

Parameter Einheit Hattorf Wintershall Neuhof-El-lers

Gesamt

Abwasser-menge

Mio. m³/a (5,41) (2,49) (1,1)

Kalium Mio. t/a 0,36 0,17 0,28 0,81

Magnesium Mio. t/a 0,47 0,22 0,04 0,73

Chlorid Mio. t/a 1,57 0,69 0,17 2,43

Sulfat Mio. t/a 0,46 0,22 0,08 0,76

Natrium Mio. t/a 0,62 0,28 0,06 0,96

Gesamtfracht Mio. t/a 3,48 1,58 0,63 5,69

ab dem 01.12.2015:

Parameter Einheit Hattorf Wintershall Neuhof-El-lers

Gesamt

Abwasser-menge

Mio. m³/a (4,73) (2,17) (1,1)

Kalium Mio. t/a 0,31 0,15 0,28 0,74

Magnesium Mio. t/a 0,41 0,19 0,04 0,64

Chlorid Mio. t/a 1,37 0,60 0,17 2,14

Sulfat Mio. t/a 0,40 0,20 0,08 0,68

Natrium Mio. t/a 0,54 0,24 0,06 0,84

Gesamtfracht Mio. t/a 3,03 1,38 0,63 5,04

Hinsichtlich der Aussagekraft dieser Mengenberechnung im Vergleich zu realisti-

schen Abschätzungen der tatsächlich eingeleiteten Mengen und Frachten sei an

dieser Stelle auf die obigen Ausführungen verwiesen. Die Gegenüberstellung von

Berechnungen auf Grundlage gemessener Schwankungsbreiten der Salzkon-

zentrationen in Abwässern aus Produktion und von Halden würde demnach zu

ähnlichen Ergebnissen in Bezug auf die Belastbarkeit der Daten führen.

In Ergebnis der Betrachtung von maximal erlaubten Abwassermengen und Frach-

ten auf Grundlage der wasserrechtlichen Erlaubnisbescheide für die Einleitung

von Salzabwässern aus Produktion und von Halden in die Werra und in den Plat-

tendolomit bleibt folgendes festzuhalten:

• Bis zum 30.11.2015 ist die Einleitung von insgesamt 13,5 Mio. m³

Salzabwasser/a erlaubt, davon können max. 4,5 Mio. m³/a im Platten-

dolomit versenkt und 9 Mio.m³/ a in die Werra eingeleitet werden.




• Bis zum 30.11.2015 ist, unter Ausnutzung der behördlich festgelegten

zulässigen Konzentrationswerte für die Hauptbestandteile K, Mg, Cl-,

SO4 und Na, die Abgabe von insgesamt 8,5 Mio. t/ a Salz zulässig. Davon

beträgt der zulässige Eintrag in die Werra 5,69 Mio. t/a Salz und in den

Plattendolomit 2,81 Mio. t/a Salz.

• Im Zeitraum vom 01.12.2015 bis zum 31.12.2020 ist, wenn bis zum

30.11.2015 keine Genehmigung zur Einleitung von Salzabwässern in

den Plattendolomit vorliegt, die Einleitung von 8 Mio. m³ Salzabwas-

ser/a in die Werra erlaubt.

• Im Zeitraum vom 01.12.2015 bis zum 31.12.2020 ist, unter Ausnutzung

der behördlich festgelegten zulässigen Konzentrationswerte für die

Hauptbestandteile K, Mg, Cl-, SO4 und Na, die Abgabe von insgesamt

5,04 Mio. t/a Salz in die Werra zulässig. Dieser Menge liegt zugrunde,

dass bis zum 30.11.2015 keine Genehmigung zur Einleitung von Salzab-

wässern in den Plattendolomit vorliegt.

Die nachfolgende Zusammenstellung der Abwassermengen für die Jahre 2010

bis 2013 soll aufzeigen, in welcher Größenordnung diese zunächst zu reduzieren

sind, um zumindest die im Erlaubnisbescheid genannten Maximalmengen (Zeit-

raum 01.12.2016 bis 31.12.2020) einzuhalten.

Um diesen Vergleich zu führen, bedarf es belastbarer Daten zu Abwassermengen

der vergangenen Jahre. Die hierzu einzig verfügbaren Zahlen liefern die Finanz-

berichte der Jahre 2011 bis 2013 der K+S AG Kassel. In den Geschäftsberichten

der Jahre zuvor wurden von K+S keine Angaben gemacht.

In diesen Berichten wird ausschließlich eine Gesamtmenge an Salzabwasser, alle

sechs Standorte eingeschlossen, genannt, die in Gewässer eingeleitet wurde.

Eine Aufteilung auf die einzelnen Werksstandorte ist nicht möglich. Lediglich die

genannte Gesamtmenge für die Versenkung in den Untergrund lässt den Rück-

schluss zu, dass es sich hierbei um die in den Plattendolomit an der Werra ver-

senkten Salzabwässer handeln muss, da an den anderen Standorten keine Ver-

senkungen durchgeführt werden.




Eine Differenzierung der Abwasserdaten (Einleitung in Gewässer) zwischen den

einzelnen Kalisalzbetrieben der K+S AG, wie Neuhof-Ellers, Sigmundshall, Werk

Werra (Hattorf, Wintershall, Unterbreizbach) sowie Zielitz ist so nicht möglich.

Gleiches trifft auch für die Trennung von Salzabwässern aus der Produktion und

Haldensickerwässern zu.

Um im Minimum berechnen zu können, welche aktuellen Gesamtabwassermen-

gen 2012 in den Werken Werra und Neuhof-Ellers in die Werra eingeleitet wur-

den, bedarf es zumindest einer Trennung von den Abwässern aus den Werken

Zielitz und Sigmundshall.

Die beiden Werke Zielitz und Sigmundshall vereinen ca. 37 % der Rohsalzförde-

rung und etwa 41 % aller bei K+S in Deutschland hergestellten Kalisalzprodukte

(K+S Finanzberichte 2010-2012).

Die Abgrenzung der Salzabwasserdaten der Werke Zielitz und Sigmundshall zu

den Gesamtzahlen von K+S ist schwierig, da die aktuellen wasserrechtlichen Er-

laubnisbescheide für diese Werke öffentlich (Internetrecherche) nicht zugänglich

sind. Es gibt jedoch verfügbare Daten, die eine Prognose zu möglichen Salzab-

wassermengen in den beiden Werken gestatten.

So erteilte das LBEG Hannover am 08.11.2006 unter dem AZ: W5008 W III –

2005-010V der K+S AG, Werk Sigmundshall eine wasserrechtliche Erlaubnis zur

Einleitung von 800.000 m³/a Salzabwässer in die Leine (BUND 2006). Ob es

hierzu eine aktuelle Erlaubnisänderung gibt, ist nicht bekannt.

Ein weiterer Anhaltspunkt, das Werk Zielitz betreffend, ist der B- bzw. C-Bericht

über die Umsetzung der Anhänge II, III und IV der Richtlinie 2000/60/EG im Ko-

ordinierungsraum Mittlere Elbe/Elde (FGG ELBE 2005). Hier werden für das Werk

Zielitz eine erlaubte Jahresabwassermenge in Höhe von 54.000 m³/a und eine

Chlorid-Fracht von 80,7 kt/a (2,56 kg/s) genannt.

Folgt man den Daten zu Halden- und Prozessabwässern des Werkes Zielitz für

die Jahre 2007 - 2010 (HALDE ZIELITZ 2014), so errechnet sich eine durch-

schnittliche Chloridkonzentration des Mischabwassers von etwa 190 g/l. Die er-

rechnete Konzentration entspricht in etwa auch den durchschnittlichen Chlorid-

konzentrationen der Salzabwässer der Kali-Werke an der Werra.




Unter der Voraussetzung, dass beide Abwasserarten (Haldensickerwasser und

Produktionsabwasser) zusammengeführt und über die vorhandene Druckrohrlei-

tung am Einleitpunkt bei Rogätz in die Elbe abgestoßen werden, ergibt sich bei

einer Chlorid-Konzentration von etwa 190 g/l und Einleitwerten in Höhe von 2,56

kg/s eine jährliche Abwassermenge von etwa 500.000 m³.

Die Haldenfläche in Zielitz beträgt aktuell etwa 1,92 km² (insgesamt drei Rück-

standshalden). Bei einem durchschnittlichen Jahresniederschlag von 506 mm und

einer Sickerwasserneubildungsrate auf nicht abgedeckten Kalisalzhalden von

etwa 80 % (BMBF 2005) kann mit jährlich etwa 780.000 m³ Haldensickerwasser

gerechnet werden. Je nach Wirkungsgrad der Sickerwasserfassungen am Hal-

denfuß und Salzverdichtung in der Halde ist ein Haldenwasseranfall in einer Grö-

ßenordnung von 400.000 m³/a in Zielitz denkbar.

Insofern sind die berechneten Salzabwasservolumina von 500.000 m³/a plausibel,

zählt man zu den 400.000 m³/a Haldensickerwasser die erlaubte Jahresabwas-

sermenge von 54.000 m³ (FGG ELBE 2005) hinzu. Daher ist anzunehmen, dass

es sich bei der Abwassermenge von 54.000 m³/a um Produktionsabwässer han-

delt.

Somit müssen zur Bilanzierung der in 2012 angefallenen Salzabwässer für die

Werke Neuhof-Ellers und Werra, die im Finanzbericht von K+S genannte Gesamt-

menge für Abwasser zur Einleitung in Oberflächen- bzw. Süßgewässer um min-

destens 1,3 Mio. m³/a (800.000 m³ Siegmundhall + 500.000 m³ Zielitz) reduziert

werden.

Die tatsächliche Abgabe von Salzabwasser in den Werken Neuhaus-Ellers und

Werra gegenüber den Erlaubniswerten des RP Kassel stellt sich demnach wie

folgt dar (Mio.m³/a):




Einheit 2010 2011* 2012/13 2014/15 2016-2020

Finanzbericht K+S (Einleitung )

Mio.m³/a 9,4 6,9 7,2/8,8 ? ?

davon Einleitung Werra Mio.m³/a 8,1 5,6 5,9/7,5 ? ?

Versenkung (K+S) Mio.m³/a 4,3 5,7 4,9/3,3 ? ?

Gesamt Mio.m³/a 12,4 11,3 10,8/10,8 ? ?

Erlaubnis Abwasser Mio.m³/a ? ? 10 9 8

Erlaubnis Versenkung Mio.m³/a ? ? 6 4,5 2 (?)

Gesamt Mio.m³/a ? ? 16 13,5 10 (?)

Auslastung % ? ? 68 80(?) ?

Folgt man der Gegenüberstellung, kann davon ausgegangen werden, dass bei

ungefährem Gleichbleiben der 2013 angefallenen Salzabwassermengen die in

der wasserrechtlichen Erlaubnis fixierten max. Einleitmengen auch 2015 sicher

eingehalten werden. Zukünftig zu berücksichtigen sind die Abwasserreduzierun-

gen durch die im Januar 2014 in Wintershall in Betrieb gegangene Eindampfan-

lage Kainit sowie die in Unterbreizbach seit Juni 2014 in Betrieb befindliche Dick-

stoffanlage III. Beide Anlagen tragen zur Reduzierung der Salzabwassermengen

bei. Konkrete Zahlen zur Salzwasserreduzierung liegen noch nicht vor.

Im Entwurf des 4-Phasen-Planes zwischen der K+S Kali GmbH und dem Land

Hessen ist beabsichtigt, im Zeitraum von 2015 - 2021 die Versenkung fortzuset-

zen. Insgesamt sollen noch ca. 12 Mio. m³ verpresst werden, jedoch maximal 2

Mio. m³/a.

Festzuhalten ist, dass zur Unterschreitung der ab dem 01.12.2015 geltenden Ein-

leitmengen in die Werra (auch unter Einbeziehung der geplanten Fortsetzung der

Abwasserversenkung in Höhe von 2 Mio. m³/a) immer noch eine weitere deutliche

Reduzierung der Salzabwassermengen in einer Größenordnung von ca. 1 Mio.

m³/a gegenüber den heutigen Abwassermengen aus 2013 erfolgen muss.

Die in den Finanzberichten genannten Abwasserzahlen lassen keine Rück-

schlüsse auf die dabei eingeleiteten Salzfrachten bzw. Salzkonzentrationen zu.

Es lässt sich auch nicht ableiten, wie viel "hartes" Abwasser vornehmlich in den

Plattendolomit versenkt und wie viel "weiches" Abwasser in die Werra abgegeben




wurde. Die K+S Kali GmbH steuert gezielt die Einleitung dieser Abwässer in Ab-

hängigkeit der Wasserführung der Weser und der aktuellen Salzkonzentrationen.

Ein Rückschluss auf konkrete Daten zu Abwassermengen aus den Produktions-

bereichen und den Halden ist ebenfalls nicht möglich. Zur Abschätzung der Ab-

wassersituation bedarf es weiterer nachvollziehbarer und belastbarer Daten:

• konkreter Beitrag der zwischen 2010 und 2014 umgesetzten technologi-

schen Maßnahmen zur Abwasserreduzierung

• Erfassung der jahresbezogenen Sickerwasserneubildung / Haldenwas-

serbildung zwischen 2010 und 2014 unter Beachtung von Klimadaten,

wie Niederschlag, Temperatur, Sonnenscheindauer, Windverhältnisse

Ein Blick auf die durchschnittlichen Wetterdaten für die Jahre 2007 bis 2010 macht

deutlich, dass beispielsweise für eine Bewertung von Erfolgen bei der Reduzie-

rung von Haldensickerwasser, derartige Einflussgrößen unbedingt stärker zu be-

rücksichtigen sind.

Jahresdaten der DWD Messstation Kassel

Jahr mittlere Jahres-temperatur (C°)

Sonnenschein-dauer (h)

Jahresnieder-schlag (l/m²)

2007 10 1.496 969

2008 9,6 1.456 623

2009 9,3 1.508 734

2010 8,1 1.472 661

So können sich allein die Schwankungen bei mittlerer Jahrestemperatur und die

Jahresniederschlagsdaten, ohne dabei z. B. den Windeinfluss auf die Verduns-

tungsrate zu berücksichtigen, erheblich auf die Bildung (produktionsunabhängi-

ger) Haldensicker- bzw. -abwässer auswirken.

Zur Konkretisierung der aktuellen Salzeinleitung in die Werra sowie den Anforde-

rungen an eine gute Gewässerqualität kann außerdem die aktuelle Modellrech-

nung von SYDRO CONSULT (2014) heran gezogen werden.

So nennt SYDRO am Beispiel des Pegels Hess. Oldendorf (Weser) eine maxi-

male Chloridfracht von 31,10 kg/s (981 kt/a), die bei mittlerer Wasserführung in

die Werra eingeleitet werden darf, so dass am o.g. Pegel die Konzentration von




300 mg/l Chlorid (Maßstab für eine Zielerreichung als Vorgabe der FGG Weser

im gesamten Gewässerverlauf) eingehalten wird. Ausgangspunkt sind die Einleit-

stellen für Salzabwasser des Werks Werra.

Eine effektive Chloridkonzentration von max. 300 mg/l am Pegel Hess. Oldendorf

bedeutet aber auch, dass im Gewässerabschnitt zwischen diesem Pegel und der

Abwassereinleitstelle dieser Zielwert nicht zwangsläufig erreicht wird. In der Mo-

dellierung von SYDRO wurden die diffusen Einträge in die Werra bzw. Weser im

Verlauf des betrachteten Gewässerabschnitts mit berücksichtigt.

Die nachfolgende Berechnung soll kurz darstellen, wie groß die Differenz zwi-

schen der derzeitigen Chlorideinleitung und den von Sydro in die Diskussion ge-

brachten Wert von 31,1 kg/s ist.

Für die Berechnung werden die maximal zulässigen Einleitdaten lt. wasserrecht-

licher Genehmigung (Zeitraum 2016-2020) bzw. aus 2010 stammende Daten der

mittleren Konzentrationswerte von Salzabwässern sowie die modifizierten Daten

zu Abwassermengen (K+S 2013) herangezogen.

Hattorf Wintershall Neuhof

Einheit Einleitung Versenkung Einleitung Versenkung Einleitung

Kalium g/l 12 22 27 34 15

Natrium g/l 76 61 73 55 44

Magnesium g/l 16 29 25 36 26

Chlorid g/l 153 171 167 178 118

Sulfat g/l 27 40 59 56 54


Für 2013 werden als Einleitmenge in die Werra 7,5 Mio. m³ Abwasser angegeben.

Bei einer mittleren Chloridkonzentration von 146 g/l (Mittelwert aus allen Chlorid-

Konzentrationen in der Tabelle) bedeutet dieses eine Jahresfracht von etwa 1,1

Mio. t Chlorid. Bei Betrachtung dieser Menge ist zu berücksichtigen, dass 2013

zusätzlich 578 kt Chlorid in den Plattendolomit versenkt wurden (3,3 Mio. m³ x

175 kg/m³ oder g/l). Somit belief sich die 2013 in den Werken Werra und Neuhof-

Ellers angefallene Chloridfracht auf etwa 1,68 Mio. t Chlorid. Demnach ist die ak-

tuelle Chloridfracht immer noch fast doppelt so hoch, wie die von SYDRO im

Rahmen der Modellrechnung vorgeschlagene.




Unter den Bedingungen der wasserrechtlichen Erlaubnis dürfen im Zeitraum zwi-

schen 2015 und 2020 maximal 2,14 Mio. t/a Chlorid in die Werra eingeleitet

werden (Hattorf 1.370 kt, Wintershall 200 kt sowie Neuhof-Ellers 80 kt).

Dieser Wert liegt etwa 25 % über den derzeitigen Chloridfrachten und bedeutet,

dass bei Einhaltung der behördlich festgesetzten Einleit-Grenzwerte der von der

FGG Weser vorgeschlagene Zielwert von 300 mg/l Chlorid am Pegel Hess.

Oldendorf um das 2,2-fache überschritten wird.

Beim nächsten stromaufwärts gelegenen Pegel Hemeln (17,63 kg/s) beträgt die

Überschreitung das 3,8-fache.

3.2.3.4 Diffuse Quellen

Weit vor Beginn der Kalisalzförderung im Fulda-Werra-Gebiet waren, in Folge ar-

tesisch gespannter Grundwasserverhältnisse, natürliche Salzwasserquellen be-

kannt. So gab es bereits erste urkundliche Erwähnungen im frühen Mittelalter

(K+S 2009a).

Die vorindustrielle Belastung der Werra wird vom HLUG mit 73 mg/l angegeben,

während man für den Pegel Gerstungen zu Beginn der industriellen Entwicklung

(um 1883) eine Chloridkonzentration von 114 mg/l abschätzt (HLUG 2009a).

In Folge der seit 1925 durchgeführten Salzabwasserversenkung zeigte sich zeit-

verzögert eine Zunahme der Salzkonzentrationen, insbesondere der leicht lösli-

chen Chloride, in den natürlichen Quellschüttungen und im Uferfiltratbereich der

Werra. Dieses führte zunächst zur offiziellen Einstellung der Versenkung von Ka-

liabwässern auf dem ehem. DDR-Gebiet und in Folge zu einer deutlichen Redu-

zierung der Versenkmengen auf hessischer Seite (siehe auch Kap. 3.2.3.1).

Lange waren die Zusammenhänge zwischen der Einleitung von Kalisalzabwäs-

sern und Erhöhung der Salzkonzentrationen in natürlichen Quellschüttungen nicht

zweifelsfrei belegt. Im Zeitraum 2006 - 2008 wurde jedoch in mehreren Untersu-

chungen des HLUG sowie auch durch K+S gezeigt, dass sowohl der Grundwas-

serleiter des Buntsandsteins als auch der darüber liegende oberflächennahe

Grundwasserleiter, einschließlich seiner Quellschüttungen, durch die versenkten

Salzabwässer beansprucht wird.




So haben beide Seiten festgestellt, dass sich die versenkten Abwässer auf

den Buntsandstein mit 37 % (HLUG) 10 - 30 % (K+S)

den diffusen Austrag über den

darüber liegenden GW-Leiter mit 20 % (HLUG) 30 - 40 % (K+S)

verteilen (BÖHM 2008).

(HLUG 2007a)

In einer hydrogeologischen Stellungnahme zum wasserrechtlichen Antrag auf

Versenkung von Abwasser der K+S im August 2011 weist das HLUG (BÖHM

2008) darauf hin, dass

• der Verbleib der Abwässer im Untergrund unklar ist,

• langfristig die Beeinflussung der Trinkwasserversorgung nicht auszu-

schließen ist,

• eine akute Trinkwassergefährdung jedoch nicht vorliegt und

• eine Fortsetzung der Versenkung die Salzabwassermenge im Buntsand-

stein weiter erhöht.




Neben der Besorgnis hinsichtlich der weiteren Einleitung von Salzabwässern in

den Plattendolomit kommt das HLUG zur Erkenntnis, dass selbst die sofortige

Einstellung der Versenkung erst in einer Dekade zum Rückgang diffuser Chlorid-

Einträge (2009: 13,6 kg/s) auf etwa 7 bis 10 kg/s führen würde (RP KASSEL

2011).

Weitere Untersuchungen, wie 1996 und 2008 von K+S in Auftrag gegebene Hub-

schrauberüberfliegungen, zeigen entlang der Werra drei Bereiche, die für den dif-

fusen Salzeitrag relevant sind:

• Bereich um Tiefenort (stillgelegtes Kalibergwerk Merkers)

• Bereich um Vacha und Philippsthal

• Bereich zwischen Heimboldshausen und Gerstungen

Ergebnisse der zweiten Hubschrauber-Elektromagnetik aus dem Jahr 2008 im Werratal (K+S 2009b)

Im Bereich Tiefenort gehen die aus diffusen Quellen stammenden Belastungen in

Folge der Einstellung der Versenkung in diesem Bereich noch zu DDR-Zeiten und

der Stilllegung des ehem. VEB Kalibetriebes Werra kontinuierlich zurück (K+S




2009a). So liegen die etsprechenden Chloridfrachten dort derzeit bei etwa 3 kg/s.

Einschließlich der Vorbelastung in der Werra und weiterer geringfügiger diffuser

Einträge berechnet SYDRO eine Gesamtfracht bis zum Pegel Vacha von 4,38

kg/s Chlorid (SYDRO CONSULT 2014).

Die beiden letztgenannten Bereiche liegen im Einflussbereich der Wechselwir-

kungen zwischen den aktuellen Salzabwasserversenkungen und den Übergän-

gen in den oberen Aquifer. Dieses zeigt sich auch in der deutlichen Zunahme der

diffusen Belastungen.

So werden lt. SYDRO folgende Chlorideinträge (kg/s) in diesen Bereichen ermit-

telt:

• diffuser Eintrag am Pegel Vacha 0,53 kg/s

• diffuser Eintrag am Pegel Helmboldshausen 0,90 kg/s

• diffuser Eintrag am Kiessee Dankmarshausen 8,06 kg/s

Nach Auswertung verschiedener Datenquellen zeigt sich in dem beschriebenen

Bereich, einschließlich der zugeführten Vorbelastungen, am Pegel Gerstungen

eine Chloridfracht in Folge diffuser Einträge von etwa 14 kg/s (Schwankungsbe-

reich 13 - 17 kg/s). Der Anteil der diffusen Chlorideinträge an der Gesamtfracht in

der Werra, d. h. einschließlich der Salzwassereinleitung aus der Kalisalzaufberei-

tung und den Halden, liegt damit bei etwa 14 % bzw. konservativ in einem Bereich

von 11 - 18 %. Hiervon beträgt der Anteil des Kiessees in Dankmarshausen allein

etwa 8 %, d.h. es handelt sich etwa um mehr als die Hälfte aller diffusen Einträge.

Bereits in früheren Untersuchungen zeigte sich die signifikante Chloridfracht, die

vom Kiessee Dankmarshausen ausgehend in die Werra eingetragen wird, in einer

Größenordnung von 6 - 8 kg/s (K+S 2009b). Plötzliche Wasserstandschwankun-

gen in der Werra können hier in Folge der hydraulischen Verbindung mit dem

Kiessee zur stoßartigen Abgabe großer Mengen salzhaltigen Wassers in die

Werra führen (RP KASSEL 2011).

Der sowohl punktuell als auch spontan hohe Austrag von Salzwasser führte zu

Überlegungen, die Austräge zu vergleichsmäßigen (RUNDER TISCH 2009f) und

den Kiessee hydraulisch von der Werra zu entkoppeln (RP KASSEL 2011).




Mit der Vergleichmäßigung durch Einbau einer Schwelle zwischen See und Werra

soll erreicht werden, dass zukünftig Leitfähigkeitsspitzen, insbesondere bei Nied-

rigwasserführung, in der Werra vermieden werden. Mit dieser Maßnahme wird

jedoch keine Reduzierung des Gesamtfrachteintrages erreicht.

Die hydraulische Entkopplung, z. B. wie vom RUNDEN TISCH vorgeschlagen

durch Abdichtung des Kiesbodens (RUNDER TISCH 2009f), würde zunächst eine

deutliche Reduzierung des Eintrags von Salzwässern in die Werra bedeuten. Zu

klären wäre jedoch, ob sich in Folge der artesischen Spannung das Grundwasser

im Nahbereich des Kiessees und der Werra einen anderen Fließweg suchen

würde und somit weiterhin als diffuser Salzwassereintrag die Werra belasten.

Die Möglichkeit einer hydraulischen Entkopplung von Kiessee und Werra mit der

Option einer gezielten Behandlung des salzhaltigen Wassers im Kiessee, der

dann eine Punktquelle im Sinne der WRRL darstellen würde, ist derzeit noch nicht

abschließend diskutiert.

SYDRO hat berechnet, dass der derzeitige alleinige oberstromige Chlorideintrag

über diffuse Quellen bis zum Pegel Gerstungen insgesamt 13,86 kg/s beträgt. Bei

einer mittleren Wasserführung (MQ) der Werra am Pegel Gerstungen von etwas

weniger als 31 m³/s würde dieser Eintrag am Pegel Witzenhausen zu einer erst-

maligen Unterschreitung des von der FFG Weser festgelegten Zielwertes von 300

mg Chlorid/l führen.

Bei einem mittlerem Niedrigwasser (NMQ) in der Werra von etwa 8 m³/s am Pegel

Gerstungen wird, allein durch den Eintrag der diffusen Salzwässer, der Zielwert

am weit unterhalb gelegenen Pegel Hess. Oldendorf nahezu erreicht (314 mg/l)

(SYDRO CONSULT 2014).

Auf Grundlage von Modellrechnungen ergeben sich bis zum Pegel Gerstungen

folgende diffuse Quellen (als Chlorid):




Vorbelastung Pegel Unterrohn: 0,93 kg/s

Diffuser Eintrag Pegel Merkers: 2,92 kg/s

Diffuser Eintrag vor Dorndorf: 0,53 kg/s

Diffuser Eintrag am Pegel Vacha: 0,53 kg/s

Diffuser Eintrag am Pegel Heimboldshausen 0,90 kg/s

Diffuser Eintrag Kiessee 8,06 kg/s

Summe 13,87 kg/s

Bei Reduzierung der Chloridfracht in der Werra durch die Einstellung der Versen-

kung (Verringerung auf 7 - 10 kg/s) oder hydraulischer Entkopplung und Behand-

lung des Kiesseewassers (Reduzierung um 6 - 8 kg/s), ergeben sich auf Grund-

lage der von SYDRO CONSULT (2014) errechneten diffusen Einträge hinsicht-

lich eines Zielwertes von 300 mg/l Chlorid folgende Konzentrationen:

1) Chloridfracht: 13,87 kg/s (derzeitiger diffuser Eintrag)

Chloridkonzentration bei MQ Werra MNQ Werra

(mg/l) (mg/l)

Pegel Gestungen 450 1.793

Pegel Witzenhausen 280 982

Pegel Hemeln (Weser) 148 464

2) Einstellung der Versenkung, Reduzierung der diffusen Einträge auf 10 kg/s


(mg/l) (mg/l)




3) Hydraulische Entkopplung und Behandlung des Kiesseesalzwassers, Re-

duzierung der diffusen Einträge auf 8 kg/s


(mg/l) (mg/l)







Diese Gegenüberstellung der unterschiedlichen Szenarien des Eintrags diffuser

Salzwässer in die Werra macht unter der Maßgabe, dass die derzeitigen Salz-

wassereinleitungen durch die Werke Neuhof-Ellers und Werra eingestellt werden,

folgendes deutlich:

• Bei Normalwasserführung MQ wird der Zielwert unter derzeitigen Bedin-

gungen im Bereich des Pegels Witzenhausen erreicht.

• Mit Niedrigwasserführung MNQ wird der Zielwert selbst am Pegels He-

meln (Weser) noch um das 1,5 fache überschritten.

• Selbst bei einer deutlichen Reduzierung des Eintrags diffuser Salzfrach-

ten in die Werra wird der Zielwert bei MQ erst unterhalb des Pegels Ger-

stungen und bei MNQ sogar erst ab dem Pegel Hemeln, d. h. kurz nach

Zusammenfluss von Werra und Fulda, erreicht.

Eine belastbare Bilanzierung der Salzfrachten aus Produktion, Haldenabwässern

und diffusen Quellen ist derzeit aufgrund fehlender aktueller Daten nicht möglich.

3.2.3.5 Neue Integrierte Salzabwassersteuerung (NIS)

Mit der von der K+S Kali GmbH geplanten NIS sollen im Wesentlichen zwei Ziele

erreicht werden:

1. zukünftige Einstellung der Versenkung von Salzabwässern im Platten-

dolomit (derzeit bis zum 30.11.2015 befristete Erlaubnis)

2. Beibehaltung einer möglichst gleichmäßigen Salzkonzentration unter-

halb der behördlich festgesetzten Grenzwerte bei Direkteinleitung von

Salzabwässern in die Werra unter Berücksichtigung der Wasserführung

des Flusses

Hintergrund ist, dass die unterschiedlichen Salzkonzentrationen der Produktions-

und Haldenabwässer zu einem ebenso unterschiedlichen Verhältnis der Ionen-

konzentrationen, insbesondere von Chlorid zu Magnesium, im Abwasser führen.

So spricht man bei einem Konzentrationsverhältnis > 7 von "weichem" und bei <

7 von "hartem" Salzabwasser. Das Chlorid / Magnesium-Verhältnis im Kieserit-

waschwasser (Standort Hattorf) hat ein Quotienten von etwa 28 und von rund 3




im MgCl2-reichen Abwasser (Q-Lösung) des Standorts Unterbreizbach (K+S

2009).

Eine Direkteinleitung des "harten" Salzabwassers in die Werra kann unter un-

günstigen Bedingungen (kleines Cl / Mg-Verhältnis, hoher Abwasseranfall, Nied-

rigwasser in der Werra) dazu führen, dass der derzeit behördlich festgesetzte

Grenzwert für die Gesamthärte in der Werra von max. 90° dH (RP KASSEL 2012)

überschritten wird.

Daher beinhaltet die NIS folgende Module:

• Inbetriebnahme der Salzabwasserleitung (Okt. 2013) zwischen Unterb-

reizbach und Hattorf zur Steuerung von "weichen" und "harten" Salzab-

wässern bei Direkteinleitung in die Werra und Versenken in den Platten-

dolomit

• Ausbau der Kapazitäten zur Rückförderung salzhaltiger Grundwässer

aus dem Plattendolomit (z. Z befristet bis zum 30.11.2015)

• Ausbau von Kapazitäten bei Stapelbecken über Tage zur Vergleichmä-

ßigung der Salzabwassereinleitung in die Werra, d. h. Zwischenspeiche-

rung von Salzabwässern bei niedrigen und Einleitung bei höheren Ab-

flussverhältnissen

• Eine Steuerung der anfallenden "harten", d.h. kalium- und magnesium-

reichen, und "weichen" Salzabwässer mit dem Ziel, vorrangig "harte"

Salzabwässer in den Plattendolomit zu versenken und "weiche", d.h.

überwiegend natriumreiche, Salzwässer aus dem Plattendolomit zurück

zu fördern bzw. in die Werra abzugeben. Hierbei werden gleichfalls die

Stapelbecken an den verschiedenen Standorten mit eingebunden.

• umfangreiches Grundwassermonitoring

Die nachfolgenden Darstellungen zeigen die Funktionsweise der NIS und die Ver-

bundlösungen bei der Bewirtschaftung der Stapelbecken am Beispiel des Stand-

orts Hattorf.




(K+S 2009a)

(K+S 2009a)

Gegenwärtig wurden die Versuche zur Rückförderung von salzhaltigem Grund-

wasser aus dem Plattendolomit, einem wesentlichen Bestandteil der NIS einge-

stellt. Die die K+S Kali GmbH spricht in diesem Zusammenhang nicht mehr von




der Neuen Integrierten Salzwassersteuerung, sondern nur noch vom Versenken

und Einleiten von Salzabwässern3.

3.2.3.6 Aufbereitungshilfsstoffe

Neben der Betrachtung der Hauptbestandteile, den Restsalzen aus der Kalisalz-

herstellung, ist es notwendig, auf die in den Werken eingesetzten Hilfsstoffe in-

nerhalb der Aufbereitungsverfahren, wie Heißlöse-, Flotations-, ESTA®-Verfah-

ren, Kalte Vor- und Nachzersetzung, einzugehen.

Insbesondere in der Flotation wird eine Vielzahl verschiedener Hilfsstoffe einge-

setzt. So dienen z. B. Schäumer zum Stabilisieren der Luftblasen, Sammler zur

Hydrophobierung (Wasserabstoßung) der aufzuschäumenden Salze, Drücker zur

besseren Hydrophilierung (bessere Wasserbenetzbarkeit) der zur Absetzung vor-

gesehenen Salze und Regulierungsmittel zur Optimierung der Trennvorgänge.

Einige dieser Stoffe sind z. T. stark wassergefährdend (WGK 3), wie z. B. das am

Standort Neuhof-Ellers mit bis zu 198 t/a (?) eingesetzte Talgfettamin (CAS-Nr.:

61788-45-2) (HLUG 2011c). Bei einer in Zukunft beabsichtigten deutlichen Redu-

zierung oder Einstellung der Einleitung von Salzabwassermengen spielen die Auf-

bereitungshilfsstoffe eine immer bedeutendere Rolle bei der Betrachtung der

ökotoxikologischen Auswirkungen auf den Wasserkörper. Dieses triff sowohl für

die betroffenen Grundwasserkörper (Trinkwassergewinnung im Quartär bzw.

Buntsandstein) als auch Oberflächengewässer (Werra, Oberweser, Jadebusen /

Nordsee) zu.

Vor diesem Hintergrund hat das RP KASSEL (2014) unter Pkt. IV. Inhalt- und

Nebenbestimmungen, Pkt. 4 Aufbereitungshilfsstoffe, der Versenkerlaubnis Werk

Werra die Auflage erteilt, bis zum 30.06.2012 eine abschließende Untersuchung

zu möglichen Toxizitäten der nach Anhang 12 Anlage 2 des Erläuterungsberich-

tes der K+S Kali GmbH eingesetzten Aufbereitungshilfsstoffe vorzulegen.

3 Telefonische Auskunft RP Kassel, Abteilung III "Umwelt- und Arbeitsschutz FG Industrielles Abwasser, wassergefährdende Stoffe, Salzwasserentsorgung" am 27.01.2015




Hierzu liegen z. Z. in den zugänglichen Publikationen unterschiedliche in der Re-

gel unzureichende Angaben seitens der K+S Kali GmbH vor (siehe auch: Fazit

HLUG 2011c).

Im Rahmen einer "Kleinen Anfrage" an den Hessischen Landtag vom 27.07.2010

wird auf Nachfrage der in der Salzflotation eingesetzten Aufbereitungshilfsstoffe

Salicylsäure (WGK 1) und Fettsäure (die konkrete chemische Bezeichnung der

betreffenden Fettsäure wird nicht genannt) von K+S lediglich die prozentuale Ver-

teilung der Rückstandsmengen in den Abwasserströmen der Werke Hattorf und

Wintershall sowie deren Verteilung innerhalb der beiden Entsorgungswege Ver-

senkung und Einleitung genannt.

Die konkreten Mengen der im Abwasser enthaltenen Hilfsmittel werden nicht dar-

gestellt. Es wird lediglich darauf verwiesen, dass die Konzentration der betreffen-

den Stoffe in der Werra unterhalb der jeweiligen analytischen Bestimmungsgren-

zen lägen (HESSISCHER LANDTAG 2010). Es kann auf Grund dieser Angaben

keine Aussage darüber getroffen werden, ob die nicht im Abwasser enthaltenen

Aufbereitungshilfsmittel in den Produkten oder in den auf Halde abgelagerten Ab-

fallsalzen wiederfinden sind.

Die im Erlaubnisbescheid (RP KASSEL 2011) festgesetzten Überwachungswerte

für organische Substanzen bzw. die wenigen veröffentlichten Daten zu Summen-

parametern, wie CSB, AOX, TOC, sind ein Indiz dafür, dass neben den in Rede

stehenden Salzen noch weitere, insbesondere organische, Schadstoffe im Ab-

wasser zu beachten sind.

Schadstoff Überwachungswerte Hat-torf/Unterbeizbach

Überwachungswerte Win-tershall

Chemischer Sauerstoffbedarf CSB [mg/l]

115 120

AOX [µg/l] 300 500

Überwachungswerte Erlaubnisbescheide Versenkung (RP KASSEL 2011)

Schadstoff Überwachungswerte Hattorf

Überwachungswerte Wintershall

Überwachungs-werte Neuhof-El-lers

Chemischer Sauer-stoffbedarf CSB [mg/l]

125 155 200

AOX [µg/l] 200 1.200 100

Überwachungswerte Erlaubnisbescheide Einleitung in die Werra (RP KASSEL 2012)




Hattorf Wintershall Neuhof

Einheit Einleitung Versenkung Einleitung Versenkung Einleitung

AOX mg/l 0,07 0,20 0,3 0,3 0,08

TOC mg/l 16 39 39 33 30

CSB mg/l 50 102 120 86 91

gemessene Werte (HESSISCHER LANDTAG 2010)

3.2.4. Versatz in den Werken des Fulda-Werra-Kalireviers

Unter Bergversatz ist die Wiederverfüllung von untertägigen Hohlräumen zu ver-

stehen, die durch die Gewinnung von Rohstoffen, wie Kalisalzen, entstanden

sind.

3.2.4.1 Grundsätzliches

Der Versatz wird durchgeführt, um:

• eine wirtschaftlichere Rohstoffgewinnung durch Verbleib von Nebenge-

stein vor Ort zu ermöglichen,

• die Rohstofflagerstätte bergbautechnisch besser ausbeuten zu können,

• die Standsicherheit des Gebirges während der Abbauphase und nach

Stilllegung zu erhöhen bzw. langfristig zu gewährleisten,

• Setzungen des Bodens an der Oberfläche zu minimieren

• die Bewetterung der untertägigen Anlagen (Stollensysteme) zu verbes-

sern,

• die Brand- und Explosionsgefahr unter Tage, z. B durch Gasausbrüche

im Gebirge, zu verhindern und

• Umweltschadstoffe, wie Aschen, Schlacken, belastete Böden, radioak-

tive Rückstände, langfristig sicher zu verwahren.

Um die vorgenannten Anforderungen zu erfüllen, kann das Versatzmaterial lose

eingebracht werden, um dann in Folge des Gebirgsdrucks nachverdichtet zu wer-

den. Eine andere Variante besteht darin, entweder die selbsthärtenden Eigen-

schaften des Materials zu nutzen oder unter Zugabe von Bindemitteln eine Aus-

härtung zu erreichen. Mit letztgenannter Versatzart wird eine unmittelbare Last-

aufnahme des Deckgebirges erreicht.




Um diese Versatzarten umzusetzen, bedient man sich folgender Versatzverfah-

ren:

• Mechanischer Versatz

Sturzversatz: Das Material (Schüttgut) wird senkrecht in einen Hohl-

raum gefüllt.

Schüttgutversatz: Das Schüttgut wird mittels Fahrzeugen und anderen

Transporteinrichtungen vor Ort abgekippt bzw. aufgeschüttet.

Schleuderversatz: Das Versatzmaterial wird mittels Container, Fahrzeu-

gen oder Förderbändern vor Ort gebracht und anschließend unter ho-

her Verdichtung mittels eines mechanischen Verfahrens in den Stollen

geschleudert.

Stapelversatz: Das Material wird in "Big Bags" oder Fässern abgefüllt

und vor Ort gestapelt.

• Hydraulischer Versatz

Spülversatz: Das Material wird mit einer Flüssigkeit zu einer pumpfähi-

gen Suspension oder Paste vermischt und in vertikale Hohlräume ver-

presst. Die Entwässerung des Materials erfolgt unter Ausnutzung der

Schwerkraft.

Feuchtversatz: Das Material wird wie beim Spülversatz vor Ort transpor-

tiert, dann aber mittels Zentrifuge entwässert und anschließend als Fest-

stoff mit geringer Restfeuchte in die Hohlräume eingebaut.

Dickstoff- oder Pumpversatz: Das Material wird mittels eines bindefähi-

gen Stoffes als Dickstoff zum Füllort transportiert und härtet danach aus.

• Pneumatischer Versatz

Blasversatz: Das Material wird in Rohrleitungen vor Ort transportiert und

in Folge der hohen Strömungsgeschwindigkeit nach dem Ausblasen aus

dem Rohrleitungssystem hoch verdichtet.




Entscheidende Kriterien für den Einsatz von Versatztechnologien sind das Errei-

chen eines hohen Verfüllungsgrades, einer annähernd ähnlichen Lagerungs-

dichte wie das ursprünglich vorhandene Material (Steinsalz 2,2 t/m³) und eine

technische Umsetzbarkeit unter den gegeben Abbaubedingungen.

So wurden in Abwägung der Möglichkeiten eines Bergeversatzes im Werk Neu-

hof-Ellers verschiedene Versatzverfahren gegenübergestellt (ERCOSPLAN

2007b):

Pneumatischer Versatz

• Blasversatz

- Reduzierung des Feuchtegehaltes von 3,5 % auf < 2,5 %

- bei einer Körnung von 0-10 mm in steiler Lagerung ergibt sich ein

Verfüllgrad von 85-90% und eine durchschnittliche Lagerungsdichte

1,5 t/m³

- Verfahren in flacher Lagerung nicht bekannt

Mechanischer Versatz

• Schleuderversatz

- Verfüllgrad 85-90 % bei einer durchschnittlichen Lagerungsdichte

von 1,5 t/m³

• Schüttgutversatz mit Ladetechnik

- bei geringen Abbauhöhen von < 3 m ist keine verdichtende Befüllung

möglich

- bei Einbaukammern mit > 5 m Höhe ist ein Verfüllgrad von 75-80 %

realistisch, mit einer Lagerungsdichte zwischen 1,6 und 1,7 t/m³

- bei Kammerhöhen von < 5 m ist ein Verfüllgrad von 60 % bei Lage-

rungsdichten von < 1,6 t/m³ möglich




Hydraulischer Versatz

• Spülversatz

- erzielt bei steiler Lagerung Verfüllgrade von 85 - 95 % bei einer La-

gerungsdichte von 1,8 -1,9 t/m³

- bei flacher Lagerung wird nur eine Lagerungsdichte von 1,60 - 1,65

t/m³ und ein Verfüllgrad von max. 60 % erreicht

- in zeitlicher Verzögerung können durch Kompaktieren und Kristalli-

sation, besonders bei Hohlraumkonvergenz durch Verformung, Ver-

satzdichten > 2,0 t/m³ erreicht werden

- gut geeignet für lange Abbaubereiche.

3.2.4.2 Aktueller Versatz in den Bergwerksstandorten

Der K+S Kali GmbH wurde bereits in den 1960er Jahren vom Hessischen Ober-

bergamt die Erlaubnis zum versatzlosen Abbau gemäß § 166 Allgemeine Berg-

verordnung für das Land Hessen (ABV) erteilt. Nur für den Standort Unterbreiz-

bach besteht wegen des Kuppelabbaus die Pflicht zum Bergversatz.

Der Grund zur Genehmigung eines versatzlosen Bergbaus liegt in der Beschaf-

fenheit des hessischen und thüringischen Kali-Flözes auf der hessischen Landes-

seite. So wird im nördlichen Grubenfeld Hattorf / Wintershall das Flöz Hessen als

Hartsalz in einer Mächtigkeit von 1,6 - 3 m und im südlichen Bereich das Flöz

Thüringen als Carnallitit und Hartsalz in einer Mächtigkeit bis zu 7 m, teilweise bis

zu 10 m, abgebaut. Die Lagerstätten haben in diesem Bereich ein Einfallen von 2

- 3 Grad (RP KASSEL 2007).

Gleiches trifft für das Grubenfeld von Neuhof-Ellers zu, bei dem das Flöz Hessen

abgebaut wird. Hier liegen kleinräumige Wechsel von Sattel- und Muldenstruktu-

ren vor, die ebenfalls nur geringe Abbauhöhen von 2,5 - 3,9 m zulassen.

Lediglich am Standort Unterbreizbach sind durch die entstandenen Carnallititkup-

peln besondere Grubenbaue notwendig. Durch die bis zu 80 m hohen und 40 m

breiten Abbaukammern sind nach Beendigung der Rohsalzförderung Verwah-

rungsarbeiten mittels Versatz erforderlich.




In allen vier Bergwerken wird jedoch ein so genannter "Sofortversatz" durchge-

führt. Hauptsächlich Steinsalz, das nach den Sprengarbeiten als nicht förderfähi-

ges Salz anfällt, wird unmittelbar vor Ort als Versatzmaterial wieder eingebaut. So

fielen 2008 bzw. 2009 ca. 4 Mio. t wertstoffarmes Material für den Sofortversatz

an (MARTENS 2009).

Versatzmenge 2008 (MARTENS 2009)

Wegen der beschriebenen Hohlräume am Standort Unterbreizbach wurden hier,

in Verbindung mit der Verwahrung von Abbaufeldern des stillgelegten Bergwerks

Merkers, zusätzlich mittels Feucht- bzw. Spülversatz im Jahr 2008 0,86 Mio. t

bzw. 0,29 Mio. t feste Rückstände eingebaut.

Schema Spülversatz (ERCOSPLAN 2007b)




Einige Hohlräume werden im Dickstoffversatz mit Fremdmaterialien, d. h. mit ge-

nehmigten Abfallstoffen, wie Rauchgasreinigungsrückstände, Kessel- und Kehr-

schlammaschen versetzt. Diese Abfallmaterialien werden über Tage in einer Si-

loanlage mit MgCl2-Lösung (Q-Lösung) zu einer pumpfähigen Suspension ver-

mischt und härten nach der Verfüllung unter Tage vollständig aus (MARTENS

2009).

Im Juni 2014 wurde eine weitere Dickstoffanlage (DS III) in Unterbreizbach in Be-

trieb genommen, so dass die am Standort anfallende MgCl2-Lösung vollständig

im Rahmen der Versatzaushärtung verwertet werden kann (K+S 2014b).

Nachdem sich mehrere Gutachten umfangreich mit dem Thema möglicher Ver-

satztechnologien und der Ausweitung des Restsalzversatzes auseinandergesetzt

hatten, hat der Runde Tisch 2009 in einem Maßnahmenblatt die wesentlichen

Ergebnisse, alle 4 Standorte betreffend, festgehalten.

Es wurden folgende Verfahren auf den Prüfstand gestellt (RUNDER TISCH

2009a):

1. Einstapeln flüssiger Rückstände unter Tage

Anfallende Halden- und Produktionsabwässer sollen in geeignete, vor-

handene Grubenräume, insbesondere in vorhandene Muldenstrukturen,

eingestapelt werden

Es handelt sich um Versuche zum Lösungsverhalten der Salze in Ver-

bindung mit der chemischen Zusammensetzung und Konzentration der

flüssigen Rückstände

2. Einbringen von flüssigen und festen Rückständen durch hydrauli-

schen Versatz

Einsatz von Spül-, Dickstoff- oder Pumpversatz

3. Versatz von festen Produktionsrückständen in die Bergwerke so-

wie Rückbau und Versatz (von Teilen) bestehender Halden

Das über Tage anfallende Rückstandssalz und Teile der Rückstandshal-

den sollen mit geeigneten Versatztechniken in Grubenhohlräume nach

unter Tage eingebracht werden.




Die genannten Verfahren wurden vom Runden Tisch in Zusammenarbeit mit

MARTENS (2009) auf

• primäre (Effektivität) und sekundäre Wirkung

• Zeitbedarf bis zur Umsetzung und bis zur Wirksamkeit

• Wechselwirkung mit anderen Maßnahmen

• Kosten

• Konflikte, Risiken, Unsicherheiten

• Umsetzbarkeit

mit folgenden Ergebnissen beurteilt:

zu 1. Einstapeln flüssiger Rückstände unter Tage

Wirksamkeit:

- durch Einleitung von Salzabwässern in die untertägigen Grubenbaue

wird eine deutliche Reduzierung der Frachten in Werra und Weser er-

reicht;

- möglicherweise können Lösevorgänge zu Berginstabilitäten führen und

dadurch ggf. Salzwässer wieder aus dem Grubenbau heraus bzw. in an-

dere Grubenbereiche hinein gedrückt werden können

- wird durch K+S in Stapelversuchen getestet.

Zeitbedarf:

- Zwar kann mit dieser Maßnahme sofort Salzwasser eingetragen wer-

den, aber wann beispielsweise Umlösevorgänge wirksam werden, ist

kaum vorhersehbar.

Wechselwirkung:

- Maßnahme konkurriert mit anderen Versatzmaßnahmen

Kosten:

- können z. Z. nicht ausreichend genau beziffert werden




Konflikte, Risiken:

- bei aktivem Bergbau besteht die Möglichkeit der Flutung, insbesondere

von Mulden und somit das Risiko der Gefährdung einer aktiven Förde-

rung

- nach Stilllegung der Gruben muss ausgeschlossen werden, dass es in

Folge von Lösungsvorgängen zu dynamischen Veränderungen im Gru-

benbau mit Auswirkungen auf andere Grubenfelder und auf die Tages-

oberfläche kommt

Umsetzbarkeit:

- technisch möglich (bereits am Standort Unterbreizbach nachgewiesen);

- Unsicherheiten bzgl. geochemischer, -physikalischer und -technischer

Auswirkungen;

- rechtlich unter Umständen nicht genehmigungsfähig

- wirtschaftlich zumutbar

zu 2. Einbringen von flüssigen und festen Rückständen durch hydrauli-

schen Versatz

Wirksamkeit:

- erhebliche Reduzierung der Gewässerbelastung von Werra und Weser

- falls technisch möglich, kann durch Modifizierung der Pfeilerstruktur (ggf.

unter Einsatz von verfestigungsfähigem Versatzmaterial) eine bessere

Lagerstättenausbeute erreicht werden

- Restfeuchte im Salzversatz kann zum Anlösen von Pfeilern und Ver-

schlechterung der Bewetterung führen

Zeitbedarf:

- umfangreiche Voruntersuchungen sind notwendig, aber die Maßnahme

würde dann sofort wirksam

Wechselwirkung:

- Errichtung einer ESTA-Anlage unter Tage (analog Werk Zielitz) möglich




- gezielte Beimischung von Q-Lauge (MgCl2) und MgO möglich, das aber

dazu gekauft werden muss

Kosten:

- in Neuhof-Ellers ist wegen geringem Salzwasseranfall und ausschl. fes-

ter Rückstände Versatzeinbau denkbar, für ein Dickstoffkonzept wird

aber bindungsfähiges Material, z. B. Zement, benötigt; Versuche haben

gezeigt, dass selbst bei Zugabe von 10 Masse-% Portlandzement keine

Immobilisierung möglich war.

- Es wird mit bis zu 30 Masse-% Bindemittelzusatz gerechnet, wodurch

sich eine weitere Reduzierung des verfügbaren Versatzvolumens bei ho-

hen Zuschlagkosten ergibt.

- Für die Standorte Wintershall, Hattorf und Unterbreizbach besteht ein

hoher Bedarf an MgO als Bindemittel (Dickstoffversatz), wodurch hohe

Kosten anfallen, die das Verfahren unwirtschaftlich machen.

Anmerkung zu 2.:

Das von K-UTEC vorgestellte Verfahren soll aus den Restsalzen ausreichend ein-

gedampftes MgCl2 gewinnen, so dass ein Dickstoffversatz unter akzeptablen Kos-

ten möglich sein kann.

Konflikte, Risiken:

- eine Befahrung stillgelegter Grubenbaue ist ggf. nicht mehr möglich oder

nur mit hohem technischen Aufwand

- zusätzlicher Bewetterungsbedarf durch Maschineneinsatz

- erhöhtes Störungspotential für den Produktionsprozess

Umsetzbarkeit:

- Umsetzung sicherheitstechnisch möglich

- technisch möglich; es stehen verschiedene Versatzverfahren zur Verfü-

gung

- bei den beabsichtigten Tonnagen bestehen größere Anforderungen an

Infrastruktur und Logistik




- rechtlich umsetzbar

- die Wirtschaftlichkeit wird wegen der kalkulierten Kosten in Frage gestellt

zu 3. Versatz von festen, neu anfallenden Fabrikrückständen in die Berg-

werke sowie Rückbau und Versatz (von Teilen) bestehender Halden

Wirksamkeit:

- kein weiteres Anwachsen der Rückstandshalden, aber keine Auswirkun-

gen auf Sickerwasseranfall

- eventueller Haldenrückbau, aber nur, wenn technisch erschließbare Alt-

hohlraumvolumina zur Verfügung stehen

- Reduzierung der Ewigkeitslast

- Verringerung von Bergschäden (Geländeabsenkungen), aber nur bei

tragfähigem bzw. ausreichend verdichtetem Material

- durch Minimierung der Pfeilerdimensionen ist eine Erhöhung der Lager-

stättenausbeute möglich

- Restfeuchtigkeit kann zum Anlösen der Pfeiler führen

Zeitbedarf:

- aufgrund erheblicher Eingriffe in betriebliche Abläufe würden Planungen

mehrere Jahre in Anspruch nehmen

- Versatz von Restsalzen aus der Produktion mittel- bis langfristig wirksam

- Versatz von Altmaterial erst längerfristig wirksam

Wechselwirkung:

- Errichtung einer ESTA-Anlage unter Tage (analog Werk Zielitz) möglich

- eine gezielte Beimischung von Q-Lauge (MgCl2) und MgO zur Erhöhung

der Festigkeit der Versatzmassen ist möglich, aber in anderen Salzberg-

werken betriebswirtschaftlich nicht darstellbar

- ursprünglich verfügbarer Hohlraum wird ggf. durch Konvergenz (Hohl-

raumverkleinerung) reduziert




Kosten:

- Für anfallende Rückstände aus dem Produktionsprozess stehen nur ca.

30 % des neu anfallenden Hohlraumvolumens zur Verfügung. Das führt

zu erheblicher Kostensteigerung.

- Das RP KASSEL (2007) kommt im "Pilotprojekt Werra-Salzabwasser"

zum Ergebnis, dass bei Versatzkosten von 8 €/t und einem Versatz von

50 % der anfallenden Restsalzmengen Kosten in Höhe von 44 Mio. €

entstehen. Diesen Kosten steht lediglich eine Einsparung von etwa

25.000 m³ Haldensickerwasser gegenüber, das durch die damit verbun-

dene Reduzierung neuer Haldenoberfläche weniger gebildet wird.

Konflikte, Risiken:

- Die Befahrung stillgelegter Grubenbaue ist ggf. nicht mehr möglich oder

nur mit hohem technischen Aufwand

- zusätzlicher Bewetterungsbedarf durch Maschineneinsatz

- erhöhtes Störungspotential für den Produktionsprozess

Umsetzbarkeit:

- sicherheitstechnisch umsetzbar

- technisch umsetzbar; verschiedene Versatzverfahren stehen zur Verfü-

gung

- rechtlich umsetzbar

- hohe Kosten, insbesondere wegen der eingeschränkten Hohlraumver-

fügbarkeit und der im Verhältnis geringen Sickerwasserreduzierung

Insgesamt lassen sich demnach verschiedene Versatzmöglichkeiten mit unter-

schiedlichen Wirkungsgraden, allerdings auch deutlichen Grenzen, erkennen.

Während ERCOSPLAN (2007b) und K+S von 50-55 % Versatz fester Rückstände

aus dem laufenden Betrieb ausgehen, wären rein rechnerisch je nach verfahrens-

abhängig herzustellender Dichte Werte bis zu ca. 90 % denkbar. Jedoch sind




hierbei die bergbaulichen Gegebenheiten und insbesondere das zur Wiederver-

füllung verfügbare Hohlraumvolumen zu berücksichtigen, die zu Einschränkun-

gen führen können, im Einzelnen allerdings nicht vorliegen.

Ein kompletter Versatz bestehender Halden ist ausgeschlossen.




4. Abwasseraufbereitungsverfahren und Abwasserver-meidung

Im Folgenden sollen alle in der Diskussion befindlichen Verfahren (Neuerungen

sowie Ausweitungen vorhandener Verfahren), die zur Vermeidung, Verminde-

rung, Verwertung und Aufbereitung der anfallenden Abwässer beitragen können,

erfasst und einer näheren Betrachtung unterzogen werden.

4.1. Angewandte Verfahren

Im Rahmen einer Gesamtstrategie zur Verminderung von Umweltbelastungen hat

K+S seit 2008 eine Reihe von Maßnahmen geplant und weitgehend umgesetzt.

Bis Ende 2015 sollen diese an den drei Werra-Standorten zusammen mit dem

Standort Neuhof-Ellers zu einer Reduzierung der anfallenden Salzabwässer von

ca. 14 Mio. m³/a (Stand 2006) auf 7 Mio. m³/a führen (einschließlich einer ent-

sprechenden Reduzierung der Salzfracht) (K+S 2009a).

Tabelle 1: Effekte der einzelnen Maßnahmen des K+S-Maßnahmenpaketes4 (verändert aus K+S 2009a)

Maßnahme Salzabwasser-reduktion in m3/a

Einsparung im Salzab-wasser in t/a (Chlorid)

Einsparung im Salzab-wasser in t/a (Kalium)

Einsparung im Salzab-wasser in t/a (Magnesium)

Zusätzliche Wert-stoffgewinnung in t/a

Eindampfanlage (Wintershall)5

ca. 2,0 Mio. ca. 498.000 ca. 44.000 ca. 148.000 ca. 83.000 KCl

ESTA-Anlage (Hattorf)

ca. 3,5 Mio. ca. 577.000 ca. 25.000 ca. 25.000

Lösungstief-kühlung (Hattorf)

ca. 50.000 ca. 41.000 ca. 44.000 ca. 19.000 ca. 83.000 KCl, ca. 95.000 MgSO4

Flotation (Wintershall)

ca. 0,5 Mio. ca. 91.000 ca. 9.000 ca. 8.000 ca. 30.000 MgSO4

NIS (frachtneut-ral ab 2016)

keine keine ca. 44.000 ca. 107.000

Sonstige Maß-nahmen

ca. 1,0 Mio. ca. 126.000 ca. 3.500 t/a ca. 7.600

Summe ca. 7 Mio. ca. 1,3 Mio. ca. 169.500 ca. 314.600 ca. 291.000

4 Der Wertstoffgewinn der Eindampfanlage bezieht sich auf den Lösungsanfall von 2006. Durch den zukünf-tig sinkenden Carnallitgehalt im Rohsalz wird der Wertstoffgewinn sinken. Der Effekt zur Reduktion des Salzes bleibt davon unberührt.

5 Die Zahlen beziehen sich auf die ursprünglich in Unterbreizbach geplante Anlage. Statt der Eindampfan-lage wurde in Unterbreizbach eine Anlage zur kalten Vorzersetzung gebaut. Ein Teil der entstehenden Q-Lauge wird in der Eindampfanlage in Wintershall mitbehandelt, der Rest wird mittels einer Dickstoffanlage am Standort Unterbreizbach versetzt.




Im Folgenden werden die entsprechenden Verfahren aufgeführt und im Hinblick

auf ihren Einfluss zur Vermeidung von Salzabwässern genauer betrachtet.

4.1.1. Trockene Elektrostatische Aufbereitung (ESTA®)

Kurzbeschreibung:

Fein gemahlenes Rohsalz (Korngröße <1 mm) wird mit Hilfe von oberflächenak-

tiven Substanzen behandelt und so eine stoffspezifische Ladungsverteilung er-

zeugt. Ähnlich wie sich im Alltag unter bestimmten Bedingungen Stoffe durch Rei-

bung "elektrisch aufladen", laden sich auch hier die unterschiedlichen Minerale

positiv und negativ gegeneinander auf. Ein elektrisches Hochspannungsfeld

trennt die Minerale danach beim Durchrieseln eines "Freifalltrichters", indem sie

je nach Ladung zur Anode bzw. Kathode des Feldes abgelenkt werden.

Merkmale:

• Durch die Aufbereitung ohne Salzlösungen fallen in diesem Verfahrens-

schritt keine Salzabwässer an.

• Rückstände fallen in fester Form an und führen zu einer vermehrten Auf-

haldung

• Für die Anfang 2014 am Standort Hattorf in Betrieb gegangene neue

ESTA-Anlage wurden 2010 Einsparungen von ca. 3,5 Mio. m3/a Salzab-

wasser und eine zusätzliche Aufhaldung von 1,0 Mio. t/a prognostiziert

(RUNDER TISCH 2010).

4.1.2. Flotation

Kurzbeschreibung:

In einer gesättigten Salzlösung werden zu trennende Minerale suspendiert. Durch

das Einblasen von Luft werden bestimmte vorbehandelte Mineralsorten wie zum

Beispiel Kiserit (Mg[SO4]x H2O) von Rückständen wie Steinsalz getrennt. Mit Hilfe

von selektiv wirkenden Flotationshilfsmitteln werden Mineralien gezielt "eingefet-

tet" und wasserabweisend gemacht. Dies ermöglicht das Anlagern von Luftbläs-

chen und bewirkt ein Aufschwimmen der selektierten Minerale (Schaumbildung),

die an der Oberfläche abgeschöpft werden.




Merkmale:

• Wird von K+S im Betrieb angewendet (Standardverfahren)

• Durch Prozessoptimierungen wurden 2010 Einsparungen von ca.

500.000 m3/a Salzabwasser und ca. 30.000 t/a Zugewinn an MgSO4 am

Standort Wintershall prognostiziert (RUNDER TISCH 2010).

4.1.3. Kalte Vorzersetzung (KVZ)

Kurzbeschreibung:

Bei der Kalten Vorzersetzung wird vor dem Heißlöseverfahren (Standardverfah-

ren) Carnallit unter Normaltemperatur (35 °C) in Wasser gelöst, so dass eine ge-

sättigte MgCl2-Lösung und Zersetzungssalz entsteht. Das Zersetzungssalz wird

aus dem Stofffluss abgetrennt und die gesättigte MgCl2-Lösung der Dickstoffan-

lage zugeführt.

Merkmale:

• Prozessoptimierung des gängigen Heißlöseverfahrens durch Vorabtren-

nung und Elimination von Magnesiumchlorid (MgCl2) in der Mutterlösung.

• Der Versatz der gesättigten MgCl2-Lösung in Kombination mit einer Dick-

stoffanlage ist möglich.

• Wird von K+S im Betrieb angewendet (Standort Unterbreizbach).

• Die kalte Vorzersetzung ermöglicht nach Angaben von K+S in Kombina-

tion mit einer Dickstoffanlage und der Eindampfanlage in Wintershall (Lö-

sungsverbund) eine vollständige Verwertung bzw. Nutzung der in Unter-

breizbach anfallenden Salzabwässer (K+S 2014b).

4.1.4. Lösungstiefkühlung (LTK) / Kalte Nachzersetzung (KNZ)

Kurzbeschreibung:

Bei der Kalisalzaufbereitung entstandene Hartsalzabstoßlösung wird von den bis-

her üblichen 25 °C auf -10 °C abgekühlt. Dies hat den Effekt, dass KCl und MgSO4

aus der Lösung ausfallen und so als Wertstoffe gewonnen werden können.




Merkmale:

• Verringerung von Salzfrachten / Wertstoffgewinnung

• Wird von K+S voraussichtlich 2015 am Standort Hattorf in Betrieb ge-

nommen6.

• Prognose K+S: Ein zusätzlicher Wertstoffgewinn von ca. 83.000 t/a Ka-

liumchlorid und ca. 95.000 t/a Magnesiumsulfat in Form von Bittersalz

sowie eine Verminderung des Salzabwasservolumens um ca. 50.000

m³/a (K+S 2009a).

• Ermöglicht unter Umständen eine ökonomischere Aufbereitung (Ein-

dampfen) der in Hattorf anfallenden Hartsalzabstoßlösung (� Mögliche

weitere Einsparung von ca. 1 Mio. m3/a Salzabwasser) (RUNDER TISCH

2010)

4.1.5. Eindampfverfahren

Kurzbeschreibung:

Durch die Zufuhr von Wärmeenergie wird das Lösungsmittel (hier Wasser) ver-

dampft und die Lauge aufkonzentriert. Durch die veränderte Lösungszusammen-

setzung kristallisieren die Salze aus.

Merkmale:

• Möglichkeit zur Gewinnung verwertbarer Salze.

• Anwendbar in einem mehrstufigen Verfahren kombiniert mit weiteren

Verfahren zur Wertstoffgewinnung.

• Der hohe Energiebedarf erfordert in der Regel die Verwendung fossiler

Energieträger (Betriebskosten, Umweltauswirkungen).

6 Im Rahmen des von K + S zusammen mit der Landesregierung Hessen erarbeiteten Vier-Phasen-Plans soll die ursprünglich geplante Lösungstiefkühlung durch eine Kainit-Kristallisations-Flotationsanlage er-setzt werden. Nähere Angaben zum verfahrenstechnischen Konzept dieser Anlage liegen bisher nicht vor.




• Einsparmöglichkeiten durch Prozessoptimierungen (z.B.: mehrstufige

Entspannungsverdampfung / Brüdenkompression) und / oder die Nut-

zung von Fernwärme (z.B.: Abwärme von Kraftwerken � Kraft / Wärme-

Kopplung) (QUICKER 2013).

• Wird von K+S im Betrieb verwendet (Standort Wintershall).

4.1.6. Reststoffversatz / Dickstoffanlage

Kurzbeschreibung:

Reststoffe, beispielsweise hochkonzentrierte Magnesiumchloridlösung aus Ein-

dampfprozessen, können unter Zugabe von Additiven wie Branntkalk oder

CaO/MgO-haltigen Abfallstoffen in Grubenhohlräume gepumpt werden. Durch die

Zugabe der Dickstoffe verfestigt sich das zuvor pumpfähige Material an seinem

Bestimmungsort. Ein Versatz ist grundsätzlich auch für feste Rückstände möglich.

Dies bietet sich besonders bei unter Tage anfallenden Reststoffen an. Mit dem

ESTA-Verfahren (elektrostatische Aufbereitung) ist beispielsweise eine Abtren-

nung von Steinsalz unter Tage möglich.

Merkmale:

• Ermöglicht die vollständige Elimination der Reststoffe aus aufbereiteten

Salzabwässern am Produktionsstandort (standortnah).

• Kann durch den Versatz von festen Rückständen zu einer Verringerung

des Haldenwachstums führen (vgl. Haldenmanagement).

• Der Versatz flüssiger Prozessrückstände wird von K+S im Betrieb ange-

wendet (Dickstoffanlage am Standort Unterbreizbach) (K+S 2014b).

4.2. Bislang unberücksichtigte Verfahren

Eine Reihe von Verfahren, deren Eignung zur Minderung von Salzabwässern im

Kaliberbau diskutiert wurde, sind bisher abgelehnt oder nicht weiter berücksichtigt

worden. Vor dem Hintergrund fortschreitender Entwicklungen in der Verfahrens-

technik sowie im Hinblick auf Kombinationsmöglichkeiten werden im Folgenden

auch bislang unberücksichtigte Verfahren aufgeführt und einer genaueren Be-

trachtung unterzogen.




4.2.1. Membrantechnik / Umkehrosmose

Kurzbeschreibung:

Mit Hilfe von Membrantechnik lassen sich Salzlösungen grundsätzlich sowohl auf-

konzentrieren (Umkehrosmose) als auch enthaltene Mineralien beispielsweise

Sulfate und Chloride gezielt voneinander trennen (Nanofiltration). Dabei wird die

Salzlösung unter Druck durch eine semipermeable Membran gepresst, wobei

(membranspezifisch) gelöste Moleküle oder Ionen zurückgehalten werden. Bei

der Umkehrosmose bestimmt im Wesentlichen das Konzentrationsgefälle zwi-

schen Ausgangslösung und Permeat (Flüssigkeit im Kompartiment hinter der

Membran) den aufzuwendenden Druck.

Abbildung 1: Partikel- / Molekülgrößen und entsprechende Druckdifferenzen unterschiedlicher Memb-ranverfahren (aus ROSENWINKEL 2008)

Merkmale:

• In Kombination mit Vorfiltration und / oder anderen Aufbereitungsverfah-

ren grundsätzlich auf jede Art von Salzabwasserströmen anwendbar

(konzentrationsabhängig).

• Der Aufkonzentration durch Umkehrosmose sind wegen der Druckerhö-

hung technische und wirtschaftliche Grenzen gesetzt � Ergänzung

durch andere Verfahren (z.B.: Eindampfen).




• Für die Behandlung der vorliegenden Salzabwässer ist nach Experten-

meinung ein Arbeitsdruck im Bereich von etwa 140 bar denkbar7. Ein-

satzmöglichkeiten ergäben sich somit nur bei Konzentrationsverhältnis-

sen mit entsprechend niedrigeren osmotischen Drücken.

• Weniger energieaufwändig als thermische Verfahren. Eine Kombination

("2-stufige Aufkonzentration") beispielsweise mit nachgeschalteter Ein-

dampfung bietet das Potential zur Senkung des Energieaufwandes im

Vergleich zur ausschließlich thermischen Aufkonzentration.

• Mit Drücken bis etwa 80 bar als Standardverfahren zur Trinkwasserent-

salzung eingesetzt.

Aufwendungen:

Grundsätzlich stehen Membranen zur Verfügung, die eine Umkehrosmose im

Bereich von Drücken bis 140 bar und darüber sowie einen dauerhaften Betrieb

ermöglichen. Geeignete Membranmodule (Spiralwickelelemente) sind für die

anfallenden Salzabwasserströme (Menge und aufzuwendender Druck) der-

zeit nicht ausgelegt. Hier wären auf Herstellerseite vermutlich technische An-

passungen erforderlich².

Bisherige Gutachten beurteilten die Umkehrosmose aufgrund von großtech-

nisch nicht umsetzbaren Druckanforderungen und Problemen mit Kristallisa-

tionseffekten als ungeeignet für die Behandlung damals im Werk Neuhof-Ei-

lers anfallender Salzabwässer (ERCOSPLAN 2007e).

4.2.2. Nanofiltration

Kurzbeschreibung:

Im Gegensatz zur Umkehrosmose ist die Membran bei der Nanofiltration für kleine

und einfach geladene Ionen (Na+, K+, Cl-) permeabel, während mehrfach gela-

dene Ionen (Ca2+, Mg2+, SO42-) zurückgehalten werden (KRUPP 2011).

7 Persönliche Korrespondenz: Prof. Dr.-Ing Gerhard Braun von der FH Köln, Fakultät für Anlagen, Energie- und Maschinensysteme Institut für Anlagen- und Verfahrenstechnik (IAV) vom 20.01.2015




Abbildung 2: Schema der Nanofiltration (aus KRUPP 2011)

Merkmale:

• Die Nanofiltration wird bereits seit mehreren Jahren in Elektrolyseanla-

gen (zur Aufkonzentration der sulfathaltigen Natriumchlorid-Abstoßsole)

und bei Solereinigung (anstelle einer Natriumsulfatkristallisation) einge-

setzt (RP KASSEL 2007).

• Mögliche Einsatzbereiche in der Kaliherstellung: Aufkonzentrierung von

Magnesium- und Kaliumsulfat gegen Chloride und / oder Abtrennung von

Magnesiumchlorid im Kaliumsulfatprozess (unpolares Verhalten des

Magnesiumchlorids) (RP KASSEL 2007).

• Möglichkeit zur Gewinnung von KCl aus Q-Lösungen (KRUPP 2011).

• Möglichkeit zur Aufbereitung von Salzabwässern zur weiteren Verwer-

tung.

• Möglichkeit zur Kombination mit chemischer Fällung (durch hochmole-

kulare Lösemittel wie Puriol) und Lösemittelrückgewinnung durch Nano-

filtration (RP KASSEL 2007).

• Sinnvolle Einsatzmöglichkeiten für Nanofiltration ergeben sich für die

vorliegenden Salzabwässer nach Expertenmeinung schon bei Prozess-

drücken von etwa 60 bar7.




4.2.3. Elektrolyse

Kurzbeschreibung:

Durch die Einwirkung von elektrischem Strom können gelöste Salze z. B in

MgCl2-haltigen Salzwässern oxidiert/reduziert werden. Dabei fallen nach dem

Krupp-Verfahren (Behandlung von Q-Lösungen) neben Mg(OH)2 Wasserstoff

und Chlorgas an (ROSENWINKEL 2009, RUNDER TISCH 2009e).

Bei der Chlor-Alkali-Elektrolyse können NaCl-haltige Abwässer in NaOH so-

wie Chlor- und Wasserstoffgas aufgespalten werden.

Zur Gewinnung von Chlor und Wasserstoff (Vermeidung von Chlor- / Knall-

gasbildung) ist eine räumliche Trennung der Produkte bei ihrer Entstehung

notwendig.

Merkmale:

• Möglichkeit zur Verringerung der Salzfracht / Gewinnung vermarktungs-

fähiger Produkte.

• Hoher Energiebedarf und Probleme durch die Verkrustung der Elektro-

den.

4.2.4. Elektrodialyse

Mittels Elektrodialyse können elektrisch geladene Ionen in wässrigen Lösungen

aufkonzentriert oder daraus eliminiert werden. Dabei wird ein elektrisches Feld

erzeugt, in dem die Teilchen entsprechend ihrer Ladung zur Anode oder Kathode

des Feldes wandern. Eine ionenselektive Membran (Kationenaustauschmembra-

nen: KAM, Anionenaustauschmembranen: AAM) kann dabei zur Kontrolle der Io-

nenwanderung eingesetzt werden. Der Einsatz von bipolaren Membranen (BM)

ermöglicht die Herstellung von Natronlauge und Salzsäure (DICHTL 2008, RO-

SENWINKEL 2008)




Abbildung 3: Schematische Darstellung der Elektrodialyse (aus ROSENWINKEL 2008)

Merkmale:

• Hohe Reinheitsanforderungen an die Eingangslösung � je nach Ein-

gangslösung ist unter Umständen eine Vorbehandlung notwendig (z.B.:

Aufreinigung durch Filtration und Ionenaustauscher).

• Möglichst Eingangskonzentrationen von >315 g/l an NaCl � je nach Lö-

sung ist eine Aufkonzentrierung z.B. durch Eindampfen oder Nanofiltra-

tion notwendig.

4.2.5. Entsalzung durch Zugabe von Fällmitteln

Kurzbeschreibung:

Durch Behandlung mit Fällmitteln wie Ammoniumhydroxid, Branntkalk oder

Natronlauge kann aus MgCl2-haltigen Salzwässern Mg(OH)2 ausgefällt und

abgetrennt werden. Als Nebenprodukte fallen Kalk, NaCl und Gips an. Das

gefällte Produkt kann z.B. in Absetzbecken und Trommelfilterpressen abge-

trennt, gewaschen und z.B. als Dispersion, als getrocknetes Produkt oder in

kalzinierter Form vermarktet werden (KRUPP 2011)

Merkmale:

• Möglichkeit zur Verringerung der Salzfracht / Gewinnung vermarktungs-

fähiger Produkte.

• Bisher nur im Labormaßstab erprobt.

• Absatzmöglichkeiten für die anfallenden Produkte sind fraglich.




• In der Sole enthaltene Schwebstoffe müssen gegebenenfalls abfiltriert

werden.

4.2.6. Hydrozyklone / Fliehkraftabscheider

Kurzbeschreibung:

Verfahren zur dichteabhängigen Auftrennung gemahlener Kali-Rohsalze im Auf-

bereitungsprozess. Die suspendierten Partikel werden tangential in das krei-

selnde Strömungsregime eines Fliehkraftabscheiders geleitet. Schwere Partikel

werden durch die Fliehkräfte aus der aufsteigenden Strömung herausgetragen

und sinken an den Außenseiten des Trichters nach unten während leichte Partikel

nach oben ausgetragen werden (Abbildung 4).

Abbildung 4: Außenansicht und Strömungsregime in einem Hydrozyklon (aus KRUPP 2011)

Merkmale:

• Durch Wiederverwendung der Trägerflüssigkeit praktisch Abwasser frei.

• Ähnliche Funktion wie das ESTA-Verfahren jedoch wahrscheinlich gut

zur Abtrennung und Konzentrierung von Carnallit (geringe Dichte) geeig-

net (KRUPP 2011).

• Potentielle Erleichterung der Aufbereitung von Salzen und Carnallit.




• Möglichkeit zur Einsparung Magnesiumchlorid-reicher Abwässer durch

den Austausch gegen Verfahren mit höherem Wasserbedarf.

• Die Systeme sind robust, preiswert und für große Massendurchsätze ge-

eignet (KRUPP 2011).

• Durch die Serienschaltung mehrerer Hydrozyklone lassen sich die

Trennergebnisse auch bei geringen Dichteunterschieden weiter verbes-

sern.

4.3. Potentiell abwasserfreie Verfahren / Verfahrenskombinatio-nen

Als potentiell abwasserfreie Verfahren werden vor dem aktuellen Hintergrund sol-

che Verfahren angesehen, die eine weitgehende Vermeidung anfallender Salzab-

wässer bewirken, sodass verbleibende Reststoffe nach Menge und Beschaffen-

heit geeignet sind, nachhaltig standortnah entsorgt oder verwertet zu werden. Un-

ter den gegebenen Umständen (aktuelle Verfahrenstechnik und Haldenproblema-

tik) ergibt sich hieraus bereits der Anspruch an die Einbeziehung und sinnvolle

Kombination mehrerer unterschiedlicher Verfahren in mehreren Prozessschritten.

Mit dem Aspekt der Aufbereitung und Verwertung (wirtschaftliche Verträglichkeit

der Maßnahmen) kommen in der Regel weitere Verfahren und / oder Prozess-

schritte hinzu. Im Folgenden werden bisher diskutierte Verfahrenskombinationen

dargestellt und ihre Eignung im Hinblick auf eine Vermeidung / Aufarbeitung an-

fallender Salzabwässer genauer betrachtet.

4.3.1. Aufbereitung nach K-UTEC

Kurzbeschreibung:

Das Konzept der K-UTEC (MARX et al. 2014) stellt eine in sich geschlossene

Maßnahme dar, die unter Einbeziehung belastbarer Daten eine vollständige Ver-

wertung und Entsorgung vor Ort vorsieht. Hierin sind alle derzeit bei K+S in den

Werken Werra und Neuhof-Ellers anfallenden Abwässer aus dem Salzverarbei-

tungsprozess sowie die Haldenwässer einbezogen8.

8 Persönliche Korrespondenz: Herr Dr. Marx (K-UTEC) bzgl. der von ihm anlässlich der Anhörung (19.11.2014) vorgestellten Prozessvarianten




Das Konzept sieht eine Zusammenführung aller Abstoßlösungen (keine Verarbei-

tung von Teilströmen) und deren mehrstufige Aufarbeitung durch Eindampfen in

Verbindung mit Kühlkristallisation bis hin zur Gewinnung vermarktungsfähiger

Produkte vor. Dabei sind in verschiedenen Prozessschritten unter anderem die

Bildung von Kainit (KMg[Cl.SO4] x 3H2O) bzw. Schönit (K2Mg[SO4]2 x 6H2O) als

Zwischenprodukte sowie die Anwendung von Flotation als Trennverfahren vorge-

sehen. Die verbleibenden festen und flüssigen Reststoffe werden unter Zugabe

von Additiven als Dickstoffversatz zur geomechanischen Stabilisierung in Gruben-

hohlräume gepumpt.

Die Kostenkalkulation basiert zum einen auf dem Projekt einer Aufbereitungsan-

lage für Kaliumsulfat in Indien, die derzeit in Betrieb genommen wird, und auf

einer in Peru geplanten Anlage, die sich derzeit im Genehmigungsstadium befin-

det und deren Kostenkalkulation bereits durch die beteiligten Banken geprüft

wurde8. Der vorgeschlagene Kainit / Schönit-Prozess wird zudem weltweit von

etwa sieben Kaliumsulfatproduzenten in großtechnischen Anlagen (120 bis 350

kt/a an K2SO4) angewendet und kann nach Aussagen von K-UTEC daher auch

im vorliegenden Maßstab (260 bis 550 kt/a an K2SO4) als technisch machbar gel-

ten (K-UTEC 2014b).

Prozessvarianten:

Wichtiger Bestandteil des Konzeptes sind drei unterschiedliche Prozessvarianten,

die im weiteren Planungsverlauf technisch, ökonomisch und ökologisch zu prüfen

und gegeneinander abzuwägen wären.

Alle drei Varianten basieren auf dem gleichen Grundprozess, bei dem es immer

um die Gewinnung von verkaufsfähigem K2SO4 geht. Entscheidend für die Ge-

winnung von K2SO4 ist die Herstellung eines Kalium-Magnesium-Verhältnisses im

Prozess von 1:1 und die Wahrung eines konstanten Verhältnisses von Kalium zu

Sulfat. Dieses kann entweder durch die Zugabe von KCl (Prozessvariante A) oder

durch Entzug vom Sulfat (in diesem Fall Natriumsulfat in Prozessvariante B) er-

folgen. In Prozessvariante C wird das Gleichgewicht durch die Bildung und an-

schließende Abtrennung des Doppelsalzes Schönit hergestellt. Schönit besteht

aus Magnesiumsulfat und Kaliumsulfat.




Abbildung 5: Grundprozess des Aufarbeitungsverfahrens nach K-UTEC (aus MARX et al. 2014)

Merkmale:

• Weitgehend erprobt und umgesetzt (K-UTEC in Indien und Südamerika).

• Je nach Verhältnis der gelösten Anionen - Chloride und Sulfate - zu den

gelösten Kationen - Kalium und Magnesium - sind verschiedene Pro-

zessvarianten möglich.

• Auch nach Ende der Kaliproduktion auf Haldenwasser anwendbar (An-

passung der Eindampfkapazitäten) (K-UTEC 2014b).

• Gewinnung von K2SO4 und NaCl sowie je nach Prozessvariante Na2SO4

bzw. K-Mg-Dünger.

• Versatz des nicht verkaufsfähigen Natriumchlorids aus der flotativen Kai-

nitreinigung zusammen mit der verbleibenden hochkonzentrierten Mag-

nesiumchioridlösung unter Tage (Bindemittel: Branntkalk oder

CaO/MgO-haltige Abfallstoffe).

• Wirtschaftlichkeit im Hinblick auf die Phase nach Einstellung des Berg-

baubetriebes (verbleibende Haldenabwässer) bleibt zu prüfen.




Aufwendungen:

Die Investitionskosten des von K-UTEC erarbeiteten Konzeptes bewegen sich

nach Aussage von K-UTEC bei 530 Mio. € zuzüglich Mehrkosten von 10 - 15 Mio.

€ für eine 2-fache Kühlstufe zum Ausschleusen von Na2SO4 (Prozessvariante B)

bzw. max. 20 Mio. € für die Schönitabtrennung (Prozessvariante C). Die jährlichen

Betriebskosten wurden mit 150 Mio. €/ a kalkuliert9.

Andere Schätzungen (Stellungnahme K + S zu MARX et al. (2014)) gehen von

Investitionskosten bis zu 1.600 Millionen € und Betriebskosten bis zu 350 Millio-

nen € pro Jahr für die Errichtung und den Betrieb einer derartigen Anlage aus.

Das Umweltbundesamt hält in einer Stellungnahme Investitionskosten unter einer

Milliarde auf Grundlage erster Anhaltspunkte für realistisch, betont aber, dass

eine Beurteilung zu diesem Zeitpunkt kaum möglich ist (UMWELTBUNDESAMT

2014).

Der Energiebedarf des Vorhabens liegt den konzepteigenen Berechnungen zu-

folge bei etwa 1.500 GWh pro Jahr an thermischer Energie und etwa 200 GWh

elektrische Energie im Jahr, währen K+S einen Energiebedarf (Prozessdampf

und Strom) in einer Größenordnung von 2.000 GWh thermische und 300 GWh

elektrische Energie pro Jahr annimmt (BRINCKMANN et al. 2014).

Die großen Differenzen deuten hier auf einen Klärungsbedarf bezüglich der zu

Grunde gelegten Daten und / oder Verfahren hin.

Entscheidende Bedeutung für die wirtschaftliche Umsetzung hat der Verkauf der

im Aufarbeitungsprozess anfallenden vermarktungsfähigen Produkte. K-UTEC

kalkuliert auf Grundlage der Prozessvariante A bei Verkaufspreisen von 400 €/t

für Kaliumsulfat und 55 €/t für NaCl einen Erlös von 250 Millionen € pro Jahr (K-

UTEC 2014b)

9 Persönliche Korrespondenz: Herr Dr. Marx (K-UTEC) bzgl. der von ihm anlässlich der Anhörung (19.11.2014) vorgestellten Prozessvarianten




Als weiterführende Voraussetzung für die Umsetzung des eigenen Konzeptes

schlägt K-UTEC die technische, ökonomische und ökologische Bewertung der

drei möglichen Prozessvarianten vor.

4.3.2. Aufbereitung unter Verwendung von Membrantechnik

Kurzbeschreibung:

Insbesondere im Hinblick auf energieaufwändige Verfahren wie das "Eindampfen"

bietet eine Kombination mit Hochdruckumkehrosmose unter Umständen Optimie-

rungspotential.

Auf dieser Grundlage hat die Firma Süd-Chemie AG ein Konzept zur Aufkonzent-

rierung natriumnitrathaltiger Abwässer unter Verwendung von Umkehrosmose

entwickelt und bereits 2005 großtechnisch umgesetzt. Die gesamte Abwasserauf-

bereitungsanlage kombiniert die Prozessschritte

• Vorbehandlung mit Reinigung,

• Mehrstufige Umkehrosmosetechnik,

• Eindampfung und Kristallisation

Mit der Umkehrosmose soll hierbei eine maximale Aufkonzentrierung erreicht

werden, da die Energiebilanz der Membrantechnik etwa eine Zehnerpotenz güns-

tiger liegt als die des Verdampfers. Die Rahmendaten der Anlage sind in Tabelle

2 aufgeführt.

Tabelle 2: Rahmendaten der Umkehrosmoseanlage (Süd-Chemie AG)

Nitrat-Konzentration Feed 1 bis 100 g/l

Nitrat-Stickstoff-Konzentration im Permeat <50 g/ml

Ammonium-Stickstoff-Konzentration im Permeat <25 g/ml

Rückhaltung Natriumnitrat >99,9 %

Nitrat-Konzentration Hochdruckumkehrosmose >180 g/l

Arbeitsdrücke 40 bis 120 bar




Mit dem Arbeitsdruck von 120 bar werden im Betrieb der Süd-Chemie Konzent-

rationen von etwa 180 g/l erreicht. Neben der Aufreinigung des Wassers (Rest-

leitfähigkeit im Permeat <50 μS/cm) wird zudem Natriumnitrat als Handelsprodukt

gewonnen (MÜLLER et al. 2006).

Durch die Ergänzung von Verfahrensschritten unter Einbeziehung von weiteren

Membranverfahren wie Nanofiltration und / oder Elektrodialyse könnten Kombi-

nationslösungen im Hinblick auf Energiebedarf und Wertstoffausbeute gegebe-

nenfalls weiter optimiert werden (RUNDER TISCH 2009f). Hierbei wäre zu prüfen,

ob die beschriebenen Membranverfahren im konkreten Fall geeignet sind, her-

kömmliche Verfahren zur Fraktionierung bzw. Abtrennung von Salzen effektiv zu

ersetzen oder zu ergänzen.

Ein Konzept des Runden Tisches (2009b) sieht eine Trennung der Ionen von

Salzabwasser-Lösungen durch mehrstufige Nanofiltration (NF), Eindampfung

(EDA) oder Elektrolyse, Konzentratentsorgung unter Tage und einen Verkauf von

Laugenlösungen vor (Abbildung 6). Eine Ausarbeitung dieses Konzeptes liegt

nicht vor, ebenso wenig eine Abschätzung über die Auswirkungen auf anfallende

Salzabwässer.

Abbildung 6: Konzept eines Kombinierten Menbranverfahrens (aus RUNDER TISCH 2009f)

Merkmale:

• Potential zur Verminderung des Energiebedarfs von Eindampflösungen

(Vorbehandlung der Abwässer).




• Potential zur Erweiterung / Optimierung von Trennprozessen zur Gewin-

nung vermarktungsfähiger Produkte.

• Die Anwendbarkeit im vorliegenden Maßstab und unter Berücksichtigung

der Zusammensetzung der vorliegenden Abwasserströme bleibt zu prü-

fen.

Aufwendungen:

Die Kombination aus Membrantechnik und Eindampfung schneidet bei der groß-

technischen Anwendung der Süd-Chemie AG sowohl im Hinblick auf Investitionen

als auch den Betrieb der Anlage besser ab als eine rein thermische Behandlung.

Maßgeblich hierfür ist der deutlich geringere Energiebedarf (MÜLLER et al. 2006)

Im Hinblick auf die benötigten Hochdruckmembransysteme entschied sich die

Süd-Chemie AG für die Weiterentwicklung kostengünstiger Wickelmodule, um

diese für einen Betrieb bei Arbeitsdrücken von 120 bar auszulegen. Bereits am

Markt verfügbare Hochdruckmembransysteme weisen in der Regel ungünstige

Investitionskosten auf. Zudem bindet sich der Anwender in den meisten Fällen an

den jeweiligen Anbieter. Bei konventionell betriebenen Hochdruckumkehrosmo-

seanlagen zur Meerwasserentsalzung liegen die Betriebsdrücke mit maximal 80

bar wesentlich niedriger (MÜLLER et al. 2006).

Die durchgeführte Pilotierung mit einem Scale-up Faktor 25 konnte problemlos in

die Produktionsanlage umgesetzt werden. Die gewonnenen Erfahrungen, insbe-

sondere im Bereich der Hochdruckumkehrosmose, lassen sich nach Ansicht der

Betreiber auf ähnliche Aufgabenstellungen übertragen (MÜLLER et al. 2006).

Welche Kosten (Invest und Betrieb) durch die Anwendung von Konzepten mit

Membrantechnik anfallen würden, ist abhängig von der jeweils behandelten Salz-

lösung, dem gewählten Verfahrenskonzept und im Kombinationsfall mit Eindamp-

fung der Verfügbarkeit von Abwärmequellen. Für belastbare Abschätzungen zu

technischer Umsetzbarkeit und Kosten wären Ergebnisse von Pilotversuchen nö-

tig (RUNDER TISCH 2009f).




4.4. Referenzbeispiele

Nachfolgend sollen einige weltweit in der Realisierung oder Planung befindliche

Projekte, mit dem Ziel einer weitgehend abwasserfreien bzw. abstoßfreien Ge-

winnung und Verarbeitung von Kalisalzen, kurz vorgestellt werden. Es handelt

sich dabei meist um Verfahrenskomponenten innerhalb der jeweiligen Förde-

rungs- bzw. Verarbeitungsprozesse. In der Mehrzahl der vorgestellten Beispiele

haben die Kalisalzlagerstätten einen anderen Ursprung, somit auch eine andere

Salzzusammensetzung und unterliegen anderen Förderbedingungen als die

Werra / Fulda - Standorte.

Eine direkte Applikation der vorgestellten technologischen Lösungen zur Bewälti-

gung der notwendigen Maßnahmen in den Werken der Kali+ Salz GmbH im

Fulda-Werra-Revier ist ohnehin nicht möglich. So spielen u. a. Faktoren, wie:

• mineralogische und bergtechnische Beschaffenheit der Lagerstätten,

• angewendete Abbauverfahren,

• Möglichkeiten der Energieversorgung, insbesondere zur Verfügung ste-

hende Energieressourcen und alternative Energien sowie

• Flächenbedarf und -verfügbarkeit

eine Rolle bei der Übertragung vergleichbarer technologischer Lösungen.

Als "abstoßfrei" bezeichnet man Bergwerke bzw. Verfahren, bei denen die Auf-

haldung von festen und flüssigen Rückständen weitestgehend vermieden wird.

Unter "abwasserfrei" werden Lösungswege verstanden, die eine Einleitung von

salzhaltigen Abwässern in Vorfluter bzw. eine Versenkung in geologische Forma-

tionen vermeiden.

In der Betrachtung geht es nicht um eine detaillierte technologische Beschreibun-

gen der Vorhaben, denn die Planungsunterlagen sind in der Regel öffentlich nicht

zugänglich.

Es werden Projekte vorgestellt, bei denen die

• Reduzierung von Salzabwassermengen und der darin enthaltenen Salz-

frachten im Verarbeitungsprozess,




• Erhöhung der Wertstoffausbeute durch Gewinnung von Kalisalzen aus

Rückstandssalzen,

• Reduzierung von Abraummaterial,

• untertägige Verbringung von Reststoffen und

• Abdeckung von Halden zur Reduzierung der Sickerwasserbildung.

mit im Vordergrund stehen.

4.4.1. Wiederinbetriebnahme des Reservebergwerks Siegfried-Giesen der K+S Kali GmbH (abwasserfreie Produktion, Haldensanierung und UT-Versatz)

Es handelt sich um ein sogenanntes Reservebergwerk, das 1987 aus Rentabili-

tätsgründen geschlossen wurde. Durch den veränderten Kalisalzmarkt erscheint

es jetzt wirtschaftlich, dieses Bergwerk wieder in Betrieb zu nehmen.

Die Planungen sehen vor, 2,7 Mio. t/a Rohsalz abzubauen und daraus 1,05

Mio.t/a Kalidüngemittel zu gewinnen. Von den anfallenden 1,65 Mio. t/a Rückstän-

den sollen 1,05 Mio. t/a als Versatz unter Tage verbracht und 0,6 Mio. t/a aufge-

haldet werden (K+S 2014).

Bei der abbauwürdigen Salzlagerstätte handelt es sich um einen Diapir, d. h. eine

Salzschicht, die während des Zechsteines stark verfaltet und steil gestellt wurde.

Im Gegensatz zum Fulda-Werra-Revier spricht man hier von einer Steilen Lage-

rung. Dieser Hintergrund ermöglicht z. B. auch andere Technologien beim Versatz

von Abraummaterial, ähnlich dem Kuppelabbau im Bergwerk Unterbreizbach.

(K+S 2014a)




Da es sich überwiegend um sylvin- und magnesiumhaltige Lager (Hartsalzlager)

handelt, ist es hier möglich, das ESTA®-Verfahren sowie eine von K+S weiterent-

wickelte ESTA®-Technologie, die eine Trennung von Partikeln < 0,1 mm ermög-

licht, einzusetzen. Somit kann der Aufbereitungsprozess weitgehend abwasser-

frei ablaufen.

(K+S 2014a)

Eine weitere Abwasserreduktion ist durch den bereits beschriebenen Versatz un-

ter Tage und eine Haldenabdeckung, bereits während der Produktionsphase, be-

absichtigt.

K+S hat sich bei diesem Standort für den Bau einer Flachhalde entschieden.

Diese besitzt eine Höhe von 50 bis 70 m und flache Böschungen, die bereits wäh-

rend der Produktionsphase die Aufbringung einer etwa 2 m mächtigen Boden-

schicht zwecks Begrünung und Minimierung der Sickerwasserneubildung gestat-

ten. Dieser Haldentyp benötigt jedoch mehr Flächen gegenüber Kompakthalden,

wie sie im Werra-Revier angelegt wurden. So sehen die Planungen einen Flä-

chenbedarf von ca. 70 ha gegenüber ca. 36 ha bei einer Kompakthalde vor (K+S

2014).




(K+S 2014a)

Das Verfahren zur Wiederinbetriebnahme des Bergwerks Siegfried-Giesen befin-

det sich derzeit im Stadium der Plangenehmigung.

4.4.2. Wiederinbetriebnahme eines Kalischachtes am Standort Sonders-hausen (abwasserarme Produktion und Versatz)

Die am Standort des ehemaligen "Glück Auf" Kalischachtes Sondershausen tä-

tige "Glückauf Sondershausen Entwicklungs- und Sicherungsgesellschaft mbH"

(GSES) betreibt eine Untertagedeponierung von Abfällen und Reststoffen in aus-

gebeuteten Bereichen des Grubengebäudes mit hydraulischem und mechani-

schem Versatz.

Das Unternehmen hat lediglich das Konzept einer Wiederaufnahme der Kalisalz-

Produktion am Standort vorgestellt, bei dem die Frage nach einer rückstandsar-

men Kaliaufbereitung durch Anwendung von u. a. einer kalten Extraktion (Cold

Laching), mehrerer Verdampfungsstufen (Evaporation 1 - 3) und Kühlungskristal-

lisation (Cooling Crystallisation) in den Vordergrund gestellt wurde (GSES 2012).




(GSES 2012)

Neben der Vorstellung eines denkbaren Verfahrensablaufs wurde festgestellt,

dass eine wirtschaftliche Produktion nur dann möglich ist, wenn die Kalisalzpro-

duktion mit dem Versatz von Rückständen und Abfällen zur Verwertung kombi-

niert werden kann.

4.4.3. Wiedererschließung der Kalisalzlagerstätte Roßleben (Thür.) (Ab-wasser- und Haldenminimierung)

Im Jahr 2008 hatte die GVV (Gesellschaft zur Verwertung und Verwahrung von

stillgelegten Bergwerksbetrieben), als Verwalterin der im Eigentum der Bundes-

republik Deutschland befindlichen Lagerstätten, begonnen, die Kalisalzlagerstät-

ten des sog. Roßlebener Sattels zu verkaufen.

Es handelt sich um eine Lagerstätte, bestehend aus polyhalitischen Salzen

(K2SO4 * MgSO4*2CaSO4*2H2O), deren Aufbereitung in der Regel hohe Anforde-

rungen in Bezug auf die Komplexität der angewandten Verfahren stellt. Die La-

gerstättenkapazität soll 200 Mio. t Rohsalz betragen.

Am Bieterverfahre beteiligten sich zwei Firmengruppen, die K+S Kali GmbH sowie

das niederländische Florett-Konsortium, unter der Federführung der GSES sowie

Beteiligung von Israel Chemicals Ltd. (ICL) und der K-UTEC Sondershausen.

Beide Bieter sagten zu, hinsichtlich der Umweltschutzes strengere Maßstäbe an-

zulegen (K+S 2008; WWA 2014c). So beabsichtigte K+S den Bau einer flachen




Halde, deren Flächenbedarf auf 150 ha geschätzt wurde, und die Anwendung des

ESTA-Verfahrens. Jedoch würde man nicht ganz ohne Einleitung von salzhaltigen

Abwässern auskommen.

Der verfahrenstechische Partner im Florett-Konsortiom, die K-UTEC, stellte hin-

gegen einen mehrstufigen Verarbeitungsprozess, eine Kombination von trocke-

ner, mechanischer und klassischer nasser Aufbereitung vor. Dabei soll keine

Rückstandsaufhaldung und Salzabwassereinleitung stattfinden.

Das Bieterverfahren wurde 2014 von der GVV wegen der Turbulenzen am welt-

weiten Kalimarkt vorerst gestoppt. Zu den Verfahren liegen keine weiteren Anga-

ben vor (WWA 2014c).

4.4.4. Laos, Kali-Projekt in Vientiane Plain Potash Mine (abwasser- und rückstandsfreie Produktion)

(www.sinohydro.com)

Es handelt sich um das Projekt zur Ausbeutung eines Kalisalzlagers mit einer

Kapazität von 1.000 Mio. t an Kalisalzen und einer geplanten Kaliproduktion von

120.000 t/a. Die K-UTEC hat im Auftrag der Sinohydro Mining Co. Ltd. (VR China)

ein Verfahren zur Gewinnung des Kalisalzes im untertägigen Lösungsverfahren

konzipiert.

Das sog. U-Solution Mining ist eine Bergbautechnologie, bei der via Bohrungen

erwärmtes Wasser in das Salzlager gepumpt wird, so dass die Kalisalzmineralien

in Lösung gebracht werden. Anschließend werden sie abgepumpt und über Tage




weiter aufbereitet. Üblicherweise kommen hier Verfahren, wie Vakuumkristallisa-

tion zum Einsatz. Die NaCl-Lösung für die zweite Lösungsstufe (Secondary Mi-

ning) bzw. die wirtschaftlich nur sehr schwer verwertbare MgCl2-Lauge (Q-Lauge)

werden nach Einengung in einer Eindampfanlage wieder in den Salzstock zurück

gepumpt.

K-UTEC (2012)

Bei diesem Verfahren erfolgt in der Regel keine Aufhaldung nicht verwertbarer

Restsalze.

Lösungsbergbau ist in Deutschland zur Herstellung von Gaskavernen für die Be-

vorratung von Erdgas gebräuchlich.

4.4.5. Lagacy Projekt der K+S Potash in Saskatchewan Kanada (abwas-ser- und rückstandsfreie Produktion)

Hier betreibt die K+S Gruppe ebenfalls Lösungsbergbau (Solution Mining), bei der

Kalisalze aus etwa 1.500 m Tiefe gewonnen werden. Die Produktion soll voraus-

sichtlich ab 2016 beginnen. Die Lagerstätte wird erst in etwa 50 Jahren erschöpft

sein.




K+S (2013)

Im Zusammenhang mit einer bis 2023 beabsichtigten Steigerung der Kalisalzpro-

duktion auf 2.86 Mio.t/a hat die K+S Potash Canada Grup 2013 die Veolia Water

Technologies mit dem Bau einer HPD® Verdampfung und Kristallisations-Anlage

beauftragt.

Verdampfung und Kristallisations-Anlage (WWW4 2015)




4.4.6. Anlage zur Aufbereitung von Salzwässern im Kalibergwerk der Iberpotash, SA, Spanien (abwasserfreien Haldenrückbau)

Im Zusammenhang mit der Umsetzung des Phoenix-Plans, einem strategischen

Projekt zur industriellen Entwicklung der Bergbauregion von Bages, wurde die

Veolia Waters Technologies 2012 mit dem Bau einer groß angelegten Verduns-

tungs- und Kristallisationsanlage beauftragt. Iberpotash verarbeitet hier Sylvinit

zu Kalidünger.

(WWW2 2015)

Die Gesamtanlage, einschließlich Flotation, soll Ende 2015 in Betrieb gehen. Mit

ihr sollen jährlich 1,5 Mio. t hochreines NaCl und 50.000 t Kalisalz aus Restsalzen

(Haldenmaterial) und Haldensickerwasser gewonnen werden. Die Anlage wird als

geschlossenes System arbeiten, so dass kein salzhaltiges Abwasser entsteht.

Das überschüssige Kondensat aus der Verdampfung wird wiederverwendet

4.4.7. Projekt zur Kalisalzgewinnung der Hochschild Group Peru (abwas-ser- und rückstandsfreie Produktion)

Hierbei handelt es sich um die Gewinnung von Natursalzsole aus einem 204 km²

großen Salzsee, dem Reservorio de Cañamac, in Peru. Es besteht die Absicht

mit einem Verfahren der K-UTEC die Salzsohle vollständig zu verwerten. Dabei




sollen 100 kt/a KCl- und 60 kt/a MgO-Düngemittel, 110 kt/a Dicalciumphosphat-

dihydrat (Futtermittel) sowie 5 kt/ a Brom für die chemische Industrie gewonnen

werden.

Zunächst wird die Natursole unter Nutzung der Sonnenenergie in Verdunstungs-

becken mit einer Fläche von etwa 30 km² eingeengt. Die weitere Verarbeitung des

Carnallits zu KCl erfolgt nach herkömmlichen Verfahren.

Die in der verbleibenden Lösung enthaltenen Salze, wie Magnesiumchlorid

(MgCl2) und Magnesiumbromid (MgBr2) werden nach einem Verfahren der K-

UTEC zu Magnesiumoxid (MgO) weiter verarbeitet.

Vorgesehen ist, die Anlage noch 2015 in Betrieb zu nehmen.

Die Archean Chemical Industries Ltd. (Indien) bedient sich eines ähnlichen Ver-

fahrens der K-UTEC zur Gewinnung von Kaliumsulfat nach Solarevaporation aus

einer Natursole (WWW1 2015)).

4.5. Fazit Abwasserverfahren

Für sich genommen bietet keines der einzeln aufgeführten Verfahren nach heuti-

gem Stand das Potential einer vollständigen Aufarbeitung und Verwertung der

anfallenden Salzabwässer. Eine komplette Eindampfung als Einzelmaßnahme

wird im hiesigen Klima allgemein als technisch machbar, jedoch als ökonomisch

und ökologisch (Energieaufwand) "unzumutbar" eingestuft. Zudem beinhaltet sie

keine Strategie zum Umgang mit den resultierenden Feststoffen. Die Realisierung




einer Verfahrenskombination im Rahmen eines umfassenden Verwertungs- und

Entsorgungskonzeptes erscheint dagegen grundsätzlich umsetzbar, insbeson-

dere im Hinblick auf die Ökonomie und Nachhaltigkeit einer Gesamtlösung.

Im Einzelfall ist von K+S bereits eine Prüfung weiterer Anwendungsmöglichkeiten

etablierter Verfahren zur Abwasserverminderung vorgesehen, wie zum Beispiel

die Möglichkeit zur Eindampfung von Abwässern aus der Lösungstiefkühlung am

Standort Hattorf. Dies würde nach Angaben des RUNDEN TISCHES (2010) zu

einer weiteren Reduktion um ca. 1 Mio. m3/a Salzabwasser führen.

Im Rahmen des von K+S zusammen mit der Landesregierung Hessen erarbeite-

ten Vier-Phasen-Plans ist in Hattorf der Bau einer neu entwickelten Kainit-Kristal-

lisations-Flotationsanlage vorgesehen. Diese würde nach Angaben von K+S etwa

1,5 Mio m3/a Salzabwasser einsparen, soll jedoch die ursprünglich geplante Lö-

sungstiefkühlung ersetzen (K+S 2014c). Einzelheiten zum verfahrenstechnischen

Konzept der Anlage und der Veränderungen der Salzfracht liegen bisher nicht vor.

Nach Aussage der WWA (2014a) stimmt der "chemische Kern" mit dem des K-

UTEC Verfahrens überein.

Unter Umständen könnten auch andere etablierte Verfahren durch Modifikatio-

nen, Kombinationen mit anderen Verfahren oder auf Grundlage von Veränderun-

gen der zurzeit anfallenden Abwasser- und / oder Prozessströme in Zukunft noch

Potential für eine weitere Verminderung von Salzabwässern bieten.

Der Einsatz von Membrantechnik wurde schon im Vorfeld der Erstellung der ent-

sprechenden Maßnahmenblätter durch den Runden Tisch (2009) eingehender

untersucht. Umkehrosmose und Nanofiltration wurden damals als ungeeignet für

die im Werk Neuhof-Ellers anfallenden Salzlösungen eingestuft.

Als Begründung wurden im betrachteten Maßstab technisch bzw. technisch-wirt-

schaftlich nicht realisierbare Drücke genannt sowie durch Kristallisationseffekte

entstehende Probleme (ERCOSPLAN 2007d, 2007e). Für die Nanofiltration

wurde zudem auf Forschungsbedarf zur Klärung der grundsätzlichen und groß-

technischen Anwendbarkeit verwiesen (ERCOSPLAN 2007d) sowie eine Prüfung

möglicher Kombinationslösungen angeregt (DICHTL et al. 2008).




Eine neuerliche Prüfung der technischen Umsetzbarkeit unter Einbeziehung

sämtlicher Teilströme von Prozess- / Abwässern (ggf. Schwankungsbreiten bei

den Salzkonzentrationen) aller aktuell betroffenen Standorte sollte in Betracht ge-

zogen werden.

Die Firma Süd-Chemie AG hat schon 2005 eine Umkehrosmoseanlage zur Auf-

konzentrierung von Natriumnitrat in Betrieb genommen. Aufgrund der erheblich

günstigeren Energiebilanz sollte dabei eine maximale Aufkonzentrierung erreicht

werden, bevor die Lösung weiter eingedampft wird. Die Anlage arbeitete 2005 mit

Drücken bis 120 bar und erzeugte Konzentrationen von 180 g/l (ERCOSPLAN

2007f). Die Salzkonzentrationen (Gesamtfracht) der für 2016 an den Standorten

Werra / Unterbreitzbach voraussichtlich anfallenden unterschiedlichen Salzab-

wässer liegen (bis auf die Haldenabwässer) deutlich darüber.

Aussagen zu Anwendbarkeit und Kosten der bisher nicht von K+S umgesetzten

Verfahren bedürfen in der Regel noch detaillierter Analysen unter Berücksichti-

gung der in den Werken aktuell anfallenden Massenbilanzen aller Abwässer so-

wie teilweise Pilotversuchen im Labor- bzw. Anlagenmaßstab. Im Fall des Entsor-

gungskonzeptes der K-UTEC bestünden die weiteren Schritte nach eigenen Emp-

fehlungen in einer technischen, ökonomischen und ökologischen Bewertung der

drei möglichen Prozessvarianten (K-UTEC 2014b).

Das Konzept der K-UTEC stellt dabei eine in sich geschlossene Maßnahme dar,

die unter Einbeziehung weitgehend belastbarer Daten und aller zu betrachtenden

Standorte eine vollständige Verwertung und Entsorgung der Salzabwässer vor

Ort vorsieht. Eine Einengung des Abwasservolumens (Aufkonzentration) durch

Verdampfung wird dabei mit einer Verringerung der Salzfracht / Wertstoffgewin-

nung durch unterschiedliche Abtrennungsverfahren kombiniert. Verbleibende

hochkonzentrierte bzw. feste Rückstände werden anschließend als Dickstoffver-

satz in Grubenhohlräume gepumpt. Die technische Umsetzbarkeit der einzelnen

Verfahren scheint dabei grundsätzlich gegeben. Erheblicher Klärungsbedarf be-

steht noch im Hinblick auf den tatsächlichen Energiebedarf und weitere ökonomi-

sche sowie technische Kennzahlen und die ökologische Bilanz der Maßnahme.

Eine dahingehende Bewertung unter Einbeziehung denkbarer Verfahrensvarian-




ten (s.o.), wäre notwendig, um eine Verfahrenskombination im Rahmen eines um-

fassenden Verwertungs- und Entsorgungskonzeptes einer Pipelinelösung gegen-

über zu stellen.




5. Haldenmanagement

5.1. Einleitung

Die K+S KALI GmbH betreibt im Wesereinzugsgebiet an Werra und Fulda das

Kaliwerk Neuhof-Ellers und das Verbundwerk Werra. Letzteres besteht aus den

Bergwerken Wintershall (bei Heringen) und Hattorf (bei Phillipsthal) in Hessen

sowie Unterbreizbach in Thüringen. Das bei der Produktion an den vier Werken

entstehende Abraummaterial wird auf insgesamt drei Großhalden aufgehaldet,

die im Folgenden Gegenstand der Betrachtung sind. Während an den Werken

Neuhof-Ellers und Wintershall jeweils eine eigene Halde betrieben wird, wird die

dritte Halde (im Folgenden als Halde Hattorf bezeichnet) gemeinsam von den

Werken Hattorf und Unterbreizbach betrieben.

Haldenstandorte mit Luftbildern (IFUA, Grundlage: www.maps.google.de)




Zur Masse der auf den Großhalden abgelagerten Rückstandsmengen existieren,

unter anderem auch bedingt durch unterschiedliche Betrachtungszeitpunkte, ab-

weichende Angaben. So werden Massen von 340 Mio. t (2007, in RP KASSEL

2007), 460 Mio. t (2011, in KRUPP 2011) bis 640 Mio. t (2014, in UNI LEIPZIG

2014) genannt.

Tabelle 3: Kenndaten der Halden Neuhof-Ellers, Heringen und Phillipsthal

Neuhof-Ellers Heringen (Wintershall) Philippsthal (Hattorf)

Beginn der Aufhaldung 1954/1955 (1) 1976 (1) 1982 (1)

Aufhaldung bis 2007 in Mio. t

102 (1) 151 (1) 107 (1)

Jährlicher Zuwachs in Mio. t

2,4 (1) 5,8 (1) 6,0 (1)

Bedeckte Fläche in Hektar

78,0 (1) / 85,5 (2)

79,1 (1) 92 (7)

67,4 (1) 82 (7)

Erweiterungsfläche in Hektar

40 (2) k.A. k.A.

Höhe (m über Grund) 200 (2) bis zu 250 m (6) bis zu 250 m (6)

Abmessungen in m 1.200 x 800 (3) 1.380 x 800 (7)

1.350 x 800 (7) 1.550 x 600 ohne Ne-benhalden (7)

Böschungwinkel / -neigung

32° bis >35° (3), entspr. 1:1,6 bis 1:1,4

35-40° (6) 35-40° (6)

gefasster Haldenab-fluss

alle drei Halden: 1,9 (4) bis 2,1 (5)

ungefasster Haldenab-fluss

Nicht quantifizierbar, belastbare Daten sind nicht verfügbar

(1) RUNDER TISCH 2010 (2) SCHMEISKY 2006 (3) SIG 2007 (4) KRUPP 2011 (5) UNI LEIPZIG 2014 (6) RP Kassel 2007 (7) Eigene Ermittlung anhand Geoportal Hessen (www.geoportal.hessen.de), Kartenbasis 2013 / 2014




Rückstandhalde Neuhof-Ellers (SCHMEISKY 2006)

Die Rückstandshalden bestehen zu mehr als 95% aus Monoablagerungen ver-

schiedener Salze, hierbei ist der größte Anteil Steinsalz. Lediglich ca. 2 % bis

maximal 5 % der abgelagerten Produktionsrückstände (Ton und Anhydrit) sind

unlöslich (RP KASSEL 2007, SIG 2007).

Infolge der auf die Haldenoberfläche einwirkenden Niederschläge fallen Stand

2011 für die Standorte Neuhof-Ellers und Werra jährlich etwa 1,9 Mio. Kubikmeter

Salzwässer an (KRUPP 2011). Durch die zukünftige Produktionserweiterung ist

für Neuhof-Ellers mittelfristig von einem Anstieg der jährlich anfallenden Halden-

abwässer auf 1,0 bis 1,1 Millionen Kubikmeter auszugehen (ERCOSPLAN

2007b). Nach Angaben der UNI LEIPZIG (2014) ist für die beiden Großhalden des

Werkes Werra ab 2015 mit einer Haldenwassermenge von 2,1 Mio. Kubikmeter

mit steigender Tendenz auszugehen.

Hiermit tragen die Haldenabwässer zu einem wesentlichen Teil zur Gesamtab-

wassermenge bei, die über die Betriebsdauer der Kali-Produktion an den Stand-

orten hinaus zu einer dauerhaften Entsorgungsnotwendigkeit für diese Salzab-

wässer führt. Die Halden sind mit Aufbereitungshilfsstoffen belastet, über deren

Art und Menge nur unvollständige und widersprüchliche Informationen seitens der

K+S Kali GmbH vorliegen. Auf der Haldenoberfläche entstehen aus den Aufbe-

reitungshilfsstoffen und den in den Salzen natürlich vorkommenden Bromiden

zahlreiche Reaktionsprodukte (WWA 2014a).




Der Eintrag von Salzabwässern in das Grundwasser ist bislang nicht abschlie-

ßend geklärt. Während das RP KASSEL (2007) davon ausgeht, dass in den so

genannten Kernzonen der Halden das Salz durch Eigenlast stark verdichtet ist,

ähnlich dem Salzgestein unter Tage, praktisch keine durchgehende Porosität

mehr aufweist und es daher nur innerhalb der rund 30-40 Meter breiten Mantel-

zone zu nennenswerten Haldenwasserversickerungen kommen kann, führt

KRUPP (2011) aus, dass auch der Kern durchlässig für Sickerlösungen sei. Er

führt durch Pumpversuche ermittelte gute Durchlässigkeiten im Haldenkern der

Halde Neuhof-Ellers an, die unter anderem durch karstartige Lösungsvorgänge

im Haldenkern verursacht seien, wie sie auch an anderen älteren Kali-Halden zu

beobachten wären.

Das natürliche Abregnen der Halden (vollständige Lösung der Salzfracht mit dem

Niederschlagswasser) soll nach unterschiedlichen Schätzungen 700 bis 2000

Jahre dauern (WWA 2014a). Der Runde Tisch vermerkt in seinen Empfehlungen

(RUNDER TISCH 2010): "Lässt man sie stehen, so überdauern die Halden Schät-

zungen zufolge mehr als tausend Jahre. Das Haldenwasser muss dann dauerhaft

gesammelt und möglichst schadlos entsorgt werden, damit es nicht weiter zu ei-

ner Gewässerbelastung beiträgt."

Die nachfolgenden Ausführungen befassen sich daher mit den unter dem Begriff

Haldenmanagement zusammengefassten Überlegungen für den künftigen Um-

gang mit den Halden und dem anfallenden Haldenabwasser.

5.2. Charakterisierung der Halden

Für die beiden Halden des Verbundwerkes Werra sind Haldenerweiterungen be-

reits durch einen bergrechtlichen Rahmenbetriebsplan planfestgestellt. Daraus

ergibt sich eine zukünftige Haldengröße in Hattorf von ca. 205 Mio. t und in Win-

tershall von ca. 275 Mio. t (RP KASSEL 2007).

Die Rückstände werden mittels Förderband auf die Halde transportiert und dort

an verschiedenen Stellen nach Bedarf nach vorne abgeworfen. Dabei entsteht

eine Halde in Spitzkegelform. Sie ist bis zu 250 m hoch und die Böschungen ha-

ben eine Neigung von 70 bis 80 % (dies entspricht einem Böschungswinkel von

ca. 35-40°) (RP KASSEL 2007). Ein nennenswertes Plateau besitzen beide Hal-

den nicht.




Die beiden Halden sind aufgrund ihrer Größe und Höhe nicht abgedeckt und wit-

terungsbedingt fällt Haldenwasser an. Der Niederschlag in Form von Regen führt

im Mantelbereich der Halden zu Lösungserscheinungen des Rückstandes und es

entsteht dabei salzbelastetes Haldenwasser. Die anfallenden Haldenwässer wer-

den durch Gräben am Fuß der Halden gesammelt und über Sammelbecken dem

Regime der Salzabwasserentsorgung des Werkes Werra zugeführt (RP KASSEL

2007).

Die Rückstandshalde des Werkes Neuhof-Ellers besitzt eine Länge von ca. 1.200

m sowie eine Breite von ca. 880 m. Die gegenwärtige Höhe der Halde kann auf

Werte bis ca. 200 m über Geländeoberkante beziffert werden (2007, in SIG 2007).

Gemäß bergrechtlichem Betriebsplan aus dem Jahr 1982 umfasste die damals

genehmigte Rückstandshalde eine Gesamtfläche von ca. 74,2 ha. Mit Genehmi-

gung aus dem Jahr 2003 steht für die Ablagerung der anfallenden Rückstände

bis zum Jahr 2035 eine zusätzliche Fläche von insgesamt ca. 40 ha zur Verfügung

(SIG 2007). Diese Halde besitzt ein kleineres Plateau, das aktuell jedoch im We-

sentlichen zu betriebstechnischen Zwecken genutzt wird.

5.3. Künftiger Umgang mit den Halden und dem anfallenden Haldenabwasser

Nachfolgend werden die verschiedenen Möglichkeiten eines Haldenmanage-

ments zum Umgang mit den Halden selbst und dem anfallenden Haldenabwasser

beschrieben.

Da sich aber die Mehrzahl der nachfolgend dargestellten, bislang diskutierten und

erprobten Maßnahmen als wenig tauglich erwiesen haben, wird das Haldenma-

nagement, das sich auf Grundlage der nachfolgenden Ausführungen als umsetz-

bar erweist, zunächst in seinen Grundzügen skizziert. Es beinhaltet folgende Ein-

zelmaßnahmen:

1. Reduzierung des Sickerwasseranfalls aus den Halden in den Untergrund

durch Basisabdichtung aller Erweiterungsflächen der Halden;

2. Weitestgehender Untertage-Versatz der anfallenden Produktionsrück-

stände, um die Erhöhung des Abwasseranfalls von den Halden zu ver-

meiden und Maßnahmen an den Halden zu ermöglichen;




3. Umprofilierung der Halden zur Abflachung der Böschungen, um eine Ab-

deckung / Abdichtung zu ermöglichen, zunächst durch Nutzung der Er-

weiterungsflächen; eine weitere erhebliche Flächeninanspruchnahme

über die jetzigen Haldenflächen hinaus ist hiermit zwangsläufig verbun-

den;

4. Abdeckung / Abdichtung der umprofilierten Haldenbereiche mit derzeit

verfügbaren Dichtungsmaterialien

5. Weiterentwicklung von Abdecktechniken / -materialien, um gegebenen-

falls bis dahin nicht umprofilierte Haldenböschungen abzudecken und so

den Flächenverbrauch zu minimieren.

6. Nutzung des Steinsalzinventars der Halden für eine künftige langfristige

Vermarktung, ggf. Substitution der sonstigen Steinsalzgewinnung im

K+S-Konzern.

Folgende Maßnahmen zum Haldenmanagement wurden bislang diskutiert bzw.

untersucht:

Einen Maßnahmenkatalog, der unter anderem auf die Reduktion des Salzwasser-

anfalls von den Kalihalden abzielt, beschreibt das Regierungspräsidium Kassel in

seinem Endbericht zum Pilotprojekt "Werra-Abwasser" (RP KASSEL 2007). Hier

werden folgende, auf die Halden bezogene Maßnahmen erörtert:

• der untertägige Versatz des Haldenmaterials;

• die Haldenabdeckung;

• das Haldenrecycling;

• eine optimierte Haldenentwässerung

• die Basisabdichtung der Erweiterungsbereiche der Halden.

Nachfolgend werden diese Maßnahmen im Einzelnen dargestellt.

5.3.1. Versatz des Haldenmaterials

Der K+S wurde seit den 1960-er Jahren vom Hessischen Oberbergamt eine Er-

laubnis zum versatzlosen Abbau erteilt (RP KASSEL 2007). Hiernach ist ein Ver-

satz des nicht wertmineralhaltigen, tauben Salzes aus bergtechnischen Gründen

nicht erforderlich.




Aufgrund der lagerstättengeologischen und den daraus folgenden bergtechni-

schen Randbedingungen ist jedoch ein Versatz der bei der Rohsalzverarbeitung

anfallenden Rückstände an den verschiedenen Standorten zwar schwierig zu re-

alisieren, technisch grundsätzlich jedoch machbar (RP KASSEL 2007, KRUPP

2011, ERCOSPLAN 2007b). Im Einzelnen sind die verschiedenen Versatzverfah-

ren in technischer, sicherheitlicher und wirtschaftlicher Hinsicht im Kapitel 3.2.4.2

dargestellt. Trotz gewisser Einschränkungen und Risiken sind hiernach grund-

sätzliche Versatzmöglichkeiten gegeben. Der Versatz von zwischen 50 bis 90 %

der neu anfallenden Fabrikrückstände ist bei entsprechenden Produktions- und

Versatzverfahren deshalb grundsätzlich möglich. Ein darüber hinausgehender

Versatz von rückgebautem Haldenmaterial hingegen scheint aufgrund der unter-

tägigen Verfüllkapazität demnach nicht umsetzbar zu sein.

Ein Rückbau der Halden scheint somit durch den Untertageversatz unrealistisch.

Als wesentliche Konsequenz aus dem weitgehenden, gegebenenfalls bei Nut-

zung der älteren Abbaufelder auch vollständigen Versatz des bei der künftigen

Produktion anfallenden Rückstandsmaterials ergibt sich zwar keine signifikante

Reduzierung der Haldenabwässer. Jedoch kann vermieden werden, dass sich die

Abwassermengen der Halden künftig weiter erhöhen.

Da die Halden nur noch eingeschränkt oder nicht weiter beschickt würden, könn-

ten zudem weitere Maßnahmen zum Haldenmanagement ohne Beeinträchtigung

der Produktionsprozesse ergriffen werden.

Unmittelbarer Klärungsbedarf ergibt sich somit bezüglich der erforderlichen Maß-

nahmen für den untertägigen Versatz der aktuellen Produktionsrückstände.

5.3.2. Haldenabdeckung

Durch eine Haldenabdeckung soll verhindert (Abdichtung) oder vermindert (Ab-

deckung) werden, dass Niederschlag in die Halde eindringt und sich dabei salz-

belastetes Haldenwasser bildet, das an den Flanken abläuft und zu entsorgen ist

oder versickert und zu einer Versalzung des Grundwassers führt.

Umfangreiche Untersuchungen zur Haldenabdeckung wurden unter anderem

durch die Universität Kassel (UNI KASSEL 2006) sowie die SIG UmweltProjekt

(SIG 2007) dokumentiert. Der Endbericht zum Pilotprojekt Werra-Salzabwasser




(RP KASSEL 2007) nimmt in Teilen Bezug hierauf. Mit speziellen Problemen ei-

ner Abdichtung als letzter Schüttung aus industriellen Rückständen setzt sich

KRUPP (2004) auseinander.

Diskutiert werden folgende grundsätzliche Möglichkeiten der Haldenabdeckung:

• Konventionelle Abdeckung und Begrünung

• Dünnschichtabdeckung und Begrünung

• Abdeckung mit statischen Schichten

Auf die Darstellung weiterer Untervarianten wird, da sie keine eigenständigen

praktikablen Lösungen darstellen, verzichtet. Eine ebenfalls diskutierte Teilabde-

ckung oder Direktbegrünung wird hier nicht weiter betrachtet, da sie zur dauer-

haften Vermeidung von Haldenwasser nicht geeignet ist.

Wesentlichen Einfluss auf die Möglichkeiten zur Abdeckung der Halden haben die

Haldenkörper selbst sowie die Zusammensetzung des Rückstandsmaterials.

Kennzeichnend für die Halden sind enorme Böschungslängen zwischen 200 m

bis ca. 400 m sowie die hohen Böschungswinkel von mehr als 32°, wodurch sich

die Halden von abzudeckenden Haldenkörpern aus den Bereichen Wasser- und

Deponiebau unterscheiden (SIG 2007). Das Rückstandsmaterial besteht zudem,

wie oben ausgeführt, aus Monoablagerungen verschiedener Salze, wobei ledig-

lich ca. 2 % bis maximal 5 % der abgelagerten Produktionsrückstände (Ton und

Anhydrit) unlöslich sind (SIG 2007). Das bedeutet, dass bedingt durch Lösungs-

vorgänge bei ca. 95 % der Rückstände kontinuierliche Verformungen an der Hal-

denoberfläche verursacht werden. Als wesentlicher temporärer Verformungsein-

fluss ist hierbei der Verdichtungsvorgang zu nennen. Zeitlich unbeschränkt treten

Verformungen insbesondere durch die Ablaugungs- und Lösungsprozesse sowie

aufgrund des visko-plastischen Stoffverhaltens auf. Viskose Verformungsvor-

gänge treten auch ohne Belastungsänderung auf (Kriechen). Aufgrund des spe-

ziellen kristallinen Aufbaus besitzen aufgehaldete Rückstandssalze ein ausge-

prägtes Kriechvermögen (SIG 2007).

Aufgrund der morphologischen Exposition der Rückstandshalden kommt zudem

der vom Wind angetriebenen Abrasion eine erhebliche Bedeutung zu, was sich




z.B. in horizontalen, der vorherrschenden Windrichtung folgenden Lösungskanä-

len zeigt. Aus diesen Auflösungs- und Abrasionsprozessen resultiert die Tatsa-

che, dass die Haldenoberfläche stets sehr unregelmäßig geformt, von unter-

schiedlich starken Setzungen betroffen, von Lösungshohlräumen korrodiert sowie

durch scharfkantige Karren und Schratten charakterisiert ist (ERCOSPLAN

2007b).

5.3.2.1 Konventionelle Abdeckung und Begrünung

Konventionelle Abdeckungen finden im Deponiebau, Dammbau und Wasserbau

Anwendung. Stabile Böschungen lassen sich aber nur mit Böschungswinkeln von

maximal 1:2,5 (ca. 21°) aufbauen. Um diese Böschungswinkel zu erreichen, sind

eine Neuprofilierung der Halden oder eine Vorschüttung vorzunehmen. Bei einer

Haldenhöhe von ca. 180 m wäre der Böschungsfuß um mindestens 233 m in das

Vorfeld der jetzigen Böschung vorzuverlegen (SCHMEISKY 2006). Notwendige

Bermen, Entwässerungsgräben usw. sind hierin noch nicht eingerechnet. Je nach

Haldengeometrie und Haldenprofilierung wird die Grundfläche hierdurch mindes-

tens verdoppelt.

Abbildung 7: Zusätzlicher Flächenbedarf bei konventioneller Abdeckung der Rückstandshalde Neu-hof-Ellers (Schmeisky 2006)




Ohne Umprofilierung der Halde wären nach SCHMEISKY (2006) je laufendem

Meter Haldenrand ca. 21.000 m³ Vorschütt- und Abdeckungsmaterial erforderlich,

allein für die Halde Neuhof-Ellers (für 2006) eine Menge von mehr als 100 Mio.

m³. Die Verfügbarkeit von geeignetem Bodenmaterial im Umfeld der Halde Neu-

hof-Ellers hingegen wird mit lediglich 100.000 m³ pro Jahr abgeschätzt.

Für die Halde Hattorf kommt das Regierungspräsidium Kassel in seinem Endbe-

richt (RP KASSEL 2007) in grober Abschätzung bei der in 2007 bestehenden

Haldengröße auf eine benötigte Menge an Abdeckmaterial von ca. 128 Mio. m³.

Für beide Großhalden des Werkes Werra inklusive der genehmigten Haldener-

weiterungen würden demnach ca. 750 Millionen t benötigt. Dem Regierungsprä-

sidium Kassel zufolge fielen im Jahr 2003 in ganz Hessen ca. 1,3 Mio. t erfasste

Mengen an Erdaushub und Bauschutt (aus Siedlungsbereich und Industrie) zur

Verwertung und Beseitigung an. Es kommt zu dem Schluss, dass bei Verwen-

dung der gesamten Menge an Bauschutt und Erdaushub des Landes Hessen die

komplette Abdeckung innerhalb 600 Jahren fertig gestellt wäre.

SIG (2007) führt zudem aus, dass trotz der großvolumigen Abdeckung der Hal-

denflanken nur von einer temporären Unempfindlichkeit des Abdeckungssystems

gegenüber den Einflüssen infolge der Kriecheigenschaften des Rückstandsmate-

rials auszugehen sei.

Eine konventionelle Abdeckung ist daher verbunden mit

• einem erheblichen Flächenbedarf im Haldenvorland,

• einem sehr hohen Bedarf an Abdeckmaterial, das in überschaubaren

Zeiträumen nicht zur Verfügung steht,

• entsprechend einem unüberschaubar langen Baustellenbetrieb und Ver-

kehrsaufkommen

• Unsicherheiten hinsichtlich der langfristigen Wirksamkeit der Abdeckung

und gegebenenfalls dauerhaftem Nachbesserungsbedarf

5.3.2.2 Dünnschichtabdeckung und Begrünung

Bei der Dünnschichtabdeckung, auch als "letzte Schüttung" bezeichnet, kann ein

Abdeckmaterial verwendet werden, das einen ähnlich hohen Schüttwinkel besitzt




wie das Haldenmaterial selbst. Dieses wird wie der Salzabraum auf die Halden-

flanken abgeschüttet.

Nach SCHMEISKY 2006 kommen dazu Kraftwerksaschen, die einen puzzolani-

schen Effekt aufweisen, in Betracht. Diese Aschen müssten mit geeignetem

Erdaushub im Verhältnis von ca. 2:8 und Wasser gemischt und dann aufgebracht

werden. Ziel wäre dann eine Überdeckung mit einer Schichtdicke von ca. 3 m.

Dies würde am Haldenfuß z.B. bei ca. 100 m Haldenhöhe zu einer mind. 15 m

starken Überdeckung führen. Je höher die Halde wird, umso größer kann die

Stärke der Überdeckung am Haldenfuß werden (RP KASSEL 2007, SCHMEISKY

2006). Über die abdichtende Wirkung werden keine Angaben gemacht. Für die

Halde Neuhof-Ellers wäre eine Abdeckmenge (für 2006) von ca. 12 Mio. m³ erfor-

derlich (SCHMEISKY 2006), für die beiden Halden des Werkes Werra inkl. der

Haldenerweiterungen eine Menge von 50 bis 75 Mio. m³ (RP KASSEL 2007).

Selbst wenn Kraftwerksaschen von 250.000 t pro Jahr zur Verfügung stünden,

würde allein die Abdeckung der beiden Halden am Standort Werra (mit geneh-

migten Erweiterungen) eine Zeitdauer von 300 Jahren benötigen.

An der Halde Sigmundshall der K+S GmbH in Niedersachsen wurde sogenanntes

REKAL-Material verwendet, das aus der Aufbereitung von Sekundäraluminium

stammt. Dieses ist zwar technisch zur Aufbringung geeignet, jedoch weist es hohe

Schwermetallgehalte auf, die über derzeit nicht quantifizierbare Zeiträume in Lö-

sung gehen (KRUPP 2004), langfristig sei aber durch Zunahme des Bewuchses

auf der Haldenabdeckung mit einer Abnahme der Schwermetallauslösung zu

rechnen (SIG 2007). Ausreichende Erfahrungen zur Abdichtungswirkung liegen

noch nicht vor10.

Versuchsfelder auf der Halde Neuhof-Ellers mit einem Ton-Salz-Gemisch aus der

Produktion, dem sogenannten "Selma-Ton" ergaben ebenfalls keine nachhaltige

Lösung (SIG 2007). Die Auswaschung der enthaltenen, leicht löslichen Salze,

durch die die Abdichtungswirkung der Tonanteile erreicht werden soll, erfolgt nur

sehr langsam, an den Oberflächen bildeten sich Risse und Vertiefungen und an

10 mündliche Mitteilung UBB Region Hannover vom 26.01.2015




steileren Böschungen rutschte das Material ab. Im Produktionsprozess des Wer-

kes Neuhof-Ellers entsteht nur eine begrenzte Menge Selma-Ton. Die zur Abde-

ckung der Haldenoberfläche erforderlichen Materialmengen stehen somit nicht

zur Verfügung.

Eine Dünnschichtabdeckung ist daher verbunden mit

• einem sehr hohen Bedarf an Abdeckmaterial, das nicht oder in über-

schaubaren Zeiträumen nicht zur Verfügung steht,

• entsprechend einem unüberschaubar langen Baustellenbetrieb und Ver-

kehrsaufkommen

• nicht gegebener oder nicht nachgewiesener Eignung zur ausreichenden

Abdichtung und langfristigen Wirksamkeit,

• Schadstoffanreicherungen durch andere materialspezifische Schad-

stoffe je nach Material.

5.3.2.3 Abdeckung mit statischen Schichten

Unter statischen Schichten versteht man Dichtungsmaterialien wie Betondichtun-

gen, Bentonitmatten, kunststoffmodifizierte Gemische, Asphaltbetondichtungen

bis hin zu Kunststoffdichtungsbahnen. Diese Dichtungssysteme können nur auf

einem ausreichend standsicheren und verformungsarmen Baugrund aufgebaut

werden. Zudem sind Böschungsneigungen von maximal 1: 2,5 bis 1:3 erforder-

lich. Bei Kunststoffdichtungsbahnen sind steilere Böschungen prinzipiell möglich.

Um die genannten statischen Schichten aufbringen zu können, müssten die Hal-

den durch zusätzliches Abraummaterial neu profiliert oder durch Abtrag umprofi-

liert werden. Nach SIG 2007 erweitert sich durch Neuprofilierung die dafür benö-

tigte Aufstandsfläche erheblich, für die Halde Neuhof-Ellers um eine Randzone

von 340 m vom Haldenfuß ausgehend, wodurch ein zusätzlicher Flächenbedarf

von 180 ha entsteht. Bei einer Neuprofilierung der Halden wäre allein auf der

Halde Neuhof-Ellers eine Fläche von mehr als 3 Mio. m² abzudichten (SIG 2007).

Auch bei einer Umprofilierung durch Abtrag würden, unabhängig von den techni-

schen Schwierigkeiten, erhebliche Flächen in Anspruch genommen werden.

Mit Kunststoffdichtungsbahnen, bei denen durch konstruktive Maßnahmen auch

steilere Böschungen abgedichtet werden können, wurden bereits 1991 Versuche




an der "Halde 1" im Kaliwerk Zielitz durchgeführt. Hier wurden auf die Böschung

auf einer Länge von 75 m PEHD-Bahnen aufgebracht. Der Böschungswinkel be-

trug ca. 40 ° (dieser Winkel ist vergleichbar mit Hattorf und Wintershall). Auf die

Folie wurde eine Krallmatte aufgebracht, die einerseits einen sicheren Reibungs-

verbund zur profilierten Oberseite der Kunststoff-Dichtungsbahn und gleichzeitig

eine sichere Ableitung der anfallenden Sickerwässer gewährleisten sollte. Die

Krallmatte bildete außerdem den Untergrund für die anschließend zum Schutz

aufgebrachte Substratschicht mit Rasenspritzsaat. Bereits nach kurzer Zeit be-

gann die Abdeckschicht zu rutschen und wurde zerstört, an der Kunststoffdich-

tungsbahn wurden im oberen Hangbereich plastische Straffungen mit Ausdünnen

der Dichtbahn festgestellt. (SCHMEISKY 2006). Bei den an den Halden vorlie-

genden Böschungsneigungen können nach den Erfahrungen Abdeckungen der

Kunststoffdichtungsbahn als Schutz vor den äußeren Einflüssen (UV-Strahlung,

Wind, Temperatur) nicht dauerhaft haltbar aufgebracht werden.

Eine Ausführung als unabgedecktes System erscheint zwar prinzipiell möglich.

Allerdings verweist SIG 2007 auf die weiter eingeschränkte Lebensdauer (Dich-

tigkeit und Zugfestigkeit) der Kunststoffdichtungsbahnen infolge der direkten Ein-

wirkung der Witterung. Darüber hinaus wird grundsätzlich die Eignung und Lang-

zeitstabilität der Kunststoffdichtungsbahnen aufgrund der starken mechanischen

Beanspruchung in Frage gestellt (SCHMEISKY 2006, SIG 2007).

Auf einer weiteren Fläche der Zielitzer Halde wurde die Möglichkeit des Aufbrin-

gens einer so genannten Torkret-Schicht aus Zement, Textilfasern und Flugasche

untersucht. Diese Schicht sollte Trägerfunktionen für die darüber liegenden

Schichten bestehend aus einer Krallmatte (Haftuntergrund für die Rekultivie-

rungsschicht) und kulturfähiger Schicht (Mineralstoff-Humus-Gemisch mit Gras-

samenbeimischung) übernehmen. Auch diese Dichtungsschicht wurde nach kur-

zer Zeit zerstört. Hier wurden Materialausdehnungen der Torkretschicht als Ursa-

che angesehen.

5.3.2.4 Schlussfolgerungen aus den Ausführungen zur Haldenabdeckung / -abdichtung

Aufgrund der langanhaltenden Setzungen und Verformungen des Haldenkörpers

ist keines der genannten Systeme zur Abdichtung der Halden im aktuellen Zu-

stand mit den sehr steilen und langen Böschungen geeignet, da sie frühzeitig lokal




versagen und örtlich progressiv verlaufende Schäden in der Abdichtung zu einer

progressiven Auslaugung des "Baugrundes" führen. Das hat direkte Auswirkun-

gen auf die Standsicherheit und Funktionsfähigkeit der Abdichtung.

K+S führt in der Anhörung vor dem Umweltausschuss des Landtages NRW

(LANDTAG NRW 2014) aus, dass Verfahren zur Abdeckung entwickelt würden,

um das Haldenwasser zu minimieren. An allen Großhalden würden entspre-

chende Versuche durchgeführt. Man gehe davon aus, dass es gelingen

würde, bis zum Jahr 2050 / 2060 auch ein stehendes technisches Verfahren

zur Verfügung zu haben.

Der RUNDE TISCH (2010) stellt in seinen Empfehlungen fest, dass eine Abde-

ckung der Halden derzeit ökonomisch und für die Großhalden an der Werra tech-

nisch noch nicht darstellbar sei, langfristig aber eine Möglichkeit darstellen

könnte. Weitere Untersuchungen in dieser Richtung seien unbedingt notwendig.

Bei den bereits abgedeckten bzw. begrünten bzw. entsprechend in Planung

befindlichen Halden von K+S in Niedersachsen handelt es sich um Flachhal-

den mit erheblich geringeren Böschungsneigungen als die der "Werra"-Hal-

den, die das Aufbringen von Abdeckungen zulassen. Andere Halden wie die

Halde Sigmundshall besitzen zwar ebenfalls sehr steile Böschungen, sie wer-

den aber mit einem Material (REKAL) abgedeckt, das nur in begrenzter Menge

zur Verfügung steht, für das keine ausreichenden Erfahrungen zur Abdich-

tungswirkung vorliegen und das bergfremde lösliche Schadstoffe beinhaltet.




Abbildung 8: Beispiel für eine begrünte Flachhalde: Kalirückstandshalde am Standort Fried-richshall in Sehnde

Hieraus folgt, dass eine grundlegende Um- oder Neuprofilierung der Halden

sowie die Herrichtung eines ausreichend stabilen Baugrundes erforderlich

sind, um mit den derzeit bekannten Verfahren eine dauerhafte und wirkungs-

volle Abdichtung zur Vermeidung des Salzwasseranfalls zu erreichen. Hierzu

können zunächst die Erweiterungsflächen der Halden genutzt werden, auf de-

nen mit den aktuell noch anfallenden Produktionsrückständen und dem Abtrag

von Haldenmaterial ausreichend flache Böschungen geschüttet werden. Un-

vermeidlich werden aber auch weitere sehr große Flächen in Anspruch zu

nehmen sein, um insgesamt ausreichend flache Böschungen und Bermen an-

legen zu können, die eine Abdeckung / Abdichtung zulassen.

5.3.3. Basisabdichtung der Halden

Mit Zulassung der Haldenerweiterung in Wintershall und Hattorf wird der Unter-

grund unter den Halden (Kern- und Mantelbereich) vor der Beschüttung so ver-

dichtet und gegebenenfalls mit Tonmehl vergütet, dass die Anforderungen einer

vergleichbaren mineralischen Untergrundabdichtung von Deponien erfüllt sind.

Hierdurch ist nach Angaben des RP KASSEL (2007) ein zukünftiger Haldenwas-

sereintrag ins Grundwasser als gering einzustufen.




5.3.4. Haldenrecycling

Der RUNDE TISCH (2010) konstatiert in seinen Empfehlungen, dass das si-

cherste Mittel zur Verminderung von Haldenwasser der Rückbau der Halden sei.

Hier kämen neben dem Versatz oder dem Ferntransport die Gewinnung und der

Einsatz des Steinsalzes der Halden als Auftau- oder Industriesalz in Frage. Dr.

Hölzel, Werra-Weser-Anrainerkonferenz, führt in der Anhörung vor dem Umwelt-

ausschuss des Landtages NRW (LANDTAG NRW 2014) ebenfalls aus, dass die

Halden wieder beseitigt werden könnten. In Spanien geschehe dies, indem das

Material aktiv aufgelöst und dann mit dem Vakuumkristallisationsverfahren frakti-

onierend eingedampft würde. Dieses Verfahren wolle K+S inzwischen auch in Ka-

nada einsetzen.

Im Dreistufenplan der WWA (2014a) wird hierzu weiter erläutert, dass es für den

Rückbau von Salzhalden Präzedenzfälle wie den "Plan Phoenix" der Iberpotash

S.A. in Katalonien gebe. Der "Plan Phoenix" der Iberpotash S.A. sieht den Rück-

bau der Halden vor und regelt die Regionalentwicklung bei Erschöpfung der La-

gerstätte.

Die einzige Aussage, die K+S in seiner Gesamtstrategie zur Verminderung von

Umweltbelastungen (K+S 2009) zur Verwertung der Rückstandshalden in der

Nachbetriebsphase macht, ist die folgende: "K+S hat schon in der Vergangenheit

intensiv nach Möglichkeiten gesucht, die Rückstände der Kali-Aufbereitung zur

Herstellung von Auftau- und Industriesalz (NaCl) zu nutzen. Allerdings bleibt fest-

zustellen, dass diese Prozesse gegenwärtig noch nicht die gewünschten Produkt-

qualitäten erreichen, ökonomisch nicht tragfähig sind und mit dem Anfall weiterer

Salzabwassermengen verbunden sind. Ziel weiterer Untersuchungen wird es da-

her sein, geeignete Aufbereitungsprozesse zu finden, um insbesondere für eine

Nachbetriebsphase potenzielle Verwertungsmöglichkeiten für die Haldenrück-

stände zu sondieren." In einer Stellungnahme zur Wiederinbetriebnahme des

Hartsalzwerkes Siegfried-Giesen (K+S 2013) hingegen wird die Gewinnung von

Industriesalz mittels Flotationsverfahren oder Siedesalzverfahren genannt, wobei

ein Industriesalz für die Elektrolyse als verkaufsfähiges Produkt denkbar wäre.

KRUPP (2011) schlägt zum Abtrag der Halden ein aktives Berieseln und Auflösen

der Halde (Leaching) vor. Ablaufendes Oberflächenwasser und das aufgesalzte




Grundwasser sollen gefasst und zu verwertbaren Produkten (u.a. Siedesalz, Mag-

nesiumhydroxid) aufbereitet werden. Der Rückstand (ca. 5% des ursprünglichen

Haldenvolumens) besteht nach Krupp aus Schlämmen, die im Wesentlichen aus

Ton, Gips und Anhydrit sowie Filtersanden bestehen. Diese Schlämme und Fil-

tersande könnten z.B. nach Entwässerung als Versatz in die Kali-Bergwerke zu-

rück gebracht werden. Zur Behandlung schlägt er das von ihm entwickelte SAVE

bzw. SAVE2-Verfahren vor, merkt hierzu aber an, dass die SAVE-Varianten bis-

lang nur im Labormaßstab erprobt worden seien. Beim Up-Scaling in den techni-

schen Maßstab könnten Probleme, beispielsweise in Form von Ammoniak-Ver-

lusten, Bildung schwerlöslicher Erdalkali-Doppelsalze oder langsame Alterung

feindisperser Fällungsprodukte auftreten, die noch zu lösen wären.

Der Endbericht des Pilotprojektes Werra-Salzabwasser (RP KASSEL 2007) nennt

verschiedene Verfahren zur weiteren Gewinnung von Steinsalz aus den festen

Rückständen der Produktion bzw. den Halden. Bezüglich der Industriesalzpro-

duktion mittels Flotationsverfahren kommt er jedoch zu dem Schluss, dass allein

aus der Aufbereitung der festen Produktionsrückstände am Standort des Werkes

Werra zusätzliches Abwasser von jährlich 1,5-2 Mio. m³ anfallen würde und den-

noch zusätzlich 3,7 Mio. t/a an Rückstand aufgehaldet werden müssten. Ein Hal-

denrückbau ist hierbei noch nicht berücksichtigt. Bei der Siedesalzproduktion hin-

gegen würden ca. 3-4 Mio. m³ Abwasser zusätzlich anfallen, jedoch kein Rück-

stand, der aufzuhalden wäre. Der Rückstand wird hierbei mit einer so genannten

Löselösung aufgelöst, von unlöslichen Bestandteilen geklärt bzw. gereinigt und in

einer Vakuumverdampfungsanlage wiederum soweit eingedampft, das ein ent-

sprechend reines Produkt entsteht. Auch hierbei ist ein Haldenrückbau noch nicht

berücksichtigt. Allerdings würde bei einem Haldenreycling langfristig gesehen ins-

gesamt weniger Haldenwasser entstehen. Nach Einstellung der Kalirohsalzauf-

bereitung ist die Nutzung des Flotationsverfahrens oder des Siedesalzverfahrens

denkbar, da dann die Abwassermengen der Produktion nicht mehr anfallen und

man einen Rückbau der Halden damit erreichen könnte. Zudem könnte ein Teil

der heutigen Fabrikanlagen (z.B. Flotation, Trocknung, Zwischenlagerung, Verla-

dung) dafür genutzt werden.

Es stellt sich allerdings die Frage, ob für die Produktmenge an Steinsalz ein Markt

besteht (RP KASSEL 2007, KRUPP 2011). Der Bedarf ist nach Ausführungen des




RP KASSEL (2007) durch die bisherige Produktion mehr als gedeckt. In der Bun-

desrepublik Deutschland lag die durchschnittliche jährliche Produktion an Salz in

den Jahren 1999 bis 2004 bei rund 14 Mio. Tonnen. Ein Anstieg der Nachfrage

ist mittel bis langfristig nicht zu erwarten. Größere Mengen können nur über einen

Verdrängungswettbewerb abgesetzt werden. Die produzierten Mengen werden

als Industriesalz (ca. 80%), Auftausalz (ca. 12%), Gewerbesalz (ca. 5%) und

Speisesalz (ca. 3%) verwendet. Der Anteil an Auftausalz kann dabei witterungs-

bedingt schwanken und ist zudem nur ein saisonales Geschäft.

Noch weitergehend beschreibt KRUPP (2011) die zu erwartenden Absatzprob-

leme, insbesondere bei Salz und bei Magnesiumhydroxid. Es würde ein Verdrän-

gungswettbewerb gegenüber konventionellem Salz und Magnesiumprodukten

auf Magnesit-Basis eintreten. In Deutschland werden nach Krupp ca. 15 Millionen

Tonnen Salz pro Jahr verbraucht. Fast die Hälfte davon wird von der K+S-Tochter

esco vermarktet. DOW Chemical in Stade verbraucht jährlich ca. 3 Millionen Ton-

nen Salz aus einem eigenen Solfeld für die Chloralkali-Elektrolyse. Technisch

wäre es möglich, die im Kalibergbau anfallenden Rückstandssalze entsprechend

den jeweils erforderlichen Qualitätsansprüchen aufzubereiten und damit den Be-

darf der chemischen Industrie und des Winterdienstes abzudecken. So könnten

wenigstens 7 bis 10 Millionen Tonnen Salz pro Jahr aus der Primärgewinnung

durch Recycling-Salz ersetzt werden. Dies wäre immerhin rund die Hälfte des

derzeit in Hessen und Thüringen jährlich auf Halde gefahrenen Salzes. In Verbin-

dung mit einem zukünftigen Versatz von Rückstandssalz wäre so die weitere Auf-

schüttung von Kalihalden vermeidbar. Bezieht man die Nachbarländer Deutsch-

lands als mögliche Abnehmer für Recycling-Salz mit ein, wäre sogar noch mehr

möglich. Allerdings schlagen bei dem Massengut Salz die Transportkosten deut-

lich zu Buche, sodass dem Versorgungsgebiet dadurch wirtschaftliche Grenzen

gesetzt würden. Eine so weitgehende Substitution von Salz aus der Primärgewin-

nung hätte jedoch auch zur Folge, dass die vier Produktions-Standorte von esco

weitgehend überflüssig würden. Bei DOW müssten die firmeneigene Solegewin-

nung eingestellt und stattdessen Anlagen zur Bereitung von Elektrolyse-Lauge

aus Siedesalz errichtet werden.




Festzustellen ist somit, dass es zwar grundsätzlich geeignete Verfahren zur Auf-

bereitung des Haldenmaterials gibt, diese aber nur längerfristig zu einer Verrin-

gerung des Haldenwasseraufkommens führen und insbesondere die Vermark-

tung der hierbei anfallenden Produkte nur sehr langfristig möglich ist. Es ist aller-

dings zu prüfen, ob nicht durch die Steinsalz-Rückgewinnung aus den Halden die

Ausbeutung von Steinsalzlagerstätten an anderer Stelle innerhalb des Konzerns

substituiert werden kann.

5.3.5. Optimierte Haldenentwässerung

Die im Endbericht zum Pilotprojekt Werra-Salzabwasser (RP KASSEL 2007) vor-

gestellte Optimierung der Haldenentwässerung betrifft aufgrund der örtlichen Ge-

gebenheiten nur die Halde Hattorf. Ein höher gelegenes Hochmoorgebiet entwäs-

sert bei Starkregenereignissen temporär in das Haldeneinzugsgebiet, wodurch es

teilweise zu zusätzlichen Lösungsvorgängen am Fuß der Halde kommt. Durch

geeignete bauliche Maßnahmen soll dieser Zufluss unterbunden werden. Eine

generelle Optimierungsmöglichkeit für die anfallenden Haldenabflüsse ist hier-

durch nicht gegeben.

5.3.6. Sonstige Maßnahmen

Ohne Abtrag und Aufbereitung oder Versatz der Halden bzw. ohne wirkungsvolle

Abdeckung sind die Haldenabwässer bis zum Ende des natürlichen Abbaus der

Halden in 700 bis 2000 Jahren zu fassen und zu entsorgen. Auch hierbei kommt

eine Aufbereitung des Haldenwassers zur Rohstoffrückgewinnung entsprechend

der beschriebenen Verfahren in Frage. Hierbei ist über einen entsprechend län-

geren Zeitraum die Aufbereitungstechnik vorzuhalten, jedoch wird die Menge des

zu vermarktenden Salzes entsprechend geringer. Über gezielte Maßnahmen

kann zudem möglicherweise der natürliche Abbau entsprechend dem Vermark-

tungspotenzial beschleunigt werden.

Lassen sich die Halden weder rückbauen, indem das Material untertägig versetzt

oder verwertet wird, und lassen sich die Halden ebenfalls nicht abdichten und sich

auch ansonsten das dauerhaft anfallende Haldenwasser nicht aufbereiten, so

muss es auch künftig entsorgt werden. Die Werra-Weser-Anrainerkonferenz

schreibt hierzu in Ihrer Stellungnahme zur Anhörung vor dem Umweltausschuss

des Landtags NRW (WWA 2014b): "Trotz der negativen Beurteilung der "Nord-

seepipeline" durch die EU-Kommission und die Ökoeffizienzstudie ist in letzter




Zeit der Vorschlag gemacht worden, die "Nordseepipeline" zur Lösung der

Haldenproblematik zu nutzen. Diese sollen aufgelöst, innerhalb von 50 Jahren als

Salzlösung an die Nordsee transportiert und dort verklappt werden. Eine Rohrlei-

tung von 120 cm Durchmesser sei dafür ausreichend, die Baukosten seien nur

unwesentlich höher. Hierbei würden sich die Transportkosten pro Tonne Salz

zwar erheblich vermindern, allerdings müsste die zu verklappende Abwasser-

menge dann von jetzt 7 Mio. cbm auf ca. 65 Mio. cbm/Jahr steigen. Der Vorschlag

übersieht, dass die ökologische Unbedenklichkeit der Abwasserverklappung an

einem beliebigen Punkt an der Nordsee auch bei einer Verzehnfachung der Ab-

wassermenge nicht plausibler wird und letztlich ungeklärt bleibt."

Auch K+S (2013) äußert hierzu, dass das Auflösen von festen Rückständen und

das Einspülen in Oberflächengewässer, insbesondere ins Meer neben der Auf-

haldung eine mögliche Option zur Beseitigung der Rückstände darstellt. So wür-

den z.B. im englischen Boulby (Cleveland Potash Limited) die festen Rückstände

aufgelöst und in die Nordsee eingeleitet. Es sei jedoch zu beachten, dass bei

einer derartigen Entsorgungspraxis die Rückstände für eine potenzielle spätere

Verwertung verloren gingen.

Keine Alternative hingegen wird in dem Dauerbetrieb einer Pipeline für die

Haldenabwässer bis zum natürlichen Abbau der Halden über 700 bis 2000 Jahre

gesehen.

5.4. Fazit Haldenmanagement

Zunächst werden die verschiedenen Maßnahmenoptionen zur Lösung der

Haldenproblematik noch einmal kurz zusammengefasst, bevor anschließend ein

realistisch erscheinendes Szenario beschrieben wird.

• Kritisch zu bewerten ist der Abtrag der Halden mit untertägigem Versatz

oder der Aufbereitung der Rückstände. Die Daten zu den aktuell und

künftig nutzbaren Versatzhohlräumen sind widersprüchlich, die Möglich-

keit einer Verbringung des Haldenmaterials nach Untertage lässt sich

damit nicht begründen. Der Abtrag der Halden mit Aufbereitung des

Haldenmaterials und Gewinnung insbesondere von Steinsalz ist zwar

technisch grundsätzlich möglich, Vermarkungsmöglichkeiten für die an-




fallenden Salzmengen werden aber von den verschiedenen, auch unter-

schiedlich motivierten Seiten nicht gesehen. Zudem ist dies mit einer er-

heblichen zusätzlichen Abwassermenge verbunden.

• Für die Abdeckung der Halden im gegenwärtigen Zustand stehen aktuell

weder die geeigneten Techniken, noch die notwendigen Materialien zur

Verfügung. Eine Abdeckung stellt bestenfalls mittel- bis langfristig eine

noch zu erforschende Möglichkeit dar. Bei den Halden der K+S GmbH in

Niedersachsen, die abgedeckt und begrünt werden, handelt es sich um

Flachhalden mit erheblich flacheren Böschungsneigungen, die einen

bautechnischen Auftrag von Abdeckmaterial zulassen.

• Eine grundlegende Um- oder Neuprofilierung der Halden ist möglich, je-

doch würden hierfür erhebliche zusätzliche Flächen, die die Flächen-

größe der Halden nahezu verdoppeln, in Anspruch genommen. Zur Ab-

dichtung der dann entstehenden flacheren Halden ist ein ausreichend

stabiler Baugrund an der Haldenoberfläche herzurichten.

• Soweit bereits eine Erweiterung der Halden erfolgt bzw. vorgesehen ist

und hierfür Flächen zur Verfügung stehen, ist eine Abdeckung von Teilen

der Halde während des Betriebes durch veränderte Profilierungen zu-

mindest denkbar und sollte geprüft werden.

• Die Aufbereitung des Haldenabwassers scheint derzeit technisch reali-

sierbar zu sein. Soll jedoch das Haldenabwasser nicht bis zum natürli-

chen Abbau der Halden über 700 bis 2000 Jahre aufbereitet werden,

wäre eine künstliche Beschleunigung des natürlichen Haldenabbaus vor-

stellbar. Diese würde zu erheblich größeren, durch Aufbereitung tech-

nisch nicht mehr handhabbaren Abwassermengen und mengenmäßig

nicht mehr vermarktbaren Produkten führen.

• Ein künstlich beschleunigter Abbau mit Ableitung des Abwassers über

eine Pipeline über z.B. 50 Jahre ist zwar technisch möglicherweise hand-

habbar, hierdurch geht jedoch das Wertstoffpotenzial der Halden verlo-

ren und die Einleitung führt zu erheblichen Problemen in den jeweiligen

Gewässern.




Als am ehesten vorstellbare Lösung für ein Haldenmanagement stellt sich die Ab-

dichtung der Halden nach einer Umprofilierung dar. Die Abdeckung / Abdichtung

der umprofilierten Haldenbereiche könnte mit derzeit verfügbaren Dichtungstech-

niken und –materialien, wie sie z.B. im Deponiebau verwendet werden, erfolgen.

Voraussetzung dafür, dass eine solche Umprofilierung zügig und nicht erst nach

Betriebsende in Angriff genommen werden könnte, ist der weitestgehend untertä-

gige Versatz des künftig anfallenden Abraums. Zudem würde sich das Haldenvo-

lumen und die Haldenabwassermenge nicht weiter erhöhen. Eine erhebliche Flä-

cheninanspruchnahme wäre jedoch für eine Haldenumprofilierung unvermeidbar.

Auf jeglichen Erweiterungsflächen ist eine Basisabdichtung vorzunehmen, um

den Sickerwasseranfall aus den Halden in den Untergrund zu reduzieren bzw.

künftig zu vermeiden.

Soweit die Umprofilierung und Abflachung der Halden mit bereits vorhandenem,

umzulagerndem Haldenmaterial erfolgt, sind auch die nur über extrem lange Zeit-

räume verfügbaren Vorschüttmaterialien nicht erforderlich. Dennoch werden für

die Abdeckung / Abdichtung erhebliche Materialmengen benötigt, die an dieser

Stelle weder hinsichtlich der Art, noch der Menge abschätzbar sind. Für die Her-

stellung eines stabilen Baugrundes für die Abdeckschichten sind geeignete Maß-

nahmen vorzusehen. Dass jedoch die Abdeckung von Flachhalden des Kaliberg-

baus möglich ist, zeigt das Beispiel der Wiederinbetriebnahme des K+S Werkes

Siegfried-Giesen (K+S 2013), wo eine solche Abdeckung beabsichtigt ist. Kos-

tenseitig lässt sich eine solche Umprofilierung aktuell ohne Kenntnis der Maßnah-

men und Techniken auch näherungsweise nicht abschätzen. Geht man jedoch

davon aus, dass hierzu auch nur ein Viertel des Haldenvolumens umgelagert wer-

den müsste, wären dies bei jeder der drei Halden jeweils ca. 30 bis 40 Mio. m³.

Bei möglichen Kosten von 1-2 EUR pro m³ (ohne Berücksichtigung der techni-

schen Schwierigkeiten, aber auch nicht des Einsatzes von Großgeräten) entstün-

den allein durch die Umprofilierung Kosten von 100 bis 200 Mio. EUR.

Da auch eine derzeit technisch mögliche Umprofilierung der Halden längere Zeit-

räume in Anspruch nehmen wird und nicht an allen Halden oder Haldenbereichen

gleichzeitig erfolgen wird, sind Abdecktechniken und -materialien für die derzeiti-




gen Steilböschungen weiter zu entwickeln, um gegebenenfalls in einigen Jahr-

zehnten bis dahin nicht umprofilierte Haldenböschungen abdecken zu können

und so den Flächenverbrauch zu minimieren.

Der Vorteil dieser Variante wird darin gesehen, dass das Haldenabwasser lang-

fristig minimiert bzw. vermieden wird und das Haldenmaterial als Rohstoff verfüg-

bar bleibt. Als Nachteil ist insbesondere der erhebliche Platzbedarf zu sehen.

Zu klären wären hierzu insbesondere die technische Machbarkeit der Umlage-

rung, der Abdichtung, des vermehrten Haldenwasseranfalls während der Bau-

phase sowie die Kosten.




6. Salzwasserabführung mittels Pipeline

In einer umfangreichen Machbarkeitsstudie wurde

• der Transport des Abwassers durch eine Pipeline als Alternative

• zur Aufbereitung des Abwassers mit dem Ziel einer weitestgehenden Ab-

trennung der Salze aus dem Abwasser

untersucht.

Die Machbarkeitsstudie enthält weitgehende Untersuchungen und Detailstudien

zur Einleitung der salzhaltigen Abwässer in die

- Nordsee bzw. in die

- Weser.

6.1. Grundlagen für die Untersuchungen zur Pipeline

Grundlage für die Erstellung dieses Gutachtenteils ist die

"Machbarkeitsstudie für die überregionale Entsorgung von Salzabwasser aus der

Kaliproduktion mittels Rohrfernleitungsanlage zur Weser oder Nordsee" (JESTA-

EDT + Partner, INFRASERV GENDORF, 2009a)

mit den Teilen

• A: "Umweltfachlicher Planungsbeitrag zur Machbarkeitsstudie für die

überregionale Entsorgung von Salzabwasser aus der Kaliproduktion mit-

tels Rohrfernleitungsanlagen zur Weser oder Nordsee"

und

• B: "Technischer Planungsbeitrag und Investitionskostenschätzung zur

Machbarkeitsstudie für die überregionale Entsorgung von Salzabwasser

aus der Kaliproduktion mittels Rohrfernleitungsanlagen zur Weser oder

Nordsee"

Im Folgenden werden die Angaben aus diesen Quellen nach einer Plausibilitäts-

prüfung und Prüfung der sachlichen oder inhaltlichen Angemessenheit übernom-

men.




6.2. Einleitungsstellen und Trassenlängen nach Machbarkeitsstu-die

Die Machbarkeitsstudie weist fünf Trassenführungen aus. Hierbei wird zwischen

zwei Hauptvarianten der Trassenführung und den damit verbundenen Einlei-

tungsstellen unterschieden.

- Hauptvariante 1 untersucht die Einleitung des Salzabwassers in die Weser

an den Einleitungsstellen

• 1A: Würgassen im Bereich der Werramündung

• 1B: Petershagen im Bereich der Diemelmündung

• 1C: Langwedel im Bereich der Allermündung

- Hauptvariante 2 untersucht die Einleitung des Salzabwassers mit zwei Ein-

leitungsstellen in die Nordsee

• 2A: Einleitstelle Wilhelmshaven

• 2B: Einleitstelle Wattenmeer nördlich von Mellum

6.2.1. Variante 2C Offshore

Die Variante 2B der Nordseepipeline endet im UNESCO Weltnaturerbe „Watten-

meer“.

Die Gutachter führen die Variante 2C Offshore ein, deren Gesamtlänge 480 km

gegenüber 462 km von Variante 2B beträgt.

Für diese Variante werden dieselben spezifischen Kosten je km Leitungslänge

sowie gleiche Aufwendungen für Betrieb, Instandhaltung und Personal wie für Va-

riante 2B angesetzt. Für das Auslaufbauwerk werden mit 15 Mio. € gegenüber 1,5

Mio. € für das Auslaufbauwerk in Variante 2B kalkuliert. Die Differenz ergibt sich

aus der Annahme von 5 bis 10 Auslaufbauwerken für eine größere Zahl von Ein-

leitstellen zur Verteilung des Abwassers in der Nordsee.

6.2.2. Trasse im Flussbett der Weser als Variante 3

Ergänzend wird eine bisher nicht untersuchte

Trassenführung durch das Flussbett der Weser als Variante 3




gutachtlich bewertet. Für diese Variante übernehmen die Gutachter soweit erfor-

derlich Daten und Informationen aus der Machbarkeitsstudie.

6.2.3. Startpunkt der Trassen

Alle in der Machbarkeitsstudie bewerteten Trassen der Varianten 1A bis 1C und

der Varianten 2A bis 2B sowie die von den Gutachtern eingeführten Trasse 2C

und Trasse 3 beginnen am selben Startpunkt im Raum Heringen / Unterbreiz-

bach. Von diesem gemeinsamen Startpunkt führt nur eine Trasse mit auch nur

einer Druckleitung für jede einzelne Variante bis zum gemeinsamen Einleitepunkt

für alle Varianten auf der maximalen Höhe von 494 m Ü. N.N., (JESTAEDT +

PARTNER 2009b, Teil B, S. 40).

6.2.4 MIDAL Trasse

In die MIDAL Trasse ist eine 702 km lange Ferngasleitung der WINGAS GmbH &

Co. KG verlegt. Die Leitung verläuft von der Nordsee bis nach Süddeutschland

und ist seit 1993 in Betrieb (JESTAEDT + PARTNER 2009b).

Eine Leitung zum Transport der Salzabwassers kann innerhalb des beidseitig der

Ferngasleitung angelegten Schutzstreifen von 10 m auf jeder Seite (JESTAEDT

+ PARTNER 2009b, Tab. 1, S. 14) verlegt werden.

Tabelle 4: Anteil der MIDAL Trasse an der Länge der Trassen der Varianten 1A bis 1C und 2A bis 2B

Variante Länge Länge pa-

rallel zur MI-DAL

Anteil MI-DAL gesamt

km km %

1A 148 107 72

1B 277 228 82

1C 347 255 73

2A 441 362 82

2B 462 362 78

2C 480 362 75

Je nach Variante der Machbarkeitsstudie können 72 % bis 82 % der MIDAL-

Trasse ohne neuerliche Raumordnungsverfahren genutzt werden.

6.3. Durchsatzmengen bzw. Bemessungswassermengen

Jährlich sind 7 Millionen m³ Salzabwasser kontinuierlich abzuleiten.




"Bei den Einleitungen in die Weser sind die Einleitmengen durch die Salzlaststeu-

erung an die festgelegten Grenzwerte und die Wasserführung anzupassen.

… Bei Einleitung in die Nordsee ist keine Salzlaststeuerung … erforderlich.

Die Salzabwässer [in die Nordsee – die Gutachter] werden permanent abgelei-

tet. …

Die Rohrfernleitungsanlage der Weser ist folglich für temporär höhere Durch-

satzmengen [bzw. Bemessungswassermengen – die Gutachter] zu dimensionie-

ren und besitzt daher einen größeren Durchmesser (DN = 1.000) als die Nord-

seetrasse (DN = 600)", (JESTAEDT + PARTNER 2009b, Tab. 2, S. 22).

6.3.1. Salzabwasserstrom

Laut orientierender Untersuchung (JESTAEDT + PARTNER 2009b, Tab. 2, S. 22)

fallen

Produktionsabwässer von 7 Millionen m³/a

kontinuierlich an.

Salzwasserstrom Weserpipeline

Zur Anpassung der Einleitmengen durch die Salzlaststeuerung wird in der Mach-

barkeitsstudie unterstellt / angesetzt, dass

• durch die Weserpipeline ein max. Volumenstrom Q2 = 2.400 m3/h zu för-

dern ist,

• wenn nur während eines halben Jahres [die gesamte Jahresabwasser-

menge – die Gutachter] gefördert werden darf, (JESTAEDT + PARTNER

2009a, S. 130).

Salzwasserstrom Nordsepipeline

Für den Transport des Salzabwassers in die Nordsee wird ein kontinuierlicher

Nennvolumenstrom von Q1 = 1.200 m3/h angesetzt, (JESTAEDT + PARTNER

2009a, S. 130).




6.3.2. Erlaubte Einleitungsmenge

Laut Wasserrechtlicher Erlaubnis zur Einleitung salzhaltiger Abwässer aus dem

Werk Werra in die Werra der K+S Kali GmbH Werk Werra, Hattorfer Straße 36269

Philippsthal / Werra, Aktenzeichen: 31.1/Hef 79 f 12 – 320/001 vom 30. November

2012 kann K+S bis zum 31. Dezember 2020 max. 8 Mio. m3/a salzbelastete Ab-

wässer [in die Werra – die Gutachter] einleiten.

6.3.3. Abwassermenge für die Kostenermittlung

Für die Kostenermittlung wird eine in einer Pipeline weitergeleitete Abwasser-

menge von 7 Mio. m3/a zu Grunde gelegt.

6.4. Spezifische Leitungskosten

Die spezifischen Leitungskosten wurden durch Auswertungen der Kalkulationen

für die einzelnen Varianten sowie für die jeweilige Materialart GFK und PE-um-

mantelt ermittelt. In der folgenden Tabelle sind die Längen der einzelnen Varian-

ten sowie die Gesamtkosten einschließlich Baustelleneinrichtung und Zuschlägen

wiedergegeben.

Tabelle 5: Spezifische Kosten je Meter Rohrleitung

Variante Länge Kosten GFK spez. Kosten

GFK Kosten PE-ummantelt

spez. Kosten PE-ummantelt

Anteil Länge MIDAL gesamt

km € €/m € €/m %

1A 148 169.700.613 1.147 180.110.493 1.217 72

1B 277 332.546.808 1.201 355.499.208 1.283 82

1C 347 449.299.644 1.295 512.375.244 1.477 73

2A 441 458.007.250 1.039 465.766.768 1.056 82

2B 462 498.479.094 1.079 506.497.576 1.096 78

2C 480 517.900.357 1.079 526.231.248 1.096 75

Auf Grundlage der in der Machbarkeitsstudie ausgewiesenen Kostenarten wur-

den die spezifischen Kosten je Meter Rohrleitung, differenziert nach GFK und

nach PE-ummantel, errechnet.

Der Anteil der Leitungslängen in der MIDAL Trasse zum Verhältnis an der Ge-

samtlänge der jeweiligen Trasse beträgt zwischen 72 % und 82 %. Entsprechend

hoch ist der Anteil der jeweiligen Trasse, der ohne Raumordnungsverfahren aus-

geführt werden kann.




In den Varianten 1A bis 1C ist vom Startpunkt der Trassen bis zum Anschluss an

die MIDAL Leitung auf einer Länge von 48 km ein Leitungsdurchmesser von DN

1000 mm sowohl für GFK als auch für PE-ummantelte Leitungen auf Grundlage

hydraulischer Berechnungen mit einer Durchsatzmenge bzw. Bemessungswas-

sermenge von Q2 = 2.400 m3/h ermittelt worden.

In den Varianten 2A bis 2C ist mit Q1 = 1.200 m3/h eine Durchsatzmenge bzw.

Bemessungswassermenge auf dieser Strecke von 48 km bei beiden Materialarten

GFK und PE-ummantelt ein Leitungsdurchmesser von DN 800 mm ermittelt wor-

den.

Tabelle 6: Leitungsquerschnitte, spez. Leitungskosten je km und Zuschlagsätze in den einzelnen Trassen

Variante Startpunkt - MIDAL Trasse Länge MIDAL Trasse –

Einleitstelle Zuschläge

Baust. Einricht.

Regie und Sicherheit GFK PE GFK PE

km DN €/m €/m km DN €/m €/m % %

1A 48 1.000 900 1.060 100 700 600 610 5,0 15,0

1B 48 1.000 900 1.060 229 800 700 750 5,0 15,0

1C 48 1.000 900 1.060 299 900 800 950 5,0 15,0

2A 48 800 700 750 393 700 600 610 5,0 17,5

2B 48 800 700 750 414 700 600 610 5,0 17,5

2C 48 800 700 750 414 700 600 610 5,0 17,5

Die größeren Leitungsquerschnitte ab Erreichen der MIDAL Trasse in den Vari-

anten 1B und 1C gegenüber der Variante 1A ergeben sich durch den längeren

Transportweg der abzuleitenden Wassermenge.

6.4.1. Anteilige Kosten an den Leitungen

In Tabelle 7 sind die anteiligen Kosten der Variante 2A der Trasse zur Einleitstelle

Wilhelmshaven ausgewiesen.




Tabelle 7: Anteilige Kosten an der Trasse Variante 2A – Einleitstelle Wilhelmshaven

Einheit Menge Einheits-

preis Gesamtpreis

Anteil Kosten

€ € %

Oberboden abtragen m2 2.118.864 2,00 4.237.728 0,93

Oberboden andecken, auflockern, Ansaat

m2 2.118.864 3,00 6.356.592 1,39

Leitungsgraben herstellen, Boden seitlich lagern und wiedereinbauen, überschüssigen Boden entfernen

1.696.634

m2 16,00 27.146.144 5,93

Zulage Montagegruben St 44.143 70,00 3.090.010 0,67

Gründungssohle verdichten m2 843.517 0,50 421.759 0,09

Feinkies-Sandumhüllung herstellen m3 895.133 30,00 26.853.990 5,86

GFK-Rohr DN 700 liefern und ein-bauen

m 393.430 600,00 236.058.000 51,54

GFK-Rohr DN 800 liefern und ein-bauen

m 48.000 700,00 33.600.000 7,34

Zwischenplane herstellen m2 843.517 0,30 253.055 0,06

Leerrohr DN 160 herstellen m 1.765.720 8,50 15.008.620 3,28

Zulage Kreuzungen St 441.430 28,25 12.470.398 2,72

Zulage Waldbereiche m 26.486 200,00 5.297.200 1,16

Zulage Siedlungsbereiche m 4.414 400,00 1.765.600 0,39

Schieberstation alle 10 km St 44 30.000,00 1.320.000 0,29

Summe € 373.879.095 81,63

Baustelleneinrichtung 5% € 5,00 18.693.955 4,08

Regie Sicherheit für Unvorherseh-bares 17,5%

€ 17,50 65.428.842 14,29

Kosten netto € 458.001.891 100,00

Rohrmaterial GFK Länge: 441,43 km

Die für die Investitionen in alle Abwasserleitungen maßgeblichen Kostenarten

sind die Erdarbeiten, die Materialkosten für die Rohre, die Aufwendungen für die

Baustelleneinrichtung sowie für Regie und Sicherheit.

Die unterschiedlichen Leitungsdurchmesser von DN 1.000 mm für die Varianten

1A bis 1C gegenüber DN 700 mm für die Varianten 2A bis 2C für den 48 km

langen Leitungsabschnitt vom Startpunkt bis zur MIDAL Trasse ist eine Folge der

unterschiedlichen Durchleitungsmengen bzw. Bemessungswassermengen für die

Nordseeleitung gegenüber den Längen bis zu den drei Einleitstellen in die Weser.




Die Kalkulationsansätze in Tabelle 7 sind plausibel und nachvollziehbar. In den

einzelnen Positionen handelt es sich um Ansätze, die vom Umfang und dem Be-

trag eine angemessene Kalkulationsgrundlage zur Ermittlung des Investitionsbe-

darfs für die Leitungen der sechs Trassenvarianten widerspiegeln.

6.4.2. Für die Kostenrechnung zu Grunde gelegte Kosten der K-UTEC Anlage

Grundlage für Investitionen, Energiebedarf und Energiekosten sowie Betriebs-

und Instandhaltungskosten für die K-UTEC Anlage sind die Angaben aus der We-

serkonferenz in Kassel am 02. Februar 2015.

Für die Ermittlung der Kosten für diese Anlage werden folgende Beträge über-

nommen:

Investitionskosten für eine Betriebsdauer von 20 Jahren: 528,2 Mio. €

Die Investition erfolgt nach einer Betriebsdauer von 20 Jahren ein zweites Mal

und nach einer weiteren Betriebsdauer von nochmal 20 Jahren ein drittes Mal.

Die Instandhaltung beträgt jährlich 3% der Investition entspr. 15,8 Mio. €/a.

Die Betriebskosten von 150,3 Mio. €/a werden um die Energiekosten aus der Kal-

kulation von 57,8 Mio. €/a reduziert und abzüglich Instandhaltung von 15,8 Mio.

€/a mit einem Betrag von 76,7 Mio. €/a in die Kostenberechnung eingestellt.

Aus dem Ansatz der K-UTEC ergibt sich rechnerisch ein Energiepreis von 0,034

€/kWh. Dieser Preis entspricht einem Preis für thermische Energie.

Mit Bezug auf Kapitel 4.3.1, in dem ein Bedarf für elektrische Energie von 200

GWh/a genannt wird, wird die Kostenberechnung mit einem Einheitspreis für ther-

mische und elektrische Energie von 0,05 €/kWh durchgeführt.

Es wird die Kalkulation von K-UTEC mit Verkaufspreisen von 400 €/t für Kali-

umsulfat und 55 €/t für NaCl zu Grunde gelegt und der daraus resultierende Erlös

von 251,5 Millionen € pro Jahr übernommen (vgl. auch Anlage 1).

6.5. Herleitung des Energiebedarf für den Transport des Abwas-sers

In der Machbarkeitsstudie werden die fünf Trassen in zwei Abschnitte geteilt.




Der erste Abschnitt vom Startpunkt bis zum Erreichen der MIDAL Trasse am

Hochpunkt mit 494 m ü. N.N. ist für alle Varianten mit 48 km gleich lang.

Auf diesem ersten Abschnitt von 48 km ist eine Höhendifferenz von 264 m mittels

Druckleitung zu überwinden.

Der zweite Abschnitt vom Hochpunkt von 494 m ü. N.N. bis zur Einleitestelle jeder

einzelnen der sechs Trassen ist eine Gefällestrecke, auf der gem. JESTAEDT +

PARTNER (2009a, S. 40) "ab der höchsten Erhebung der Abfluss durch den

Energiegewinn des Gefälles erfolgen kann".

Daraus folgt, dass ab dem höchsten Punkt bis zur jeweiligen Einleitstelle keine

weitere Energie für den Transport des Wassers erforderlich ist. Die Gutachter

übernehmen diese nachvollziehbaren und in der Sache angemessenen Angaben

aus der Machbarkeitsstudie wie dort beschrieben.

6.5.1. Spezifischer Energiebedarf zum Heben von Wasser

Um 1.000 m3 Wasser um 1 m anzuheben, sind 2,725 kWh erforderlich. Bei einer

Förderhöhe von 264 m sind zur Förderung (10.000.000 m3/a /1.000 m3) * 2,725

kWh * 264 m = 7.200 MWh erforderlich.

6.5.2. Energiebedarf für die Trassen

Für die Förderung von 10 Mio. m3/a beträgt der Energiebedarf 7200 MWh/a.

Bei einem Wirkungsgrad der Pumpe im Pumpwerk von 0,78 und einem Ansatz

für die Leitungsverluste von 0,95 sind 9720 MWh/a für die Förderung je

10.000.000 m3/a erforderlich.

In der Kostenermittlung wird je 1.000 m3/a ein Energiebedarf von 0,972 MWh/a

angesetzt.

6.5.2.1 Spezifischer Energiebedarf Wesertrasse

Bei der Kostenermittlung für die Wesertrasse wird bei einer Durchsatzmenge bzw.

Bemessungswassermenge von 7 Mio. m3/a ein Energiebedarf von 6.800 MWh/a

angesetzt.




6.5.2.2 Spezifischer Energiebedarf Nordseetrasse

In der Kostenermittlung für die Nordseetrasse wird für 7 Mio. m3/a ein Energiebe-

darf von 6.800 MWh/a angesetzt.

6.6. Gegenüberstellung der Kosten der beiden Hauptvarianten 1 und 2

Für die Gegenüberstellung werden nach Prüfung auf Angemessenheit und Plau-

sibilität die Kosten für die Leitungsvarianten 1A bis 1C und 2A bis 2C aus der

Machbarkeitsstudie übernommen. Die Investitionen sind je Variante als Einmal-

betrag angegeben, der Energiebedarf ist für ein Jahr ermittelt worden.

6.6.1. Kalkulatorische Nutzungsdauer für die Trassen

Die Kosten können mit dem Einmalbetrag für die gesamte kalkulierte Nutzungs-

dauer oder zu gleichen Anteilen auf die einzelnen Jahre dargestellt werden, wäh-

rend der Energiebedarf als Jahresbetrag oder auf die Nutzungsdauer kumuliert

angegeben werden kann.

Es gibt hinsichtlich der Nutzungsdauer von Infrastrukturanlagen wie Fernwasser-

leitungen die grundsätzliche Frage über die erwartete oder angestrebte Betriebs-

zeit. Weiter ist nicht hinreichend definiert, ob die technische Nutzungsdauer oder

die betriebsnotwendige Nutzungsdauer anzusetzen ist.

Eine angenommene technische Nutzungsdauer für einen weitestgehend risiko-

freien Betrieb wird kürzer sein als eine technische Nutzungsdauer für einen Be-

trieb bis zum technischen Versagen der Leitung.

Weiter kann für eine auf einen bestimmten Stilllegetermin ausgelegte Leitung

nicht die eine Nutzungsdauer angesetzt werden, da der Termin der Inbetrieb-

nahme erst entweder mit Fertigstellung oder Erteilung der Betriebsgenehmigung

feststeht und ab diesem Termin die Nutzungsdauer feststeht.

Vor diesem Hintergrund werden die Berechnungen der Kosten mit Nutzungsdau-

ern von 40 Jahren, 50 Jahren und 60 Jahren durchgeführt. Diese Bandbreite der

Nutzungsdauern ermöglicht eine Zuordnung der sich daraus ergebenden spezifi-

schen Kosten auf verschiedene Planungsszenarien.




Aus Gründen einer übersichtlichen Darstellung werden die Investitionsbeträge auf

die drei Betriebszeiten von 40 Jahren, 50 Jahren und 60 Jahren zu gleichen Teilen

zu 2,5 % für 40 Jahre, zu 2,0 % für 50 Jahre und zu 1,7% für 60 Jahre auf die

jeweilige der drei Nutzungsdauern angesetzt.

6.6.2. Energiepreise für die Trassen in der Gegenüberstellung der ge-samten Kosten

Die Energiekosten für den Transport des Abwassers durch die Pipelines ergeben

sich im Wesentlichen aus den Kosten für elektrische Energie. Neue Anlagen zur

Stromerzeugung werden auf Basis aktueller Anschaffungs- und Herstellungskos-

ten abgerechnet. Damit sind spezifische Preise von weniger als 0,15 bis 0,20

€/kWh nicht mehr zeitgemäß.

Die Kosten für elektrische Energie unterliegen seit ca. 10 Jahren zunehmend

Markteinflüssen. Eine Prognose auf Basis aktueller Preise und eine Hochrech-

nung der Preisentwicklung auf Grundlage einer Preisentwicklung in einem über-

schaubaren zurückliegenden Zeitraum ist heute spekulativ.

Um eine Vergleichbarkeit der Kosten zu erlangen, setzen die Gutachter einen

Strompreis von 0,25 €/kWh an. Um die Auswirkung schwankender Energiepreise

darzustellen, wird in einer zweiten Berechnung ein Strompreis von 0,20 €/kWh

und in einer dritten Rechnung ein Strompreis von 0,30 €/kWh angesetzt.

6.6.3. Gegenüberstellung der Kosten auf Basis der Investitionen und der gewählten Ansätze für die Energiekosten

Die beiden günstigsten Varianten sind 1A und 1B, die teuerste der Weservarian-

ten ist 1C, bedingt durch den größeren Leitungsdurchmesser. Bei einem kleineren

Leitungsdurchmesser wären die Ansätze für die Investitionen für die Varianten 1A

bis 1C niedriger.

Im Folgenden werden die Leitungskosten für die Betriebszeiten von 40 Jahren,

50 Jahren und 60 Jahren getrennt für die Materialien GFK und PE-ummantelt für

die sechs Trassen gegenübergestellt.

Die Energiekosten sind für die Varianten 1A bis 1C mit 6.800 MWh p.a. und

ebenso für die Varianten 2A bis 2C mit 6.800 MWh p.a. gleich.




Energie- und Leitungskosten werden jeweils als eigene Kostenart mit Variante 1C

und in Abbildung 10 ohne Variante 1C dargestellt.

Tabelle 8: Jährliche Leitungskosten bei Betriebszeiten von 40 Jahren, 50 Jahren und 60 Jahren für GFK-Leitungen

GFK Variante 40 a 50 a 60 a

Mio. €/a Mio. €/a Mio. €/a

1A 4,24 3,39 2,83

1B 8,31 6,65 5,54

1C 11,23 8,99 7,49

2A 11,45 9,16 7,63

2B 12,46 9,97 8,31

2C 12,95 10,36 8,31

Tabelle 9: Jährliche Leitungskosten bei Betriebszeiten von 40 Jahren, 50 Jahren und 60 Jahren für PE-ummantelte Leitungen

PE Variante 40 a 50 a 60 a

Mio. €/a Mio. €/a Mio. €/a

1A 4,50 3,60 3,00

1B 8,89 7,11 5,92

1C 12,81 10,25 8,54

2A 11,64 9,32 7,76

2B 12,66 10,13 8,44

2C 13,15 10,62 8,77

Tabelle 10: Jährliche Energiekosten bei Betriebszeiten von 40 Jahren, 50 Jahren und 60 Jahren für GFK-Leitungen und unterschiedliche Energiepreise

Variante MWh 0,20 €/kWh Energie Mio. €/a

0,25 €/kWh

Energie Mio. €/a

0,30 €/kWh

Energie Mio. €/a

1A 6.800 0,20 1,36 0,25 1,70 0,30 2,04

1B 6.800 0,20 1,36 0,25 1,70 0,30 2,04

1C 6.800 0,20 1,36 0,25 1,70 0,30 2,04

2A 6.800 0,20 1,36 0,25 1,70 0,30 2,04

2B 6.800 0,20 1,36 0,25 1,70 0,30 2,04

2C 6.800 0,20 1,36 0,25 1,70 0,30 2,04




Abbildung 9: Gegenüberstellung der Jahreskosten für die Betriebszeiten von 40 Jahren, 50 Jahren und 60 Jahren sowie der Energiekosten bei einem Strompreis von 0,20 €/kWh, 0,25 €/kWh und 0,30 €/kWh

0

2

4

6

8

10

12

14

1A 1B 1C 2A 2B 2C

Jahreskosten GFK-Leitung bei 40 JahrenBetriebszeitJahreskosten PE-Leitung bei 40 JahrenBetriebszeitJahreskosten GFK-Leitung bei 50 JahrenBetriebszeitJahreskosten PE-Leitung bei 50 JahrenBetriebszeitJahreskosten GFK-Leitung bei 60 JahrenBetriebszeitJahreskosten PE-Leitung bei 60 JahrenBetriebszeitEnergiekosten bei 0,20 €/kWh

Energiekosten bei 0,25 €/kWh


Summe Energiekosten und anteilige Jahreskosten aus Investitionen in Mio. € p.a. - Betreibsdauer 40, 50 und 60 Jahre

Mio. € p.a.




Abbildung 10: Gegenüberstellung der Jahreskosten für die Betriebszeiten von 40 Jahren, 50 Jahren und 60 Jahren sowie der Energiekosten bei einem Strompreis von 0,20 €/kWh, 0,25 €/kWh und 0,30 €/kWh ohne Variante 1C

Die Ergebnisse verdeutlichen, dass die Kosten entscheidend von den Investitio-

nen bestimmt werden.

Der Einfluss der Investitionen auf die gesamten jährlichen Kosten wird in der obi-

gen Tabelle deutlicher durch die Wegnahme der Jahreskosten der Variante 1C.

6.7. Trasse im Flussbett der Weser als Variante 3

Die Länge der Wesertrasse ist mit 452 km 11 km länger als die Nordseetrasse 2A

mit 441 km und gegenüber Variante 2C mit 480 km um 28 km kürzer. Die Weser

mündet in das tidebeeinflusste Weserästuar. Diese Einleitstelle wird grundsätzlich

als kritisch bis nicht durchsetzbar eingestuft.

0

2

4

6

8

10

12

14

1A 1B 2A 2B 2C

Jahreskosten GFK-Leitung bei 40 JahrenBetriebszeitJahreskosten PE-Leitung bei 40 JahrenBetriebszeitJahreskosten GFK-Leitung bei 50 JahrenBetriebszeitJahreskosten PE-Leitung bei 50 JahrenBetriebszeitJahreskosten GFK-Leitung bei 60 JahrenBetriebszeitJahreskosten PE-Leitung bei 60 JahrenBetriebszeitEnergiekosten bei 0,20 €/kWh



Summe Energiekosten und anteilige Jahreskosten aus Investitionen in Mio. € p.a. - Betreibsdauer 40, 50 und 60 Jahre

Mio. € p.a.




Die Strecke durch das Flussbett der Weser einschließlich eines Leitungsab-

schnitts von der Mündung bis zur Einleitestelle Offshore außerhalb der Watten-

meeres entspricht in etwa der Länge von Variante 2C.

Eine Bewertung der Kostenarten (vgl. Kapitel 6.5.1) ergibt, dass der eventuelle

Wegfall einzelner Positionen wie Oberboden abtragen und einbauen oder die Zu-

lagen für Kreuzungen sowie Waldbereiche die Gesamtkosten nicht wesentlich re-

duzieren. Der Wegfall dieser anteiligen Kosten bei einer Verlegung im Flussbett

der Weser würde zudem teilweise durch die Umgehung von 7 Kreuzungsbauwer-

ken in der Weser kompensiert.

Zusammenfassend werden für die Trasse durch das Bett der Weser als Variante

3 die gleichen Energiekosten wie für die Varianten 2A bis 2C angesetzt, da auch

bei Variante 3 das Abwasser vom Startpunkt zur Weser gepumpt werden muss.

Die Investitionen werden mit ca. 500 bis 515 Mio. € bei der Ausführung in GFK

und mit ca. 505 bis 525 Mio. € bei der Ausführung mit PE-ummantelten Stahlroh-

ren angesetzt.

Auf die Variante 3 im Flussbett der Weser ist aus Sicht der Gutachter das Ergeb-

nis der beiden Varianten 2B und 2C übertragbar, wonach bei gleichen Energie-

kosten die Investitionen die jährlichen Kosten und damit auch die Kosten eines

langjährigen Betriebes wesentlich bestimmen.

Die Weser fließt durch die Bundesländer Hessen, Nordrhein-Westfalen, Nieder-

sachsen und Bremen. Daraus ergeben sich folgende Längen- und Kostenanteile:

Tabelle 11: Anteil der Länge der Weserabschnitte der einzelnen Bundesländer am Weserlauf sowie der Anteil der Kosten bei einem Ansatz von 1.090 €/km

Bundes-land

Strecke Länge Bundes-

land

Anteil Kosten Trasse 2B/2C

km bis km % €/km Mio. €

Hessen 0,0 154,0 154,0 34,1 1.090 168 NRW 154,0 213,0 59,0 13,1 1.090 64 NDS 213,0 354,2 141,2 31,3 1.090 154 Bremen 354,2 451,0 96,8 21,5 1.090 106 Gesamt 451,0 100,0




Die anteiligen Kosten für die Abschnitte in den einzelnen Bundesländern sind in

Tab. 11 dargestellt. Bei den Kosten sind die Kosten zur Umgehung von queren-

den Bauwerken nicht berücksichtigt. Die Kosten für die Umgehung querender

Bauwerke werden teilweise durch niedrigere Baukosten wegen Wegfall von Teil-

leistungen bei einer Verlegung in der MIDAL Trasse kompensiert.

6.8. Betriebskosten für die Pipelines

Die für den Betrieb von Fernwasserleitungen wesentlichen Kosten sind die Ener-

giekosten, die im Rahmen des Gutachtens als eigene Position in die Kostenrech-

nung eingehen.

Von Wasser- und Gasfernleitungen liegen jahrzehntelange Erfahrungen vor. Ent-

scheidend für die Betriebskosten ist die Ausführungsqualität. Entspricht diese

Qualität den zum Zeitpunkt der Ausführungen anerkannten üblichen Standards,

ist der Anteil der sonstigen Betriebskosten von geringer Bedeutung für die Wirt-

schaftlichkeit von technischen Anlagen wie den Leitungen zum Transport des

Salzabwassers.

6.9. Instandhaltung und Instandsetzung für die Pipelines

Instandhaltung und Instandsetzung fallen regelmäßig bei den mobilen Vermö-

gensgegenständen wie Pumpen sowie bei Anlagen der Überwachungs- sowie

Mess-, Steuer- und Regeleinrichtungen an. Hierzu werden entsprechende Be-

triebspläne erstellt.

Die wertmäßig wesentlichen immobilen Leitungen werden so ausgelegt, dass sie

während der für sie geplanten Nutzungsdauer nicht ausfallen und größere Repa-

raturen wie der Austausch von auch nur kurzen Leitungsabschnitten nicht erfor-

derlich wird. Hierauf ist auch das Überwachungs- und Kontrollsystem solcher Lei-

tungssysteme ausgelegt.

Die Kosten für Instandhaltung und Instandsetzung ergeben sich aus dem regel-

mäßigen Austausch der Pumpen und Schieber sowie der Mess-, Steuer- und Re-

geltechnik sowie der IT-Anlagen.

Für die Instandhaltung werden alle 10 Jahre 5 Mio. € für Pumpen und Schieber

für den für alle Trassen gleichen Abschnitt vom Startpunkt bis zum Hochpunkt




sowie ebenfalls alle 10 Jahre für die Leitungen auf der gesamten Länge 10.000

€/km für MSR- und IT-Anlagen angesetzt.

6.9.1. Personalkosten

Für Personal werden jährlich 0,5 Mio. € für den Abschnitt vom Startpunkt bis zum

Hochpunkt für Betrieb und Instandhaltung, für die Trassenüberwachung auf der

gesamten Länge einer Pipeline sowie für den Unterhalt des Speichers angesetzt.

Auf die künftigen Personalkosten können sich Synergien, die sich aus möglichen

gemeinsamen Leitstellen für den Betrieb der Pumpen oder aus einer gemeinsa-

men Überwachung / Begehung der MIDAL Trasse mit den Trassen der Nordsee-

bzw. Oberweserpipeline ergeben, auswirken. Art und Umfang der Synergien kön-

nen erst nach Inbetriebnahme einer Pipeline näher spezifiziert werden.

6.10. Querbetrachtung

Die im SYDRO CONSULT-Gutachten (2014) wiedergegebenen Ergebnisse der

Simulationsrechnungen haben ergeben, dass die ökologischen Ziele durch eine

Einleitung der Abwässer in die Weser nicht erreichbar sind.

6.11. Kosten für den Speicher für die Oberwesertrasse

Den Kosten für die Pipeline der Oberwesertrasse Variante 1A sind die Kosten für

ein Speicherbecken zum Rückhalt des Salzwassers bei Niedrigwasser in der We-

ser zuzurechnen.

Für das Speicherbecken werden folgende Annahmen getroffen:

Jährlicher produktionsbedingter Salzwasserabfluss: 7 Mio. m3

Abflussrate: 0,222 m3/s

Speicherdauer: 36,5 Tage = 10% von 365 Tagen

Speichervolumen: 0,7 Mio. m3

Beckentiefe: 1,5 m

Grundfläche: 0,467 Mio. m2

Spezifische Kosten Becken: 25 €/m3 � 17,5 Mio. €




Spezifische Kosten Dichtungsfolie incl. Erdwälle 10 €/m2 � 4,67 Mio. €

Kosten Speicher gesamt: 22,2 Mio. €

Für den Betrieb des Speichers werden keine Energiekosten angesetzt, da das

Wasser im freien Gefälle aus der Pipeline in den Speicher fließt und bei einem

geodätischen Höhenunterschied zum Wasserspiegel der Weser bei mittlerem

Hochwasser im freien Gefälle in die Weser entleert wird.

6.11.1. Auslaufbauwerke in die Nordsee

Bei den Ausführungen von Auslaufbauwerken in die Nordsee ist zu unterscheiden

zwischen der Variante mit Auslauf in das Wattenmeer und Auslauf Offshore.

Auslaufbauwerk Wattenmeer

In der Machbarkeitsstudie wird auf S. 89 in Abbildung 54 ein Soleauslasswerk für

die Variante 2B Wattenmeer vorgestellt und auf S. 90 werden die "Anforderungen

an ein Bauwerk zur Soleeinleitung" aufgeführt.

Auslaufbauwerke Offshore

Mit einer Einleitung nach Variante 2C Offshore mit mehreren Einleitstellen wird

das salzhaltige Abwasser besser im Bereich der Einleitung verteilt. Durch zusätz-

liche Leitungen zu den jeweiligen Einleitstellen sowie die größere Zahl von ein-

zelnen Auslaufbauwerken wird ein Investitionsbetrag von 15 Mio. € für die ge-

samte Maßnahme in die Kostenrechnung eingestellt.

6.11.2. Anforderungen an die Auslaufbauwerke

Die Planung und funktionale Auslegung eines solchen Bauwerks bedarf umfang-

reicher Arbeiten. Die Gutachter beschränken sich auf die Stellungnahme zu drei

Anforderungen bzgl. Funktionalität, Einleitstelle(n) und Ausführung.

Funktionalität

Das Auslaufbauwerk im Tidenbereich wird mit einem Schwergewichtsfundament

ausgelegt. Das Wasser steigt von unten auf und fließt bei Ebbe in einem Bereich

zwischen 180° und 360° über einen flachen Rand des Fundaments in das umge-

bende Watt. Das Bauwerk ist bei Flut bzw. Überflutung und damit im Mittel an




täglich 12 Stunden nicht sichtbar. Falls eine Ausführung auf Grundlage dieses

Konstruktionsprinzips in eine engere Wahl käme, wären bodenmechanische so-

wie die detaillierte konstruktive Gestaltung eingehender zu prüfen.

Einleitstellen

Bei einem Volumenstrom von 7 Mio. m3/a fließen rechnerisch 222 l/s durch die

Pipeline und äquivalent fließen 222 l/s aus einem Auslaufbauwerk.

In den vorliegenden Planungen und Ausführungen zur Einleitung in die Nordsee

wird von einem Einleitungspunkt ausgegangen. Um den mit diesem Austrittsvolu-

men verbunden möglichen Eingriff in den Naturraum zu reduzieren, könnte das in

die Nordsee einzuleitende Abwasser aus mehreren Auslaufbauwerken in einer

Einleitungszone verteilt werden.

Ausführung

Es gibt mehr als 100 jährige Erfahrungen über den Leitungsbau in der Nordsee

aus der Verlegung von Telefon-/Telegraphenleitungen, Stromleitungen sowie Öl-

und Gaspipelines. Vor diesem Hintergrund dürfte eine Einleitung in die Nordsee

zu einer Einleitungsstelle oder zu mehreren geeigneten Einleitungsstellen reali-

sierbar sein.

Kosten

Die Kosten für das Auslaufbauwerk werden mit 1,5 bis 2,0 Mio. € angesetzt.

Grundlage ist ein Richtpreis für ein Schwergewichtsfundament von 1.000 m3 zzgl.

Transport und Einbau.

6.13. Stellungnahme zum K-UTEC Verfahren

Für das K-UTEC Verfahren wurden verschiedene Annahmen für die Berechnung

der Kosten für Zeiträume von 40 und 60 Jahren getroffen. Unter diesen Annah-

men ergibt sich über die beiden Betrachtungszeiträume ein rechnerischer Über-

schuss von jährlich rd. 50 Mio. €.




Dieser Überschuss wird rechnerisch bei einem Preis für die Energie von 0,05

€/kWh ermittelt. Bereits ab einem Preis von 0,08 €/kWh ist das Verfahren rechne-

risch sowohl über 40 Jahre als auch 60 Jahre ergebnisneutral – die Erlöse decken

die Kosten.

Beim K-UTEC Verfahren bestehen während der gesamten Betriebsdauer Risiken

durch Preissteigerungen v. a. für Energie sowie Rückgänge bei den Erlösen durch

Rückgänge der Preise für die Salze aus der Produktion mit dem K-UTEC Verfah-

ren.

6.13.1. Gegenüberstellung K-UTEC Verfahren mit dem Betrieb der Pipe-lines

Wie zuvor beschrieben unterliegt das wirtschaftliche Ergebnis bei der Salzgewin-

nung mit dem K-UTEC Verfahren verschiedenen Marktrisiken.

Im Unterschied hierzu kann nach dem Bau einer Pipeline nach dem Stand der

Technik sowie mit üblichen Fertigungsqualitäten für die Pipeline von stabilen Kal-

kulationsgrundlagen bis zum Ende der Betriebszeit ausgegangen werden. Risi-

ken ergeben sich im Strompreis sowie durch allgemeine Preissteigerungen für die

einzelnen Teilleistungen wie Instandhaltung und Personal.

Insgesamt kann bei dem Betrieb einer Pipeline von relativ stabilen und konstanten

Kalkulationsgrundlegen ausgegangen werden.

Die Kostenkalkulationen sind in Anlage 1 zusammengestellt.

6.14. Gegenüberstellung der Oberweserpipeline Variante 1a mit der Nordseepipeline Variante 2B

Die Gegenüberstellung der Oberwesertrasse Variante 1A mit der Nordseepipeline

Variante 2B erfolgt nach den Kriterien

• Ökologische Anforderungen

• Wirtschaftlichkeit

6.14.1. Erfüllung der ökologische Anforderungen mit Oberweserpipeline

Die Problematik des Einleitens salzhaltiger Abwässer in die Werra in Thüringen

und Hessen ist hinlänglich bekannt und beschrieben.




Mit dem Bau und Betrieb der Oberweserpipeline wird die Einleitung von salzhalti-

gem Abwasser von den derzeitigen Einleitungsstellen auf die Einleitstelle am Aus-

laufbauwerk dieser Pipeline in die Weser verlagert. Simulationsrechnungen (vgl.

SYDRO) haben ergeben, dass bei mittlerer Wasserführung in der Weser die für

einen guten chemischen Zustand einzuhaltenden Zielwerte im Gewässer über-

schritten werden.

Mit einer Oberweserpipeline wird der derzeitige schlechte Zustand aus der Werra

bis zur Einleitstelle in die Weser verlagert; die Ziele nach WRRL werden wie be-

reits jetzt ab der Einleitstelle nicht erreicht.

Mit der Oberweserpipeline wird der derzeitige schlechte Zustand auf einer Strecke

von 150 km beseitigt, um mit Kosten von rechnerisch rd. 290 Mio. € bei 40 Be-

triebsjahren und ebenfalls rechnerisch von rd. 340 Mio. € bei 60 Betriebsjahren

auf den verbleibenden 300 km des Weserlaufs den jetzigen chemischen Zustand

beizubehalten.

6.14.2. Erfüllung der ökologische Anforderungen durch die Nordseepipe-line

Grundsätzlich ist die Nordsee ein zu schützendes Gewässer.

Die Nordsee wird bereits heute mit den Abwässern aus dem Salzabbau in Thü-

ringen und Hessen mit dem Zufluss der Weser belastet. Damit kann unterstellt

werden, dass die Einleitung des salzhaltigen Abwassers im Hinblick auf die Ist-

Belastung unverändert bleibt, wenn die Abwässer statt im Wasser der Weser mit

einer Pipeline eingeleitet werden.

Mit der Nordseepipeline wird im Unterschied zur Oberweserpipeline der gesamte

Flusslauf der Weser und der Abschnitt der Werra von der Einleitstelle bis zur Mün-

dung in die Weser um die Salzfrachten aus direkt eingeleiteten Abwässern ent-

lastet.

Die Selbstreinigungskraft der Weser ist nicht auf den Abbau von salzhaltigen Ab-

wässern ausgerichtet. Damit kommen die Gutachter nach heutigem Kenntnis-

stand und den Ergebnissen dieses Gutachtens zu dem Schluss, dass es zum

Erreichen eines guten chemischen bzw. ökologischen Zustandes in Werra und




Weser keine Alternative zur direkten Einleitung nicht zu vermeidender salzhaltiger

Abwässer aus Thüringen und Hessen in die Nordsee gibt.

6.14.3. Wirtschaftliche Bewertung der Weserpipeline

Es liegt in der Natur der Sache, dass bei gleichen oder vergleichbaren Leistungen

für den Bau unterschiedlich langer Leitungen die kürzere Leitung mit niedrigeren

Kosten hergestellt werden kann. Von daher ist der absolute Investitionsbetrag für

die Oberweserpipeline a priori niedriger. Da die Einleitungsmenge salzhaltiger Ab-

wässer in die Weser Restriktionen vor allem durch die Wasserführung in der We-

ser unterliegt, sind höhere Investitionen in größere Leitungsvolumina und Spei-

cher erforderlich.

6.14.4. Wirtschaftliche Bewertung der Nordseepipeline

Die Nordseepipeline kann ebenso wie die Oberweserpipeline als Standardbau-

werk für den Ferntransport von Wasser bzw. Abwasser ausgeführt werden. Da

die abzuleitenden Abwassermengen mit 7 Mio. m3/a bekannt sind und das Ab-

wasser kontinuierlich abzuleiten ist, sind keine besonderen Randbedingungen

beim Betrieb zu beachten.

Nach diesen Kriterien ist die Nordseepipeline trotz eines höheren Betrages für die

Investitionen und längenbedingt höheren Betriebskosten bezogen auf die Länge

die wirtschaftlich vorteilhaftere Variante.

6.15. Empfehlung einer Trasse

Unter Abwägung der ausgewerteten Daten und Unterlagen, geführter Gespräche

und erarbeiteter Ergebnisse kommen die Gutachter zu dem Ergebnis, dass die

Nordseepipeline der Variante 2B die beschriebenen ökologischen und ökonomi-

schen Anforderungen am nächsten erfüllt.

Vor einer abschließenden Bewertung und Empfehlung muss jedoch auf das Al-

leinstellungsmerkmal dieser Variante, die Einleitstelle im Nationalpark Watten-

meer entlang der deutschen Nordseeküste eingegangen werden.

Eine Einleitung in diesem streng schutzwürdigen Gebiet könnte neben mikrobio-

logischen, floristischen und faunistischen Beanspruchungen auch zu wirtschaftli-

chen Einbußen führen, wenn die Attraktivität der Einmaligkeit dieses Gebietes




beeinträchtigt und damit das Interesse und die damit verbundenen Erträge ent-

lang dieser Küstenregion zurückgingen.

Die Abwägung der ökologischen und ökonomischen Kriterien von Oberweser-

pipeline und Nordseepipeline gem. Variante 2B hat ergeben, dass für diese Nord-

seepipeline absolut höhere Investitionen erforderlich sind, diese Pipeline jedoch

gegenüber der Oberweserpipeline konkurrenzlos bei dem Kriterium Erfüllung der

ökologischen Anforderungen in der Weser ist, da mit dieser Variante die Weser

im gesamten Lauf nicht mehr mit salzhaltigen Abwässern belastet wird.

6.15.1. Empfehlung von Trasse 2C als Ausführungsvariante

Die Gutachter kommen zu dem Ergebnis, dass die Nordseetrasse gem. Variante

2B von allen in die gutachtliche Bewertung einbezogenen Varianten unter ökolo-

gischen Gesichtspunkten alle Anforderungen am ehesten erfüllt.

Die Gutachter halten die Variante 2B als geeignet, um auf dieser Basis eine Va-

riante 2C zur Ausführungsreife zu entwickeln. Die Varianten 2B und 2C unter-

scheiden sich durch eine Verlagerung der Einleitstelle von 2B aus dem National-

park Wattenmeer in die offene See.

Als Ergänzung (und ggf. Alternative) zu einer Einleitung der salzhaltigen Abwäs-

ser in die Nordsee bietet sich das abwasserfreie K-UTEC Verfahren an.

Bei der Nordseepipeline sind die Kosten für Betriebszeiträume von 40 bis 60 Jah-

ren auf Grund der langjährigen Erfahrungen beim Bau und Betrieb von Pipeline

bzw. Fernwasserleitungen kalkulierbar. Die Wirtschaftlichkeit des K-UTEC Ver-

fahrens ist maßgeblich abhängig von durchgehend gleichmäßigen Erlösen bei

Energiepreisen zu aktuellen Konditionen über die gesamte kalkulierte Betriebs-

zeit.

Der Ersatz eines weitergehend abwasserfreien Produktionsverfahrens würde al-

lerdings auch eine Neukonzipierung der Nordsee-Pipeline mit viel geringeren Ein-

tragsfrachten ermöglichen.




7. Zusammenfassung und Schlussfolgerungen

Im Wesereinzugsgebiet an Werra und Fulda werden durch die K+S Kali GmbH,

Kassel, das Kaliwerk Neuhof-Ellers und das Verbundwerk Werra mit den Berg-

werken Wintershall (bei Heringen) und Hattorf (bei Phillipsthal) in Hessen sowie

Unterbreizbach in Thüringen betrieben. Das bei der Produktion an den vier Wer-

ken entstehende Abraummaterial wird auf insgesamt drei Großhalden aufgehal-

det.

Große Teile der bei der Kaliproduktion anfallenden Salzlösungen sowie der salz-

haltigen Haldenabwässer werden in die Werra entsorgt und gelangen so auch

weiter in die Weser, so dass ein guter Gewässerzustand gemäß EG-Wasserrah-

menrichtlinie nicht erreicht werden kann.

Trotz inkonsistenter Datenlage werden die wesentlichen Kenndaten auf Grund-

lage der erzeugten Produktionsmengen und Abwassermengen für die genannten

Werke wie folgt dargestellt und zusammengefasst:

Rohsalz23 Mio. t/a

Abwasserca. 2 Mio. m³/a

Rückstand 10 - 13 Mio. t/a

Halde

Kenndaten und Abwasser (2012/ 2013)

ProduktionProdukt

2,2 Mio. t/a(als K O)2

Abstoß Werra7,5 Mio. m³/a

Abwasserca. 8,8 Mio. m³/a

Versenkung3,3 Mio. m³/a




• Es wird eine Menge von ca. 23 Mio. Tonnen Rohsalz pro Jahr nach Über-

tage gefördert und dort mittels unterschiedlicher Verfahren aufbereitet.

• Die Produktmenge beträgt hiervon ca. 2,2 Mio. Tonnen (als K2O) pro

Jahr.

• Es fällt dann eine salzhaltige Abwassermenge von ca. 7,5 Mio. Kubikme-

ter an, die in die Werra eingeleitet werden.

• Zusätzlich werden ca. 3,3 Mio. m³ Abwasser jährlich versenkt.

• Als fester Rückstand fällt eine Menge von 10 - 13 Mio. Tonnen an, der

auf den drei Großhalden abgelagert wird. Er setzt sich zu mehr als 80 %

aus Steinsalz (NaCl) zusammen.

• Das Volumen der Halden wird sich bei entsprechender weiterer Ablage-

rung in den nächsten 30 Jahren in etwa verdoppeln.

• Die derzeitigen Mengen an salzhaltigem Abwasser von den Halden von

aktuell ca. 2 Mio. Kubikmeter werden auf über 4 Mio. Kubikmeter anstei-

gen.

• Die Chloridfracht am Pegel Gerstungen stammt - bei widersprüchlicher

Datenlage - zu

75 – 80 % aus Prozessabwasser;

7 – 11 % aus Haldenabwasser und

11 – 18 % aus diffusen Quellen.

Aus gutachterlicher Sicht sind aus der Zusammenschau von Salzabbau und -ver-

arbeitung, Abwasser- und Haldenproblematik sowie Überlegungen zur Salzwas-

serabführung mittels Pipeline hinsichtlich der Kaliproduktion im Werra-Fulda-Ge-

biet folgende Schlussfolgerungen zu ziehen:

1. Ein guter Gewässerzustand der Weser kann durch eine Kombination ver-

schiedener Maßnahmen erreicht werden.

2. Prioritär ist bei den Prozessabwässern anzusetzen, da sie den größten

Anteil der Salzabwässer ausmachen und sich eine wirksame Entlastung

mit einer geschätzten Planungszeit von 3-5 Jahren am schnellsten errei-

chen lässt.




3. Bereits umgesetzte Maßnahmen und Optimierungen im Produktionspro-

zess, wie

- Elektrostatisches Aufbereitungsverfahren (ESTA)

- Kalte Vorzersetzung

- Flotationsverfahren

- Lösungstiefkühlung / Kalte Nachzersetzung

- Eindampfanlage

waren und sind in der Lage, die anfallenden Salzwassermengen deutlich

(auf ca. 50 % im Vergleich zu 2006) zu reduzieren. Danach ist allerdings

weiterhin von ca. 7 Mio. m³/a abzuleitender Salzwässer auszugehen.

4. Das K-UTEC-Verfahren als ein in sich geschlossenes Konzept ist in ers-

ter Linie auf die Prozesswässer anwendbar, da zusätzliche vermarktbare

Produkte (Kaliumsulfat) gewonnen werden können. Die Produktion wäre

dann Abwasser-frei, die verbleibende Rückstandsmenge um ca. 10-15

% geringer. Für dieses Aufbereitungsverfahren liegen Kostenschätzun-

gen vor, die die Wirtschaftlichkeit nahelegen. Auch die Anwendung auf

Teilströme bzw. unterschiedliche Salzzusammensetzungen wäre denk-

bar und im Detail zu prüfen.

Insbesondere in Kombination mit der Eindampfung sind künftig eventuell

auch Verfahren der Membrantechnik (Elektrodialyse, Nanofiltration,

Hochdruckumkehrosmose) vorstellbar. Pilotversuche im Labor- und An-

lagenmaßstab und damit eine neuerliche Prüfung der technischen Um-

setzbarkeit sollten in Betracht gezogen werden. Kosten- und Wirtschaft-

lichkeitsbetrachtungen sind hierfür derzeit allerdings nicht möglich.

5. Bei Einbeziehung der extrem Natriumchlorid-reichen Haldenwässer in

das K-UTEC-Verfahren entstehen Vermarktungsprobleme bzw. erhöhte

Mengen an festen Rückständen (Kreislaufführung des NaCl), da ein

Markt für zusätzliche Steinsalzmengen nur sehr eingeschränkt gesehen

wird. Die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens wäre gefährdet.

6. Der UT-Versatz der festen Rückstände aus dem Produktionsprozess ist

durch Optimierung der Versatztechnik steigerungsfähig. Je nach Ver-

satzverfahren und erzielbarer Dichte des Materials sind rein rechnerisch




Werte zwischen 50 % und 90 % denkbar. Jedoch sind hierbei auch die

bergbaulichen Gegebenheiten zu berücksichtigen, so dass ein vollstän-

diger Versatz aller festen Produktionsrückstände nach heutiger Einschät-

zung kaum realisierbar erscheint. Auch künftig müssen daher Rück-

stände aus der Produktion, wenn auch in deutlich geringerem Umfang

aufgehaldet werden. Hierdurch wird das weitere Anwachsen der Ablage-

rungsmengen der Halden sowie des Haldenwassers erheblich reduziert.

7. Ein Abtrag und vollständiger untertägiger Versatz des bereits vorhande-

nen Haldenmaterials ist jedoch nach jetzigem Kenntnisstand ausge-

schlossen.

8. Eine Reihe von Referenzbeispielen zeigt, dass grundsätzlich eine weit-

gehend abstoßfreie Kalisalzproduktion umsetzbar ist. Diesbezüglich

seien genannt:

• die geplante Wiederinbetriebnahme des Reservebergwerks Sieg-

fried-Giesen der K+S Kali GmbH in Niedersachsen

(steile Lagerung der Salzlagerstätte mit entsprechend hohem Anteil

an Versatz, Flachhalde mit Abdeckung auch während der Produkti-

onsphase, weitgehende Abwasservermeidung)

• Vientiane Plain Potash Mine, Laos

(untertägiger Lösungsbergbau mit Rückführung der Reststoffe)

• Lagacy-Projekt der K+S Potash, Kanada

(untertägiger Lösungsbergbau, Wasseraufbereitung)

• Kalibergwerk der Iberpotash, Spanien

• (Verdampfungs- und Kristallisationsanlage als geschlossenes Sys-

tem zur Gewinnung von NaCl und Kalisalz aus Haldenmaterial und

Haldenabwasser)

• Projekt der Hochschild Group, Peru

(Gewinnung von Natursalzsole aus einem Salzsee nach dem K-

UTEC-Verfahren unter Nutzung von Sonnenenergie)

Eine direkte Übertragung der technischen Lösungen auf die Bedingun-

gen im Werra-Fulda-Gebiet ist aufgrund der Lagerstättenbeschaffenheit,




des Abbauverfahrens, der Energieversorgung sowie der Flächenverfüg-

barkeit allerdings fraglich.

9. Bei weitgehendem untertägigen Versatz der Produktionsrückstände sind

Maßnahmen des Haldenmanagements bereits während der Produktion

und insbesondere bei Haldenerweiterungen möglich. Abdeckungsmaß-

nahmen an den bestehenden Halden (auch Teilabdeckungen) im derzei-

tigen Zustand insbesondere aufgrund der steilen Böschungen und der

instabilen Haldenoberfläche sind nach heutigem Stand der Technik nicht

umsetzbar. Jedoch wird aus heutiger Sicht eine Abdichtung nach grund-

legender Umprofilierung der Halden für technisch möglich gehalten. Mit-

telfristig fiele dann dort kein salzhaltiges Abwasser mehr an. Dies würde

allerdings zu einem erheblichen zusätzlichen Flächenverbrauch und min-

destens einer Verdopplung der Grundfläche der Halden führen. Zu prü-

fen ist, inwieweit eine Umprofilierung und Teilabdeckung im Zuge der

vorgesehenen bzw. bereits genehmigten Haldenerweiterungen mit dem

zusätzlich abgelagerten Material erfolgen kann.

10. Weiterhin zu prüfen und zu entwickeln sind Verfahren und Materialien

zur künftigen Abdichtung von bis dahin noch steil geböschten Haldenbe-

reichen. Sofern hierbei absehbar Erfolge erzielt werden, kann ggf. dann

auf eine weitere vollständige Umprofilierung verzichtet und der Flächen-

verbrauch begrenzt werden.

11. Erfolgt hingegen keine Abdichtung der Halden, fallen über Zeiträume von

700-2.000 Jahren weiterhin Haldenabwässer an.

12. Diffuse Quellen, die relevant zur Versalzung der Oberflächengewässer

beitragen, sind in der Maßnahmenplanung zusätzlich zu berücksichtigen.

Eine schnelle und deutliche Reduzierung ist durch Einstellung der Ver-

senkung zu erreichen.

Ohne Einleitung von Prozess- und Haldenabwässern würde sich am Pe-

gel Gerstungen bei mittlerer Wasserführung ein Chloridwert von 400-500

mg/l abschätzen lassen. Ohne die diffusen Einträge "Kiessee" würde die

Chloridbelastung auf etwa 250 mg/l zurückgehen.




13. Eine Salzwasserabführung mittels Pipeline wäre demnach nur dann ver-

zichtbar, wenn

• durch den Einsatz z.B. des K-UTEC-Verfahrens Abwässer aus der

Produktion vollständig vermieden werden,

• durch weitergehende Produkterzeugung die neu entstehenden fes-

ten Rückstände reduziert und unter Tage versetzt werden,

• der Anfall von Haldenwasser durch Abdichtung unterbunden wird

und

• diffuse Einträge während der Betriebsphase saniert werden können.

Fällt insbesondere über die Produktionsphase hinaus Abwasser in rele-

vanten Mengen aus den Halden oder aus diffusen Quellen an, ist der

Bau einer Pipeline unumgänglich. Alternativ wären die Bewirtschaftungs-

ziele für die betreffenden Gewässer anzupassen.

Der Gesamtzusammenhang wird in der Abbildung dargestellt:

Rohsalz

Produktion

- ESTA

- Nassverfahren

- K-UTEC ?

Salzabwasser ?

ja

Pipeline

UT-Versatz ?

VermarktbaresProdukt ?

RückstandAufbereitungNaCl ?

nein

Halde

Salzabwasser ? Abdichtung ?

Handlungsoptionen Produktion und Abwasser

- Andere

Produkt

Salzabwasser ?

Rückförderung

Fassung diffuser Einträge




Da insbesondere ein vollständiger Versatz des künftig anfallenden Haldenmateri-

als untertägig nicht möglich ist und die Abdichtung der Halden aufgrund des enor-

men Aufwandes und des erheblichen zusätzlichen Flächenverbrauches nur stu-

fenweise und über längere Zeiträume umsetzbar erscheint, werden gutachterli-

cherseits folgende Maßnahmen empfohlen:

• Einsatz des K-UTEC-Verfahrens für (Teil)-ströme des Produktionsab-

wassers nach detaillierter technischer und wirtschaftlicher Prüfung, um

kurzfristig eine deutliche Reduzierung der anfallenden Abwassermengen

bei gleichzeitiger wirtschaftlicher Gewinnung von zusätzlichen Produkten

aus dem Rohsalz zu erreichen. Unter Berücksichtigung der bisher vorlie-

genden Eingangsdaten ergeben sich für das K-UTEC-Verfahren über ei-

nen Betrachtungsraum von 40 Jahren Kosten in Höhe von ca. 8 Mrd.

EUR, hiervon 1,53 Mrd. EUR Investitions- und Instandhaltungskosten,

3,1 Mrd. EUR Betriebskosten und 3,4 Mrd. Energiekosten. Dem gegen-

über stehen Erlöse von ca. 10 Mrd. EUR.

• Bau einer Pipeline zur Nordsee, um die sonstigen anfallenden salzhalti-

gen Abwässer zu fassen und ohne weitere Gewässerbelastung ableiten

zu können. Der Betrieb der Pipeline wird hierbei ausdrücklich zunächst

nur für einen Zeitraum von einigen Jahrzehnten vorgesehen, da künftige

Entwicklungen bei der Rückgewinnung des aufgehaldeten Salzmaterials

oder aber weiter entwickelte Abdeckmöglichkeiten derzeit nicht absehbar

sind.

Die Dimensionierung der Pipeline kann ggf. unter Berücksichtigung obi-

ger Ausführungen überdacht werden.

Unter Berücksichtigung der bisher vorliegenden Eingangsdaten ergeben

sich für die beiden derzeit diskutierten Pipeline-Ausführungen (Oberwe-

ser-Pipeline und Nordsee-Pipeline) folgende Kosten:




Oberweser - Pipeline

Nordsee - Pipeline Wattenmeer

Nordsee - Pipeline Offshore

Betriebsdauer 40 a 40 a 40 a

Fördermenge Abwasser 7 Mio. m³/a 7 Mio. m³/a 7 Mio. m³/a

Bemessungswassermenge für Leitungsquerschnitt

Q2 = 2400 m³/h Q1 = 1200 m³/h Q1 = 1200 m³/h

Investkosten

Pipeline 169,7 Mio. EUR 498,5 Mio. EUR 517,9 Mio. EUR

Speicher 22,2 Mio. EUR - -

Auslaufbauwerk 0,5 Mio. EUR 1,5 Mio. EUR 15,0 Mio. EUR

Instandhaltung 41,4 Mio. EUR 49,4 Mio. EUR 53,9 Mio. EUR

Energiekosten 54,4 Mio. EUR 54,4 Mio. EUR 54,4 Mio. EUR

Summe über 40 Jahre 288,2 Mio. EUR 603,7 Mio. EUR 641 Mio. EUR

Kosten pro Jahr 7,21 Mio. EUR 15,1 Mio. EUR 16,0 Mio. EUR

Die Maßnahmen "K-UTEC" und "Pipeline" werden hierbei nicht alternativ, son-

dern als sich gegenseitig ergänzend gesehen.

Zur Konkretisierung umsetzbarer Empfehlungen hinsichtlich der Gesamtproble-

matik wären folgende vertiefte Prüfschritte erforderlich:

• Aktualisierung der Volumina und stofflichen Inhalte der Teilabwas-

serströme aus den Produktionsbereichen und Halden.

• Technische, ökonomische und umweltfachliche Bewertung der Prozess-

varianten zur abwasserarmen bzw. – freien Produktion an den verschie-

denen Standorten unter Bezugnahme auf unterschiedliche Bewirtschaf-

tungsziele.

• Konzipierung von Abdeckmaßnahmen für vorgesehene Haldenerweite-

rungen.

• Bestandsaufnahme und Sanierungsplanung diffuser Quellen.

• Machbarkeitsstudie zur Umprofilierung und Abdichtung der vorhandenen

Großhalden.

• Aufrechterhaltung der Option "Nordsee-Pipeline" mit gutachterlicher Un-

tersuchung zu einer umweltgerechten Einleitung außerhalb des Natio-

nalparks Wattenmeer.




Zusammenfassend ist davon auszugehen, dass ein guter Zustand der Weser al-

lein durch eine Kombination verschiedener Maßnahmen, die sich gegenseitig be-

dingen, erreicht werden kann. Wichtige Elemente in solch einem Maßnahmen-

bündel wären die Abwasserreduktion am Entstehungsort und die Abführung ver-

bleibender Salzwässer in die Nordsee. Sofern als Maßnahme allein eine Pipeline

vorgesehen würde, dann wäre diese "auf ewig" zu betreiben.

Mit dem K-UTEC-Verfahren steht eine Verfahrenstechnologie zur Verfügung, die

so entwickelt werden kann, dass große Anteile der derzeit mit dem Abwasser ab-

geleiteten Salzfrachten gewonnen und vermarktet werden können.

In Kombination mit einer Nordsee-Pipeline können die Salzwässer der Halden bis

zum Abschluss eines Haldenmanagements, die fassbaren diffusen Quellen sowie

ggf. Restabwässer aus der Produktion so abgeleitet werden, dass die Anforde-

rungen an die Gewässergüte im gesamten Lauf von Werra und Weser erfüllt wer-

den können.

Die Wirtschaftlichkeit für des K-UTEC Verfahrens hängt für einen Zeitraum von

40 bis 60 Jahren zum einen von sicheren Erlösen von jährlich mind. 250 Mio. EUR

und zum anderen von einem Energiepreis von max. 0,07 €/kWh ab.

Da jedem dieser beiden Parameter für sich wegen der Laufzeit von 40 bis 60

Jahren ein eigenes Risiko anhaftet, setzt eine Entscheidung für dieses Verfahren

die generelle Bereitschaft voraus, im Falle von Betriebsverlusten wegen zu hoher

Energiekosten und / oder wegen zu niedriger Verkaufserlöse dieses Verfahren in

einzelnen Geschäftsjahren oder ggfs. für eine Restlaufzeit auch unwirtschaftlich

betreiben zu müssen.

Mit einer Entscheidung für die Oberweserpipeline würde die Problematik der We-

serversalzung auf den Weserlauf ab der Einleitstelle dieser Pipeline bis zur Mün-

dung in die Nordsee verlagert. Die Anforderungen an die Wassergüte gem. WRRL

werden ab der Einleitestelle weiterhin nicht erfüllt. Die Ausgaben für die Oberwe-

serpipeline werden von den Gutachtern vor diesem Hintergrund als Fehlinvesti-

tion bewertet.




Beim Haldenmanagement kommen die Gutachter zu dem Ergebnis, dass die Hal-

den im Bereich des Salzbergbaus in Thüringen und Hessen auf Grund ihrer An-

lage mit steilen Böschungen auf gleichzeitig kleinstmöglicher Aufstandsfläche im

Unterschied zu Flachhalden in Niedersachsen im derzeitigen Zustand nicht abge-

dichtet werden können. Hierzu ist nach Abschluss der Beschickung eine Umpro-

filierung erforderlich.

Allerdings können durch weitgehenden Versatz fester Produktionsrückstände,

durch Basisabdichtung von Haldenerweiterungen und Nutzung dieser Flächen zu

Umprofilierungsmaßnahmen wesentliche Aspekte des Haldenmanagements be-

reits zeitnah umgesetzt werden.

Die Nordsee-Pipeline schließlich wäre nach der Einschätzung der Gutachter neu

(kleiner) zu dimensionieren und an eine Einleitestelle außerhalb des National-

parks Wattenmeer zu führen. Diesbezüglich ist eine ergänzende Machbarkeits-

studie unter Berücksichtigung aller anderen Elemente des Maßnahmenbündels

zu empfehlen.

Bielefeld, Bochum, den 23.03.2015

Dr. Dietmar Barkowski (Dipl.-Chem.) Michael Bleier (Dipl.-Ing.)

Prof. Dr. Martin Stachowske




8. Literatur und Quellen

BMBF (2005): Wasserhaushalt und salinare Gewässerbelastungen im Einzugsgebiet der

Unstrut; Abschlussbericht BMBF FKZ: 0330028; Dresden, Oktober 2005

BÖHM (2008): Rechtsgutachten zur Zulässigkeit der Versenkung von Salzabwässern in

den Untergrund; Marburg Oktober 2008

BRINCKMANN, H., BORCHARDT, D., EWEN, C., RICHTER, S. (2014): Abwasserfreie

Kaliproduktion – Realität oder Utopie? – Stand 12.3.2014, Zusammenstellung des

Leiters und der wissenschaftlichen Begleitung des Runden Tisches "Gewässer-

schutz Werra/Weser und Kaliproduktion" vom Juni 2014

BUND (2006): Widerspruch gegen die Wasserrechtliche Erlaubnis, Kaliwerk Sigmunds-

hall, vom 08.11.2006; BUND Kreisgruppe Region Hannover, NABU Niedersach-

sen, Hannover, 08.12.2006

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ERCOSPLAN (2007b): Reduzierung der im Werk Neuhof-Ellers der K+S KALI GmbH an-

fallenden Salzwässer durch Einführung von Trocken- und/oder Spülversatz; ER-

COSPLAN Ingenieurgesellschaft Geotechnik und Bergbau mbH, Gutachten im Auf-

trag der K+S KALI GmbH, Erfurt, Juni 2007

ERCOSPLAN (2007c): Reduzierung und/oder Entsorgung der im Werk Neuhof-Ellers der

K+S KALI GmbH anfallenden Salzwässer durch Einspülen in Grubenhohlräume;

ERCOSPLAN Ingenieurgesellschaft Geotechnik und Bergbau mbH, Gutachten im

Auftrag der K+S KALI GmbH, Kassel, Juni 2007

ERCOSPLAN (2007d): STUDIE zur Bewertung der Alternative Entsalzung der im Werk

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RUNDER TISCH (2009a): Maßnahmenblatt des Runden Tisches" Gewässerschutz Werra

/ Weser und Kaliproduktion "Bezeichnung der Maßnahme: Versatz von festen, neu

anfallenden Fabrikrückständen in die Bergwerke sowie Rückbau und Versatz (von

Teilen) bestehender Halden Maßnahmengruppe: Lokale Entsorgung von Produkti-

onsrückständen

RUNDER TISCH (2009b): Maßnahmenblatt des Runden Tisches "Gewässerschutz Werra

/ Weser und Kaliproduktion" Bezeichnung der Maßnahme: 1. Einstapeln der flüssi-

gen Rückstände unter Tage; 2. Einbringen von flüssigen und festen Rückständen

durch hydraulischen Versatz; Maßnahmengruppe: Lokale Entsorgung von Produk-

tionsrückständen, 2009

RUNDER TISCH (2009c): Maßnahmenblatt des Runden Tisches" Gewässerschutz Werra

/ Weser und Kaliproduktion" Bezeichnung der Maßnahme:1. Einstapeln der flüssi-

gen Rückstände unter Tage; 2. Einbringen von flüssigen und festen Rückständen

durch hydraulischen Versatz; Maßnahmengruppe: Lokale Entsorgung von Produk-

tionsrückständen, 2009

RUNDER TISCH (2009d): Maßnahmenblatt des Runden Tisches "Gewässerschutz Werra

/ Weser und Kaliproduktion" Bezeichnung der Maßnahme: Versatz von festen, neu

anfallenden Fabrikrückständen in die Bergwerke sowie Rückbau und Versatz (von

Teilen) bestehender Halden Maßnahmengruppe: Lokale Entsorgung von Produkti-

onsrückständen

RUNDER TISCH (2009e): Maßnahmenblatt des Runden Tisches "Gewässerschutz Werra

/ Weser und Kaliproduktion" - Bezeichnung der Maßnahme: Weitere Entsalzungs-

verfahren (Elektrolyse, Zugabe von Fällmitteln), Kasel, Mai 2009

RUNDER TISCH (2009f): Maßnahmenblatt des Runden Tisches "Gewässerschutz Werra

/ Weser und Kaliproduktion" - Bezeichnung der Maßnahme: Kombinationsverfahren

mit Membranen; Maßnahmengruppe: Optimierung des Betriebs / der Produktion,

Kasel, Mai 2009

RUNDER TISCH (2009g): Maßnahmenblatt des Runden Tisches "Gewässerschutz Werra

/ Weser und Kaliproduktion" - Bezeichnung der Maßnahme: Vergleichmäßigung der

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Gutachterliche Untersuchung zu techni- schen und ... · - Monika Machtolf (Dipl. Oec. troph.) Gutachterliche Untersuchung zu technischen und wirtschaftlichen Alternati- ven zur Einleitung