3 Vergleichende Nachhaltigkeitsbewertung gebündelter und ungebündelter Infrastrukturen am
4.1 Methodik
4.1.2 Ermittlung der als Vergleichsparameter genutzten raumunabhängigen
4.1.2.6 Festlegung abgeleiteter Annahmen für den Vergleich
Um die Vergleichbarkeit verschiedener Verlegekonstellationen der Leitungssysteme und der da-mit verbundenen Umweltwirkungen zu gewährleisten, wurden Parameter aus dem Fallbeispiel Westeifel übernommen und als Annahmen auf die Einzelverlegung der entsprechenden Lei-tungstypen (Wasser- (DN 300 GGG & DN 400 GGG), Biogas- (DA 160 PE), Erdgas- (DN 150 ST) und Stromleitung) übertragen. Die bezogen auf die Einzelverlegung von Lichtwellenleitern ge-troffenen Annahmen wurden ebenfalls in die Darstellung eingebunden.
Die abgeleiteten Annahmen betreffen folgende Eigenschaften:
► Tiefe des Oberbodenabtrags,
► Breite des erforderlichen Arbeitsstreifens,
► zur Verfügung stehende Fläche für die Lagerung des Erdaushubs,
► Kraftstoffverbrauch der in den Arbeitsschritten Trassenvorbereitung und Grabenherstellung verwendeten Baufahrzeuge und -geräte sowie
► Leistung der Grabenherstellung.
Bezogen auf diese Eigenschaften wurden für den bilanzierenden Vergleich der Umweltwirkun-gen aus den AntragsunterlaUmweltwirkun-gen der KNE folUmweltwirkun-gende Werte abgeleitet:
Tiefe des Oberbodenabtrags
Da die Mächtigkeit des zu entfernenden Oberbodens vom Bodentyp und landschaftsräumlichen Gegebenheiten abhängig ist und von 2 cm bis 35 cm Tiefe variiert (Lange et al. 2017), wurde dem Vergleich entsprechend der Antragsunterlagen zum Verbundprojekt Westeifel für alle Un-tersuchungsfälle eine Oberbodenmächtigkeit von 30 cm zugrunde gelegt (IGR & Dr. Pecher AG 2016a).
69 Arbeitsstreifenbreite
Da die Arbeitsstreifenbreite der zu untersuchenden Fälle aus den Antragsunterlagen (IGR & Dr.
Pecher AG 2016b) teilweise geringer bemessen sind, wird davon ausgegangen, dass günstige Ge-gebenheiten entlang der Infrastrukturkanaltrasse eine Verschmälerung der Arbeitsstreifen-breite ermöglichen (vgl. Empfehlungen aus DVGW W 400-1 (2015)). Aus diesem Grund wurde im Hinblick auf die Vergleichbarkeit nicht der Regelwerkempfehlung gefolgt, sondern die Ar-beitsstreifenbreiten für die Berechnung der ungebündelten Verlegung der Leitungssysteme hin-sichtlich ihrer Ähnlichkeit an die Annahmen aus den Antragsunterlagen (IGR & Dr. Pecher AG 2016b), auf die Einzelleitungen übertragen. Beim Bau einer Lichtwellenleitertrasse in der Ein-zelverlegung entfällt aufgrund der Verwendung eines Pfluggeräts die Anlage eines Oberaushub-, Erdaushub- sowie Materiallagers. Auf diese Weise reduziert sich die Arbeitsstreifenbreite auf die Breite des Pfluggeräts (Distler 2019). Die standardisierte Annahme für die Einzelleitung kann im Einzelnen Tabelle 12 entnommen werden.
Tabelle 12: Standardisierte Annahmen von Arbeitsstreifenbreiten für die Bilanzierung der Um-weltwirkungen (Einheit in Metern)
Geb.
Leitungs- kanalbaus
Ungeb. Leitungskanalbaus
Wasser Erdgas Biogas Internet Strom
Fall DN 400
GGG1
DN 300 GGG2
DN 150 ST3
DA160 PE4
Lichtwel- lenleiter5
DN 250 PVC-U6
DN 150 PVC-U7
1 15,93 k. Lkg. 10,5 k. Lkg. k. Lkg. 2,35 10 10
2 16,74 k. Lkg. 10,5 10 k. Lkg. 2,35 10 10
3 16,84 10,5 k. Lkg. 10 10 2,35 10 10
4 15,21 10,5 k. Lkg. k. Lkg. k. Lkg. 2,35 k. Lkg. k. Lkg.
Legende
1 bis 2 = Wert wurde aufgrund der größeren Vergleichsbandbreite und der Ähnlichkeit zum Profil II.20 der Antragsunter-lagen (IGR & Dr. Pecher AG 2016b) zugrunde gelegt.; 3, 4, 6 und 7 = Wert wurde aufgrund der größeren Vergleichsband-breite und der Ähnlichkeit zum Profil II.220 der Antragsunterlagen (IGR & Dr. Pecher AG 2016b) zugrunde gelegt.; 5 Die Arbeitsstreifenbreite entspricht beim Bau eines Lichtwellenleiters mit der Mobilfräse RTX 1250 der Breite des Baugeräts mit installiertem Quadraupenfahrwerk, welches sich insbesondere für die Verlegung außerorts eignet.(vgl. Distler 2019, Vermeer o. J.), k. Lkg. = Kein Leitungskanalgegenstand
Zur Verfügung stehende Lagerfläche des Erdaushubs
Da der Zuschnitt von Lagerflächen für den Erdaushub stark von den räumlichen Gegebenheiten abhängt, wurden die Flächenbedarfe für die zur Verfügung stehende Breite auf dem Arbeitsstrei-fen aus dem Fallbeispiel „Verbundsystem Westeifel“ übernommen. Die im ArbeitsstreiArbeitsstrei-fen vorge-sehene Fläche beträgt in Abhängigkeit der Verlegekonstellation zwischen 2,0 und 2,5 Metern. In der Einzelverlegung einer Lichtwellenleitertrasse im Pflugverfahren entfallen Lagerflächen für Erdaushübe während des Baus, da diese direkt wieder eingepflügt werden. Die angeglichenen Werte zur Fläche für die Lagerung des Erdaushubs können Tabelle 13 entnommen werden.
70
Tabelle 13: Abgeleitete Annahmen für die Fläche zur Lagerung des Erdaushubs für die Bilanzie-rung der Umweltwirkungen (Einheit in Quadratmetern)
Geb. Leitungs- kanalbaus
Ungeb. Leitungskanalbaus
Wasser Erdgas Biogas Internet Strom
Fall DN 400
GGG1
DN 300 GGG2
DN 150 ST3
DA160 PE4
Licht- wellen- leiter5
DN 250 PVC-U6
DN 150 PVC-U7
1 3 k. Lkg. 2,5 k. Lkg. k. Lkg. 0 2 2
2 3,5 k. Lkg. 2,5 2 k. Lkg. 0 2 2
3 3 2,5 k. Lkg. 2 2 0 2 2
4 3 2,5 k. Lkg k. Lkg. k. Lkg. 0 k. Lkg. k. Lkg.
Legende
1 bis 2 = Wert wurde aufgrund der größeren Vergleichsbandbreite und der Ähnlichkeit zum Profil II.20 der Antragsunter-lagen (KNE 2016b) zugrunde gelegt.; 3, 4, 6 und 7 = Wert wurde aufgrund der größeren Vergleichsbandbreite und der Ähnlichkeit zum Profil II.220 der Antragsunterlagen (IGR & Dr. Pecher AG 2016b) zugrunde gelegt.; 5 = Beim Bau des Lichtwellenleiters erfolgt keine Flächeninanspruchnahme durch die Lagerung des Erdaushubs, weil dieser direkt über das Gerät vergraben wird (Distler 2019). Aufgrund des geringen Volumens ist die Überschussmasse des Erdaushubs beim Vergleich kein Gegenstand der Kalkulation.; k. Lkg. = Kein Leitungskanalgegenstand
Durchschnittlicher Kraftstoffverbrauch der Baufahrzeuge und -geräte für die Arbeitsschritte Tras-senvorbereitung und Grabenherstellung
Die beim Bau entstehenden Emissionen sind abhängig vom Kraftstoffverbrauch der zu verwen-denden Baufahrzeuge und -geräte. Diese werden bei den jeweiligen Arbeitsschritten vom Lei-tungstyp bestimmt (vgl. Tabelle 14).
Tabelle 14: Leitungstypabhängige Auswahl von Baufahrzeugen und -geräten zur Ermittlung der Schadstoffemissionen über den Kraftstoffverbrauch
Arbeitsschritt Leitungssys-tem
Baugerät/
Bauma- schine1
Kraft-stoff- typ
Kraft-stoff- ver-brauch [l/h]
Kraft-stoff- ver-brauch [d/h]
Schad-stoff- emissio-nen [kg CO2/d]
Trassenvorbereitung2 Wasser, Strom, Erd- und Bio-gas
PR 716 Litro-nic
Diesel 9,83 78,64 248
Grabenherstellung Wasser, Erd- und Biogas so-wie Strom
A 910 Com-pact Litronic
Diesel 5,52 44,16 139
LWL RTX 1250 Diesel 10 bis 11 80 bis 88 252 bis 278 Absenken3 Wasser, Erd-
und Biogas so-wie Strom
RL 64 Litro-nic
Diesel 10 80 252
71 Arbeitsschritt
Leitungssys-tem
Baugerät/
Bauma- schine1
Kraft-stoff- typ
Kraft-stoff- ver-brauch [l/h]
Kraft-stoff- ver-brauch [d/h]
Schad-stoff- emissio-nen [kg CO2/d]
Grabenverfüllung4 Wasser, Erd- und Biogas so-wie Strom
A 910 Com-pact Litronic
Diesel 5,52 44,16 139
Legende
1 = s. Informationen zu Baugeräten und -maschinen in Tabelle 44; 2 = Entfällt in der Einzelverlegung einer Lichtwellenlei-tertrasse im Pflugverfahren; 3 & 4 = Die Arbeitsschritte Grabenherstellung, Absenkung der Lichtwellenleiter und Graben-verfüllen werden mittels des RTX 1250 in einem Arbeitsschritt durchgeführt. (Distler 2019)
Da nicht für alle Leitungstypen das gleiche Bauverfahren angewendet wird, wurden die Kraft-stoffverbräuche für die Arbeitsschritte Trassenvorbereitung und Grabenherstellung ermittelt.
Die Darstellung des Kraftstoffverbrauchs zur Grabenherstellung für die Leitungstypen Wasser, Strom, Erd- und Biogas und der für den Bau erforderlichen Arbeitsschritte (Grabenherstellung, Absenken und Grabenverfüllung) wurden zu einem Arbeitsschritt „Grabenherstellung (gesamt)“
zusammengefasst, um diesen trotz eines anderen Bauverfahrens mit der Einzelverlegung der Lichtwellenleiter vergleichen zu können. Die Annahmen der Kraftstoffverbräuche werden auf Basis des CO2-Emissionsrechners vom StMUV (2016) in kg CO2/d umgerechnet. Die standardi-sierte Annahme zur Ermittlung der Schadstoffemissionen für die gebündelte und ungebündelte Verlegung können im Einzelnen Tabelle 15 entnommen werden.
Tabelle 15: Abgeleitete Annahmen zur Schadstoffemissionen in Abhängigkeit des Leitungstyps und des erforderlichen Arbeitsschrittes
Arbeitsschritt Leitungs- system
Baugerät / Bauma-schine1
Kraft- stofftyp
Kraftstoff- verbrauch [l/h]
Kraftstoff- verbrauch [d/h]
Schadstoff- emissionen [kg CO2/d]
Trassenvorbe-reitung2
Wasser, Strom, Erd- und Biogas
PR 716 Litro-nic
Diesel 9,83 78,64 248
Grabenherstel-lung (gesamt)
für Was-ser, Strom, Erd- und Biogas (ge-samt)
A 910 Com-pact Litronic, RL 64 Litronic und A 910 Compact Li-tronic
Diesel 21,04 168,32 530
LWL RTX 1250 Diesel 10 bis 11 80 bis 88 252 bis 278 Legende
1 = s. Informationen zu Baugeräten und -maschinen in Tabelle 44; 2 = Entfällt in der Einzelverlegung einer Lichtwellen-leitertrasse im Pflugverfahren.
Zu verrichtende Leistung während der Grabenherstellung
Standardisierte Annahmen zur Berechnung der Dauer bei der Grabenherstellung können über die Arbeitsleistung der in den jeweiligen Arbeitsschritten verwendeten Baufahrzeuge und -ge-räte in m/d ermittelt werden. Wie bereits bei der standardisierten Annahme zu den Schadstof-femissionen werden die Arbeitsschritte Grabenherstellung, Absenkung des Leitungssystems und Grabenverfüllung zu einem Arbeitsschritt „Grabenherstellung“ zusammengefasst. Da die
Leis-72
tung durch wechselnde Witterungen, bauliche Herausforderungen durch die Topografie und Bo-denverhältnisse gehemmt wird, ist sie in der Regel in einer Bandbreite dargestellt. Der niedri-gere Wert stellt die Leistung bei hemmenden Baubedingungen dar, während der höhere Wert die Leistung bei leichten Bedingungen aufzeigt. Zum Vergleich der Umweltwirkungen von ge-bündelter und ungege-bündelter Infrastruktur wird bei der Ermittlung der Dauer für die Graben-herstellung der Median dieser Bandbreite zugrunde gelegt. Die standardisierten Annahmen zur Arbeitsleistung in m/d können Tabelle 16 entnommen werden.
Tabelle 16: Abgeleitete Annahmen der Leistung bei der Grabenherstellung
Arbeitsleistung in m/d Leitungssysteme Bandbreite in m/d Median in m/d des geb.
Leitungskanal-baus
Wasser, Strom, Erd- und Biogas, LWL1
60 bis 100 80
des ungeb. Leitungska-nalbaus
Wasser1 80 bis 100 90
Erd- und Biogas sowie Strom1
120 bis 150 125
LWL2 1.600 bis 6.400 4.000
Legende
1 = s. Kapitel B.3; 2 = Distler 2019