Vom Bohrklein zur potenziellen Ressource
Bei Horizontalspülbohrungen fallen große Mengen an Bohrklein an. Ein Fachbeitrag zeigt am Beispiel Norderney, welches Potenzial Bohrklein für eine standortnahe und ressourcenschonende Verwertung bietet.
Horizontalspülbohrungen – auch Horizontal Directional Drilling (HDD) – ermöglichen es, sensible Naturräume, Küstenschutzanlagen und bestehende Infrastrukturen weitgehend unterirdisch zu queren. Gerade beim Ausbau der Offshore-Netzanbindungen an der deutschen Nordseeküste spielt das Verfahren eine wichtige Rolle.
Während der Bohrungen wird gelöstes Bodenmaterial mit der Bohrspülung aus dem Bohrloch gefördert und anschließend von der Spülung getrennt. Zurück bleibt das sogenannte Bohrklein. Mit dem Ausbau der Offshore-Windenergie gewinnt daher auch der ressourcenschonende Umgang mit diesem Materialstrom an Bedeutung.
Welche Möglichkeiten für eine stoffliche Verwertung bestehen, untersuchen Dr. Stefanie Kemper, Projektleiterin für Altlasten und Bodenschutz bei der GeoExperts GmbH, und Prof. Dr. Helmut Meuser in ihrem Fachbeitrag „Verwertung von Bohrklein aus Horizontalspülbohrungen“. Grundlage sind Untersuchungen im Rahmen der Amprion Offshore-Netzanbindungsprojekte DolWin4 und BorWin4 auf Norderney.
Hoher Transportaufwand – Potenzial für eine regionale Verwertung
Bei den untersuchten HDD-Arbeiten auf Norderney fielen in den Jahren 2022 und 2023 insgesamt 5.520 Tonnen Bohrklein an. Das Material wurde vollständig von der Insel abtransportiert. Neben innerinsularen Transporten waren hierfür Fährtransporte sowie weitere Transporte auf dem Festland erforderlich.
Die Transporte verursachten allein in den beiden untersuchten Jahren 226 Lkw-Fahrten und rund 57 Tonnen CO₂-Emissionen.
Gleichzeitig besteht gerade im Küstenraum kontinuierlicher Bedarf an mineralischen Materialien – etwa für Küsten- und Erosionsschutzmaßnahmen. Damit stellt sich eine zentrale Frage: Kann geeignetes Bohrklein künftig stärker als regional verfügbare Ressource genutzt werden?
Bohrklein kann eine wertvolle regionale Ressource sein – aber nicht pauschal. Entscheidend sind Materialeigenschaften, Standort, Einbausituation, Rechtsrahmen und das angewandte Prüfverfahren.
Untersuchungen zeigen grundsätzliches Verwertungspotenzial
Die bodenchemischen, bodenbiologischen und bodenmechanischen Untersuchungen zeigen, dass das betrachtete Bohrklein weitgehend vergleichbare Eigenschaften wie die untersuchten natürlichen Küstensedimente der Ostfriesischen Inseln aufweist.
Aus bodenschutzfachlicher Sicht ergaben sich zunächst keine grundsätzlichen Ausschlusskriterien für eine stoffliche Verwertung. Entscheidend bleibt jedoch eine differenzierte Bewertung der Materialeigenschaften und der jeweiligen Rahmenbedingungen.
Der Fachbeitrag beschreibt verschiedene grundsätzlich mögliche Verwertungswege, darunter:
- Rekultivierung von Baustelleneinrichtungsflächen,
- Verbesserung der Bodenstruktur,
- Strandaufspülungen und Dünenverstärkungen,
- Küstenschutzmaßnahmen sowie
- der Einsatz als mineralischer Ersatzbaustoff (unter entsprechenden Voraussetzungen).
Warum das Prüfverfahren entscheidend sein kann
Ein besonderer Schwerpunkt der Untersuchung liegt auf dem Parameter Arsen und den Auswirkungen unterschiedlicher sogenannter Eluationsverfahren.
Bei der Elution wird untersucht, welche Stoffe sich aus einem festen Material – etwa Boden oder Sediment – durch Kontakt mit Wasser lösen können. Die dabei entstehende Flüssigkeit wird Eluat genannt und anschließend auf bestimmte Inhaltsstoffe, zum Beispiel Arsen, untersucht. So lässt sich abschätzen, welche Stoffe unter bestimmten Bedingungen aus dem Material freigesetzt werden können.
Die Ergebnisse zeigen: Obwohl die Arsengehalte im Feststoff im Bereich der untersuchten natürlichen Küstensedimente lagen, führten unterschiedliche Prüfverfahren zu teilweise deutlich voneinander abweichenden Arsenkonzentrationen im Eluat.
Das kann direkte Folgen für die Einstufung nach der Ersatzbaustoffverordnung haben. Bei mehreren untersuchten Proben führte das Schüttelverfahren nach DIN 19529 beispielsweise zu einer anderen Materialklasse als der ausführliche Säulenversuch nach DIN 19528.
Die Untersuchung macht damit deutlich, dass Eluatwerte nicht isoliert betrachtet werden sollten. Für eine fachgerechte Bewertung müssen sowohl das eingesetzte Prüfverfahren als auch der geologische und standörtliche Hintergrund berücksichtigt werden.
Kreislaufwirtschaft bereits in der Planung mitdenken
Mit dem weiteren Ausbau der Offshore-Windenergie und der Netzanbindung wird HDD zunehmend entlang der gesamten Trasse eingesetzt – sowohl im Küstenbereich als auch an Land. Dadurch ist künftig mit steigenden Mengen vergleichbarer Bodenmaterialien zu rechnen.
Eine frühzeitige Prüfung geeigneter Verwertungswege kann dazu beitragen, Transportaufwendungen zu reduzieren, natürliche Ressourcen zu schonen und regionale Stoffkreisläufe zu stärken. Voraussetzung bleibt stets eine standortbezogene Prüfung unter Berücksichtigung der Materialeigenschaften sowie der bodenschutz- und abfallrechtlichen Anforderungen.
Bohrklein frühzeitig in die Stoffstromplanung einbeziehen
GeoExperts ist seit 2021 Teil der internationalen RSK-Gruppe. Mit über 150 Mitarbeitenden an 13 Standorten vereint die RSK-Gruppe in der DACH-Region globale Reichweite mit lokaler Expertise.
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Verwertung von Bohrklein aus Horizontalspülbohrungen
Potenziale, Rahmenbedingungen und fachliche Grundlagen für die stoffliche Verwertung von Bohrklein.
Mit freundlicher Genehmigung des Erich Schmidt Verlags.
Fachpublikation
Bodenkundliche Baubegleitung bei Horizontalspülbohrungen
Praxisbeitrag zu bodenschutzfachlichen Anforderungen, Erfahrungen und Herausforderungen bei HDD-Maßnahmen
Abo eJournal Bodenschutz erforderlich
Weiterführende Forschung
Dissertation von Dr. Kemper
Vertiefende Forschung zu Umweltwirkungen, bodenschutzfachlichen Anforderungen und zur Bewertung von Horizontalspülbohrungen im Hinblick auf Boden- und Ressourcenschutz.