Gefahren an der Einsatzstelle - Elektrizität

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1 Gefahren an der Einsatzstelle - Elektrizität Biogasanlagen Florian Witt RWE Rhein-Ruhr Verteilnetz Florian Witt SEITE 1

2 Inhalt 1. Energiegewinnung aus Biomasse 2. Aufbau und Betriebsarten 3. Begriffe 4. Entstehung und Zusammensetzung von Biogas 5. Gefahren durch 5.1 Atemgifte 5.2 Explosion 5.3 Elektrizität 5.4 Ausbreitung 6. Zusammenfassung RWE Rhein-Ruhr Verteilnetz Florian Witt SEITE 2

3 1. Kreislauf der Energiegewinnung aus Biomasse RWE Rhein-Ruhr Verteilnetz Florian Witt SEITE 3

4 1. Entwicklung der Biogasanlagen in Deutschland RWE Rhein-Ruhr Verteilnetz Florian Witt SEITE 4

5 2. Aufbau und Betriebsarten Biogaserzeugung besteht aus verschiedenen Verfahrensschritten: Anlieferung und Lagerung Aufbereitung Fermentertechnik Gasaufbereitung Gasspeicherung Gasnutzung Gärrestverwertung RWE Rhein-Ruhr Verteilnetz Florian Witt SEITE 5

6 Schematischer Aufbau einer Biogasanlage (Kofermentationsanlage mit BHKW) RWE Rhein-Ruhr Verteilnetz Florian Witt SEITE 6

7 Betriebsarten Gaserzeugung mit: Nachwachsenden Rohstoffe (NawaRo) Kofermentationsanlage (NawaRo, Gülle, organische Reststoffe, ) Verwendung des erzeugten Biogases zur: Einspeisung ins Stromnetz Wärmeerzeugung Einspeisung ins Erdgasnetz Blockheizkraftwerk (BHKW) RWE Rhein-Ruhr Verteilnetz Florian Witt SEITE 7

8 3. Begriffe Fermenter Im Fermenter wird das eingesetzte Substrat zu Biogas abgebaut RWE Rhein-Ruhr Verteilnetz Florian Witt SEITE 8

9 3. Begriffe Stehender Fermenter Liegender Fermenter RWE Rhein-Ruhr Verteilnetz Florian Witt SEITE 9

10 3. Begriffe Nachgärbehälter Weiterer Gärbehälter zwischen Fermenter und Gärrückstandslager zur besseren Ausnutzung des Energiepotentials und zur Vermeidung von Bakterienaustrag Gärrestverwertung Gärrestlagerung Ausbringverfahren Tankwagen Gärrückstandslager RWE Rhein-Ruhr Verteilnetz Florian Witt SEITE 10

11 3. Begriffe Einbringtechnik Vorrichtungen zum Eintrag des Substrats in die Fermenter, z.b.: Direkteinleitung Vorgrube Einfülltrichter Dosierstation Heizung Zur Sicherstellung eines konstanten Gärprozesses werden die Fermenter mit der Abwärme des BHKW konstant beheizt RWE Rhein-Ruhr Verteilnetz Florian Witt SEITE 11

12 4. Entstehung von Biogas Natürlicher Zersetzungsprozess in sauerstofffreiem Raum (=anaerober Abbauprozess) Zersetzung organischer Stoffe durch Mikroorganismen Biogas ist Ergebnis mehrerer Teilschritte mit immer kleineren Einheiten Ergebnis: Biogas mit Hauptbestandteilen Methan (CH 4 ) und Kohlenstoffdioxid (CO 2 ) Prozesstemperatur mindestens 20 C, meist C RWE Rhein-Ruhr Verteilnetz Florian Witt SEITE 12

13 Phasen der Biogasentstehung 13

14 4. Zusammensetzung von Biogas Komponente Methan (CH 4 ) Kohlenstoffdioxid (CO 2 ) Wasser (H 2 0) Stickstoff (N 2 ) Wasserstoff (H 2 ) Sauerstoff (O 2 ) Schwefelwasserstoff (H 2 S) Anteil am Biogas [%] Zusätzlich Spuren von Ammoniak RWE Rhein-Ruhr Verteilnetz Florian Witt SEITE 14

15 4. Physikalische Eigenschaften Dichte: 1,22 kg/nm³ (vgl. Luft: 1,29 kg/nm³) Zündtemperatur: 700 C UEG: 6 Vol-% OEG: 12 Vol-% Geruch: faule Eier (Schwefelwasserstoff) RWE Rhein-Ruhr Verteilnetz Florian Witt SEITE 15

16 6. Für wen gibt es Gefahren? Gefahren Atemgifte Angstreaktion Ausbreitung Atomare Gefahr Chemische Gefahr Erkrankung Explosion Einsturz Elektrizität Menschen, Tiere, Umwelt, Sachwerte Mannschaft, Gerät 16

17 6.1 Gefahren durch Atemgifte Eigenschaften der wichtigen Bestandteile: Methan: CO 2 : Stickstoff: brennbares Gas (hochentzündlich), Ex-Bereich: 4,4-17,0 Vol-% Atemgift Gruppe 1 erstickend wirkendes Gas, Atemgift Gruppe 3 erstickend wirkendes Gas Atemgift Gruppe 1 Schwefelwasserstoff: giftig und brennbar Atemgift Gruppe 3 (Lebensgefahr ab 100 ppm, ab ppm sofort tötlich) RWE Rhein-Ruhr Verteilnetz Florian Witt SEITE 17

18 6.1 Gefahren durch Atemgifte Lage Unkontrolliert austretendes Biogas Biogas ist leichter als Luft Problem: Freigesetztes Biogas neigt zur Entmischung in CH 4 und CO 2 Dichte: 0,72 kg/m³ geringe Konzentrationen riechen nach faulen Eiern Problem: hohe Konzentrationen nicht feststellbar, da Schwefelwasserstoff-Konzentration gleich bleibt Erstickungsgefahr in tiefer liegenden Bereichen Dichte: 1,98 kg/m³ RWE Rhein-Ruhr Verteilnetz Florian Witt SEITE 18

19 6.1 Gefahren durch Atemgifte Maßnahmen Bei Anfahrt Windrichtung beachten Vorgehen grundsätzlich unter umluftunabhängigem Atemschutz Wenn möglich Gaswarngerät bereits im Ersteinsatz mitführen (Eignung für explosives und toxisches Gemisch notwendig) Alarmierung ABC-Messeinheit?!? RWE Rhein-Ruhr Verteilnetz Florian Witt SEITE 19

20 6.2 Gefahren durch Explosion Lage Gasaustritt z.b. durch techn. Defekt oder Havarie keine Explosionsgefahr solange Gas abgefackelt wird Gefahr bei unkontrolliert austretendem Gas gefährdete Bereiche sind gekennzeichnet RWE Rhein-Ruhr Verteilnetz Florian Witt SEITE 20

21 6.2 Gefahren durch Explosion Maßnahmen Maßnahmen bei Gasaustritt: Zündquellen vermeiden elektrische Schalter in der Gefahrenzone nicht betätigen regelmäßige Kontrolle durch Ex-Gaswarngeräte Maßnahmen bei Feuer im Bereich von Gasleitungen oder Fermenter: nicht löschen, sondern kontrolliert abbrennen lassen Fermenter-Dachfolie löst sich, evtl. Kühlung des Behälters Bei Gasleitungen: Gaszufuhr nach Möglichkeit abschiebern RWE Rhein-Ruhr Verteilnetz Florian Witt SEITE 21

22 6.2 Gefahren durch Explosion Maßnahmen Maßnahmen bei Feuer im Blockheizkraftwerk (BHKW): Gaszufuhr abschiebern Not-Aus-Schalter betätigen Strom abschalten oder abschalten lassen Brandbekämpfung mit geeignetem Löschmittel Wichtig: Vorhandensein von Öl im Motor beachten! RWE Rhein-Ruhr Verteilnetz Florian Witt SEITE 22

23 6.3 Gefahren durch Elektrizität Einspeisung von Strom in das öffentliche Netz je nach Größe der Anlage in Niederspannungs- oder Mittelspannungsnetz Trafostation (meist in Container) vorhanden übliche Gefahren durch Elektrizität vorhanden, Sicherheitsabstände einhalten RWE Rhein-Ruhr Verteilnetz Florian Witt SEITE 23

24 6.3 Gefahren durch Elektrizität Maßnahmen Maßnahmen bei Feuer im Schaltschrankraum, Niederspannungsverteilung oder Trafo: Gasleitungen absperren Not-Aus betätigen Strom abschalten nur mit CO 2 löschen RWE Rhein-Ruhr Verteilnetz Florian Witt SEITE 24

25 6.4 Gefahren durch Ausbreitung Lage: Wassergefährdung durch flüssige Bestandteile, z.b. Gülle Maßnahmen: Wenn möglich: Abdichten / Eindämmen der Leckage Erkundung und Sicherung von Kanaleinläufen Schutz von Gewässern (Bachläufe, ) mit z.b. Sandsäcken und Folie Gaskonzentration vor allem in Senken beachten Not-Aus betätigen Im Bereich der Anlage Vorgehen unter Atemschutz Alarmierung der unteren Wasserbehörde und bei Bedarf Kläranlagenbetreiber RWE Rhein-Ruhr Verteilnetz Florian Witt SEITE 25

26 6.4 Gefahren durch Ausbreitung RWE Rhein-Ruhr Verteilnetz Florian Witt SEITE 26

27 6.4 Gefahren durch Ausbreitung RWE Rhein-Ruhr Verteilnetz Florian Witt SEITE 27

28 6.4 Gefahren durch Ausbreitung RWE Rhein-Ruhr Verteilnetz Florian Witt SEITE 28

29 7 Zusammenfassung Hauptgefahren entstehen durch freigesetztes Biogas Strom ist hierbei nur eine Nebengefahr Grundsätzlich sollte bei allen Störungen der Betreiber alarmiert werden Laut Komission für Anlagensicherheit (Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit) haben viele Anlagen z.t. bedeutsame technische und organisatorische Mängel Wichtig ist Kenntnis und Begehung von vorhandenen Anlagen im Einsatzgebiet Im Einsatzfall Frühzeitige Prüfung der Notwendigkeit von ABC-Messeinheiten RWE Rhein-Ruhr Verteilnetz Florian Witt SEITE 29

30 Literatur Dr. Wolfgang Wodarg, MdB: Energiewende global und bei uns zu Hause Landratsamt Ravensburg, Brand- und Katastrophenschutz: Feuerwehr-Einsatzkräfte-Info zu Biogasanlagen Bayer. Lamdesamt für Umwelt (Hrsg.): Biogashandbuch Bayern Materialienband, Kapitel 1, Stand: Juli 2007, Augsburg Agratec AG Deutscher Verband für Landschaftspflege TÜV Industrie-Service GmbH TÜV Süd-Gruppe: Gefahren an Biogasanlagen Komission für Anlagensicherheit: Merkblatt Sicherheit in Biogasanlagen, Stand: Juni

31 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit und lassen Sie uns gemeinsam: RWE Rhein-Ruhr Verteilnetz Florian Witt SEITE 31