Biogasanlagen: Substratbrand, Gasaustritt und BHKW

Zusammensetzung Biogas

Methan 50 bis 75 %, Kohlenstoffdioxid 25 bis 45 %, Wasser 2 bis 7 %, je 0 bis 2 % Stickstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, Schwefelwasserstoff

Explosionsbereich

etwa 6 bis 12 Vol.-%

Absperrung bei Gasaustritt

mindestens 250 m, in Windrichtung weiter

Gasspeicher

Folienspeicher von etwa 100 bis 5.000 m³, geringer Überdruck, Über-/Unterdruckventile

Hinweis

Die Broschüre der LSTE „Gefahrenabwehr an Anlagen zur Gewinnung erneuerbarer Energien“ ist die 1. Auflage von 2012. Technik, Anlagengrößen und Vorgaben haben sich seitdem weiterentwickelt. Herstellerangaben, Feuerwehrplan und Weisungen deines Trägers gehen vor.

Grundwissen

Wie eine Biogasanlage funktioniert

1. Substrate (Silage, Gülle, Mist, Bioabfall) werden angeliefert und gelagert (Fahrsilos, Tanks, Vorgrube).
2. Im Fermenter vergären Bakterien das Substrat ohne Luft zu Biogas. Die Temperatur liegt je nach Verfahren im mesophilen (30 bis 42 °C) oder thermophilen Bereich (48 bis 55 °C), die Verweilzeit bei etwa 15 bis 80 Tagen.
3. Im Nachgärer wird weiter ausgegoren, das Gärrestelager nimmt den Rest als Dünger auf. Auch dort entsteht Methan (bis etwa 10 % der Ausbeute).
4. Das Gas wird im Gasspeicher gesammelt, meist ein Foliendach auf Fermenter, Nachgärer oder Gärrestelager. Dort herrscht ein geringer Überdruck, Ventile begrenzen Über- und Unterdruck.
5. Das gasführende System leitet das Gas zur Nutzung. Das Blockheizkraftwerk (BHKW) verbrennt es in einem Gasmotor, ein Generator erzeugt Strom, die Abwärme (etwa 60 %) heizt die Anlage und Gebäude.
6. Überschüssiges Gas verbrennt die Notfackel automatisch beim Erreichen des Maximaldrucks.

Sicherheitseinrichtungen und Erkennungsmerkmale

• Gasleitungen sind gelb gestrichen oder tragen gelbe Pfeile.
• Regelstrecke: zwei selbstschließende Ventile (Magnetventile), ein Absperrventil außerhalb des Aufstellraums, Flammendurchschlagsicherung, Unterdruckwächter, dazu Kondensatablass.
• Gas-Notabsperrhahn zum Unterbrechen der Leitung, Not-Aus-Schalter.
• Explosionszonen muss der Betreiber ausweisen und kennzeichnen.

Gefahren im Überblick

• Atemgifte: Biogas ist giftig, Verbrennung und Folienbrand setzen weitere Stoffe frei. In Gruben und Umbauungen kann sich Methan, Schwefelwasserstoff, Kohlenstoffdioxid und Stickoxide stark anreichern.
• Explosion: Mit Luft entstehen explosionsfähige Gemische, Stäube können durchzünden.
• Verletzung und Krankheit: Fördertechnik (Pumpen, Schnecken, Schubböden), Zerkleinerer, heiße Substrate bei der Pasteurisierung, biologisch belastete Stoffe (Bioabfall, Schlachtabfälle).
• Elektrizität: Förder- und Anlagentechnik laufen elektrisch.

Einsatzvorbereitung

Was jede Wehr tun sollte

• Jede Feuerwehr muss die Biogasanlagen im eigenen Ausrückebereich kennen.
• Feuerwehrpläne und Einsatzpläne studieren, Begehungen mit dem Betreiber (zuerst mit Führungskräften, später mit allen), regelmäßige Übungen mit verschiedenen Szenarien.
• Grundlagen des Biogasverfahrens und die Gefahren für jede Einsatzkraft schulen, am besten mit Fachleuten von Errichter- oder Betreiberfirmen.

Einsatzszenarien

Brand von Substrat

• Erkunden: Welches Substrat brennt? Wie kann sich das Feuer auf andere Anlagenteile ausbreiten? Wärmebildkamera findet Schwelbrandherde, besonders in Hochsilos.
• Schwelbrand breitet sich unter der Oberfläche aus und bildet Hohlräume.
• Not-Aus-Schalter betätigen (Strom aus, Gaszufuhr unterbrochen).
• Umluftunabhängiger Atemschutz.
• Substratschüttungen nicht betreten: Gefahr, in Hohlräume einzubrechen oder verschüttet zu werden.
• Wasser als Löschmittel: Quellfähigkeit mancher Substrate beachten, Stäube nicht aufwirbeln (Durchzündung).
• Ablöschen: gelingt oft nur durch Abtragen des Materials, unter Beachtung der Sicherheit der eingesetzten Kräfte.
• Betreiber verständigen und zur Anlage holen.

Gasbrand am Foliengasspeicher

• Erkunden: Sind Personen im Gefahrenbereich? Sofort in Sicherheit bringen. Ausbreitung durch Wärmestrahlung beachten, Folie auf weitere Schäden prüfen.
• Maßnahmen: Not-Aus betätigen, weiträumig absperren.
• Das Gas brennen lassen. Nicht löschen, sonst bildet sich ein explosionsfähiges Gemisch.
• Umgebung der Flamme mit Sprühstrahl kühlen, möglichst mit dem Wind nähern.
• Zuleitungen zum Speicher abschiebern, wenn möglich.
• Das Gas brennt nahezu drucklos, Explosion und Behälterzerknall sind nicht zu erwarten.
• Gefahr: Folienteile und die Holzkonstruktion unter der Folie können herabfallen, auch ins Innere des Fermenters.
• Betreiber hinzuziehen.

Biogasaustritt ohne Brand

• Erkunden: Personen im Gefahrenbereich in Sicherheit bringen, Austrittsstelle finden, Gefahrenbereich mit Explosionsgrenzenmessgerät festlegen. Umluftunabhängiger Atemschutz.
• Absperren: mindestens 250 m, in Windrichtung ggf. weiter.
• Not-Aus betätigen, Zündquellen beseitigen oder ausschließen.
• Gaswolke niederschlagen oder verwirbeln. Biogas ist nur unwesentlich leichter als Luft und kann sich je nach Bauweise, Wetter und Gelände ansammeln.
• Leck schließen, wenn möglich, gegebenenfalls Spezialkräfte (Gefahrstoffeinheit) anfordern.
• Deckung und Abstand: Die Druckwelle einer Explosion kann noch in 200 m Fensterscheiben zerstören. So wenige Kräfte wie möglich im Gefahrenbereich.

Brand am Blockheizkraftwerk (BHKW)

• Erkunden: Personen in Sicherheit, Notausschalter betätigen, was brennt (Biogas, Öl, Kabel, Isolation)?
• Gefahren: starker Rauch, unverbranntes Biogas (Durchzündung, Explosionsbereich etwa 6 bis 12 Vol.-%), Öle und Fette, Ausbreitung auf Gebäude und Anlagenteile, Spannung.
• Maßnahmen: Gefahrenbereich absperren, umluftunabhängiger Atemschutz, Not-Aus, Löschmittel nach Brandklasse wählen, ausströmendes brennendes Biogas nicht löschen, Nachbaranlagen mit Wasser kühlen, Mindestabstände an Teilen unter Spannung einhalten.

Typische Fehler

Was bei Biogasanlagen schiefgeht

• Brennendes Gas gelöscht: Explosionsgefahr.
• Zu geringer Abstand bei Gasaustritt (weniger als 250 m).
• Substratschüttung betreten.
• Kein umluftunabhängiger Atemschutz.
• Not-Aus vergessen.
• Zündquellen (Funken, Fahrzeuge) im Gefahrenbereich.
• Betreiber nicht gerufen.

Weiterführend

Die Landesschule stellt die vollständige Broschüre mit Abbildungen bereit: Fachinformation „Erneuerbare Energien“ der Landesschule (LSTE) in Eisenhüttenstadt.
Siehe auch Seite „Besonderheiten bei A-, B- und C-Einsätzen“ und „GAMS-Regel: die ersten Maßnahmen“.