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siehe auch: KAS 28; TRGS 529

Die Kommission für Anlagensicherheit (KAS) ist ein nach § 51a Bundes-Immissionsschutzgesetz beim Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit gebildetes Gremium.

Ihre Geschäftsstelle ist bei der GFI Umwelt - Gesellschaft für Infrastruktur und Umwelt mbH in Bonn eingerichtet.

Anmerkung:

Dieses Merkblatt wurde mit großer Sorgfalt erstellt. Dennoch übernehmen der Verfasser und der Auftraggeber keine Haftung für die Richtigkeit von Angaben, Hinweisen und Ratschlägen sowie für eventuelle Druckfehler. Aus etwaigen Folgen der Anwendung können daher keine Ansprüche gegenüber dem Verfasser und/oder dem Auftraggeber abgeleitet werden.

Dieses Merkblatt darf für nichtkommerzielle Zwecke vervielfältigt werden. Der Auftraggeber und der Verfasser übernehmen keine Haftung für Fehler im Zusammenhang mit der Vervielfältigung oder mit Reproduktionsexemplaren.

1 Einleitung

Die Kommission für Anlagensicherheit (KAS) gewann durch die Arbeiten ihrer Ausschüsse Ereignisauswertung (AS-ER) und Erfahrungsberichte (AS-EB) den Eindruck, dass es bei Biogasanlagen häufig Defizite in der Auslegung, der Errichtung und dem Betrieb gibt. Dies lässt sich durch eine Häufung von Ereignismeldungen und von Mängelfeststellungen aus den Erfahrungsberichten von Sachverständigen belegen.

Dieses Merkblatt behandelt die im Zusammenhang mit dem Betrieb von Biogasanlagen auftretenden Gefahrenschwerpunkte und gibt in Anhängen eine Übersicht über zur Verfügung stehende Erkenntnisquellen und Regelwerke.

Diese Übersicht erhebt nicht den Anspruch auf Vollständigkeit. Zur Illustration werden

1. eine Auswahl der festgestellten Mängel im Hinblick auf ihre Schwere und Häufigkeit und
2. aussagekräftige beispielhafte Ereignisse aus der Praxis aufgezeigt.

Das Merkblatt richtet sich an Betreiber und Planer von Biogasanlagen, sowie an Überwacher, Einsatzkräfte und Sachverständige. Es soll einen Einstieg in die Thematik "Sicherheit von Biogasanlagen" in komprimierter und allgemeiner Form bieten und insbesondere bzgl. der damit verbundenen sicherheitstechnischen Problemstellungen sensibilisieren, wobei die aufgeführten Beispiele nicht den Anspruch auf Vollständigkeit bzw. Verbindlichkeit haben. Anforderungen zum Errichten und Betrieb solcher Anlagen sind den entsprechenden Regelwerken, Leitfäden und Handbüchern (z.B. der Bundesländer, von Verbänden und von Berufsgenossenschaften) zu entnehmen.

2 Anwendungsbereich

Als Quelle für die Energieversorgung werden zunehmend Biogasanlagen genutzt. Dabei kann grob unterschieden werden in Anlagen, die Biogas erzeugen aus

1. nachwachsenden Rohstoffen,
2. biologischen Abfallstoffen aus der Landwirtschaft,
3. Abfällen zur biologischen Behandlung im industriellen Maßstab.

Abb.: Luftbildaufnahme einer Biogasanlage

Konstruktion, Montage (Errichtung), Betrieb und Instandhaltung von Biogasanlagen und Nebeneinrichtungen werden durch die gehandhabten Stoffe und Prozessparameter bestimmt. Eine Anlagenabgrenzung gestaltet sich auf Grund ihrer Komplexität und Vielzahl der Varianten als aufwändig und wird in diesem Merkblatt nicht im Detail berücksichtigt. Dieses Merkblatt will nicht auf Details von Anlagenkonfigurationen eingehen, sondern in allgemein gehaltener Form Gefahrenschwerpunkte aufzeigen (siehe Einleitung).

3 Grundlagen

3.1 Einsatzstoffe und Reaktionsprodukte, gefährliche Eigenschaften

Biogas ist in den letzten Jahren zu einer bedeutenden Quelle regenerativer Energie geworden. Es handelt sich dabei um ein biotechnisch erzeugtes Gas, das bei der Zersetzung unterschiedlicher Biomassen in einer sauerstoffarmen Umgebung entsteht.

Die Zusammensetzung hängt von den Eingangsstoffen und dem Erzeugungsprozess ab. Typischerweise besteht Biogas aus folgenden Komponenten:

• Methan (45 Vol.-% bis 75 Vol.-%),
• Kohlendioxid (25 Vol.-% bis 55 Vol.-%),
• Wasserdampf (0 Vol.-% bis 12 Vol.-%)
• Stickstoff (0 Vol.-% bis 5 Vol.-%)
• Sauerstoff (0 Vol.-% bis 2 Vol.-%)
• Schwefelwasserstoff (0 Vol.-% bis 0,5 Vol.-%),

Spuren von Ammoniak, Wasserstoff und höheren Kohlenwasserstoffen.

Wie aus der Zusammensetzung ersichtlich, ist Biogas - trotz der positiv belegten Bezeichnung "Bio" - ein Gas mit gefährlichen Eigenschaften, die für einen sicheren Betrieb einer Biogasanlage unbedingt zu beachten sind.

Methan ist ein brennbares Gas (hochentzündlich), das im Gemisch mit Luft eine explosionsfähige Atmosphäre bilden kann. Der Explosionsbereich liegt zwischen 4,4 Vol.-% und 17,0 Vol.-% Methananteil in Luft. Daher sind explosionsschutzrechtliche Anforderungen (wie z.B. Ausweisung von Explosionsschutzzonen in der Anlage, Einsatz von für die entsprechende Zone zugelassenen Betriebsmitteln, Anfertigen eines Explosionsschutzdokuments) einzuhalten. Da Biogas im Wesentlichen ein Gemisch aus Methan und Kohlendioxid ist, variiert der Explosionsbereich je nach Zusammensetzung. Die nachfolgenden Abbildungen zeigen den Explosionsbereich eines Biogases in Form eines Dreiecksdiagramms zur allgemeinen Veranschaulichung (beispielhaft sind hier die Explosionsgrenzen eines 70/30-Methan / CO₂-Gemisches angegeben) sowie den Verlauf der unteren und oberen Explosionsgrenze bei Atmosphärendruck in Abhängigkeit vom Methananteil.

Diese Abhängigkeit ist wesentlich für die Betrachtung,

• in welchen Bereichen einer Anlage mit dem Auftreten explosionsfähiger Atmosphäre zu rechnen ist
• welche Auswirkung mögliche Störungen haben und