Für Mensch & Umwelt - thueringen.de · ... Betrieb und Biogasanlagen: ... 1Diese TRAS gilt für die Errichtung, die Beschaffenheit und den ... 2.8 Besondere Anforderungen an Anlagen

Für Mensch & Umwelt

Biogasanlagen Betriebsstörungen / Sicherheitsanforderungen

Fachgebiet III 2.3 Anlagensicherheit Umweltbundesamt, Dessau

1. Entwicklung des Anlagenbestands

14.11.2017 2

Quelle: Fachverband Biogas

Bioabfallvergärungsanlagen: ca. 130

Biogasaufbereitungsanlagen: ca. 140

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000Betriebsbereiche: ca. 1.200 Immissionsschutzrechtlich • genehmigungsbedürftige

Anlagen: ca. 60% • nicht genehmigungsbe-

dürftige Anlagen: ca. 40% Regionale Unterschiede Norden: mehr g.b. Anlagen Süden: mehr n.g.b. Anlagen

Biogasanlagen: Betriebsstörungen / Sicherheitsanforderungen

2.1 Arten von Betriebsstörungen (>300 seit 2006 – Medienauswertung)

14.11.2017 3 Biogasanlagen: Betriebsstörungen / Sicherheitsanforderungen

46%

41%

6% 4% 4%

Brand Stofffreisetzung Explosion Explosion&Brand Arbeitsunfall

überwiegend Gülle, Substrat, Gärrest

2.2 primär gestörtes Anlagenteil (>300 seit 2006 – Medienauswertung)


0% 10% 20% 30%

Gaspeicher

Gasleitung

Gasaufbereitung

Membransystem

Silo

Hallen, Lager

Vorlage

Trocknung

Pump- & Rohrleitungen (fl)

Gärrestlager

BHKW

Maschinenraum

Fermenter

2.3 10 Typen von Betriebsstörungen (>300 seit 2006 – Medienauswertung)


0% 10% 20% 30% 40% 50%

Substrat-, Gärrest- &…

Brand Maschinenraum

Biogasexplosion

Biogasbrand

Brand Trocknung

Biogasfreisetzung

Brand Foliensystem

Brand Schwefel

Biologische Störung

Chemische Reaktion Substrat

Biogasfreisetzung

3.1 Freisetzungen flüssig, mögliche Ursachen

14.11.2017 Biogasanlagen: Betriebsstörungen / Sicherheitsanforderungen 6

• Mangelnde Kompetenzen bei Auslegung und Errichtung

• Fehlende Standsicherheitsnachweise und deren Prüfung

• Mangelnde Kompetenzen bei nachträglichen Änderungen (durch Betreiber)

• Undichtigkeiten und Versagen von Rohrleitungen

• Undichtigkeit von Armaturen

• Unbeaufsichtige Umpumpvorgänge

• Überschäumen von Fermentern

• Eingriffe Unbefugter

3.2 Freisetzungen gasförmig, mögliche Ursachen


• Mangelnde Kompetenzen bei Auslegung und Betrieb

• Fehlende / unzureichende Auslegung der Membransysteme gegen Böen und Niederschläge

• Fehlende, aussagefähige Füllstands- / Druckanzeigen

• Ansprechen oder Versagen von Überdrucksicherungen

• Überschäumen von Fermentern

• Eingriffe Unbefugter

3.3 Explosionen, mögliche Ursachen


• Mangelnde Kompetenzen bei Planung und Betrieb

• Fehlende / unzureichende Ausweisung von gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre und Zonen sowie Vermeidung von Zündquellen, insbesondere bei Instandhaltungsmaßnahmen (Heißarbeitsscheine unbekannt?)

• Fehlende / unzureichende Schutzmaßnahmen beim Anfahren

• Fehlender Blitzschutz

3.4 Brände, mögliche Ursachen


• „Brand im Maschinenraum“ (BHKW, elektrische Anlagenteile)

• Entzündungen elektrischer Anlagenteile (Trafos, Kabel, Überlastung, Alterung)

• Heißarbeiten

• Brandübertragung (von außen, nach außen)

• Unzureichender Blitzschutz

• Entzündung von Aktivkohle (im Adsorber, nach Entnahme bei Lagerung)

• Entzündungen in Trocknern

4.1 Bestehende Technische Regeln (speziell für Biogasanlagen):

14.11.2017 10

5. Regelungen und Technische Regeln

Regelung Grund-

lage

Verant-

wortlich

Inhalte Grenzen

1. Technische Regel

Gefahrstoffe 529

Gefahr-

stoffV

BMAS /

AGS

Schutz

„Beschäftigter“ vor

Gefahrstoffen

Herstellung

2. Merkblatt 28

„zusätzliche

Gasverbrauchs-

einrichtung“

BImSchG KAS Sicherheit von

„Fackeln“

Herstellung,

Aufbereitung

3. Technische

Information 4 (TI4)

SVLFG Sicherheit,

Beschäftigte

Herstellung,

Landwirtschaft

4. Beispiele Ex-Zonen

Teil Biogas / DGUV

Regel 113-001

BG RCI

DGUV

Beispiele für Ex-

Schutz und Zonen-

Ausweisung

Herstellung,

Landwirtschaft&

Bioabfälle

5. VdS-Richtlinie 3470 GDV Beschaffenheit,

Betrieb


4.2 DWA / DVGW-Regeln (speziell für Biogasanlagen):

14.11.2017 11


DWA-M 305:2016-12: Entwurf Gasfackelanlagen als zusätzliche

Gasverbrauchseinrichtungen an Biogasanlagen

DWA-M 375:2017-02: Entwurf Technische Dichtheit von

Membranspeichersystemen

DWA-M 377:2016-11: Biogas-Speichersysteme - Sicherstellung der

Gebrauchstauglichkeit und Tragfähigkeit von

Membranabdeckungen

DVGW G 436-1:2016-11 dto.

DVGW G 1030:2010-12 Anforderungen an die Qualifikation und die Organisation

von Betreibern von Anlagen zur Erzeugung, Fortleitung,

Aufbereitung, Konditionierung oder Einspeisung von

Biogas

DVGW G 265-1:2014-03 Anlagen für die Aufbereitung und Einspeisung von

Biogas in Gasversorgungsnetze - Teil 1: Planung,

Fertigung, Errichtung, Prüfung und Inbetriebnahme

DVGW G 265-2:2012-01 dto. Teil 2: Fermentativ erzeugte Gase - Betrieb und

Instandhaltung Biogasanlagen: Betriebsstörungen / Sicherheitsanforderungen

5.1 In Vorbereitung befindliche Regelungen:

14.11.2017 12

Regelung Grund-

lage

Verant-

wortlich

Inhalte Grenzen

6. Biogasanlagen-

Verordnung

BImSchG BMUB Emissionen und

Sicherheit (Dritte &

Umwelt)

Herstellung &

Aufbereitung,

7. Technische Regel

Anlagensicherheit

(TRAS)

BImSchG BMUB /

KAS

Sicherheit (Dritte

und Umwelt)

Herstellung &

(Aufbereitung)

8. TA-Luft BImSchG BMUB Emissions-

minderung

Herstellung &

(Aufbereitung)



5.2 Entwurf Biogasanlagen-Verordnung (2009 bis 2016 ?)

14.11.2017 13

Anlagensicherheit


Luftreinhaltung

Biogasanlagenverordnung zum BImSchG

gemäß § 7, § 23 BImSchG

Vorteile:

• Unmittelbar anwendbare Pflichten

• auch für nicht genehmigungsbedürftige Anlagen

• Übergangsregelungen

• Ausnahmen

• Altanlagenregelungen

• Ordnungswidrigkeiten

TRAS 120 Biogasanlagen TA Luft


5.3 Entwurf TRAS 120 Biogasanlagen: Anwendungsbereich



Diskussionsstand 17.10.17 (eigene Formulierung): 1Diese TRAS gilt für die Errichtung, die Beschaffenheit und den Betrieb von

nach § 4 des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (BImSchG) genehmigungsbedürftigen Biogasanlagen. 2Sie gilt ferner für Biogasanlagen, die der StörfallV unterliegen, da sie

Betriebsbereich oder Bestandteil eines Betriebsbereichs im Sinne des § 3 Absatz 5a BImSchG sind.

(Jeweils einschließlich Nebeneinrichtungen, wie Gülle- oder Gärrestlage (9.36) oder Biogaslager (9.1).)

Ausgenommen sind u.a.:

a) Biogasanlagen als Teil von Kläranlagen, wenn nur Klärschlämme behandelt werden,

b) Trockenfermentationsanlagen.

D.h. diskontinuierlich betriebene Anlagen sind i.d.R. nicht erfasst.

5.4 Entwurf TRAS 120 Biogasanlagen: Inhalt



1. Einleitung

1.1 Präambel, Rechtsgrundlage

1.2 Erforderlichkeit

1.3 Anwendungsbereich, Verhältnis zu anderen Regeln

1.4 Begriffe

1.5 Aufbau und Funktionsweise von Biogasanlagen

1.6 Gefahrenquellen

1.6.1 Gefahrenanalyse

1.6.2 Betriebliche Gefahrenquellen

1.6.3 Umgebungsbedingte Gefahrenquellen

1.6.4 Eingriffe Unbefugter




2. Grundsätzliche Anforderungen

2.1 Allgemeine Anforderungen

2.2 Brandschutz

2.2.1 Vorbeugender Brandschutz

2.2.2 Abwehrender Brandschutz

2.3 Explosionsschutz

2.4 Gasbeaufschlagte Anlagenteile

2.5 Abstände

2.5.1 Schutzabstände

2.5.2 Sicherheitsabstände

2.6 Betrieb und Betriebsorganisation / Dokumentation

2.6.1 Betriebsorganisation & Dokumentation

2.6.2 Fachkunde

2.6.3 Eigenüberwachung

2.6.4 Prüfung und Instandhaltung




2.6.5 Maßnahmen bei Störungen: Alarm- und Notfallplan,

Sicherheitsübungen und Notstromkonzept

2.6.5.1 Alarmplan

2.6.5.2 Notfallplan

2.6.5.3 Notstromkonzept

2.7 Sonstige Anforderungen

2.8 Besondere Anforderungen an Anlagen zur Annahme von besonderen

Einsatzstoffen

2.9 Blitzschutz

3. Besondere Anforderungen an Anlagenteile

3.1 Allgemeine Anforderungen

3.2 Kennzeichnung von Anlagenteilen

3.3 Substratvorbehandlung und –aufgabe

3.3.1 Hydrolyse

3.3.2 Hygienisierung

3.3.3 Zusatz- und Hilfsstoffe




3.4 Gärbehälter

3.5 Rohrleitungen, Armaturen, Pumpen

3.6 Membransysteme, Gasspeicher

3.6.1 Allgemeine Anforderungen

3.6.2 Membranen

3.6.3 Befestigungen von Membranen

3.6.4 Unterkonstruktionen

3.6.5 Stützluftgebläse

3.6.6 Füllstandsmessung

3.7 Maschinenräume

3.8 Aktivkohleadsorber

3.9 Zusätzliche Gasverbrauchseinrichtung

3.10 Trocknungsanlagen

3.11 Prozessleittechnik

3.12 Elektrotechnik




Anhang I. Betriebsorganisation

Anhang II. Notfallplan

Anhang III. Anlagendokumentation

Anhang IV. Fachkunde

Anhang V. Mindestinhalte von sicherheitstechnischen Prüfungen

Anhang VI. Konzept zur Eigenüberwachung

Teil 1 organisatorisch (Teil 2 technisch (MSR-Technik)

Anhang VII. Brandschutz und Schutzabstände

5.9 Entwurf TRAS 120 Biogasanlagen: Begriffe



Elektroraum:

Raum in einer baulichen Anlage, der ausschließlich oder im Wesentlichen

dem Betrieb elektrischer Anlagenteile, wie zur Stromerzeugung,

Umspannung, Stromverteilung oder -schaltung, dient und kein Maschinen-

oder Pumpenraum ist. Dies schließt elektrische Betriebsstätten und

elektrische Betriebsräume ein.

Gärbehälter:

Behälter, in dem ein anaerober mikrobiologischer oder anaerober

enzymatischer Abbau des Substrates oder der Gärreste stattfindet und

Biogas entstehen oder vorhanden sein kann.

Maschinenraum:

Raum, in dem Reinigungs-, Aufbereitungs-, Förder-, Verdichter- oder

Verwertungs-einrichtun¬gen für Biogas, ggf. einschließlich deren Steuer-

und Regelungstechnik, Einrichtungen zur Zufuhr von Stoffen in den

Gasraum von oder zur Probenahme aus Gärbehältern vorhanden sind.

5.10 Entwurf TRAS 120 Biogasanlagen: Gefahrenanalyse, Schutzabst.



1.6.1 Gefahrenanalyse

Die Ermittlung und Bewertung der Gefahrenquellen hat im Rahmen einer

systematischen Gefahrenanalyse und Gefährdungsbeurteilung gemäß

Gefahrstoffverordnung (GefahrstoffV) zu erfolgen (siehe auch Technische

Regel für Gefahrstoffe (TRGS) 529). Die Gefahrenanalyse bei

Biogasanlagen im Anwendungsbereich der Störfall-Verordnung hat gemäß

Anhang III 2 b) der StörfallV zu erfolgen.

2.5.1 Schutzabstände

(1) Schutzabstände sind Abstände zwischen Biogasanlagen und

benachbarten Anlagen, Einrichtungen, Bauwerken oder Verkehrswegen

deren Zweck es ist, die Biogasanlage vor einem Schadensereignis

außerhalb der Biogasanlage, wie Erwärmung infolge Brandbelastung oder-

mechanischer Beschädigung zu schützen (externe Schutzabstände).

(2) Schutzabstände sind weiterhin Abstände, die die einzelnen Anlagenteile

einer Biogasanlage vor gegenseitiger Beeinflussung im

bestimmungsgemäßen Betrieb oder im Schadensfall schützen …

(interne Schutzabstände).

5.11 Entwurf TRAS 120 Biogasanlagen: Fachkunde



2.6.2 Fachkunde

(1) Der Betreiber muss gewährleisten, dass gemäß Anhang IV die

1. für den Betrieb,

2. für die Auslegung, Planung und Errichtung und

3. für die Eigenüberwachung und für die Instandhaltung

verantwortlichen Personen über eine hierfür ausreichende Fachkunde

verfügen.

(2) Der Betreiber muss ferner gewährleisten, dass entsprechend Anhang IV

1. seine an der Anlage tätigen Beschäftigten ausgebildet, geschult und

unterwiesen sind,

2. die sonstigen in der Anlage tätigen Personen geschult und unterwiesen

sind.

5.12 Entwurf TRAS 120 Biogasanlagen: Eigenüberwachung, Prüf- und Instandhaltungsplan



2.6.3 Eigenüberwachung

(1) Der Betreiber hat in einem Überwachungskonzept festzulegen, welche

Zustände und Abläufe zur Gewährleistung des bestimmungsgemäßen

Betriebs durch technische Vorkehrungen oder organisatorische

Maßnahmen von ihm überwacht werden müssen. …

Das Überwachungskonzept ist jährlich zu überprüfen und bei Bedarf

fortzuschreiben. Das Überwachungskonzept ist bei Prüfungen sowie

den zuständigen Behörden auf Verlangen vorzulegen

2.6.4 Prüfung und Instandhaltung

(1) Die zur Gewährleistung des bestimmungsgemäßen Betriebs

erforderlichen Prüfungen und Instandhaltungsmaßnahmen sind zu ermitteln

und das Ergebnis in einem Prüf- und Instandhaltungsplan zu

dokumentieren. Der Prüf- und Instandhaltungsplan ist alle zwei Jahre zu

überprüfen und bei Bedarf fortzuschreiben. Der Prüf- und

Instandhaltungsplan ist bei Prüfungen sowie den zuständigen Behörden auf

Verlangen vorzulegen

5.13 Entwurf TRAS 120 Biogasanlagen: Notfallplan



2.6.5.1 Alarmplan

… (vgl. TRGS 529)

2.6.5.2 Notfallplan

(1) Der Notfallplan muss die in Anhang II genannten Angaben enthalten.

(2) Der Notfallplan bestimmt die Maßnahmen, die zur Kontrolle von

Abweichungen vom bestimmungsgemäßen Betrieb, die zu Gefahren führen

können, zur Begrenzung von deren Folgen sowie zur Begrenzung der

Risiken von Personen und der Umwelt erforderlich sind.

Der Notfallplan legt fest welche Aufgaben Beschäftigte im Notfall zu

übernehmen haben und welche Ausbildung hierzu erforderlich ist.

5.14 Entwurf TRAS 120 Biogasanlagen: Elektrotechnik & -raum



3.12 Elektrotechnik

…

(4) Elektroräume müssen mit für die notwendige Wärmeabfuhr,

ausreichend bemessenen Lüftungseinrichtungen ausgeführt sein. Die

Umgebungstemperatur von Schaltschränken darf 40°C und im Mittel über

24 h 35°C nicht überschreiten (siehe auch DIN EN 60947). Die

Lüftungseinrichtung muss als technische Lüftung ausgeführt sein und

temperaturabhängig angesteuert werden.

Biogasanlagen: Betriebsstörungen / Sicherheitsanforderungen 14.11.2017 26

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

Roland Fendler

III 2.3 Anlagensicherheit

[email protected]

Umweltbundesamt

www.umweltbundesamt.de/themen/wirtschaft-

konsum/anlagensicherheit

14.11.2017

mailto:[email protected]

5. Entwurf TRAS 120 Biogasanlagen: sicherheitstechnischen Prüfungen



Anhang V. Mindestinhalte von sicherheitstechnischen Prüfungen

Sicherheitstechnische Prüfungen haben insbesondere zu beinhalten:

1. Standsicherheit

2. Konstruktion und Auslegung (nur bei Erstprüfung oder nach Änderung),

3. Übereinstimmung mit Konstruktion und Auslegung,

4. Dichtigkeit von Umschließungen einschließlich gasbeaufschlagten

Anlagenteilen,

5. Brand- und Explosionsschutz,

6. Sicherheitstechnische Einrichtungen und deren Funktion,

7. Technische Vorkehrungen und organisatorische Maßnahmen für den Fall

von Abweichungen vom bestimmungsgemäßen Betrieb,

8. Dokumentation und Betriebsorganisation, Betriebsanweisung,

Gefährdungsbeurteilungen, Explosionsschutzdokument,

9. Vorgesehene Eigenüberwachung und Instandhaltung,

10. das Annahmemanagement, soweit gemäß Kapitel 2.8 gefordert.

Auf die LAI-Arbeitshilfe für sicherheitstechnische Prüfungen an Biogasanlagen,

insbesondere für Prüfungen nach § 29a BlmSchG /15/ wird hingewiesen.

5. Entwurf TRAS 120 Biogasanlagen: Brandschutz und Schutzabstände



Schutzabstände dienen dem Schutz von Anlagenteilen auf dem Anlagengelände vor Einwirkungeni. (Angaben in Metern).

Gefahrenquellen

Anlagenteile

Gärbehälter

(incl. separa-

ter Hydro-

lyse)v

Separater

Gasspei-

cher

Maschinen-

raum mit

BHKW

Sonstiger

Maschinen-

raum

Elektro-

raum

Pumpen-

raum

Anlagen-

steuerung

Fackeln i ii iii

Separate Ad-

sorber

benachbarte

Bauwerke,

Anlageniv

Gärbehälter (incl.

separater Hydro-

lyse)v

3,5 +

0,4•(H1+H2vi)

3,5 +

0,4•(H1+H2)

3,5 +

0,4•(H1+H2)

3,5 +

0,4•(H1+H2)

3,5 +

0,4•(H1+H2)

3,5 +

0,4•(H1+H2)

3,5 +

0,4•(H1+H2)

20 3,5 +

0,4•(H1+H2)

3,5 +

0,4•(H1+H2)

separater Gas-

speicher

3,5 +

0,4•(H1+H2)

3,5 +

0,4•(H1+H2)

3,5 +

0,4•(H1+H2)

3,5 +

0,4•(H1+H2)

3,5 +

0,4•(H1+H2)

3,5 +

0,4•(H1+H2)

20 3,5 +

0,4•(H1+H2)

3,5 +

0,4•(H1+H2)

Maschinenraum

mit BHKW

F90 / T30

ins Freie

F90 / T30

ins Freie

F90 / T30

ins Freie

F90 / T30

ins Freie

F90 / T30

ins Freie

8 vii F90 / T30

ins Freie

3,5 +

0,4•(H1+H2)

Sonstiger Maschi-

nenraum

F90 / T30

ins Freie

F90 / T30

ins Freie

F90 / T30

ins Freie

F90 / T30

ins Freie

8 vii F90 / T30

ins Freie

3,5 +

0,4•(H1+H2)

Elektroraum F90 / T30 F90 / T30 F90 / T30 8 vii F90 / T30 3,5 +

0,4•(H1+H2)

Pumpenraum F90 / T30 ins

Freie

F90 / T30

ins Freie

8 vii F90 / T30

ins Freie

3,5 +

0,4•(H1+H2)

Raum für die

Anlagensteuerung

F90 / T30

ins Freie

8 vii F90 / T30

ins Freie

3,5 +

0,4•(H1+H2)

Fackeln i ii iii - 8 vii 20

Separate

Adsorber

- 3,5 +

0,4•(H1+H2)

14.11.2017 29

Technische

Regel

Gefahrstoffe

Technische Regel

Anlagen-

sicherheit

Technische

Regel

wassergef.

Stoffe

(private Regeln)

GefahrstoffV

BiogasanlagenV

AwSV

ChemG BImSchG WHG

Betr

SichV

ArbmV

ArbSchG

Grundlagen für staatliche Regelungen und Regeln, die Biogasanlagen betreffen:

Technische

Regel Betriebs-

sicherheit

Hermann, Fendler: Entwurf BiogasanlagenV Stand 2016

REGELUNGEN UND TECHNISCHE REGELN

StörfallV

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