Dichtheitskontrolle der Biogasanlage ohne riskante Versuche

Die Dichtheit einer Biogasanlage lässt sich ohne riskante Versuche kontrollieren, indem man vier nichtinvasive Informationsquellen kombiniert: Beobachtung und Sichtprüfung, Gasbilanz, Messung mit einem tragbaren Detektor sowie Bildgebung mit einer methanempfindlichen Kamera. Diese Methoden erfordern weder das Erhöhen des Drucks noch das Öffnen von Leitungen oder das Einsteigen in Behälter und schaffen daher selbst keine zusätzliche Gefahr. Nachfolgend werden ihr Umfang, ihre Grenzen und die Art beschrieben, wie sich daraus ein stimmiges Programm aufbauen lässt.

Warum „Versuche mit Gas“ vermeiden

Früher prüfte man die Dichtheit mitunter mit Methoden, die die Arbeit mit brennbarem Gas oder eine Überlastung der Geräte erforderten, zum Beispiel das Anheben des Drucks über den Betriebsdruck oder das Öffnen von Verbindungen auf der Suche nach der Geruchsquelle. Solche Maßnahmen bergen das Risiko einer Explosion, einer Beschädigung der Membran oder einer Gefährdung von Menschen durch Biogas. Biogas enthält CH₄, das mit Luft in einem begrenzten Konzentrationsbereich ein explosives Gemisch bildet, sowie CO₂ und H₂S, die gesundheitsgefährdend sind. Aus diesem Grund setzt man keine improvisierten Versuche ein, und die Dichtheitskontrolle soll sich auf Verfahren und Werkzeuge stützen, die für diesen Zweck vorgesehen sind. Druckproben werden bei der Abnahme und nach wesentlichen Änderungen gemäß Planung und Vorschriften, planmäßig und durch berechtigte Personen durchgeführt.

Methode 1: Sicht- und Gehörprüfung

Die grundlegende, günstige und wirksame Prüfung umfasst:

• den Zustand der Membran: Falten, Knicke, Scheuerstellen, Feuchtigkeit und Korrosionsspuren an den Befestigungen,
• den Zustand der Dichtungen von Flanschen, Durchführungen und Ventilen,
• Spuren von Kondensat oder Tropfen an ungewöhnlichen Stellen,
• das Verhalten der Vegetation oder Reifbildung in der Nähe der Leitungen (bei großen Lecks),
• Zischgeräusche in der Stille, besonders an Überdruckventilen und in der Nähe von Druckabzweigen.

Die Ergebnisse werden in der Begehungsliste festgehalten. Die Prüfung erkennt keine kleinen Lecks, zeigt aber Bereiche mit erhöhtem Risiko an.

Methode 2: Gasbilanz

Die Bilanz vergleicht, wie viel Gas erzeugt und wie viel verbraucht wurde und wie sich der Vorrat im Speicher verändert hat. Stimmt die Summe der Verbräuche (Motor, Kessel, Fackel, Aufbereitung) und der Vorratsänderung nicht mit der Produktion überein, kann die Differenz eine Undichtigkeit oder einen Messfehler bedeuten. Damit die Bilanz nützlich ist:

• sollten alle Durchflussmesser kalibriert und um Temperatur, Druck und Feuchtigkeit korrigiert sein,
• muss der Füllstand des Speichers reproduzierbar gemessen werden,
• erfolgt der Vergleich für einen langen Zeitraum, weil kurze Schwankungen Rauschen erzeugen.

Die Bilanz zeigt nicht die Leckstelle an, signalisiert aber, dass sich eine genauere Inspektion lohnt. Sie ist auch ein Werkzeug zur Verfolgung der Wirksamkeit von Reparaturen.

Methode 3: Tragbarer Detektor

Ein Methandetektor (der z. B. die Absorption im Infrarot oder einen Halbleiter nutzt) ermöglicht es, die Leckstelle aus einer Entfernung von einigen Dutzend Zentimetern vom Punkt zu bestimmen. Die Kontrollpraxis:

• Verbindungen, Wellendichtungen, Ventile, Entwässerungen und Flansche werden der Reihe nach gemäß Liste geprüft,
• die abgelesenen Werte werden notiert und mit dem im Programm festgelegten Klassifizierungskriterium für Undichtigkeiten verglichen,
• das Gerät muss für den Betrieb im explosionsgefährdeten Bereich zugelassen sein, wenn es dort verwendet wird,
• die Ausrüstung muss vor dem Gebrauch kalibriert und geprüft werden.

Wind verdünnt das Gas und kann die Messwerte verfälschen, daher misst man nahe an der Quelle und berücksichtigt die Wetterbedingungen.

Methode 4: Bildgebung mit einer methanempfindlichen Kamera

Eine Kamera für die optische Gasbildgebung (OGI) ermöglicht es, die Methanwolke im Infrarotbild zu sehen. Der Vorteil ist das schnelle Absuchen großer Flächen, zum Beispiel des Behälterdachs mit der Membran oder von Rohrleitungssystemen, aus sicherer Entfernung. Einschränkungen sind der Preis der Ausrüstung, die erforderliche Schulung des Bedieners und die Empfindlichkeit gegenüber den Bedingungen: Wind, thermischer Hintergrund und Temperatur. Die Nutzung der Kamera erfordert eine Risikobeurteilung des Arbeitsplatzes, besonders auf Behältern, wo die Regeln zum Schutz vor Absturz und vor Gasgefahren gelten. Die Praxis von Programmen zur Leckageerkennung und -reparatur ist im Beitrag LDAR in der Biogasanlage behandelt.

Übersicht der Methoden

Die besten Ergebnisse bringt die Kombination: Die Bilanz signalisiert ein Problem, die Kamera grenzt den Bereich ein, der Detektor lokalisiert präzise, und die Sichtprüfung kontrolliert den Zustand der Dichtungen.

Kontrollprogramm Schritt für Schritt

1. Bestandsaufnahme der Punkte – Liste aller Elemente des Gassystems: Behälter, Membranen, Durchführungen, Ventile, Flansche, Entwässerungen.
2. Zeitplan – risikoabhängige Kontrollhäufigkeit; Punkte mit hohem Risiko häufiger.
3. Klassifizierungskriterien – Konzentrationsschwelle oder Größe des Lecks, ab der eine Reparatur erforderlich ist und in welcher Frist.
4. Reparaturverfahren – wer, wann und wie die Undichtigkeit beseitigt, unter Absicherung des Anlagenbetriebs.
5. Verifizierung – erneute Messung nach der Reparatur und Protokollierung des Ergebnisses.
6. Berichterstattung – Register der Undichtigkeiten und Trend, nützlich auch im Hinblick auf Anforderungen zur Verringerung von Methanemissionen (die Verordnung 2024/1787 regelt vor allem Methanemissionen im Sektor Erdöl, fossiles Gas und Kohle; ihre Anwendung auf Biogas ist begrenzt und muss im Text des Rechtsakts geprüft werden).

Reparaturarbeiten an gasführenden Leitungen führt man nicht „auf die Schnelle“ aus. Sie erfordern ein schriftliches Verfahren, eine Risikobeurteilung, Zündschutz und berechtigtes Personal, gemäß der Anlagenanweisung.

Typische Fehler

• Verlass auf den Geruch als einzigen Indikator,
• keine Aufzeichnungen, daher kein Trend,
• Messungen unter schlechten Bedingungen (starker Wind) ohne Korrektur,
• Reparieren ohne Verifizierung,
• Vernachlässigung der Membranen, die eine gesonderte, regelmäßige Kontrolle erfordern.

Membranen als eigenes Thema

Behälter mit Gasmembran erfordern eigene Regeln. Die Membran arbeitet unter wechselnder Belastung (Wind, Schnee, Druck), und ihre Schäden beginnen oft an den Befestigungen und am Rand. Neben der Kontrolle der Gasdichtheit umfassen sie den Zustand der Befestigungen, die Spannung der Stützen, die Entwässerung des Raums zwischen den Membranen und die Funktionsfähigkeit des Gebläses, das den Druck in der Außenmembran aufrechterhält. Die Besichtigung des Dachs erfolgt nach den Regeln für Arbeiten in der Höhe und ohne Betreten der Membran, sofern die Anweisung dies nicht vorsieht. Das Ergebnis der Kontrolle sollte man mit Wetterdaten abgleichen, denn ein Teil der Undichtigkeiten tritt nur unter bestimmten Bedingungen auf.

Was mit den Ergebnissen zu tun ist

Ein Kontrollergebnis hat nur dann Sinn, wenn es Handeln auslöst. Jede entdeckte Undichtigkeit kommt mit Ort, Datum, Nachweismethode und Größenbeurteilung ins Register. Die Reparaturfristen werden nach der Klassifizierung festgelegt: Lecks mit der höchsten Konzentration oder in der Nähe von Zündquellen haben Vorrang. Nach der Reparatur erfolgt eine Kontrollmessung, und das Register wird erst nach einem positiven Ergebnis geschlossen. Einmal im Jahr empfiehlt es sich, das Register auf wiederkehrende Stellen hin zu analysieren, denn wiederkehrende Undichtigkeiten am selben Element deuten auf einen Montagefehler oder die Wahl des Materials hin.