Brandbekämpfung

Bart Goeman untersucht die möglichen Auswirkungen neuer europäischer Gesetze auf die Öl- und Gasindustrie.

Planer und Manager von Feuerlöschsystemen im Öl- und Gassektor müssen viele Aspekte berücksichtigen, wenn sie das richtige System zum Schutz ihrer Anlagen auswählen.

Zu den Faktoren gehören Wartung und Nachfüllung an Offshore-Standorten, Gesundheit und Sicherheit in potenziell gefährlichen Umgebungen, Betriebskosten und natürlich, wie schnell und effektiv ein Feuerlöschsystem einen Brandausbruch bewältigt.

Eine weitere Anforderung ist die Einhaltung von Branchenvorschriften und deren Einhaltung. Derzeit befasst sich die Öl- und Gasindustrie mit der Verordnung (EU) Nr. 744/2010 der Kommission, die ab dem 31. Dezember 2010 vorschreibt, dass alle neuen Feuerlöschsysteme halonfrei sein müssen, wobei die Ausmusterung aller Halonsysteme bis 2020 abgeschlossen sein soll.

Jetzt ist noch ein weiterer Faktor zu berücksichtigen: die jüngsten Änderungen der F-Gas-Verordnung, die die Verwendung von Fluorkohlenwasserstoffen (FKW) abdeckt, einschließlich solcher, die üblicherweise in Brandbekämpfungssystemen verwendet werden, was zu strengeren Beschränkungen für die Produktion und den Import von FKW führen wird.

Bevor wir die praktischen Auswirkungen für Öl- und Gasingenieure untersuchen, die für die Spezifikation oder Verwaltung von Feuerlöschsystemen verantwortlich oder daran beteiligt sind, schauen wir uns dieses neue Gesetz etwas genauer an.

Gesetzgebung im Detail

Am 12. März 2014 stimmte das Europäische Parlament dafür, einen Vorschlag der Europäischen Kommission zu unterstützen, den Einsatz von Fluorkohlenwasserstoffen (HFC) bis 2030 um 79 Prozent unter den durchschnittlichen CO2-Wert von 2009–2012 zu senken. Dies ist inzwischen ein Gesetz, dessen Bestimmungen in Kraft treten werden tritt im Januar 2015 in Kraft.

Dies ist Teil der laufenden F-Gas-Verordnung (offiziell bekannt als Verordnung (EU) Nr. 517/2014 des Europäischen Parlaments zur Aufhebung der Verordnung (EG) Nr. 842/2006). HFKW werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, beispielsweise in der Kühlung und Klimatisierung.

Es gibt jedoch auch klare Auswirkungen auf die in Brandbekämpfungssystemen verwendeten HFKW, da diese im Vergleich zu in anderen Situationen verwendeten HFKW einige der höchsten Treibhauspotenziale (GWP) aufweisen.

Bei GWP handelt es sich um Berechnungen darüber, wie stark die Umweltauswirkungen eines Treibhausgases über einen bestimmten Zeitraum im Vergleich zu Kohlendioxid sind. Das GWP für HFC-227ea, das üblicherweise in Brandbekämpfungssystemen verwendet wird, beträgt 3350, sodass es in seinen potenziellen Auswirkungen auf das Klima 3350-mal stärker ist als CO2. Um einen Vergleich mit zwei in der Kühlung verwendeten HFKW zu ermöglichen: HFKW-134a hat ein GWP von 1300 und HFKW-32 hat ein GWP von 677.

Auswirkungen auf die reale Welt

Bis zur Entladung einer Brandbekämpfungsanlage dürften die bei der Brandbekämpfung eingesetzten HFKW nur ​​geringe Emissionen aufweisen. Die F-Gas-Verordnung deckt jedoch die Emissionsreduzierung bei der Verwendung, Produktion und Einfuhr von HFKW ab.

Herstellern oder Anbietern von HFKW wird eine Produktions- oder Importquote zugeteilt, die auf dem CO2-Äquivalent im Verhältnis zu ihrem GWP basiert. Hier liegt die Herausforderung: Die relativ hohen GWP-Werte der zur Brandbekämpfung verwendeten HFKW würden bedeuten, dass beispielsweise ein HFKW-Hersteller den gleichen Prozentsatz einer Quote verbrauchen würde, indem er entweder eine Tonne HFKW-227ea, drei Tonnen HFKW- 245fa oder fünf Tonnen HFC-32 (alle fallen unter die neue Gesetzgebung).

Betroffen sind nicht nur Neuanlagen, sondern auch die Wiederaufladung bestehender Anlagen fällt unter den Ausstiegsplan. Da Brandbekämpfungsanlagen zwanzig Jahre oder länger vor Ort sein können, müssen auch Nutzer oder Unternehmen, die bereits installierte Anlagen unterstützen, die F-Gase-Verordnung berücksichtigen.

Nicht nur ein europäisches Problem

Die F-Gas-Verordnung ist die jüngste einer Reihe weltweiter Initiativen zur Bekämpfung der Verwendung von HFKW. In Malaysia beispielsweise hat der Green Building Index (GBI) bedeutende Maßnahmen eingeleitet, um das Bewusstsein für die Umweltauswirkungen der verfügbaren Optionen zur Brandbekämpfung mit sauberen Stoffen und insbesondere für die Klimaauswirkungen von HFC-227ea und HFC-125 zu schärfen . In Spanien hat der Ministerrat kürzlich eine Steuer auf fluorierte Treibhausgase (Gesetz 16/2013 vom Oktober 2013) für fluorierte Gase (F-Gase mit GWP über 150) genehmigt.

In den USA hat die Environmental Protection Agency (EPA) bereits ihren Vorschlag herausgegeben, den Status von Fluorkohlenwasserstoffen (HFC) in bestimmten Anwendungen zu ändern. Es wird geschätzt, dass dadurch die schädlichen Treibhausgasemissionen bis 2020 um bis zu 42 Millionen Tonnen Kohlendioxidäquivalent reduziert werden.

Dem Vorschlag zufolge entspricht dies den Kohlendioxidemissionen des jährlichen Stromverbrauchs von mehr als fünf Millionen Haushalten. Auf der Website des Climate Action Plan wird behauptet, dass sich die HFKW-Emissionen in den USA ohne nennenswerte Maßnahmen bis 2020 voraussichtlich verdoppeln und bis 2030 nahezu verdreifachen werden. Die USA haben außerdem Vereinbarungen mit China und Indien getroffen, um den Einsatz von HFKW schrittweise zu reduzieren.

Eine Wahl

Zum Glück für die Öl- und Gasindustrie gibt es einige praktikable und gut etablierte Halon-Alternativen, die nicht von der F-Gas-Verordnung betroffen sind, darunter wasser- und inertgasbasierte Systeme sowie einige technische Löschmittel.

Wasserbasierte Systeme haben den Vorteil, dass sie kein GWP aufweisen und von Natur aus eine geringe Toxizität aufweisen. Allerdings muss im Falle einer Systementladung auch die Frage der sicheren Entsorgung von kontaminiertem Wasser berücksichtigt werden. Diese Systeme eignen sich für viele Situationen, jedoch nicht für empfindliche, empfindliche oder teure Geräte wie Computer, da Wasser Schäden an der Elektronik verursachen kann. Darüber hinaus kaskadieren wasserbasierte Systeme nach unten (zweidimensionale Aktivität), daher ist es wichtig sicherzustellen, dass die gesamte Ausrüstung aus allen Winkeln ausreichend abgedeckt ist.

Eine weitere Option sind Inertgase, typischerweise Kombinationen aus Argon und Stickstoff, die die Luft im Risikobereich ersetzen und den Sauerstoff unter die Verbrennungsebene reduzieren. Auch hier weisen sie niedrige GWP-Werte auf und sind nicht von der F-Gas-Verordnung betroffen. Sie sind möglicherweise nicht die beste Wahl, wenn eine sehr schnelle Feuerlöschung erforderlich ist, da es einige Minuten dauern kann, bis sie effektiv entladen sind, und dann 30 Sekunden, um das Feuer zu löschen. Außerdem sind sie in bewohnten Bereichen nicht ideal, da die Entfernung von Sauerstoff dazu führen kann, dass diese Gase in der zum Löschen eines Feuers erforderlichen Konzentration hypoxisch werden. Außerdem benötigen sie für ihren Betrieb einen hohen Druck und da große Gasmengen erforderlich sind, kann die Größe des Gesamtsystems vergleichsweise groß sein.

Eine dritte Möglichkeit besteht darin, Systeme zu verwenden, die auf technisch sauberen Löschmitteln basieren. Systeme, die diese Wirkstoffe verwenden, erfordern normalerweise einen geringeren Druck und haben eine kleinere Stellfläche, sodass sie weniger wertvollen Platz beanspruchen. In diese Kategorie fallen nicht nachhaltige Stoffe wie HFKW, aber auch ökologisch nachhaltige Stoffe, die weder von der neuen EU-Gesetzgebung noch von anderen Umweltgesetzen weltweit betroffen sind.

Beispielsweise haben Perfluorketone (auch bekannt als FK 5-1-12) ein GWP von weniger als eins und keinen Ozonabbau. Dieses Mittel entlädt sich in 10 Sekunden und löscht ein Feuer innerhalb von 30 Sekunden, indem es Wärme statt Sauerstoff entzieht. Da diese sauberen Löschmittel elektrisch nicht leitend sind und keine Rückstände auf den Geräten hinterlassen, können sie nach der Entladung ohne Betriebsunterbrechung sicher verwendet werden.

Auf dem Öl- und Gasmarkt gibt es noch andere Aspekte zu berücksichtigen. Beispielsweise können technisch saubere Löschmittel, die bei Raumtemperatur flüssig sind (z. B. FK 5-1-12), mit jedem Transportmittel, einschließlich Luftfracht, versendet werden. Folglich können diese Wirkstoffe schnell an entlegene Standorte geliefert werden – wie z. B. Offshore-Ölplattformen – und eignen sich gut für das Nachfüllen vor Ort durch geschultes Personal, wodurch die Notwendigkeit entfällt, Zylinder für Wartungsarbeiten außerhalb des Standorts zu entfernen.

Dies bringt uns zu einem letzten und wichtigen Punkt: Welches System auch immer gewählt wird, die Gesamtbetriebskosten müssen verstanden werden, da variable Faktoren wie Nachfüllen, Wartung, Platz und Lagerung erheblich variieren können.

Unabhängig davon, welche Art von System ausgewählt wird, lautet die Botschaft an den Öl- und Gasmarkt, dass die aktuelle Umweltgesetzgebung die Fähigkeit zur Auswahl und Installation von Feuerlöschsystemen, die eine Vielzahl von Kriterien erfüllen, nicht einschränken muss: Gewährleistung von Gesundheit und Sicherheit; Schutz wertvoller Vermögenswerte; und natürlich die wirksame Löschung jedes Brandausbruchs.

Bart Goemanist Business Development Manager für3MNovec 1230 Brandschutzflüssigkeit für die EMEA-Region seit 2003. Er hat seinen Sitz in Belgien.