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04-05 | 2017

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Special Messtechnik & Analyse Mit optischer Gas-Bildgebung Methanlecks lokalisieren Die Öl- und Gasindustrie verliert jährlich mehrere Millionen Tonnen Methan durch flüchtige Emissionen innerhalb der Anlagen. Undichte Stellen an den Einrichtungen der Standorte wurden bisher meist indirekt mittels toxischer Gasanalysatoren entdeckt und mussten anschließend von Technikern genau geortet werden. Mit der optischen Gas-Bildgebung, wie sie von der Flir Systems GmbH, Frankfurt am Main, angeboten wird, lassen sich Lecks direkt und aus sicherer Entfernung lokalisieren. Während es für Bohrstellen eher selten ist, dass Erdgas in großen Mengen freigesetzt wird, verliert die Ölund Gasindustrie jährlich insgesamt 8 Mio. t an Methan durch flüchtige Emissionen. Da dies für die Betreiber einem Produktverlust gleichkommt, stellt sich für die Branche die Frage, wie sie Erdgasaustritte an potenziellen Entweichungsstellen wie Kompressorstationen, Verarbeitungsanlagen, Hydro- Fracturing-Bohrstellen sowie entlang der Transportstrecken am besten auffindet und repariert. Branchenstandard für die Lecksuche und -reparatur war lange Zeit ein Environmental-Protection-Agency (EPA)- Protokoll mit der Bezeichnung „Method 21“, bei dem toxische Gasanalysatoren (TVA) eingesetzt werden, um Gaslecks zu ermitteln. Daraufhin führten Anlageningenieure weitere Untersuchungen durch, um die exakte Austrittsquelle zu lokalisieren. Ein im Juni 2016 zur Genehmigung vorgesehener EPA-Vorschlag empfiehlt jedoch die optische Gas-Bildgebung (Optical Gas Imaging, OGI) als Alternative zur Emissionsreduzierung an Bohrstellen und Kompressorstationen. Optische Gas-Bildgebung wird zur vorbeugenden Instandhaltung genutzt, um Lecks in Rohrleitungen, an Flanschen und Verbindungen in petrochemischen Anlagen zu ermitteln. Energieproduzenten begrüßen OGI Zu den ersten Nutzern von OGI gehörte Jonah Energy LLC aus Denver, Colorado / USA. Das Unternehmen begann 2005 mit Hilfe älterer Flir GasfindIR-Kameras damit, flüchtige Emissionen an seinen Produktionsstandorten ausfindig zu machen. 2010 hatte Jonah vier vollzeitbeschäftigte Mitarbeiter, die für die Benutzung von GF320-Kameras, der neuesten Generation in der OGI-Technologie, zertifiziert waren. „Wir inspizieren monatlich 150 Einrichtungen, und dann innerhalb eines Jahres noch an die 1 700 Bohrstellen“, sagt Pat Mack, ein Umwelttechniker bei Jonah Energy. „Ohne OGI könnten wir Lecks nicht so effizient ausfindig machen. Wir mussten uns auf alte Technologie verlassen, mit der wir aber nicht so proaktiv sein konnten.” Die GF320 und andere Gas-Bildgebungsgeräte sind Infrarotkameras, die spezielle Filter haben, mit denen sie Methan und flüchtige organische Verbindungen (VOC) sehen können. Diese Gase absorbieren mittelwellige Infrarotstrahlung und blockieren Strahlung, die von dahinter befindlichen Objekten ausgeht. Die Kamera detektiert die Gasfahne als Schatten, der sich von der thermischen Strahlung der Umgebung abhebt. OGI kann Undichtigkeiten ab 0,8 g/h visuell bestätigen. Der Hauptvorteil liegt in der Fähigkeit, große Bereiche abzutasten und Gasfahnen in Echtzeit zu visualisieren. Dies hilft Inspektoren, die Quelle flüchtiger Emissionen zu lokalisieren und Reparaturmaßnahmen einzuleiten. Damit sind OGI-Inspektionen deutlich effizienter als Method-21-Untersuchungen. Tatsächlich stellten Sachverständige im Das Gasleck lässt sich auf dem Wärmebild deutlich erkennen. Rahmen einer für die City of Fort Worth, Texas / USA, durchgeführten Feldstudie fest, dass Abtastungen mit Infrarotkameras mindestens neun Mal schneller an denselben Anlagen waren. Durch die Geschwindigkeit der Abtastungen können Öl- und Gasproduzenten ihre Anlagen häufiger überprüfen. Die EPA merkt an, dass häufigere Inspektionen und Reparaturen flüchtige Methan- und VOC-Emissionen deutlich reduzieren können. Vierteljährliche Überprüfungen beispielsweise können die Emissionen um 80 % verringern, halbjährliche Überwachungs- und Reparaturmaßnahmen dagegen nur um 60 %. Seit 2010 hat Jonah die flüchtigen Emissionen um 75 % reduziert. Außerdem konnten die Reparaturzeiten von 705 auf 106 Stunden, die Laborkosten von 58 369 auf 7 500 US-$ und die Gasverluste von 348 000 auf 20 500 US-$ Bilder: Flir 20 UmweltMagazin April - Mai 2017

Messtechnik & Analyse Special gesenkt werden. Die Emissionen gingen von 351 auf 31 t zurück. Die kumulativen Gaseinsparungen des Unternehmens in den vergangenen sechs Jahren beliefen sich auf mehr als 5 Mio. US-$ und deckten damit die gesamten Programmkosten – von OGI- Ausrüstung und -Bedienern bis hin zu Leckreparatur- und Instandhaltungsmaßnahmen, einschließlich Laborund Teilekosten. Laut Mack hat Jonahs Erfolg mit dem OGI-basierten LDAR- Programm verschiedene Vorteile: „Wir helfen nicht nur der Umwelt, sondern sorgen auch dafür, dass das Gas in den Rohren bleibt – das wiederum spart Geld. Außerdem bleibt der Standort sicherer, weil wir keine explosive Atmosphäre haben.“ an Akzeptanz gewonnen, sondern auch bei den nationalen Umweltbehörden. Colorado und Wyoming haben ihre Inspektionsrichtlinien bereits neu verfasst, um den Einsatz von OGI zuzulassen. Andere Bundesstaaten, einschließlich Kalifornien, Pennsylvania, Nord-Dakota und Ohio, sind dabei, ihre Vorschriften zu überarbeiten. Darüber hinaus wird in einigen Bundesstaaten in Betracht gezogen, dass Unternehmen Methanlecks melden können, ohne ein Bußgeld zu riskieren, sofern das Leck innerhalb der festgelegten Frist hinreichend repariert wird. Insgesamt könnten nationale Vorschriften zu effizienteren Inspektionen und Leckreparaturen beitragen. Würden bei nur 10 bis 20 % der Standorte mit Gaslecks entsprechende Maßnahmen getroffen, könnte das laut EPA eine Reduzierung der Methanemissionen von 60 % bewirken. Jonah Energy konnte durch die Zusammenarbeit mit den Aufsichtsbehörden sicherstellen, dass die Umwelt sauberer wird und gleichzeitig der Produktionsbetrieb aufrechterhalten werden kann. Thomas Jung, Flir Systems GmbH, Frankfurt am Main, thomas.jung@flir.de Sicherheitsanliegen von Arbeitern Die Möglichkeit, Gasfahnen aus sicherer Entfernung aufzuspüren, ist für den Ausbilder Ron Lucier das wesentlichste Merkmal der Kameras. Lucier ist am Infrared Training Center in Nashua, New Hampshire / USA, tätig. Er beschreibt sie als „Sicherheitskameras“, da sie Technikern ermöglichen, Bohrstellen vor dem Betreten aus der Ferne auf Gasfahnen zu überprüfen. „Methan oder andere Kohlenwasserstoffe sind nicht entflammbar, können in hohen Konzentrationen aber eine Erstickungsgefahr darstellen“, so Lucier. „Bei TVA-Gasdetektoren wissen Sie zwar, dass Gas vorhanden ist, aber nicht, wie viel. OGI-Benutzer dagegen sehen sofort die Größe der Gasfahne – etwas, das mit einem Gasdetektor nicht funktioniert.“ Lucier unterweist die Auszubildenden darin, wie sie Lagertanks großräumig scannen, um Gasansammlungen rund um Einstiegsluken aufzuspüren. Erst nachdem sie sicher bestätigen können, dass keine Lecks vorhanden sind, dürfen sie für eingehendere Überprüfungen näher herangehen. „Ich habe etliche Situationen erlebt, in denen ich bei einer Fernabtastung eine riesige Gasfahne erkannt habe – und so vermeiden konnte, in ein Problem hineinzugeraten“, sagt er. Nationale Vorschriften OGI hat nicht nur bei der EPA und beim Bureau of Land Management bis nur noch weisser rauch aufsteigt. CURRENTA – Schadstoffe umweltgerecht entsorgen. Direkt am Rhein zwischen Leverkusen und Krefeld-Uerdingen befinden sich drei der fortschrittlichsten Entsorgungsstandorte Europas, die Kommunen und Industriebetriebe aus ganz Deutschland nutzen. Hier beseitigen und verwerten wir Sonder abfälle jeglicher Art sicher und umweltgerecht in eigenen Anlagen. Für komplexe Verbundwerkstoffe wie Platinen oder moderne Batterien haben wir eine thermische Vorbehandlung zur effizienteren Rückgewinnung der Metalle entwickelt. Und natürlich bieten wir unseren Kunden auch Einzel- oder Gesamtlösungen für ihre Entsorgungsprobleme an. Wenn Sie jetzt alles in weißen Rauch aufsteigen sehen wollen, sprechen Sie Michael Mross an. Tel +49 2133 5121156 oder michael.mross@currenta.de Currenta GmbH & Co. OHG 51368 Leverkusen www.currenta.com Ein Unternehmen von Bayer und LANXESS UmweltMagazin April - Mai 2017

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