Diffuse Emissionsquellen sind beispielsweise Leckagen in Rohrleitungen, Geräten, Pumpen, Flanschen, Ventilen usw. Treten hier eher ungefährliche Substanzen wie unter Hochdruck stehendes Wasser oder Dampf aus, droht der Umgebung kein oder nur geringer Schaden. Werden jedoch Schadstoffe diffus abgegeben, können diese Emissionen die Umwelt schädigen, die Sicherheit von Menschen gefährden, Produktionsabläufe behindern und einem Unternehmen ökonomisch schaden.
Der Autor: Joe Krance Leitender Compliance Engineer, Swagelok
Laut der European Sealing Association (www.europeansealing.com) machen diffuse Emissionen aufgrund undichter Ventile, Pumpen und Flansche etwa ein Drittel der gesamten organischen Emissionen von Chemiewerken aus. Und in vielen Prozesssystemen sind Ventile für die Mehrheit der diffusen Emissionen verantwortlich, was sich auf ihre vielen beweglichen Teile und die Verwendung von Dichtungen und Spindelpackungen zurückführen lässt. Ventile können in der Tat bis zu 60 % der Gesamtemissionen einer Anlage beitragen.
Diffuse Emissionen müssen nicht unbedingt schädlich für die Mitarbeiter, die Bevölkerung und die Umwelt sein. Aber sie sind immer eine Verschwendung, reduzieren die Effizienz der Anlage und kosten die Unternehmen Geld.
Gesamtkosten diffuser Emissionen
An dieser Stelle müssen alle Kosten durch diffuse Emissionen erkannt und berücksichtigt werden. Zunächst ist da der Materialverlust, der je nach Substanz oft teuer sein kann. Aber auch ein einfaches Produkt wie aufbereitetes Wasser, das ausläuft, kostet genug Geld, wenn man die Kosten für die Aufbereitung, Lagerung und Weiterleitung berücksichtigt. Es gibt jedoch weitere, nicht auf den ersten Blick erkennbare, potenzielle Kosten im Zusammenhang mit diffusen Emissionen:
- Arbeitsaufwand für Reparaturen von Leckagestellen
- Material für Reparaturen von Leckagestellen
- verschwendete Energie
- verringerter Anlagenwirkungsgrad
- Beseitigung von Umweltschäden
- Strafgebühren für Umweltschäden
- Schadensersatzforderungen bei Personenschäden
- Gerichtsverfahren aufgrund von Leckagen
- eventuelle Verkaufsverluste durch schlechtes Image
Diffuse Emissionen zu reduzieren oder zu eliminieren, ist, etwa für die Chemiebranche oder andere Schwerindustrien, ein erstrebenswertes Ziel. Gründe dafür gibt es genug, u. a. strengere Gesetze und Vorschriften. Weltweit gibt es viele Normen für diffuse Emissionen, nach denen die Unternehmen ihre nationalen und lokalen Vorschriften erfüllen. Einige Unternehmen schaffen sogar eigene Spezifikationen.
Europäische Regelungen
Die IPPC-Richtlinie (Integrated Pollution Prevention and Control) über die integrierte Vermeidung und Verminderung der Umweltverschmutzung zielt darauf ab, dass Unternehmen Maßnahmen zunächst zur Vermeidung, dann zur Verminderung von Emissionen in Wasser, Luft und Boden sowie auch von Abfall ergreifen.
Außerdem gibt es mit dem EU-Emissionshandel (European Union Emissions Trading Scheme EU ETS) ein Cap-and-Trade-Programm nach folgendem Prinzip: Die Treibhausgas-Emissionen emissionshandelspflichtiger Anlagen werden auf eine Gesamtmenge begrenzt und in Form handelbarer Rechte (Berechtigungen) ausgegeben. Wer die Luft mit Treibhausgasen belastet, benötigt hierzu Rechte. Je weniger Emissionen, desto wirtschaftlicher also für ein Unternehmen. Wer seine Treibhausgas-Emissionen reduziert, kann die entsprechend weniger benötigten Rechte verkaufen.
Die beste verfügbare Technik (best available technology), die dem in Deutschland traditionell verwendeten Stand der Technik entspricht, bietet bewährte Verfahren zur Emissionsreduzierung. Im Blick auf Komponenten wird in Europa, insbesondere in Deutschland, nach einer Typentest-Methode verfahren, wobei der Hersteller von Komponenten seine Produkte zuerst testen (oder die Tests von einem unabhängigen Labor durchführen lassen muss), und im Voraus eine FE-Zertifikation liefern muss. Damit liegt die Verantwortung für die Einhaltung der FE-Vorschriften ganz beim Hersteller.
Die EU-Mitgliedsstaaten können ihre eigenen Normen festlegen, solange diese die IPPC-Richtlinie erfüllen. In Deutschland gilt die Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA Luft). Sie enthält Vorschriften zum Schutz vor unvertretbar hohen Schadstoffbelastungen aus Anlagen und Anforderungen zur Vorsorge gegen schädliche Umwelteinwirkungen. Darüber hinaus legt sie Emissionswerte für alle relevanten Luftschadstoffe aus Anlagen fest. Die Vorgaben der TA Luft wirken sich bis zu Komponenten wie Ventilen aus, z. B. wenn Hersteller sich darum bemühen, Ventile mit einem Ventilspindel-Packungssystem herzustellen, das dasselbe Dichtvermögen wie ein Faltenbalgventil hat.
Die Norm DIN EN ISO 15848 der International Organisation for Standardization befasst sich mit Mess-, Prüf- und Qualifikationsverfahren für flüchtige Emissionen bei Industriearmaturen. Sie beschreibt sowohl einen Typen- als auch einen Produktionstest für Ventile und berücksichtigt das gesamte Ventil. Obwohl die ISO 15848 eine internationale Norm ist, ist sie stark von der europäischen Philosophie beeinflusst, weshalb sie noch nicht auf der ganzen Welt verbreitet und akzeptiert ist.
Technologische Optionen
Trotz unterschiedlicher Normen führen viele Unternehmen weltweit Aktivitäten zur Leckageerfassung und Reparatur (Leak Detection and Repair LDAR) durch. In den Vereinigten Staaten tendiert man zur Überwachung von Unternehmen als primäre Methode zur Gewährleistung der FE-Konformität, in Europa erfolgt dies eher als ergänzende Maßnahme. LDAR-Programme sind organisierte Überprüfungen in einem Unternehmen, bei denen auf Leckagen überwacht wird und erfasste Leckagen behoben werden. Eine praktische Methode zum Erfassen von Lecks am Einsatzort ist die Überprüfung jeder Verbindung mit einer tragbaren, mit einer Schnüffelsonde ausgerüsteten Vorrichtung. Allerdings kann diese Methode zeitaufwendig und teuer sein.
Die EPA-Methode 21 (Environmental Protection Agency) ist eine Prüfmethode, die oft bei LDAR-Aktivitäten eingesetzt wird und zum Erfassen von VOC-Emissionen (VOC = flüchtige organische Verbindungen) von Ventilen, Flanschen und anderen Verbindungen sowie anderen Prozessgeräten geeignet ist. Dabei wird in der Regel ein tragbares Instrument zum Überprüfen der Atmosphäre verwendet. Die Probe wird über eine Pumpe an einen Messwertgeber übermittelt, der die Emissionswerte in ppm misst.
Die tragbare Gasleckkamera ist eine neue Methode, die sich zur Reduzierung von diffusen Emissionen einsetzen lässt. Mit Infrarottechnologie werden Videobilder erzeugt, auf denen entweichende, unsichtbare Gase deutlich zu sehen sind. Somit muss der LDAR-Wartungstechniker nicht jede einzelne Ventilspindel oder Verbindung mit einer Schnüffelsonde überprüfen, sondern kann einfach umhergehen und alles durch die Kamera betrachten und dabei Stellen finden, die repariert werden müssen.
Eine Möglichkeit zur Reduzierung von diffusen Emissionen mit Blick auf Komponenten ist die Konstruktion von technisch ausgeklügelteren Dichtungen. Falls Behörden und Industrie zunehmend strengere Limits für Leckagen fordern, dann muss sich die derzeitige Dichtungstechnologie ändern. Dazu gehört die Entwicklung neuer Dichtungswerkstoffe, das Hinzufügen von Back-up-Dichtungen und eine Änderung der Fertigungs- und Montagepraktiken. Zielführend scheint außerdem die Entwicklung innovativer Packungswerkstoffe für Ventilspindeln.
Online-Info: www.cav.de/0211457
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