Gefahrenabwehr beim Umgang mit Wasserstoff

Bildtitel: Praktische Ausbildung zur Löschtaktik bei WasserstoffbrÀnden im Rahmen des HyResponder-Projekts
Autor: Franz Petter, FranzPetter@aol.com
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27. August 2023

Gefahrenabwehr beim Umgang mit Wasserstoff

EU-Projekte zeigen Notwendigkeit neuer Sicherheitsvorkehrungen

Mit Spannung sind die Ergebnisse der EU-Projekte HyResponder und HyTunnel-CS erwartet worden. In diesen beiden Projekten haben sich in den letzten Jahren zahlreiche Experten aus der Industrie, der Feuerwehr und von Forschungseinrichtungen mit BrĂ€nden und UnfĂ€llen bei Wasserstoffanwendungen beschĂ€ftigt. Nunmehr ist bei der International Fire Academy (IFA) nachzulesen: „Wasserstoff-Fahrzeuge in Tunneln – große Gefahr fĂŒr EinsatzkrĂ€fte!“

Mit der Nationalen Wasserstoffstrategie (NWS) hat die Bundesregierung einen Handlungsrahmen fĂŒr die kĂŒnftige Erzeugung, den Transport, die Nutzung sowie die Weiterverwendung von Wasserstoff und damit fĂŒr die entsprechenden Innovationen festgelegt. Wasserstoff kann einen wesentlichen Beitrag zum Klimaschutz leisten – als Kraftstoff fĂŒr Autos, als Rohstoff fĂŒr die Industrie oder als Brennstoff fĂŒr Heizungen. Als vielseitiger EnergietrĂ€ger ist er in allen Sektoren einsetzbar und ĂŒbernimmt somit eine SchlĂŒsselfunktion in der Energiewende.

In Power-to-Gas-Anlagen wird grĂŒner Wasserstoff CO2-neutral aus erneuerbaren Energien gewonnen, die sich so effektiv im Gasnetz speichern und transportieren lassen. Entsprechend euphorisch sind die Vertreter dieser Technologie.

Wasserstoff ist allerdings – hier genĂŒgt ein Blick in das Sicherheitsdatenblatt – ein extrem entzĂŒndbares Gas, das nunmehr immer hĂ€ufiger und in grĂ¶ĂŸeren Mengen gelagert und transportiert wird. Damit sind die Feuerwehren und Behörden in Genehmigungsverfahren und zwangslĂ€ufig auch bei EinsĂ€tzen konfrontiert, wie nachfolgende Meldungs-Beispiele zeigen:

  • Lastwagen gerĂ€t an Wasserstofftankstelle in Brand
  • Zwei Schwerverletzte nach Wasserstofftank-Explosion
  • Wasserstofftankstelle explodiert
  • Schwierige Bergung – Unfall mit „Wasserstoff-Fahrzeug“

Herkömmliche Kraftstoffe wie Benzin und Diesel sind im Einsatzgeschehen der Feuerwehren bekannt. Bisher spielen alternative Kraftstoffe wie verflĂŒssigtes Erdgas (Liquefied Natural Gas – LNG) oder Wasserstoff dabei eine noch sehr untergeordnete Rolle. Daher sind die Erfahrungen von EinsatzkrĂ€ften damit auch eher gering.

Nun hat die Energiewende an Fahrt aufgenommen. Bedingt durch den Ukraine-Konflikt steigt die Nachfrage nach LNG und Wasserstoff stark an. Dazu kommt, dass die Erdgasnetze zukĂŒnftig mit Wasserstoff betrieben werden sollen. ZunĂ€chst mit einer Zumischung. Eine Vielzahl an technischen Regelungen und Forschungen ist dafĂŒr notwendig und wird derzeit schon in den Gremien abgestimmt und etabliert.

Das erfordert bei den Behörden und Einsatzorganisationen entsprechende Ressourcen fĂŒr die Bearbeitung und fĂŒr die Aus- und Fortbildung sowie fĂŒr spezielle Einsatzmittel.

Wir beobachten, dass Wasserstoffanwendungen bereits etabliert sind, die EinsatzkrĂ€fte jedoch oft noch nicht ĂŒber die entsprechenden FĂ€higkeiten zur Gefahrenabwehr verfĂŒgen.

EU-Projekte HyResponder und HyTunnel-CS

Im Rahmen des HyResponder-Projekts wurde in den letzten Jahren ein „European Emergency Response Guide“ entwickelt. Dieser wird gerade auf LĂ€nderebene prĂ€sentiert. In Deutschland fand die Veranstaltung dazu Ende Mai 2023 in Oldenburg statt, um die vorgeschlagenen Reaktionen auf „Wasserstoff im Einsatzfall“ in die Deutschen Fachkreise der BrandbekĂ€mpfung zu kommunizieren, in Österreich gab es die entsprechende Veranstaltung bereits im April.

Das wichtigste Ergebnis des europĂ€ischen Forschungsprojektes HyTunnel-CS, in dem die IFA die Perspektive der Feuerwehren vertrat, ist: „Gegen Rauch, Hitze und Stichflammen können sich Feuerwehr-EinsatzkrĂ€fte schĂŒtzen, nicht aber gegen die Druckwelle von Explosionen von Wasserstofffahrzeugen in Tunneln. Deshalb gilt es, sicheren Abstand zu halten. Wie aber sollen dann Menschen gerettet und BrĂ€nde wirksam bekĂ€mpft werden? Auf diese Frage gibt es noch keine befriedigende Antwort – obwohl immer mehr wasserstoffbetriebene Fahrzeuge zugelassen werden. Deshalb mĂŒssen die Feuerwehren jetzt sofort an geeigneten Lösungen arbeiten.“

Neben den Empfehlungen aus den Forschungsprojekten gibt es national und international noch andere wichtige Einsatzhilfen, wie etwa die ISO 17840 als erste weltweite Norm fĂŒr die Feuerwehren. Zu wissen, wie die Energie in einem Fahrzeug gespeichert wird, kann den Unterschied bedeuten zwischen einem erfolgreichen Einsatz und einer möglicherweise unerwarteten Explosion, einem Gasaustritt, einer Stichflamme oder einem tödlichen Stromschlag.

                    

Mehrere Hunderttausend Benutzer haben die Euro Rescue App heruntergeladen. Sie bietet Zugriff auf 1.400 FahrzeugrettungsblÀtter in vier Sprachen. Der Internationale Feuerwehrverband (CTIF) forciert die Verbreitung und die Nutzung.

Voraussetzung dafĂŒr ist allerdings, dass die EinsatzkrĂ€fte den Fahrzeugtyp identifizieren können. Bei BrĂ€nden etwa in Tunneln oder Tiefgaragen ist das sehr schwer. Darauf zielt auch die erwĂ€hnte Aussage der IFA ab, denn die EinsatzkrĂ€fte gehen wie gewohnt vor und treffen dann plötzlich auf ein Brennstoffzellenfahrzeug. Selbst wenn das richtige Rettungsdatenblatt gefunden wird, sind die Informationen, etwa ĂŒber notwendige SicherheitsabstĂ€nde fĂŒr die EinsatzkrĂ€fte beim Brand des H2-Fahrzeuges, „ausbaufĂ€hig“.

Bei BrĂ€nden und UnfĂ€llen ist zu beachten, dass immer ein Szenario zu betrachten ist. Dazu zĂ€hlt zwingend die Umgebung der Einsatzstelle, die bei den Einsatzplanungen mitzuberĂŒcksichtigen ist. Der Brennstoffzellenbus brennt beispielsweise nachts in der Garage, weil er neben einem brennenden anderen Fahrzeug steht. Der H2-Bus ist dabei nicht die Ursache, aber er verschĂ€rft das Szenario wesentlich. Es sind zwei grundlegende Bereiche zu betrachten: Die Wasserstoffanlage (H2-Bus, H2-Pkw) ist selbst die Ursache, oder – das ist wahrscheinlicher – die Wasserstoffanlage wird durch ein externes Ereignis betroffen. Im Genehmigungsverfahren mĂŒssen beide Varianten betrachtet werden.

KĂŒnstliche Intelligenz hat großes Potential

Auf der anderen Seite stehen durch neue Anwendungen der Digitalisierung, insbesondere durch die kĂŒnstliche Intelligenz (KI), kĂŒnftig Möglichkeiten rascher Informationsbeschaffung zur VerfĂŒgung, um die Gefahrenabwehr zu unterstĂŒtzen. Viel kritisiert ist die lange Bearbeitungszeit bei den Behörden fĂŒr ein Genehmigungsverfahren. Hier verspricht die Politik eine wesentliche Beschleunigung. Gerade hier kann mit KI viel Zeit gespart werden.

Insbesondere kann die Feuerwehr mit einem geeigneten KI-Modul die eingereichten Unterlagen schnell analysieren und die PlausibilitĂ€t prĂŒfen. FĂŒr EinsĂ€tze in Explosionsbereichen können Roboter und Drohnen – mit KI – entscheidende Vorteile bringen. So kann ein Roboter beispielsweise eine Tiefgarage einscannen. Insbesondere können Brennstoffzellenfahrzeuge in Tiefgaragen und Tunnelanlagen ohne GefĂ€hrdung des Einsatzpersonals identifiziert werden.

Ein Lösungsansatz wÀre es, Fahrzeuge mit alternativen Kraftstoffen mit einem Chip auszustatten, damit der Roboter oder die Drohne Fahrzeuge rascher identifizieren kann. Mit Messtechnik am Roboter könnte man auch den Austritt von Wasserstoff detektieren.

Explosionslagen können in der RealitĂ€t nicht geĂŒbt werden, daher bieten sich fĂŒr das Training Virtual Reality (VR) beziehungsweise Augmented Reality (AR) an. Wie Abbildung 3 zeigt, kann man bereits mit herkömmlichen, kostenfrei zugĂ€nglichen Programmen ein brauchbares Einsatzleiter-Training realisieren.

Gratwanderung

Wenn die Feuerwehr eine Aus- und Fortbildung sowie spezielle Einsatzmittel benötigt, bedeutet das nicht zwangslĂ€ufig, dass die H2-Technik fehlerhaft oder anfĂ€llig wĂ€re. Es sind die neuen Szenarien (Massenunfall im Tunnel mit beteiligten H2-Lkw oder -Bussen), die das Risiko fĂŒr die EinsatzkrĂ€fte wesentlich erhöhen.

Das alles ist in der Umsetzung „politisch brisant“, denn eigentlich sollte es bei Wasserstoff ja möglichst keine Probleme geben. Finanzielle Mittel fĂŒr die Gefahrenabwehr sind „eher nicht“ vorgesehen. Die Einsatzorganisationen sind zunehmend mit einer Vielzahl an neuen Technologien und EnergietrĂ€gern konfrontiert. WĂ€hrend der Umstellungsphase sind viele verschiedene EnergietrĂ€ger parallel in Anwendung. FĂŒr die Mitarbeiter im vorbeugenden Brand- und Gefahrenschutz sowie in der Einsatzplanung bedeutet das zurzeit hĂ€ufig noch Neuland und „Learning by doing“. Der Arbeitsschutz ist dabei nicht nur fĂŒr die H2-Tankstellenmitarbeiter und fĂŒr die Fahrer der Tankwagen sicherzustellen, sondern auch im Rahmen einer GefĂ€hrdungsbeurteilung fĂŒr die EinsatzkrĂ€fte.

Wie viel Fortbildung wollen wir unseren Feuerwehrangehörigen zukommen lassen? Derzeit gibt es noch keine speziellen Übungsanlagen in Deutschland. Die deutsche Innenministerin warnt vor „AnschlĂ€gen“ auf die Energieinfrastruktur, und auch gewalttĂ€tige Aktionen von Aktivisten sind zu berĂŒcksichtigen. Da ist nun die Einsatzplanung der Feuerwehr gefordert. Alternative Energien sind „eng“ damit verzahnt: FĂŒr die Gefahrenabwehr ist es sinnvoll, Synergieeffekte zu nutzen, beispielsweise sollten die Themen LNG und CNG bei den Wasserstofffortbildungen gleich mit eingebaut werden.

Literatur

  • mdr.de/nachrichten/sachsen/chemnitz/zwickau/brand-tankstelle-lkw-zapfsaeule-meerane-100.html
  • kleinezeitung.at/oesterreich/5779092/Niederoesterreich_Zwei-Schwerverletzte-nach-WasserstofftankExplosion
  • heise.de/autos/artikel/Wasserstofftankstelle-in-Norwegen-explodiert-4445144.html
  • noen.at/moedling/schwierige-bergung-unfall-mit-wasserstoff-fahrzeug-gumpoldskirchen-wasserstoff-bergung-133570154
  • ifa-swiss.ch/magazin/detail/wasserstoff-fahrzeuge-in-tunneln-grosse-gefahr-fuer-einsatzkraefte
  • ISO 17840: Die erste weltweite Norm fĂŒr Feuerwehren | CTIF – International Association of Fire Services for Safer Citizens through Skilled Firefighters
  • Petter, F.: First on site: Decision-making training for incident commanders in vehicle fires, interne Studie, unveröffentlicht
  • 000 Nutzer haben die Euro Rescue App heruntergeladen – Zugriff auf 1.400 FahrzeugrettungsblĂ€tter in 4 Sprachen | CTIF – Internationaler Verband der Feuerwehren fĂŒr sicherere BĂŒrger durch qualifizierte Feuerwehrleute

 

Quellenangabe: F. Petter

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