Die
Verflüssigungs(LNG)-Technologie
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Erdgas besteht
im Wesentlichen (>90%) aus Methan. Unter
Normalbedingungen (T0 = 0 oC, P0
= 1013 hPa) ist Methan gasförmig mit einer Dichte von = 0.72
kg m-3 und einer Energiedichte (Heizwert) von H0
10 kWh m-3. Verglichen
mit der Energiedichte von Dieselkraftstoff (H 11
· 103 kWh m-3) ist das viel zu gering,
um den Einsatz von Methan unter Normalbedingungen im Sektor
Mobilität attraktiv zu machen. Es gibt 2 Möglichkeiten, um
diese Situation zu verbessern:
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- Durch Kompression auf den Druck P lässt sich
die Dichte, und damit die Energiedichte, von Methan
erhöhen gemäß:
-
![](93080403.gif) bei
konstanter Temperatur T.
- Um die Energiedichte von Dieselkraftstoff zu
erreichen, müsste daher der Druck auf P = 1100 P0
erhöht werden. Technisch ist das zwar möglich, aber das
Sicherheitsrisiko ist zu groß, um diese Möglichkeit für
den Sektor Mobilität ernsthaft in Betracht zu ziehen.
Geringere Drücke (P
300 P0)
bedeuten, dass trotz größeren Tankinhalts die Reichweite
von Kraftfahrzeugen gewöhnlich um den Faktor 3 abnimmt.
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- Die Siedetemperatur von Methan bei P = P0
beträgt TS = - 162 oC und
seine Dichte erhöht sich auf
= 0.42 · 103 kg m-3,
ist also 420mal höher als die von . Der
Heizwert steigt um denselben Faktor. Damit ist zwar noch
nicht der Heizwert von Dieselkraftstoff erreicht, die
Methanverflüssigung spielt auch keine große Rolle im
Sektor Mobilität. Ihre Bedeutung liegt im Sektor
Energietransport trotz der Schwierigkeit, den Transport
bei der sehr niedrigen Temperatur TS
durchführen zu müssen. Das gängige Verfahren hat zur
Folge, dass ein Teil des flüssigen Methans während des
Transports verdampft1).
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Die prinzipiellen Vor- und Nachteile dieser
beiden Verfahren sind damit erkennbar:
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Vorteil
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Nachteil
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Verdichtung (CNG)
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kein
Gasverlust
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geringe
Energiedichte
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Verflüssigung
(LNG)
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Energiedichte
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Gasverlust2)
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Die Verflüssigungstechnologie ist also
besonders dann attraktiv, wenn Erdgas über lange Wege,
aber trotzdem schnell (um den Gasverlust zu reduzieren)
transportiert werden muss. Die Wirkungsgrade der
Wandlung sind wohl etwa gleich groß, so dass dieser
Aspekt kein wesentliches Entscheidungskriterium ist.
Tatsache ist jedenfalls, dass das LNG Verfahren den
Erdgastransport über lange Wege dort dominiert, wo
Rohrleitungen nicht gebaut werden können.
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Seit etwa 2005 hat der
Erdgastransport mit LNG Tankern über die Weltmeere
sprunghaft zugenommen, siehe Abbildung rechts.
Trotzdem ist mit 3.3 · 1012 kWh a-1
im Jahr 2011 die transportierte Energiemenge immer
noch klein, wenn man sie mit dem globalen PEB
150 · 1012 kWh a-1 in diesem
Jahr vergleicht, sie beträgt nur etwa 2%. Für die
nächsten Jahre ist aber damit zu rechnen, dass
dieser Anteil sehr schnell steigen wird, aus 2
Gründen:
- Es gibt offensichtlich genügend
Erdgasvorkommen auf der Welt, die sich
wirtschaftlich ausbeuten lassen.
- Der PEB, insbesondere der von China und
Japan, das gerade beschlossen hat, alle seine
KKWs still zu legen, wird weiterhin schnell
wachsen.
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![](9-3-8-04-01.gif)
Der LNG-Export/-Import mit Tankern seit dem Jahr
1975.
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Die Regionen, welche die größten Mengen an LNG exportieren
und über die dafür benötigten
Hafenanlagen verfügen, sind in der Liste unten
aufgeführt. Zur Zeit (Juni 2012) existieren 31 derartige
Anlagen, aber ihre Zahl wächst stetig. Besonders die USA
verfügen augenblicklich (2017) über 6 Anlagen, der Bau von 10
weiteren Anlagen ist geplant.
Region
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Anzahl
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2012
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2017
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Mittelasien
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12
|
12
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Afrika
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6
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11
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Asien
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5
|
7
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Ozeanien
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4
|
8
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Europa
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2
|
4
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Mittelamerika
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1
|
1
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Nordamerika
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1
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6
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Südamerika
|
1
|
1
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Exportregionen für LNG und Anzahl
der dafür geeigneten Hafenanlagen.
Die 4 europäischen
LNG-Exportanlagen befinden sich in
Norwegen/Finnland, in Deutschland 3)
befindet sich keine einzige Anlage, weder für
Export noch Import. Wir importieren unser Erdgas
ausschließlich über Rohrleitungen aus Russland
und sind damit abhängig von dessen
Energiepolitik. Insbesondere die Rohrleitung
durch die Ostsee,
die im November 2011 eingeweiht wurde, hat diese
Abhängigkeit verstärkt und darüber hinaus für
Proteste von Seiten unserer
osteuropäischen Nachbarn Polen, Litauen, Estland
und Lettland gesorgt. Hier wird eine deutsche
Vorgehensweise beobachtet, die bei ihren
Planungen zur Energieversorgung keine Rücksicht
auf andere Mitglieder der EU nimmt, wie man es
auch bei dem Ausstieg aus der
Kernenergie beobachten konnte.
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Wohin dieses LNG im Jahr 2011 transportiert wurde,
ist in der Abbildung unten zu erkennen.
Wie erwartet war Japan der größte Abnehmer, der
Export nach China war dagegen noch klein. Aber
auch die europäische Union erhielt einen großen
Teil des transportierten LNG. Die dafür benötigten
Hafenanlagen befinden sich in folgenden Ländern
der EU:
Land in
der EU
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Anzahl
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Spanien
|
7
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United
Kingdom
|
6
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Frankreich
|
4
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Italien
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3
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Belgien
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1
|
Griechenland
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1
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Holland
|
1
|
Litauen
|
1
|
Polen
|
1
|
Portugal
|
1
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Importländer für LNG in der EU
(2017) und Anzahl der dafür geeigneten
Hafenanlagen.
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Ein Problem, das immer
wieder angesprochen wird, ist die Sicherheit des LNG
Transports, sowohl auf See mit Gastankern (siehe
Abbildung rechts) wie auch auf dem Land in den
Speicher- bzw. Hafenanlagen. Eine Liste
von bis 2006 registrierten Unfällen ergibt zwei
gravierende Unfälle mit Todesfolgen:
- 1944 verlor ein Tank in Cleveland/USA sein
LNG, das sich im Abwassersystem der Stadt
sammelte und schließlich (nach der Verdampfung)
explodierte4). Bei dieser Explosion
starben 128 Menschen.
- 2004 fing ein Tank mit LNG in Skikda/Algerien
Feuer, daraufhin explodierte die gesamte
Verflüssigungsanlage und 27 Menschen starben.
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![](9-3-8-04-03.gif)
Schnitt durch einen LNG Tanker2).
(aus en.wikipedia.org/wiki/LNG_tanker)
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Gemessen an diesen beiden Unfällen und verglichen mit z.B.
den Verkehrsunfällen auf den Straßen, besitzt der
Gastransport über die Weltmeere ein nur geringes
Unfallrisiko. Die Transportversicherung
ist nicht höher als die für den allgemeinen
Schiffstransport, und steigende Prämien sind nicht Folge von
Unfällen, sondern Folge der Piraterie
auf den Weltmeeren.
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1) Für die Verdampfung
wird thermische Energie benötigt, die dem flüssigen Methan
entnommen wird und dieses dadurch konstant auf der
Temperatur TS hält.
2) Beim Transport mit LNG Tankern treten nur
minimale Verluste auf, wenn das verdampfte Methan als
Treibstoff für den Motor verwendet wird (siehe Abbildung
oben).
3) Der 1. Hafen für den LNG-Import soll, nach
meinen Informationen, nahe Wilhelmshaven gebaut werden.
4) LNG kann nicht explodieren, da es
sauerstofffrei ist.
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