Es scheint simpel. Man kühle Erdgas weit genug herunter und schon hat man das begehrte LNG, das künftig eine immer größere Rolle im Energiemix spielen soll. Doch ganz so einfach ist es nicht: Es besteht Explosionsgefahr und es müssen Sicherheitsanforderungen erfüllt werden, welche Russell McNeal klärt.
1. In der Prozesskette der Erzeugung von LNG gibt es vor der Verflüssigung selbst viele Stufen der Gasreinigung. Gibt es Vorstufen, die im Hinblick auf den Explosionsschutz besonders kritisch sind?
LNG entsteht durch Kryogenisieren (starkes Abkühlen) von Erdgas auf unter -162 °C in einer Gasverflüssigungsanlage (LNG Train). Vorher müssen allerdings störende oder toxische Komponenten des Roherdgases durch Absorption, Auswaschung oder Vorkühlung auf -35 °C abgetrennt werden. Die eigentliche Verflüssigung von nahezu reinem Methan besteht aus einer sich wiederholenden Abfolge von Verdichtung, Abkühlung (Wärmeentzug) und Entspannung, bis das Erdgas den Aggregatzustand flüssig erreicht.
Die Anforderungen an den Explosionsschutz sind dabei sehr hoch. Erdgas und LNG sind hochentzündlich, sie gehören gemäß ATEX und IECEx zur Explosionsgruppe IIA. Explosionsgefahr besteht nicht nur während des Verflüssigungsprozesses selbst, sondern in der gesamten Verfahrenskette der Gas Vorbehandlung und Förderung zwischen den einzelnen Anlagen bzw. Anlagenteilen. Es sind daher durchgängig Maßnahmen des Explosionsschutzes zu treffen.
2. Für die Verflüssigung können verschiedene Verfahren genutzt werden, die sich durch die Anordnung der Kühlkreisläufe und die Art der Kältemittel unterscheiden. Welches dieser Verfahren wird in neueren Anlagen eingesetzt mit welchen Herausforderungen?
Es gibt verschiedene LNG-Verflüssigungsverfahren, die derzeit weltweit eingesetzt werden. Die Eigner wählen ein Verfahren auf Basis ihres Business- und Zeitplans aus. Die etablierten "large-scale" Technologien erfordern viel Kapital, Zeit und Ausrüstung, um in Betrieb zu gehen. Die neueren Technologien im kleineren "mid-scale" Maßstab haben kürzere Zeitpläne und sind weniger kapitalintensiv, was eine schnellere Rendite ermöglicht. Diese erfordern allerdings auch mehr Anlagen, um die gleiche Menge an LNG zu produzieren. Sämtliche Technologien verarbeiten gefährliche Gase, so dass sie aus Sicht des Explosionsschutz ähnlich sind.
3. Welche Hebel bei der Konstruktion eines LNG-Trains gibt es, um die nötige Sicherheit im Verflüssigungsprozess mit der geforderten Wirtschaftlichkeit und Umweltverträglichkeit in Einklang zu bringen?
Die Konstruktion einer LNG-Verflüssigungsanlage ist langwierig und beinhaltet viele Stufen von Sicherheitsüberprüfungen während des gesamten Entwurfsprozesses. Die EPC- und Beratungsunternehmen, die diese Anlagen entwerfen, sind erfahren und setzen für die endgültige Genehmigung der Zeichnungen, Entwürfe usw. zugelassene Ingenieure ein. In den USA beispielsweise sind für diese Anlagen zahlreiche Genehmigungen von Regierungsbehörden wie der Federal Energy Regulatory Commission (FERC) erforderlich, um den sicheren Betrieb der einzelnen Anlagen zu gewährleisten. Entscheidungen über wirtschaftliche Erwägungen bei gleichzeitiger Einhaltung von Umweltauflagen werden von den jeweiligen Eigentümern bereits in einer frühen Phase des Konstruktionsprozesses getroffen, um sicherzustellen, dass eine Anlage gebaut wird, die den Anforderungen entspricht und sicher ist.
4. Unterscheiden sich die Sicherheitsanforderungen für die Erdgas-Verflüssigung offshore (FLNG) und onshore?
Viele der Gefahren bestehen bei beiden Anlagentypen, denn es werden die gleichen Gase verarbeitet, so dass jeweils bestimmte Explosionsschutz-Maßnahmen getroffen werden müssen.
5. Welche Aspekte sind bei der Offshore-Liquefaction besonders zu beachten?
Aus der Sicht des Explosionsschutzes geht von einer Offshore-Anlage eine geringere Gefahr aus - dank des Windes, der im Falle der Freisetzung einer explosionsfähigen Atmosphäre eine Gaswolke zerstreuen würde.
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