12.01.2009 - VDM Metals GmbH

Energie per Tankschiff: Werkstoffe von ThyssenKrupp VDM und ThyssenKrupp Titanium helfen beim Transport von flüssigem Erdgas LNG

Steigende Gaspreise und die Abhängigkeit von einigen wenigen Exportländern wirken sich auf die europäische Energieversorgung aus. Die Suche nach Alternativen läuft auf Hochtouren. Seit einigen Jahren gewinnt deshalb ein bestimmtes Segment des weltweiten Gashandels an Bedeutung: Liquefied Natural Gas (LNG), zu Deutsch "verflüssigtes Erdgas". Für 2020 wird eine Verdoppelung des Handelsaufkommens von verflüssigtem Erdgas auf rund 350 Millionen Tonnen pro Jahr erwartet. Bis zum Jahr 2030 wird der weltweite LNG-Konsum sogar auf circa 25 Prozent des gesamten Gasverbrauchs steigen - im Jahr 2007 waren es erst vier Prozent. Im Gegensatz zu normalem Erdgas, das bei Entfernungen bis zu 3200 Kilometern per Pipeline transportiert wird, werden bei größeren Distanzen Tankschiffe eingesetzt, die das LNG über die Weltmeere befördern. Hierdurch erweitert sich der Kreis der möglichen Exportländer auf den Nahen Osten, Nord- und Westafrika sowie Australien. Mit der steigenden Bedeutung von LNG wächst auch der Bedarf an Materialien, die sich für die besonderen Bedingungen des LNG-Transports eignen. ThyssenKrupp Titanium und ThyssenKrupp VDM haben das Potenzial dieses Wachstumsmarktes erkannt und bieten spezielle Werkstoffe an, die sowohl für die Rohre, durch die das Flüssiggas beim Be- und Entladen der Tanker strömt, für chemische Aggregate im Bereich der Verflüssigung, als auch für die Kühler der Schiffsdiesel der Tanker verwendet werden.

Vor dem Transport des LNG über die Ozeane steht zunächst die Verflüssigung des Erdgases. Dies geschieht durch Kühlung auf minus 163 Grad Celsius in speziellen, bis zu 60 Meter hohen Kühlanlagen, in denen das Gas auf ein Sechshundertstel seines ursprünglichen Volumens schrumpft und dadurch transportfähig wird. Rund 250 Tonnen Titan werden hier für verschiedene Aggregate verwendet. Als Nächstes wird das Flüssiggas in Tanker gepumpt, die bis zu 140.000 Kubikmeter aufnehmen können und danach in Richtung Importländer auslaufen. Für die Kühlung des Motorenöls der Schiffsdiesel während des Transports sind Plattenwärmetauscher zuständig. "Pro Schiff werden dafür 20 Tonnen Titan benötigt", erklärt Helmut Jost, Leiter Marketing bei ThyssenKrupp Titanium in Essen. "Aufgrund der besonderen Korrosionsbeständigkeit gegen Meerwasser ist es das einzige Material, das zur Kühlung verwendet werden kann." An speziellen LNG-Terminals erfolgt im Zielland schließlich das Entladen, nach dem das Flüssiggas wieder verdampft und ins Netz eingespeist wird. "Die großen Tankschiffe können aufgrund ihres Tiefgangs nicht bis ans Ufer fahren", erklärt Dr. de Boer, Leiter Anwendungstechnik bei ThyssenKrupp VDM in Werdohl. "Daher werden kilometerlange Rohrleitungen aufs Meer hinaus gelegt und mit dem Festland verbunden." Im Gegensatz zu konventionellen Rohrleitungen, die auf Stützen über dem Meeresspiegel liegen, ermöglichen neuartige Entwicklungen eine Verlegung unterirdisch oder auf dem Meeresgrund. Im Vergleich zu den Stegkonstruktionen sind diese aus Umwelt-, Kosten- und Sicherheitsgründen vorteilhafter.

Das Besondere an den Leitungssystemen ist das Zusammenspiel verschiedener Werkstoffe. Ein Rohr besteht aus verschiedenen "Schichten": Das Außenrohr ist ein mit Beton ummanteltes Stahlrohr, das Innenrohr besteht aus dem VDM-Werkstoff Pernifer 36. Je nach Rohrabmessung liefert ThyssenKrupp VDM bis zu 200 Tonnen Bleche für einen Kilometer Rohrleitung. Dabei können für Exportterminals Rohrleitungslängen von über 15 km benötigt werden. Verschiedene Edelstahlverarbeiter produzieren hieraus dann längsnahtgeschweißte Rohre im Durchmesserbereich zwischen 24 und 34 Zoll. "Das Material ist für diese Anwendung ideal geeignet", erklärt Dr. de Boer. "Die Kombination aus außergewöhnlich hoher Kaltzähigkeit und geringstem thermischen Ausdehnungswert sorgt dafür, dass lange Rohre ohne Rohrbögen oder Bälge verlegt werden können." Diese wären normalerweise notwendig, weil die Temperatur des Außenrohres immer nahe der Umgebungstemperatur ist und die des Innenrohres sich zwischen Umgebungstemperatur und minus 165 Grad Celsius ändert. Damit Wärmeverluste möglichst vermieden werden, kommt zwischen beide Rohre noch eine zusätzliche Isolationsschicht. ThyssenKrupp VDM hat sich darüber hinaus auf die besonderen Anforderungen eingestellt. So ist durch spezielle Fertigungswege und die Entwicklung eines Schweißzusatzwerkstoffes die Herstellung extrem langer Rohrsegmente ermöglicht worden, wodurch die hohen Sicherheitsanforderungen der Terminalbetreiber erfüllt werden und außerdem die Rohrleitungen wirtschaftlicher produziert werden können.

Experten gehen davon aus, dass der Flüssiggasanteil im weltweiten Gashandel in den nächsten 25 Jahren deutlich steigen wird. "Derzeit befinden sich 146 Tanker im Bau", sagt Jost. "Auch die Nachfrage nach entsprechenden Terminals und Anlagen, die das Gas verflüssigen, wächst stetig. Für unseren Werkstoff und das Unternehmen ist dies ein Zukunftsmarkt." Auch Dr. de Boer ist optimistisch: "Wir rechnen mit stetig steigenden Aufträgen von Seiten der Kunden und freuen uns, zur Erschließung alternativer Energiequellen einen Beitrag leisten zu können."

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