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Armaturen für LNG und Offshore-Anwendungen Auf großer Fahrt: Was der LNG-Boom für die Armaturenhersteller bedeutet

Redakteur: Dominik Stephan

Wenn 300 Ventile und Armaturen in See stechen, ist großes im Gange - so auch beim Neubau von Kreuzfahrtschiffen, LNG-Tankern und Terminals. Die entstehende LNG-Infrastruktur bietet für Armaturenhersteller erhebliche Potenziale, wenn das Portfolio stimmt...

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(Bild: @unien - stock.adobe.com [M] Frank)

Ob auf hoher See oder in der Industrie: LNG macht mobil. Laut dem globalen LNG-Outlook von Shell stieg 2019 die Nachfrage nach verflüssigtem Erdgas um 29 Millionen Tonnen bzw. 11 Prozent auf 293 Millionen Tonnen. Und auch, wenn die zur Bekämpfung des Corona-Virus getroffenen Maßnahmen den Energiebedarf einbrechen lassen haben, zeigt das Barometer langfristig nur in eine Richtung: Nach oben.

Über die nächsten 20 Jahre wird eine Nachfrage-Erhöhung um mehr als das Doppelte pro Jahr erwartet. „In Nordamerika, Europa und Asien wird LNG zur Deckung des steigenden Bedarfs bis 2030 und danach einen immer größeren Anteil an der Versorgung einnehmen“, erklärt Exxon Mobil.

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Dabei wandelt sich der Markt zunehmend von einem Punkt-zu-Punkt-Geschäft zu einer global vernetzten Industrie: Flüssigerdgas wird zum entscheidenden Bindeglied zwischen Lieferanten und Erdgaskunden, die geografisch weit voneinander entfernt sind. Wenn der Bau einer Pipeline unattraktiv wäre, etwa weil nur wenige Kunden versorgt werden müssen oder der Transport über weite Strecken (ab etwa 2500 km) erfolgt, schlägt die Stunde des tiefkalt verflüssigten Gases. Heute können typische Tankschiffe zwischen 125 000 und 147 000 m3 Flüssiggas transportieren, doch wesentlich größere Einheiten (mit bis zu 250 000 m3 Kapazität) sind schon geplant. Ob groß oder klein: Auf allen diesen Schiffen und natürlich in Häfen und an den Verladeterminals sind Armaturen und Ventile mit dabei.

Auf große Fahrt mit LNG: Armaturen für Schiffe und Terminals

Für „schwimmendes“ LNG liefert Metso modulare Ein-, Aus-, Sicherheits- und Regelventile genauso wie passende Notabschalt-, Ablass-, Trockner-Sequenzierventile und Durchflussregelungsanwendungen. Zu den Hauptherausforderungen zählen laut Metso begrenzte Räume und Gewichtsbeschränkungen bei der Verarbeitung, Lagerung und Entladung von Einrichtungen auf einem Schiff. Außerdem muss das System schwingungsresistent sein.

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Auch Bestobell Valves, ein britischer Hersteller von kryonischen Armaturen, ist im LNG-Bereich aktiv. Zum Sortiment des Unternehmens gehören feuergetestete LNG-Absperrventile, die für kleinere und mittlere Größen bei Dis­pensierungssystemen geeignet sind.

KSB liefert mit seinen Amri-Armaturen und den Tieftemperatur-Absperrklappen der Baureihe Danais Cryogenic die passende Ausstattung für Fracht- und Passagierschiffe ebenso wie für LNG-­Tanker. Neben einer Vielzahl an elektrischen, pneumatischen und hydraulischen Antrieben, Getrieben sowie diversem Steuerungszubehör gehört selbstverständlich auch die Zertifizierung nach den für die Seefahrt wesentlichen Richtlinien wie denen des American Bureau of Shipping, Germanischer Lloyd oder Det Norske Veritas dazu.

Mit Gas im Tank: Kreuzfahrtschiff sticht mit LNG in See

Wenn Gas auf hoher See unterwegs ist, geht es nicht immer um den Transport: Zunehmend wird LNG auch als Treibstoff für Schiffe interessant. Prinzipiell ist die Idee nicht neu, nutzten doch Tankschiffe von Anfang an den so genannten „Boil Off“ als Brennstoff. Heute wird das Gas in Dual-Fuel-Motoren als Alternative zu Schweröl gefahren. Wer mit LNG-Antrieb in See stechen will, kann etwa mit der neuen Aidanova auf Kreuzfahrt gehen. Das Schiff verfügt nicht nur über rund 2600 Kabinen mit allen Annehmlichkeiten ihrer Klasse, sondern auch über fast 300 Armaturen des Herstellers Herose. Bei der Lagerung von LNG an Bord übernehmen die Armaturen die Aufgabe, dass das Gas kontrolliert und sicher dem Antriebssystem zugeführt wird.

„Während der Betankungsvorgänge, also der Bunkervorgänge, sind Herose-Ventile das erste und wichtigste Ventil“, betont Marketing-Chef Mario Esche. Diese Ventile werden als ESD (Emergency Shut down) Ventile bezeichnet und erfüllen die Aufgabe, in Notfällen den Bunkervorgang unmittelbar zu unterbrechen. ESD-Ventile sind pneumatisch angetriebene Absperrarmaturen, die mit Hilfe von Federkraft in kürzester Zeit schließen. Auf der Aida werden die Armaturen unmittelbar am Lagertank in der Coldbox, in den Bunkerleitungen und im Fuel Gas Supply System eingesetzt.

Das sind keine alltäglichen oder einfachen Anwendungen, muss doch das komplette Gasversorgungssystem leckagefrei arbeiten: „Würde Gas austreten, wäre dies eine Gefahr für Besatzung und Passagiere. Deshalb sind die Anforderungen an die Dichtheit der Armaturen hoch“, erläutert Mario Esche. Das erfordert nicht nur eine entsprechende Prüfung beim Hersteller, sondern auch nach DIN EN ISO 10497 die Vorschrift, dass Armaturen für den LNG-Einsatz auch im Brandfall für einen Zeitraum von mindestens 30 Minuten bei bis zu 1000°C funktionstüchtig bleiben müssen.

Armaturen und Ventile warten? Auf die Richtung kommt es an!

Und natürlich haben, wie in der Seefahrt üblich, auch die Klassifikationsgesellschaften ein Wort mitzureden: Entsprechen gehören Material- und Festigkeitsanalysen während der Gussherstellung, produktbegleitende Prüfungen unter tiefkalten Bedingungen sowie Funktions- und Dichtheitstest während der Montage zum Programm der Armaturen, die auch in salzhaltiger, aggressiver Meeresluft zuverlässig funktionieren müssen.

Auch an Land sind die Herausforderungen des LNG-Handling beträchtlich: So legt etwa die EN 1473-2016 für Anlagen und Ausrüstungen für Flüssigerdgas fest, dass in LNG-Rohrleitungen möglichst wenig bis gar keine Flanschverbindungen vozusehen sind. Entsprechend sollten Armaturen, die in kryogenen Kohlenwasserstoffleitungen zum Einsatz kommen, über Anschweißenden verfügen. Und nicht nur das: Die Armatur muss so konstruiert sein, dass die internen Komponenten gewartet werden können, ohne den Armaturenkörper aus der Leitung entfernen zu müssen.

Das ermöglichen sogenannte Side-Entry-Ventile (wie etwa Emersons Vanessa-Serie) oder Top-Entry-Armaturen, wie die 4-fach exzentrischen LNG-Absperrklappen von Quadax. Dank der entsprechenden Sitz- und der entsprechenden Dichtungsgeometrien bleibt die Armatur trotz der häufig extremen Temperaturen des tiefkalten Gases zuverlässig dicht.

Aufbau der LNG-Infrastruktur fordert auch die Zuliefer-Branchen

LNG boomt besonders in den USA, die dank Schiefergas zum Exporteur der Welt werden wollen: Mit dem Bau von fünf neuen Terminals soll die amerikanische Exportkapazität auf rund 110 Milliarden Kubikmeter zulegen. Im Visier der Branche sind dabei ganz besonders die europäischen Märkte.

Auch Russland entdeckt LNG zunehmend für sich: Ein Lieferant ist der Energiekonzern Nowatek, dessen Fokus weniger auf Europa, sondern vielmehr dem asiatischen Markt liegt. Mit der Produktion begonnen hat zum Beispiel „Jamal LNG“, das als erstes LNG-Terminal nördlich des Polarkreises 5,5 Millionen Tonnen pro Jahr umschlägt.

Nicht nur LNG: Gasespezialisten wie Linde machen Prozesse erst möglich, wie unser Technischer Meilenstein Industriegase zeigt.

Das spült den Armaturenherstellern neue Aufträge in die Bücher: So bietet auch Linde Technologien und Komplettlösungen für den LNG-Transport als auch für den Aufbau einer LNG-Infrastruktur. Die Produkte reichen von der Reinigung des Erdgases über Speichertanks und Verdampfungsanlagen für Häfen und Schiffe bis hin zur regionalen Verteilung und Kundenanwendungen, erläutert das Unternehmen. In Deutschland ist das LNG-Terminal in Brunsbüttel zwar noch in der Planung, dennoch wurde im Juni erstmals eine deutsch-­spanische Kooperation als General­unternehmer mit dem Projekt betraut – auch hier mit reichlich Chancen für Armaturen-Zulieferer im Gepäck.

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