Tief kalt und hohe Dichte: Die Besonderheiten von verflüssigtem Erdgas

Um Erdgas per Schiff transportieren zu können, wird es mittels Kältemaschinen bei atmosphärischem Druck auf eine Temperatur von minus 161 bis 164 Grad Celsius abgekühlt und wechselt dann von der gasförmigen in die flüssige Phase.

Bei diesem Schritt schrumpft das Volumen um den Faktor 600. Durch diesen Prozess erhöht sich die Energiedichte beträchtlich: Ein Kubikmeter Erdgas enthält je nach Herkunft und Lagerstätte vor der Verflüssigung zwischen 10 und 12 kWh Energie. Bei einem Kubikmeter Flüssigerdgas steigt die Energiemenge auf durchschnittlich 7.155 kWh. Erst in der Flüssigphase wird Erdgas in Tankern oder Behältern über größere Entfernungen transportfähig.

Bevor das verflüssigte Erdgas nach der Anlandung in die Fernleitungsnetze der Bezugsländer eingespeist werden kann, muss es aufgewärmt und im gasförmigen Zustand auf einen Leitungsdruck von über 100 bar komprimiert werden. Überschlägig sind bezogen auf die Bruttomenge jeweils 10 Prozent für die Verflüssigung einschließlich Reinigung sowie für den Schiffstransport erforderlich. Die Regasifizierung bei der Anlandung erfordert dagegen nur einen geringen (1 Prozent) Energieaufwand.


Neue Bezugsquellen

Bis zur Jahresmitte 2023 wurden über die drei bereits im Regelbetrieb tätigen FSRU in Wilhelmshaven, Lubmin und Brunsbüttel etwa 42 Mrd. kWh LNG aus insgesamt sieben verschiedenen Ländern in das deutsche Ferngasleitungsnetz eingespeist. Etwa drei Viertel der Mengen stammten aus den USA. Weitere Lieferländer sind Angola, Trinidad-Tobago, Ägypten, Norwegen sowie die Vereinigten Arabischen Emirate. Aufgrund der Internationalität des LNG-Handels dürften in Zukunft zahlreiche weitere Länder hinzukommen. Derzeit haben die LNG-Lieferungen einen Anteil von etwa 10 Prozent an den gesamten deutschen Nettoimporten.


Zukunftsoptionen

Neben Erdgas lassen sich auch andere Gase verflüssigen und in diesem Zustand über weite Strecken wirtschaftlich transportieren. Der Betrieb der LNG-Terminals ist in Deutschland bis Ende 2044 befristet. Ihr Weiterbetrieb ist jedoch möglich, wenn anstelle von verflüssigtem Erdgas (grüner) Wasserstoff über die Anlagen umgeschlagen wird.

Die Verflüssigung von Wasserstoff erfolgt jedoch erst bei einer Temperatur von etwa minus 253 Grad Celsius. Für den Transport von flüssigem Wasserstoff müssen also deutlich tiefere Temperaturen erreicht werden. Dies erfordert andere Materialien und Prozesstechnologien als die Verflüssigung von Erdgas.

Diskutiert wird deshalb auch die Verflüssigung von Ammoniak. Hierzu reicht bereits eine Abkühlung auf etwa minus 33 Grad Celsius. Die Verfahren dazu sind zum Beispiel in der Produktion von Düngemitteln erprobt und Ammoniak weist eine hohe Energiedichte auf.

LNG-Terminals lassen sich grundsätzlich und mit Anpassungen auch für andere Gase nutzen. Zukünftig könnten Anlagen und Erfahrungen für die Beschaffung und den Einsatz von flüssigem (grünen) Wasserstoff oder Derivaten wie Ammoniak genutzt werden und damit die ab 2045 angestrebte Klimaneutralität unterstützen.


LNG in der Energiebilanz

Erreicht flüssiges Erdgas per Tankschiff seinen Zielort, wird es typischerweise am Anladepunkt (LNG-Terminal) re-gasifiziert und über das Gasverteilnetz an die Verbraucher im Inland verteilt. Vor diesem Hintergrund findet in der Energiebilanz keine Unterscheidung des importierten Erdgases nach Transportweg (LNG oder Pipeline) statt.

Erdgas im Sinne der Energiebilanz umfasst folglich verflüssigtes Erdgas (umgerechnet auf die Gasphase, in Mio. kWh zum unteren Heizwert Hi), CNG sowie Pipelinegas.

Verluste, die bei der Umwandlung von LNG in die Gasphase entstehen, werden (sofern diese Daten empirisch zur Verfügung stehen) als Energieverbrauch im Energie- umwandlungssektor "Erdöl- und Erdgasgewinnung" (Energiebilanzzeile 37) erfasst. Nach dem Inlandskonzept sind sämtliche Umwandlungs- und Leistungsverluste in der Bilanz zu erfassen, soweit sie innerhalb der Landesgrenzen anfallen.

Der Energieeinheitenumrechner der AG Energiebilanzen (www.ag-energiebilanzen.de/energieinheitenumrechner/) berücksichtigt bei den physischen Einheiten LNG in der Einheit Kilogramm bezogen auf die Flüssigphase bei minus 162 Grad Celsius.



© Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen e.V.



Die Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen wurde 1971 in Essen von sieben Verbänden der deutschen Energiewirtschaft und drei auf dem Gebiet der energiewirtschaftlichen Forschung tätigen Instituten gegründet. 2004 erfolgte eine Umgründung in einen Verein. (www.ag-energiebilanzen.de).