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LNG: Flüssiggas

Deutschland muss unabhängiger von Erdgas aus Russland werden – der Krieg in der Ukraine und der sich verschärfende Konflikt mit Russland machen dies deutlich. Doch woher nehmen? Als eine Alternative zum Pipelinegas aus Russland gilt Flüssiggas (LNG) – tiefgekühltes und dadurch verflüssigtes Methan, das per Tanker verschifft werden kann. Doch wie wird aus Erdgas Flüssiggas? Und wie "schmutzig" ist das LNG?
NPO 12.04.2022
Luftbild eines LNG-Terminals

CHUNYIP WONG, GettyImages

Die aktuelle Situation macht deutlich, dass Deutschland und auch Europa sich aus der Abhängigkeit von russischen Energierohstoffen lösen müssen. Aber wie? Bisher stammen rund 50 Prozent des in  Deutschland verbrauchten Erdgases aus Russland und der Ausbau erneuerbarer Energien ist noch nicht weit genug fortgeschritten, um das russische Erdgas vollständig zu ersetzen. Das gilt vor allem für die Industrie: Die Stahlindustrie benötigt das Erdgas für ihre Öfen, ähnliches gilt für die Glasherstellung. In der Chemieindustrie ist das primär aus Methan bestehende Gas zusätzlich ein wichtiger chemischer Rohstoff.

Damit scheint klar: Kurz- bis mittelfristig benötigt Deutschland Gas aus anderen als den russischen Quellen – und Lieferanten dafür gäbe es durchaus, unter anderem im Mittleren Osten oder den USA.

Das Problem besteht aber darin, das Erdgas aus den Förderländern zu uns zu bringen. Denn sie sind nicht über Pipelines mit Mitteleuropa verbunden. Der begehrte Brennstoff muss daher auf anderem Wege transportiert werden.

Vom Roh-Erdgas zur Reinigung

An diesem Punkt kommt das Flüssiggas ins Spiel: Damit das Erdgas möglichst komprimiert und damit platzsparend verschifft werden kann, muss man sein Volumen verringern – und das passiert durch eine Verflüssigung. Als Flüssiggas (LNG) nimmt Erdgas nur ein 600stel seines normalen Volumens ein. Doch damit aus Erdgas Flüssiggas wird, sind einige Prozessschritte nötig. Den Anfang macht die Reinigung. Wenn Erdgas aus dem Untergrund kommt, enthält es neben Methan auch längerkettige Kohlenwasserstoffe wie Ethan, Propan, Butan und Pentan. Außerdem sind je nach Lagerstätte andere Gase wie Kohlendioxid, Stickstoff, Schwefelwasserstoff und Wasserdampf beigemischt.

Weil diese Verunreinigungen und vor allem der Wasserdampf die Verflüssigung stören, müssen sie vorab durch spezielle Abscheidungsprozesse abgetrennt werden. Teilweise findet diese Aufreinigung schon an den Gasförderanlagen statt, häufiger jedoch geschieht dies erst, nachdem das Gas über Pipelines oder sonstige Leitungen zur Verflüssigungsanlage transportiert wurde. Diese Anlagen liegen meist in Hafennähe an der Küste, damit das Flüssiggas von dort aus direkt auf die LNG-Tanker verladen werden kann.

Schmeaskizze des LNG-Systems
Das Gesamtsystem bestehend aus der Gasförderung, Verflüssigung, Be- und Entladung der LNG-Tanker, Vergasung, Zwischenlagerung und Transport zum Verbraucher.

Die Verflüssigung

Dann folgt die Verflüssigung. Dafür muss das gereinigte Gas in speziellen Anlagen bis auf minus 162 Grad heruntergekühlt werden – ab dieser Temperatur wird das gasförmige Methan flüssig. Um diese Kälte zu erreichen, wird das Methan zunächst durch Druckerhöhung komprimiert, während ihm durch ein Kühlmittel die dabei freiwerdende Wärme entzogen wird. Das komprimierte Gas darf sich dann wieder ausdehnen und wird dabei von alleine etwas kälter. Diese Abfolge aus Kompression unter Wärmeableitung und kühlender Ausdehnung wird nun mehrfach wiederholt.

Insgesamt ist diese Gasverflüssigung allerdings ziemlich energieaufwendig und wenig klimafreundlich. Denn der Strom für die Kompressoren wird durch die Verbrennung eines Teils des Erdgases produziert – und verursacht dadurch Treibhausgase. Je wärmer das Klima im Standort einer Verflüssigungsanlage ist, desto mehr Strom wird zudem benötigt. Denn bei Hitze muss das Gas stärker komprimiert und gekühlt werden. Hinzu kommt, dass aus den Sicherheitsventilen der LNG-Speichertanks dieser Anlagen immer auch Methan entweicht, damit es nicht zum Überdruck kommt. Immerhin 0,1 bis ein Prozent des Tankinhalts kann so pro Tag in die Atmosphäre gelangen.

LNG-Terminal
LNG-Terminal

MsLightBox, GettyImages

Transport und Einspeisung ins Leitungsnetz

Der nächste Schritt ist das Verladen des Flüssiggases auf Tanker und der Transport zum Bestimmungsort. Die gängigen LNG-Tanker können je nach Bauart zwischen 125.000 und 250.000 Kubikmeter Flüssiggas aufnehmen und speichern es an Bord in wärmeisolierten Kugeltanks aus Metall oder Membrantanks aus verstärktem Polyurethan. Eine Flüssiggas-Füllung von 125.000 Kubikmetern entspricht etwa der Erdgasmenge von 75 Millionen Kubikmeter Pipelinegas.

Am Zielort angelangt, muss das Flüssiggas nun an Land gepumpt, wieder gasförmig gemacht und in das europäische Leitungsnetz eingespeist werden. Dies geschieht in schwimmenden oder im Hafen an Land gebauten LNG-Terminals. In ihnen wird das LNG zunächst durch Pumpen auf einen Druck von 70 bis 100 Bar komprimiert und über Wärmetauscher durch Meerwasser auf Raumtemperatur gebracht. Dies führt dazu, dass das Flüssiggas verdampft und gasförmig wird.

In Europa gibt es zurzeit zwar 37 solcher LNG-Terminals, keines davon liegt aber an der deutschen Küste. Deutschland müsste daher das Flüssiggas zunächst über die Regasifikationsanlagen in Rotterdam, im belgischen Zeebrügge und im französischen Dünkirchen beziehen. Diese haben momentan nicht genug freie Kapazitäten, um den Ausfall des russischen Erdgases mit LNG zu kompensieren. Unter anderem deshalb plant die Bundesregierung, in Brunsbüttel, Wilhelmshaven und möglicherweise in Stade, in den nächsten Jahren eigene LNG-Terminals zu bauen.

Wie schmutzig ist das LNG?

Lange Zeit lagen die Pläne für deutsche LNG-Terminals auf Eis, weil ihr Nutzen stark umstritten war und Flüssiggas als die klimaschädlichere Alternative zum Pipelinegas galt. Wie das LNG im Vergleich zu Erdgas aus Russland tatsächlich abschneidet, haben Forscher vor kurzem untersucht.  Insgesamt betrachtet zeigte sich dabei, dass nach Europa importiertes Flüssiggas zwar meist eine schlechtere Klimabilanz hat als Pipelinegas. Denn die Verflüssigung und der Transport erzeugen mehr Treibhausgas-Emissionen, außerdem wird das zu LNG verarbeitete Erdgas oft mittels Fracking gewonnen, einer besonders umweltschädlichen Fördermethode.

Doch auch das russische Erdgas ist nicht ohne: Weil die Förderanlagen oft alt und umweltschädlich sind und das Gas über tausende Kilometer lange Pipelines gepumpt und in regelmäßige Abtsänden wieder verdichtet werden muss, fällt die Bilanz dieses Gases auch eher schlecht aus. Dadurch liegen LNG aus Katar und Pipelinegas aus Russland in ihrer Klimabilanz sogar fast gleichauf. Flüssiggas aus den USA oder Australien ist allerdings wegen des weiten Tankertransports und der Förderung mittels Fracking tatsächlich deutlich klimaschädlicher als das russische Erdgas.

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