Bereits Kunde? Jetzt einloggen.
Lesezeit ca. 4 Min.

Eco ice Kälte GmbH, Borna, und emutec GmbH, Norderstedt: Kälteauskopplung optimiert das Potenzial von LNG


Flüssiggas - epaper ⋅ Ausgabe 1/2019 vom 15.02.2019

Das von Eco ice Kälte, Borna, als Anlagenbauer und dem Ingenieurbüro emutec GmbH, Norderstedt, entwickelte Technologiekonzept, welches die Effi zienz des Kraft-Wärme-Kälte-Kopplungsprinzips (KWKK) und das besondere thermische Potenzial von LNG zusammenführt, kann überall dort eingesetzt werden, wo Erdgas als Primärenergieträger genutzt wird und gleichzeitig ein Bedarf an Kälte besteht.


Artikelbild für den Artikel "Eco ice Kälte GmbH, Borna, und emutec GmbH, Norderstedt: Kälteauskopplung optimiert das Potenzial von LNG" aus der Ausgabe 1/2019 von Flüssiggas. Dieses epaper sofort kaufen oder online lesen mit der Zeitschriften-Flatrate United Kiosk NEWS.

LNG-Satellitenanlage mit vakuumisoliertem LNG-Tank und Regasifi zierungsanlage. Hier wird das tiefkalt verfl üssigte Erdgas wieder in den gasförmigen Zustand gewandelt.


Beide Fotos: emutec GmbH

Mit einem neu entwickelten ...

Weiterlesen
epaper-Einzelheft 8,99€
NEWS 14 Tage gratis testen
Bereits gekauft?Anmelden & Lesen
Leseprobe: Abdruck mit freundlicher Genehmigung von Flüssiggas. Alle Rechte vorbehalten.

Mehr aus dieser Ausgabe

Titelbild der Ausgabe 1/2019 von GOK Regler- und Armaturen-Gesellschaft mbH & Co. KG, Marktbreit: Viele Gründe, zu feiern: Weihnachten, Firmenund Mitarbeiterjubiläen sowie Umsatzrekord. Zeitschriften als Abo oder epaper bei United Kiosk online kaufen.
GOK Regler- und Armaturen-Gesellschaft mbH & Co. KG, Marktbreit: Viele Gründe, zu feiern: Weihnachten, Firmenund Mitarbeiterjubiläen sowie Umsatzrekord
Titelbild der Ausgabe 1/2019 von Westfalen Gruppe, Münster: Vertriebsvorstand Reiner Ropohl verabschiedet. Zeitschriften als Abo oder epaper bei United Kiosk online kaufen.
Westfalen Gruppe, Münster: Vertriebsvorstand Reiner Ropohl verabschiedet
Titelbild der Ausgabe 1/2019 von Geringster Energieverbrauch seit Anfang der 1970er-Jahre / CO2-Ausstoß reduziert: Energieverbrauch in Deutschland 2018 deutlich zurückgegangen. Zeitschriften als Abo oder epaper bei United Kiosk online kaufen.
Geringster Energieverbrauch seit Anfang der 1970er-Jahre / CO2-Ausstoß reduziert: Energieverbrauch in Deutschland 2018 deutlich zurückgegangen
Titelbild der Ausgabe 1/2019 von Messerundgang auf der 50. boot Düsseldorf: Flüssiggas bleibt im Wassersport eine feste Größe. Zeitschriften als Abo oder epaper bei United Kiosk online kaufen.
Messerundgang auf der 50. boot Düsseldorf: Flüssiggas bleibt im Wassersport eine feste Größe
Titelbild der Ausgabe 1/2019 von Gas für die Energiewende: Treibhausgasminderung im Verkehr: Neue Anreize für LPG und LNG. Zeitschriften als Abo oder epaper bei United Kiosk online kaufen.
Gas für die Energiewende: Treibhausgasminderung im Verkehr: Neue Anreize für LPG und LNG
Titelbild der Ausgabe 1/2019 von Gefährdungsbeurteilung als Grundlage betrieblicher Arbeitssicherheit: Auf der sicheren Seite. Zeitschriften als Abo oder epaper bei United Kiosk online kaufen.
Gefährdungsbeurteilung als Grundlage betrieblicher Arbeitssicherheit: Auf der sicheren Seite
Vorheriger Artikel
Neue Autogasanlage für Direkteinspritzer: Vielbeachtete Erst…
aus dieser Ausgabe
Nächster Artikel Gasmotorenwärmepumpen für Industrie und Gewerbe: Wä…
aus dieser Ausgabe

... Verfahren kann die Kälte, die bei der Regasifi zierung von LNG anfällt, ausgekoppelt und einer wirtschaft lichen Nutzung zugeführt werden; zum Beispiel zur Tiefk ühlung eines Lebensmittellagers. Das hilft nicht nur, Kosten zu sparen: die Kälte ist zudem hundert Prozent CO2-frei. Ein Lebensmittelgroßhändler, der sich auf Tiefk ühlprodukte spezialisiert hat, ist der erste gewerbliche Anwender des innovativen Kälteversorgungskonzepts. Die Installation der weltweit ersten Anlage erfolgte im Zuge der Teilsanierung eines seiner Tiefk ühlhäuser. Zuvor wurde das 10 000 m³ umfassende Gebäude mit circa 2500 Palettenstellplätzen konventionell gekühlt, mithilfe von elektrisch betriebenen Kompressionskältemaschinen. Der Wunsch, die Kosten und die Abhängigkeit vom Strommarkt zu senken und nicht zuletzt eine umweltorientierte Unternehmensausrichtung veranlassten das Unternehmen, alternative Optionen für eine wirtschaft lich solide, zuverlässige und ökologisch optimierte Kälteproduktion zu sondieren. Die Wahl fi el auf Erdgas als Primärenergieträger, obwohl der Standort nicht an das Erdgasnetz angeschlossen ist: Stattdessen wurde vor Ort eine Satellitenanlage errichtet. In dem vakuumisolierten LNG-Tank mit 60 m³ Speichervolumen lagert das Gas bei - 149 °C und einem Kompressionsdruck von 2,5 bar.

Das Konzept der dualen Kälteproduktion
Damit das LNG dem BHKW als Brennstoff zugeführt werden kann, muss es zunächst in den gasförmigen Aggregatzustand zurückversetzt werden. Hier setzt das Konzept von Eco ice an, indem es die Kälteenergie, die normalerweise unkontrolliert in die Umgebung abgelassen wird, einer wirtschaft lichen Nutzung zuführt. Der Regasifi zierungsprozess erfolgt über einen speziell entwickelten LNG-Wärme übertrager mit Verdampfer. Die dabei frei werdende Kälteleistung wird an ein Trägermedium abgegeben. Das so erzeugte Kälteniveau liegt bei - 45 °C. Das Trägermedium transportiert die ausgekoppelte Kälte direkt an den dafür vorgesehenen Abnahmepunkt, in diesem Fall an den Kaltluft erzeuger des Tiefkühlhauses. Im Rücklauf wird das auf - 35 °C erwärmte Fluid in den Wärmeübertrager zurückgeleitet, um dort erneut freigesetzte Regasifizierungskälte aufzunehmen.

Eco ice hat die LNG-Regasifizierungsanlage um eine Anlage zur Auskopplung der frei werdenden Kälte ergänzt.


Parallel zu diesem Kälterecycling- Kreislauf wird das (regasifizierte) Erdgas in das BHKW eingespeist. Um die hierfür erforderliche Eintrittstemperatur zu erzielen, wird das LNG mithilfe eines Umluftverdampfers weiter erwärmt. Wenn es die Umgebungstemperatur erreicht hat, kann es dem BHKW zugeführt werden, wo ein Motor über einen Generator Strom erzeugt. Die dabei entstehende Abwärme wird in einem weiteren Kopplungsschritt als Antriebsenergie für eine CO2- neutrale Ammoniak-Wasser-Absorptionskältemaschine (AKM) eingesetzt. Diese kühlt zunächst ein Trägermedium von - 3 °C auf - 6 °C. Auch bei diesem Verfahren fällt Abwärme an, die sich als thermische Energiequelle mit Temperaturen zwischen 20 und 30 °C sinnvoll nutzen lässt – etwa zur Unterstützung von Abtauprozessen oder zur Temperaturregelung eines Trockenlagers. Da im Tiefkühlhaus zuverlässig ein Frostniveau zwischen - 28 und - 31 °C gehalten werden muss, generiert eine nachgeschaltete Tiefkühlkaskade (TKK) mit CO2-Kälteverdichter eine konstante Kälteleistung von 20,4 kW.

Energie- und Ökobilanz auf gutem Kurs
Bilanziert man die Einsparungen bei Primärenergieverbrauch und CO2-Emissionen, die aus dem skizzierten KWKKProzesses und dem gleichzeitigen Zugriff auf LNG-Kälte resultieren, wird das hohe wirtschaftliche und ökologische Effizienzpotenzial der kombinierten Gesamtlösung deutlich. Durch die Regasifizierung von 1 m³ Flüssigerdgas kann eine Kälteleistung von 66 kWh bei - 50 °C nutzbar gemacht werden. Das entspricht einem Äquivalent von 79 kWh elektrischer Energie, die für eine entsprechende Kälteerzeugung eingebracht werden müsste. Parallel dazu generiert jedes der beiden in Döbeln verbauten BHKW eine elektrische Leistung von 50 kW; der hierfür benötigte Brennstoff-Input liegt bei 145 kW. Ausgehend von 8000 Betriebsstunden pro Jahr und einer nahezu vollständigen Nutzung der Abwärme erzielt das Gesamt system eine Reduktion von insgesamt 300 t klimaschädlichem CO2 pro Jahr. Größtes Plus: Die aus dem LNG ausgekoppelte Kälte ist zu 100 % CO2-frei.

„Cooles“ Konzept für CO2-freie Kälte
Das von Eco ice Kälte als Anlagenbauer und dem Ingenieurbüro emutec für das Tiefkühllager in D öbeln erstmals realisierte Konzept lässt sich überall dort anwenden, wo LNG vom flüssigen in den gasförmigen Zustand gewandelt wird und gleichzeitig ein Bedarf an Kälte besteht. Im Rahmen einer strategischen Partnerschaft bündeln die beiden Unternehmen ihr Know-how und bieten individuell zugeschnittene Lösungen an, beispielsweise für den Einsatz an LNG-Importterminals. Deren Betreiber wissen oftmals gar nicht, welches Potenzial die Kälteauskopplung birgt: „Hier werden gigantische Mengen an Energie vernichtet, weil die Kälte, die bei der Regasifizierung entsteht, einfach in die Umwelt abgelassen wird“, erläutert Stefan Herde, verantwortlich für das Business Development von emutec. Die clevere Alternative funktioniert vor allem dort, wo neu geplant wird: „Dann lässt sich eine entsprechende Infrastruktur kostengünstig errichten, denn allzu weit dürfen Terminal und Kälteverbraucher nicht voneinander entfernt sein.“ Weitere Anwendungsmöglichkeiten sieht Herde in der Ausrüstung von LNG-Kühltransportern oder von Kreuzfahrtschiffen, die wegen der neuen Abgasvorschriften ebenfalls zunehmend mit LNG-Antrieb auf Kiel gelegt werden.

Kälte aus Erdgas (LNG)

Erdgas ist ein gasförmiger, d.h. voluminöser Energieträger. Wird es auf -162 °C gekühlt, verflüssigt es sich. LNG (Liquefied Natural Gas) benötigt nur noch ein Sechshundertstel des ursprünglichen Volumens und kann deshalb besser transportiert und gelagert werden, was in doppelwandigen, vakuumisolierten Speichern geschieht. Um das Erdgas aus einem solchen Speicher als Brennstoff nutzen zu können, muss es wieder in einen gasförmigen Zustand gebracht werden. Bei diesem Prozess, auch Regasifizierung genannt, entsteht wertvolle Kälteenergie, die es zu nutzen gilt.