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Flüssigen Wasserstoff sicher transportieren – erster weltweiter LH2 Tanker setzt auf SAACKE Technik

Pilotprojekt für Wasserstoff-Energieversorgungskette zwischen Australien und Japan

Beispiel einer großen SAACKE GCU (Gas Combustion Unit)

Bremen, 27.03.2020 – Der weltweit erste Flüssigwasserstofftanker, im Dezember 2019 in Japan auf den Namen „Suiso Frontier“ getauft, wird mit Technologie des Bremer Unternehmens SAACKE Marine Systems ausgestattet. Die wasserstoffkompatible Gas Combustion Unit (GCU) und der SSBG-Brenner gewährleisten einen ebenso sicheren Seetransport des LH2 Carriers wie es beim flüssigen Erdgas der Fall ist. Tests und Abnahme des Equipments in Norddeutschland verliefen im Oktober 2019 erfolgreich. Bis zur Probefahrt im Herbst 2020 erfolgt die GCU-Inbetriebnahme durch SAACKE. Betreiber des Schiffes ist die Hydrogen Energy Supply-chain Technology Research Association (HySTRA), ein vor vier Jahren gegründetes Konsortium mehrerer Unternehmen und Organisationen unter Federführung der Kawasaki Heavy Industries, Ltd.

Ziel des Pilotprojekts „Suiso Frontier“ ist es, den reibungslosen Ablauf einer internationalen Wasserstoff-Energieversorgungskette von der Herstellung über den Transport bis zur Nutzung zu demonstrieren. Dabei soll in Australien hergestellter und verflüssigter sogenannter „blauer“ Wasserstoff, bei dem vor Ort ein Carbon Capturing erfolgt, mit 1/800 seines ursprünglichen Volumens in große Mengen nach Japan verschifft werden, dessen Industrie stark auf den Energieträger setzt, um sich unabhängiger von Erdöl und -gas zu machen.

Boil-Off-Gase: Maximale Sicherheit durch 100 % Free-Flow-Lösung

Um dieses Vorhaben zu realisieren, muss der LH2 Carrier im Hinblick auf wichtige Sicherheitsaspekte entsprechend ausgestattet sein. „Flüssigwasserstofftanker sind für den Gastransport mit einer Temperatur von etwa -250 °C, also nahe der Verdampfungstemperatur, ausgelegt. Trotz einer Isolierung der Ladetanks, die den Zutritt von äußerer Wärme begrenzen soll, gelangen stets geringe Wärmemengen in die Tanks und führen zu einer leichten Verdampfung der Gase. Dieses sogenannte Boil-Off-Gas ist insbesondere auch bei den Bewegungen auf einem Schiff unvermeidlich und muss aus den Tanks entfernt werden, um einen unzulässigen Druckanstieg zu verhindern“, erläutert Matthias Flies, Manager Offshore Applications bei SAACKE Marine Systems, die Bedeutung von Gas Combustion Units an Bord des Schiffes. Daher verbrennen die GCUs das überschüssige und aufgrund seiner Methanbestandteile klimaschädliche Boil-Off-Gas vollständig und mit höchster Verfügbarkeit. Bei diesen Vorgängen kommen herkömmlicherweise Kompressoren mit einem Druck von 5 bis 6 bar zum Einsatz. Hierbei besteht jedoch die Gefahr, dass der Kompressor ausfällt und aufgrund des steigenden Drucks im Tank Sicherheitsrisiken entstehen. „Deshalb haben wir unsere 100 % Free-Flow-Lösung entwickelt“, berichtet Matthias Flies und fährt fort: „Bei diesem Verfahren wird das Boil-Off-Gas ohne Kompressor und schon bei einem Druck von 0,15 bar komplett verfeuert – der Gasdruck ist damit um einiges niedriger und die Gesamtanlage sicherer. Dieser Vorteil gab den Ausschlag für die Kundenbeauftragung, denn insbesondere für große Leistungsbereiche ist diese SAACKE 100 % Free-Flow-Lösung technologisch konkurrenzlos.“ Für zusätzliche Sicherheit beim LH2-Transport sorgen zudem geschweißte Verbindungen der GCU, da sie zur Reduzierung möglicher Leckagen beitragen.

An der Fertigung der Gas Combustion Unit, im Jahr 2002 eigens von SAACKE patentiert, sind alle Produktionsstandorte des Unternehmens beteiligt – von Bremen über Kroatien bis China. Der Ort des Einbaus ist dabei außergewöhnlich: Üblicherweise am Heck hinter den Lagerräumen vorgeschrieben, wird sie ganz vorne installiert. „Dies ist möglich, da das Boil-Off-Gas beim Flüssigwasserstofftanker anders als etwa beim LNG Carrier komplett in der GCU verfeuert wird ohne Weiterverwertung in den Schiffsmaschinen. Daher ist eine Nähe zum Motor nicht zwingend nötig“, so Flies. Die Wasserstoff-GCU wurde nach den Vorschriften und unter Aufsicht der Japanischen Klassifikationsgesellschaft ClassNK gebaut. Hier war vor allem der Nachweis zu erbringen, dass der Transport von LH2 genauso sicher ist wie bei LNG.

NOx-armer Wasserstoffbrenner dank Forschungsvorsprung

Ergänzt wird dieses System durch einen SAACKE SSBG-Wasserstoffbrenner. Dieser unterscheidet sich nur in Nuancen von dem Modell, das für die landseitige Industrie zum Einsatz kommt. Experte Matthias Flies erklärt dies wie folgt: „Zum einen lässt sich die Feuerungsanlage flexibel an die Gegebenheiten an Bord anpassen. Zum anderen investiert SAACKE bereits seit Jahrzehnten in die Erforschung und Entwicklung von Verfahren zur Wasserstoffnutzung – auch wenn der Energieträger in der öffentlichen Wahrnehmung erst wieder seit Kurzem sehr präsent ist.“ Aus diesem Grund kann SAACKE bereits heute NOx-arme und 100%ige Wasserstoffbrenner auf dem Markt anbieten.