LNG-Tanker – Verschiedene Typen und Gefahren

Ein Tankschiff mit temperaturgesteuerten Tanks, das für den Transport von verflüssigtem Erdgas (LNG) bestimmt ist, wird als LNG-Tanker oder LNG-Schiff bezeichnet.

Schätzungsweise wurden bis heute etwa 360 LNG-Tanker (fortschrittliche und spezialisierte) für den Transport von LNG rund um den Globus entwickelt.

Diese Schiffe verfügen im Gegensatz zu anderen Tankern über ein Antriebssystem, das mit Erdgas betrieben wird und somit weniger Treibhausgase ausstößt.

Diese Tanker sollten in der Lage sein, hohen Druck auszuhalten, und die Temperatur im Inneren dieser Tanker sollte bei etwa -163˚C gehalten werden.

Da das LNG-Gas in flüssiger Form transportiert werden soll, muss es in Schiffen transportiert werden, die einen hohen Druck aushalten und eine niedrige Innentemperatur haben.

Die Anforderungen an LNG-Schiffe lassen sich in drei Typen unterteilen:

• voll unter Druck stehend;
• halb unter Druck stehend und gekühlt;
• voll gekühlt.

Der erste LNG-Tanker der Welt war die Methane Princess (Methane Pioneer) mit einer Tragfähigkeit von 5.034 DWT.

Die Methane Pioneer startete ihre Reise am 25. Januar 1959 vom Calcasieu River an der Golfküste von Louisiana nach Großbritannien. Sie beförderte die weltweit erste Seeladung LNG und lieferte sie sicher nach Großbritannien.

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Classification Of LNG Carriers

LNG-Schiffe können in vier Kategorien eingeteilt werden, was das Ladungsrückhaltesystem angeht:

Moss (Spherical-Type A)

Dieses System ist nach der Firma benannt, die es entworfen hat, nämlich die norwegische Firma Moss Maritime. Die meisten Schiffe dieses Typs haben 4-5 Tanks. Diese Tanks haben einen Arbeitsdruck von 22 kPa (3.2Psi), der bei Bedarf erhöht werden kann.

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IHI(Prismatic-Type B)

Der selbsttragende prismatische Typ B-Tank wurde von Ishikawajima-Harima Heavy Industries entwickelt und wird nur in 2 Schiffen eingesetzt. Sie befassen sich mit dem Problem des „Schwappens“ über die Membrantanks der LNG-Tanker. Aufgrund mehrerer Zwischenfälle in der Vergangenheit wurden diese Tanks so konstruiert, dass sie bei Unfällen durch die Freisetzung interner Ausrüstung beschädigt werden können.

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TGZ MARK III

Dies ist die von Technigaz entworfene Membranbauweise. Sie besteht aus Waffeln, wobei die primäre Barriere aus rostfreiem Stahl mit einer Dicke von 12 mm besteht und die sekundäre Membran von einer primären Isolierung gefolgt wird, die wiederum mit einer sekundären Isolierung versehen ist. Alle diese Barrieren werden von der Schiffsstruktur von außen gestützt.

GT96

Diese von Gaztransport entworfene Konstruktion besteht aus primären und sekundären Membranen aus einem Material, das keine thermische Kontraktion aufweist, Invar. Hier werden mit Perlit gefüllte Sperrholzkisten zur Isolierung verwendet, die mit Stickstoffgas gespült werden.

CS1

Das kombinierte System Nr.1 wurde von Gaztransport & Technigaz entworfen. Bei dieser Konstruktion werden die besten 2 Komponenten, nämlich die Systeme Mkll und No96, verwendet. Die primäre Barriere besteht aus Invar und die sekundäre aus Triplex. Bis jetzt sind nur 3 Schiffe mit diesem Membransystem von einer Werft gebaut worden.

Wie viel fasst ein LNG-Tanker?

Doppelhüllen-Konstruktion wird verwendet, um LNG-Schiffe zu bauen. Jedes Schiff besteht aus vier oder fünf großen Tanks, die das verflüssigte Gas aufnehmen. Diese Behälter können entweder kugelförmig (Moss-Kugel-Bauweise) oder mit geometrischer Membran (Membran-Bauweise) sein, und jeder Behälter ist mehrschichtig aufgebaut. Diese Tankschichten machen sie auslaufsicher und tragen dazu bei, die erforderliche kältere Temperatur im Inneren zu halten. Diese Tanker sind außerdem mit Feueralarm und einem geeigneten Isolationssystem ausgestattet.

Vor 2006 lag das Fassungsvermögen von LNG-Tankern in der Regel im Bereich von 80-135.000 Kubikmetern. Mit dem technologischen Fortschritt wurden 2006 in Katar die ersten LNG-Schiffe mit einem Fassungsvermögen von über 200 und 266.000 Kubikmetern gebaut.

Anfänglich war die Verschiffung von LNG recht unwirtschaftlich. Das lag an der geringeren Größe der LNG-Schiffscontainer und den höheren Reise- und sonstigen Kosten. Doch mit dem technischen Fortschritt und der Entwicklung größerer LNG-Schiffe wurde der Transport von verflüssigtem Erdgas wirtschaftlicher, sicherer und effizienter.

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Größter LNG-Tanker der Welt

Der erste bekannte Tanker war mit nur 5034 DWT sehr klein, aber mit der Entwicklung der Technologie in den entwickelten Ländern rund um den Globus gab es einen revolutionären Fortschritt in der Größe der LNG-Tanker. Deshalb haben wir heute einen LNG-Tanker mit 128900 DWT.

Das 2006-2007 entwickelte und 2008 vom Stapel gelaufene Schiff MOZAH aus Katar ist heute der größte LNG-Tanker der Welt. Er hat eine Kapazität von 266.000 Kubikmetern und eine Größe, die etwa vier Fußballfeldern entspricht (345 m Länge und 53,8 m Breite). In einer besonderen Zeremonie in der Werft von Samsung Heavy Industries auf Geoje Island taufte Ihre Hoheit Sheikha Mozah Bint Nasser Al-Missned den ersten großen Q-Max LNG-Tanker auf den Namen „MOZAH“. Das Schiff wird für den Transport von LNG eingesetzt, das von Qatargas II (auch Qatar Liquefied Gas Company Limited) produziert wird, nach Europa. MOZAH fährt unter der Flagge der Marshall-Inseln.

Hudong-Zhonghua, eine Schiffbaugesellschaft eines chinesischen Staates, hat in Zusammenarbeit mit einer in Norwegen ansässigen Gesellschaft ein Projekt vorgestellt, das sich noch im Entwicklungsstadium befindet und voraussichtlich im nächsten Jahr abgeschlossen sein wird. Sie haben versprochen, im Rahmen dieses Projekts ein LNG-Schiff mit einer Kapazität von 270.000 Kubikmetern zu bauen. Wenn es fertiggestellt ist, wird es der größte LNG-Tanker der Welt sein.

Spezifikationen der MOZAH:

• MOZAH, ein LNG-Tanker von Q-Max, hat eine Länge von etwa 1.132 Fuß oder 345 Metern, zusammen mit einer 53 m (174 Fuß) Breite und einem 12 m (39,4 Fuß) Sommertiefgang. Diese gigantische Größe des Frachters und seine hohe Kapazität machen seine Fahrt rentabel und effizient.
• Die Bruttoraumzahl und die effektive Tragfähigkeit des MOZAH-Schiffs belaufen sich auf 163.922 GT bzw. 128.900 DWT. Die hohen DWT- und GT-Werte ermöglichen es dem Frachtschiff, 266.000 Kubikmeter (9.400.000 Kubikfuß) verflüssigtes Erdgas bei einer ungefähren Temperatur von -163 °C (-261 °F) zu transportieren.
• Der Motor, der für den Antrieb der MOZAH verwendet wird, ist ein 2 MAN B&W 7S70ME-C Zweitakt-Dieselmotor mit niedriger Drehzahl, der elektronisch gesteuert wird. Die Gesamtleistung des Motors beträgt 43.540 kW (58.390 PS) bei 91 Umdrehungen pro Minute.

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Gefahren auf LNG-Schiffen

Der größte Teil der LNG-Exporte findet an den Westküsten statt, wo jedes Jahr Tausende von LNG-Tankern einlaufen. Die meisten dieser Tanker fahren durch enge Wasserstraßen und dicht besiedelte Gebiete. Daher sollten die Gefahren in LNG-Schiffen ernst genommen werden.

LNG ist eigentlich ein geruchloses, farbloses und ungiftiges, bei -162 °C abgekühltes Methangas, das eigentlich brennbar ist, sich aber bei Kontakt mit Luft schnell in Dämpfe umwandelt, die leicht Feuer fangen.

Dieses Feuer kann bis zu 150 m hoch werden und lange brennen. Die Hauptgefahren von LNG-Schiffen sind: Explosion, Begasung, Leckagen usw.

Ein paar der Hauptgefahren von LNG-Schiffen werden wie folgt beschrieben:

Explosion

Die größte Gefahr, die von LNG-Schiffen ausgeht, ist die Explosion von LNG-Schiffen. Die Flammen von LNG sind sehr hoch und haben eine große seitliche Reichweite. Die Explosion schädigt nicht nur den Ruf des Schiffes, sondern verursacht auch nicht wieder gutzumachende Verluste, z. B. den Verlust des Lebens der Schiffsbesatzung.

Hauptrisikobereiche: Die drei Hauptbereiche eines LNG-Schiffes, die besonders explosionsgefährdet sind, sind der Maschinenraum, die Motorräume und die Kompressorräume für die Ladung. Diese Bereiche müssen mit CO2-Feuerlöschsystemen ausgestattet sein. Die Feuerlöschsysteme sollten die Anforderungen der ISO 14520 erfüllen und auch den PFEER-Codes entsprechen.

Prävention: Alle Arten von Ausrüstungen, die zur Bildung des LNG-Trägers verwendet werden, sollten eigensicher und von den Normen zugelassen sein, um den Schutz der Besatzung vor der Explosionsgefahr zu gewährleisten.

Personal und Ausrüstung, die das Schiff inspizieren, sollten ordnungsgemäß geführt und mit Brandunterdrückungssystemen ausgestattet werden. LNG ist zwar brennbar, aber gefährlich, wenn es mit einer Zündquelle in Berührung kommt. Nach den Aufzeichnungen der IMRRA (International Maritime Risk Rating Agency) wurden im Jahr 2017 von allen LNG-Tankern 12,5 % in die Kategorie der Explosionsgefahr eingestuft.

Heute wird intelligente Ultraschalltechnologie im Feuerlöschsystem eingesetzt und sorgt für mehr Sicherheit.

Fallstudien: In den vergangenen Jahren gab es viele schwere Fälle von Tankerbränden. Im März 2017 explodierte ein chinesischer Tanker, wodurch das Schiff schwer beschädigt wurde und 3 Besatzungsmitglieder vermisst wurden. Im Jahr 2012 kam es in Zentralchina zu einer Explosion, bei der 5 Besatzungsmitglieder ums Leben kamen.

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Risiko einer Dampfwolkenexplosion

LNG verdampft sehr schnell, so dass das Volumen von gasförmigem LNG das 625-fache des früheren Volumens von flüssigem LNG erreicht. Sobald der LNG-Tank eines LNG-Schiffes undicht wird und verflüssigtes Erdgas in die Luft entweicht, beginnt seine anfängliche Blitzverdampfung und erzeugt sofort eine Menge Dampf.

Wenn sich dieser Dampf mit der Umgebungsluft vermischt, bildet er nach der Kondensation in der Luft kalten Dampfnebel und weißen Rauch. Er wird dann verdünnt und erhitzt, um mit der Luft eine brennbare Gaswolke zu bilden, und erreicht explosive Konzentrationen (5 % – 15 %), die zu einer Dampfwolkenexplosion führen. Diese Dampfwolkenexplosion geht in eine siedende Flüssigkeitsexplosion über und bricht schließlich als Brandgefahr aus.

Brandgefahr: LNG ist hochexplosiv und brennbar, wenn es mit der Atmosphäre in Berührung kommt, wobei der Zündpunkt bei 650 liegt. Seine Flammen breiten sich schnell aus und verbrennen eine große Masse, die etwa doppelt so groß ist wie die von Benzin oder anderen Ölen. Es hat die Eigenschaft der Rekrudeszenz und der Reexplosion, und es ist schwierig, es auszurotten.

Da das LNG im Tanker bei einer niedrigeren Temperatur gelagert wird, entstehen aufgrund der lokalen Abkühlung übermäßige Wärmespannungen, die zu einem Verlust der Duktilität der Rumpfstruktur führen und Sprödbrüche in der Rumpfstruktur verursachen.

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LNG Spills:

Wenn LNG über das Wasser ausläuft, führt dies zu kryogenen Verbrennungen, Erstickung, Dispersion, Bränden und Explosionen. All dies gibt Anlass zu großer Besorgnis im Hinblick auf die öffentliche Sicherheit. Die notwendigen Sicherheitsmaßnahmen sollten ergriffen werden, um die Reise sicherer zu machen.

Auslaufendes LNG wird erst dann als gefährlich angesehen, wenn ein Schiff mit ausgelaufenem LNG mit einem anderen Schiff kollidiert und es zu einer Explosion kommt, denn ohne eine Zündquelle ist ausgelaufenes LNG nicht schädlich, da es schnell aus dem Wasser verdampft und keinen Schaden für die Umwelt und das Leben im Wasser verursacht.

Ansätze zur Verringerung der Folgen von LNG-Austritten: Potenzielle Gefahren durch einen LNG-Austritt in Wasserstraßen können mit Hilfe bestimmter moderner Techniken oder einer Kombination von Ansätzen verringert werden, indem verbesserte Sicherheitsausrüstungen in LNG-Tankschiffen verwendet werden, die ordnungsgemäße Überwachung und die Sicherheit des Schiffes verbessert werden und indem Vorsichtsmaßnahmen bei verschiedenen Tätigkeiten getroffen werden, um einen Austritt zu verhindern oder zu verringern.

Explosionen (die in der Regel in geschlossenen Räumen stattfinden), Verbrennungsereignisse und deren schneller Phasenübergang können potenziell zu den sekundären Schäden eines LNG-Austritts führen.

Nachfolgend sind die Ansätze zur Bewältigung der Folgen eines LNG-Austritts aufgeführt:

• Sicherheits- und Schutzsysteme sowohl des Schiffs als auch des Terminals, zu denen die Verbesserung der Überwachung oder Aufsicht, die Verbesserung der Isolierung des Schiffs und andere Abstandsschutzsysteme des Schiffs gehören. Schlepper, Schiffsbesatzungen und Schiffe sollten besser überwacht werden.
• Durch Verbesserung und Modifizierung der LNG-Tanker-Eskorten, Ausweitung der Kontrollzonen des Schiffes und durch Verbesserung der Sicherheitsmaßnahmen in der Nähe von Häfen und Terminals. Die Offshore-Anlege- und -Entladesysteme sollten ordnungsgemäß überprüft werden.
• Das ordnungsgemäße Funktionieren der Notfallsysteme zur Verringerung der Brand- und Ausbreitungsgefahren sollte erleichtert werden. Es sollte eine ordnungsgemäße Koordinierung der Notfalleinsätze geben und eine ordnungsgemäße Kommunikation mit den übrigen Teilen des Schiffes ermöglichen.
• Halten Sie das Schiff in einer sicheren Zone, d.h. in einem Bereich, der mehr als eine Meile entfernt ist. Wenn der Abstand zwischen den Hindernissen, bei denen es sich um ein anderes Schiff oder ein natürliches Hindernis handeln kann, und dem Schiff weniger als eine halbe Meile beträgt, kann das Leck das Schiff abbrennen, und deshalb sollte die Fahrt in diesem Fall vermieden werden.

Diese risikomindernden Techniken sind hilfreich in Zonen mit hohem Risiko, in denen der Schaden für Leben und Eigentum am größten ist und die nicht wiederhergestellt werden können. Wenn die Explosion von Flüssiggasen kontrolliert werden kann, verursacht das Auslaufen nur geringe oder gar keine Schäden an der Meeresumwelt, da die meisten Flüssiggase nicht verschmutzend, sauber und ungiftig sind.

Das Einzige, was beim Auslaufen von Flüssiggasen zu beachten ist, ist die Tatsache, dass bei der Verdünnung mit Meerwasser große Mengen an Dämpfen entstehen können, die einen Brand oder eine Explosion auslösen oder bestimmte Gesundheitsgefahren verursachen können.

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4.Begasung:

Es handelt sich um den Prozess der Vermischung von verflüssigtem Erdgas aus dem Maschinenraum oder anderen überfüllten Teilen des Schiffes mit der geladenen Luft, so dass es zum Ersticken kommt und die Umgebung giftig wird. Es handelt sich dabei um eine häufige Folge von LNG-Leckagen. Um die Begasung von LNG-Tankern zu reduzieren, sollten die folgenden Ausrüstungen in einwandfreiem Zustand sein:

• Manuelles Absperrventil
• Filter
• Dampfabzugsregler
• Zweifaches Absperrmagnetventil
• Elektronische Drosselklappe

Außerdem können eine angemessene Belüftung und Auslassventile die Wirkung der Begasung verringern, indem sie die Begasungsmittel an die äußere Umgebung abgeben. Das Risiko der Begasung von LNG-Tankern ist auch deshalb geringer, weil die LNG-Containments aus 8-lagigem Isoliermaterial bestehen.

Seit den 1960er Jahren verschifft die Flüssigerdgas-Schifffahrtsindustrie große Mengen von Flüssiggas in Containern. Seit 1964 wurden mehr als 33000 Fahrten verzeichnet, die fast alle sieben Kontinente abdeckten. Der Transport von LNG mit Seeschiffen birgt bestimmte Gefahren, zu denen vor allem folgende gehören: LNG-Austritte, Explosionen und Begasung. Von diesen Gefahren sind Explosionen am gefährlichsten, weshalb LNG-Schiffe als schwimmende Bomben betrachtet werden, da die von ihnen verursachten Explosionen manchmal schwerer sind als die Explosionen einiger Atombomben.

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Aber LNG kann ordnungsgemäß transportiert werden, wenn Präventivmaßnahmen getroffen werden. Die Gefahren, die von anderen flüssigen Kraftstoffen wie Benzin, Diesel usw. ausgehen, sind im Vergleich zu LNG viel größer. Verflüssigtes Erdgas verursacht keine Schäden an Wasserlebewesen, da es verdampft (wenn keine Zündquelle vorhanden ist), sobald das LNG über Wasser verschüttet wird.

Die LNG-Schifffahrtsindustrie hat eine tadellose Sicherheitsbilanz. LNG wird unter den großen Transport- und Schifffahrtsmaterialien als extrem gut angesehen.

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