Swiss Quality

Kryotechnik

Die Kryotechnik oder Tieftemperaturtechnik ist eine Sonderdisziplin der Verfahrenstechnik und beschreibt allgemein Phänomene und Prozesse bei Temperaturen unterhalb -150 °C. Neben der Erzeugung und dem Handling von tiefkalten, verflüssigten Gasen treten tiefkalte Temperaturen oft auch bei Fragestellungen verschiedener Zukunftstechnologien und bei der Produktentwicklung auf.

Tiefkalt, verflüssigte Gase umfassen unter anderem die Luftgase Stickstoff (LIN, liquefied nitrogen), Sauerstoff (LOX, liquefied oxygen), Argon (LAR, liquefied argon), aber auch petrochemische Gase wie Erdgas (LNG, liquefied natural gas). In verschiedenen Zukunftstechnologien, wie z.B. die Kühlung supraleitender Magnete, wird Helium im flüssigen oder gasförmigen Aggregatzustand unter kryogenen Bedingungen eingesetzt. Zum Speichern von Wasserstoff kann dieser bei tiefkalten Temperaturen verflüssigt werden.

Unternehmen werden immer wieder mit dem Themengebiet der Kryotechnik konfrontiert, ohne dass dies im Kernbereich ihrer Geschäftstätigkeit liegt. Dabei müssen insbesondere bei kryotechnischen Aufgabenstellungen bestimmte technische Sachverhalte beachtet werden, um die Effizienz und die Sicherheit der Anwendung zu gewährleisten und Schäden an Menschen und Investitionsgüter zu vermeiden. Mit unserer langjährigen Erfahrung in diesem Themengebiet unterstützen wir Sie dabei die optimale Lösung für ihren Anwendungsfall zu finden. Sprechen Sie uns an, wenn Sie mit Fragestellungen aus der Kryotechnik konfrontiert werden. Wir werden Ihnen mit Sicherheit weiterhelfen können.

Kryogene Fluide

Der Begriff kryogene Fluide ist der Sammelbegriff aller Stoffe deren thermodynamischer Zustand eine Temperatur unterhalb -150 °C aufweist. Der Aggregatzustand dieser Fluide kann dabei flüssig oder gasförmig sein. Häufig wird die Kryotechnik aber dazu benutzt, um Gase bei tiefen Temperaturen zu verflüssigen. Im flüssigen Zustand nehmen die Gase ein deutlich geringeres Volumen ein als im gasförmigen Zustand, was den Transport und die Lagerung dieser Gase erst wirtschaftlich macht.

Die Siedetemperaturen der wichtigsten tiefkalt verflüssigten Gase bei Normaldruck sind

-162 °C                 Flüssigerdgas (LNG)
-183 °C                 Flüssigsauerstoff (LOX)
-186 °C                 Flüssigargon (LAR)
-196 °C                 Flüssigstickstoff (LIN)

LNG – eine Brücke in eine CO2-neutrale Zukunft

LNG bietet vielerlei Vorteile im Vergleich zu anderen fossilen Brennstoffen und ist speziell im Transportsektor eine technologisch ausgereifte Alternative zu Diesel, die hilft Emissionen von Kohlendioxid, Stick- und Schwefeloxiden sowie Feinstaub zu reduzieren. Durch den weltweiten Ausbau der Import- und Exportinfrastruktur für LNG stellen sich immer mehr Unternehmen die Frage, ob durch den Einsatz von LNG ein ökonomischer und ökologischer Vorteil erzielt werden kann. LNG steht im Wettbewerb mit anderen zukunftsträchtigen Technologien, wie die Elektromobilität oder Wasserstoffkonzepte, ist aber als einzige Technologie heute bereits ausgereift und wirtschaftlich einsetzbar.

Wir sind davon überzeugt, dass die Elektromobilität nicht in allen Bereichen des Verkehrssektors sinnvoll eingesetzt werden kann. Insbesondere im Schwerlast- und Langstreckenverkehr hat die Elektromobilität heute noch signifikante Nachteile gegenüber fluidgebunden Antriebskonzepten, wie z.B. die geringe Fahrzeugreichweite, das hohe Gewicht und die lange Ladezeiten der Batterien. Auch gestaltet sich der Aufbau der für die Elektromobilität notwendigen Infrastruktur schwierig.

Wasserstoff als fluidgebundener Energieträger besitzt ebenfalls klare technische Nachteile gegenüber LNG, so dass eine Erreichung des Wasserstoffzeitalters sehr wahrscheinlich noch in ferner Zukunft liegt. Wasserstoff besitzt sowohl im flüssigen wie auch im gasförmigen Zustand eine sehr geringe Dichte, was den Transport und die Speicherung von Wasserstoff unwirtschaftlich macht. Darüber hinaus ist Wasserstoff in einem sehr weiten Mischungsverhältnis mit Luft zündfähig, so dass teure Sicherheitsmassnahmen getroffen werden müssen.

LNG besitzt diese Nachteile nicht oder zumindest nur in einem Ausmass, das wirtschaftlich verträglich gehandhabt werden kann. Zudem lässt sich LNG grundsätzlich synthetisch herstellen. Dieser unter dem Stichwort Power-to-Gas gehandelte Prozess umfasst die Herstellung von Wasserstoff mittels Elektrolyse und einer anschliessenden Methanisierung des Wasserstoffs durch den sogenannten Sabatier-Prozess. Wird bei diesem Methanisierungsprozess Kohlendioxid aus der Atmosphäre eingesetzt und stammt die für die Prozesse notwendige Energie aus regenerativer Energieerzeugung, ist das synthetische LNG komplett CO2-neutral.

Wir sind davon überzeugt, dass sich die ökonomischen und ökologischen Vorteile von LNG langfristig durchsetzen werden.

Wir beraten Sie gerne in Ihren Überlegungen zu einem eigenen LNG-Projekt. Darüber hinaus können wir die zur Verfügung stehenden Technologien bewerten und Empfehlungen in Bezug auf den tatsächlichen Bedarf abgeben, so dass Sie eine massgeschneiderte Lösung für Ihr Projekt erhalten.