LNG-Tanks (Kyrotanks) auf Schiffen oder in den Hubs werden mithilfe von Dämmmaterialien oder Vakuumschichten thermisch isoliert. Jedoch kann die Isolierung nicht vollständig verhindern, dass Wärme über die Außenwand in den Tank eindringt. Um das Gas dennoch kühl zu halten, bedient man sich der adiabaten Kühlung. In einem adiabaten Prozess wird Kälte weder zu- noch abgeführt. Stattdessen macht man sich die Kühlwirkung bei der Verdunstung von Flüssigkeit zu Nutze.
Im vakuumisolierten Tank stehen Flüssigkeit und Gas im thermodynamischen Gleichgewicht. Wird dem Tank Gas entnommen, so verdampft ein Teil des LNG und entzieht der Flüssigkeit dabei Wärme. Durch Entnahme dieses sogenannten Boil-off-Gases kann Flüssiggas über lange Zeiträume kühl gehalten und gelagert werden, während zugleich der zulässige Tankdruck nicht überschritten wird.
Das entnommene Gas kann bestenfalls dem Schiffsmotor als Treibstoff zugeführt oder erneut verflüssigt werden, entweder für die Nutzung im Schiffsdieselmotor oder für die Rückführung in den LNG-Tank (boil-off management). Geschiet dies nicht, führt das boil-off zu entsprechenden Verlusten und das Methan gelangt als Klimagas in die Atmosphäre. Dies ist ein Beitrag zu den unvermeidlichen Methanleckagen, die, da Methan etwa 80mal klimaschädlicher ist als CO2, eine erhebliche Bedeutung haben können und dazu führen, dass die Verbrennung von Erdgas genauso klimaschädlich ist wie die Verbrennung von Kohle, z.B. in Kraftwerken.
Kryotanks für Gase werden beispielsweise als Kraftstofftank für Kraftfahrzeuge oder in Tanklastwagen eingesetzt, die Kraftstoffe wie Flüssigerdgas (LNG) oder Flüssigwasserstoff (LH2) speichern. LNG kann so bei niedrigen Drücken (2 bar) aber tiefen Temperaturen (−160 °C) im Fahrzeugtank gespeichert werden. LH2 wird bei −253 °C gelagert.
Da der Kryotank im Fahrzeug keine eigene Kühlung besitzt, ist eine besondere Isolierung erforderlich. Zusätzlich muss der Druck begrenzt werden, da der Kryotank normalerweise nicht für den Druck ausgelegt wird, bei dem sich der verflüssigte Inhalt wieder in Gas (boil-off-gas) verwandelt hat. Bei Wasserstoff-Fahrzeugtanks geht man (nach Stand der Technik 2015) von etwa 2 % Verlust je Tag aus, wenn der Druckanstieg nicht durch Gasentnahme für den Motor reduziert wird.
Beim Transport von Wasserstoff in Tankern sind wegen der schlechteren thermodynamischen Eigenschaften des Wasserstoffs und der notwendigen niedrigeren Temperaturen (−253 °C statt −160 °C) im Vergleich zu Methan die boil-off Verluste noch kritischer zu sehen, auch wenn die Isolierungen wohl um den Faktor sechs gegenüber LNG-Tankern verbessert werden müssen. Vorschläge für ein boil-off Management stecken noch in den Kinderschuhen.
Insbesondere im Wärmemarkt wird Geothermie ständig mit anderen Wärmequellen in Bezug auf die Vermeidung von Klimaschädigungen verglichen. Neben vielen anderen Gesichtpunkten sind hier auch die nicht unerheblichen boil-off Verluste zu beachten.
https://de.wikipedia.org/wiki/Wasserstoffspeicherung
zuletzt bearbeitet März 2023, Änderungs- oder Ergänzungswünsche bitte an info@geothermie.de
