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HANSA 06-2022

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SCHIFFSTECHNIK | SHIP

SCHIFFSTECHNIK | SHIP TECHNOLOGY © NPorts/Andreas Burmann Bundeswirtschaftsminister Robert Habeck (Grüne) und die niedersächsischen Minister Olaf Lies (Energie) und Bernd Althusmann (Wirtschaft, Bildmitte) kamen zum ersten Spatenstich für einen ersten FSRU-Anleger nach Wilhelmshaven Robert Habecks Taschenrechner Noch vor wenigen Monaten schien es so, als ob das Kapitel LNG enden könnte, ehe es überhaupt angefangen hatte. Der Krieg in der Ukraine änderte alles: Mit Hochdruck wird daran gearbeitet, sich von russischen Energie-Importen unabhängig zu machen Bundeswirtschaftsminister Robert Habeck und sein Team sind viel gereist, haben geplant und gerechnet, bis der Casio-Rechner glühte. Weil Entscheidungen getroffen werden mussten und jetzt auch getroffen wurden: Es wird an der deutschen Küste zunächst vier schwimmende LNG-Verladeplattformen und schnellstmöglich auch mindestens zwei Import-Terminals geben. Um diesen Weg hin zum LNG besser zu verstehen, soll dieser Artikel praxisnah den Rechenweg sowie die technischkommerziellen Hintergründe erläutern. Deutschland verbraucht Gas in der Größenordnung von Terajoule (TJ), also Billionen Joule. Auf Basis von Informationen des Bundesamtes für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA), lag der durchschnittliche Jahresverbrauch zwischen 2009 und 2020 bei 3,323 Mio. TJ, 2020 und 2021 waren es 3,569 Mio. TJ/ Jahr bzw. 3,667 Mio. TJ/Jahr. Mit Blick auf einen Mehr- und Minderbedarf aufgrund von warmen bzw. kalten Wintern lässt den für die weiteren Berechnungen gewählten Wert von 3,5 Mio. TJ/a für den deutschen Gasverbrauch als ausreichend erscheinen. Das gilt umso mehr, wenn der angestrebte Energiewandel in Deutschland weg vom fossilen Gas hin zu mehr elektrischem Heizen und mehr Versorgungsanteilen aus Power-to-X-Technologien führt. Import versus Verbrauch Die Gas-Importmenge Deutschlands liegt höher als unser Verbrauch, da Gas von den hiesigen Energie-Unternehmen sehr intensiv in andere Länder weiterverkauft wird. Die Importmenge inklusive von Transitmengen lag im vergangenen Jahr laut BAFA bei gut 5 Mio. TJ. Wichtige aus Deutschland belieferte Abnahmeländer sind Tschechien, die Niederlande, Österreich und die Schweiz. Für die Berechnung der benötigten Kapazitäten der künftigen deutschen LNG- Importterminals betrachten wir die bisherigen Einfuhren an russischem Gas. Berücksichtigt sind lediglich die Anteile am deutschen Verbrauch. Exportmengen an Drittländer werden dabei vernachlässigt. Der Anteil russischen Gases am deutschen Verbrauch lag nach Angaben des Bundeswirtschaftsministeriums im April 2022 bei rund bei 35 %. Das entspricht einer Energiemenge in Form von LNG von etwa 1,2 Mio.TJ/a. Der spezifische Heizwert von LNG lässt sich gemäß der BP Studie »Statistical Review of World Energy 2021« mit 21.600 MJ/m3 LNG berechnen, sowohl für US-Shale-Gas als auch für katarisches Gas. Des Weiteren wurde, aufgrund der derzeit noch unvorhersehbaren Situation am Chartermarkt für LNG-Tanker, eine mittlere Carrier-Kapazität von 160.000 m3 LNG pro Schiff angenommen. Die auszugleichende Energiemenge von 1,2 Mio. TJ/a entspricht also einem LNG-Volumen von rund 55,5 Mio. m3/a. Aus der mittleren Carrier-Kapazität von 160.000 m3 ergeben sich somit rechnerisch 347 Anlandungen pro Jahr an den deutschen Importterminals. Die nach der Zwischenspeicherung in das bundesdeutsche Gasfernnetz einzuspeisende LNG-Menge hat demzufolge 34 HANSA – International Maritime Journal 06 | 2022

SCHIFFSTECHNIK | SHIP TECHNOLOGY nach ihrer Rückvergasung aus dem flüssigen Zustand ein Volumen von rund 34,6 Mrd. m3. LNG-Carrier Daraus ergibt sich die zu charternde Anzahl von LNG-Carriern wie folgt: Die mittlere Umlaufzeit vom US-Golf/Texas nach Deutschland beträgt rund 24 Tage inklusivere Laden und Löschen. Für den Umlauf von der US-Ostküste nach Deutschland und retour wäre von 21 Tagen per Rundreise auszugehen. Die Transporte aus Katar wären mit etwa 32 Tagen pro Lieferung anzusetzen. Dabei wird eine mittlere Dienstgeschwindigkeit von 18 kn angenommen. Für unsere Betrachtung wird davon ausgegangen, das ¾ der zu liefernden LNG-Menge aus den USA, darunter zur Hälfte aus Texas, stammen und ¼ aus Katar. Auszugehen ist zunächst von 8.637 Chartertagen pro Jahr und einem Bedarf von 25 Carriern. • Aus dem US-Golf wären 130 Rundreisen pro Jahr à 24 Tagen pro Rundreise zu leisten. Bedarf: 9 LNG-Carrier • Für den Dienst zwischen US-Ostküste und Deutschland mit ebenfalls etwa 3 / 8 der Menge, wären es 130 Rundreisen pro Jahr à 21 Tagen pro Rundreise. Bedarf: 8 LNG-Carrier • Aus Katar käme rund ¼ der Menge mit 87 Rundreisen pro Jahr à 32 Tagen pro Rundreise. Bedarf: 8 LNG Carrier Zu berücksichtigen ist zudem die Boil Off Menge, die während des Transports bei Atmosphärendruck aufgrund der natürlichen Verdampfung des LNG verloren ginge, wenn man es nicht an Bord rückverflüssigen würde. Diese Menge wird mit täglich 0,12 % der an Bord befindlichen Menge angenommen. Die in der Boil-Off-Menge enthaltene Energie wird für den Antrieb und die Versorgung der Schiffe mit elektrischer Energie genutzt. Eine Rückverflüssigung findet in diesem Beispiel nicht statt. Der Leistungsbedarf für die Propulsion eines LNG-Carriers mit einer Kapazität von 160.000 m3 wird mit dem Praxiswert von 28.000 kW bei 18 kn angenommen. Berücksichtigt man einen spezifischen Kraftstoffverbrauch der Hauptmaschine (Dual-Fuel-Dieselmotor) von 156 g LNG pro kWh ergibt sich ein Verbrauch von 4.368 kg LNG pro Stunde. Aus einem LNG-Heizwert von 48.000 kJ/kg ergibt sich ein Primär-Energiebedarf von GASVERBAUCH, LNG-MENGEN UND ANZAHL DER BENÖTIGTEN SCHIFFE Gasverbrauch Deutschland 2020 Gasverbrauch Deutschland - Mittelwert 2009–2020 Gasverbrauch- Deutschland - Wert für Berechnungen Anteil Gasverbrauch Deutschland aus Norwegen und den Niederlanden Anteil Gasverbrauch Deutschland aus Russland Mittlere LNG-Carrier-Größe Spezifischer Heizwert LNG - nach IEA Anteil Gasverbrauch Deutschland aus Russland, flüssig Volumenverhältnis Gas-gasförmig zu Gas-flüssig Anteil Gasverbrauch Deutschland aus Russland, gasförmig Anlandungen LNG p.a. für russischen Anteil am deutschen Gasverbrauch mittlere Umlaufzeit US-Golf/Texas - Deutschland - retour mittlere Umlaufzeit US-Ostküste - Deutschland - retour mittlere Umlaufzeit Katar - Deutschland- retour Lieferanteil US-Golf als Ersatz für russisches Gas Lieferanteil US-Ostküste als Ersatz für russisches Gas Lieferanteil Katar als Ersatz für russisches Gas Transportmenge US-Golf-Service Transportmenge US-Ostküste-Service Transportmenge Katar-Service Chartertage US-Golf Service Chartertage US-Ostküsten Service Chartertage Katar-Service Chartertage gesamt Leistungsbedarf Propulsion LNG Carrier (160.000 m³) - 18 kn, abgeladen spezifischer Kraftstoffverbrauch, LNG-Anteil, DF-Hauptmotor(e–n) spezifischer Heizwert LNG Energiebedarf Propulsion des LNG-Carriers bei 18 kn Boil-Off-Rate - bezogen auf die transportierte Menge Boil-Off-Menge pro Stunde Dichte LNG Boil-Off-Menge pro Stunde Energiemenge des Boil-Off-Anteils Seetage der Services Boil-Off-Menge pro Jahr Anteil Boil-Off-Menge an der jährlichen LNG-Transportmenge Energie der Boil-off-Menge Anlandungen LNG p.a. für russischen Anteil, Boil-Off-Menge berücksichtigt Anzahl Rundereisen US-Golf-D-retour, Boil-Off-Menge berücksichtigt Anzahl Rundereisen US-Ostküste-D-retour, Boil-Off-Menge berücksichtigt Anzahl Rundreise Katar-D-retour, Boil-Off-Menge berücksichtigt Chartertage US-Golf Service, Boil-Off-Menge berücksichtigt, 357 d/a. Chartertage US-Ostküsten Service, Boil-Off-Menge berücksichtigt, 351 d/a. Chartertage Katar Service, Boil-Off-Menge berücksichtigt, 357 d/a. Chartertage gesamt, Boil-Off-Menge berücksichtigt Seetage der Services, Boil-Off-Menge berücksichtigt Anzahl LNG-Carrier für US-Golf Service Anzahl LNG-Carrier für US-Ostküsten Service Anzahl LNG-Carrier für Katar Service Summe LNG-Carrier Charterrate für LNG-Carrier (160.000 m³), Stand Mai 2022 Charterkosten p.a. für alle Services Geladene Menge LNG, p.a. Angelieferte Menge LNG, p.a. Angelieferte Menge NG, p.a. Eigenverbrauch für Regasifizierung ins Gas-Landnetz, p.a. Eigenverbrauch für Regasifizierung ins Gas-Landnetz, p.a. In das Landnetz eingespeiste Menge NG, p.a. Energie des eingespeisten LNG p.a. als Ersatz für russisches Gas spezifische Kosten Seetransport spezifischer Energiegehalt eines Kubikmeters gasförmigen Gases spezifischer Energiegehalt eines Kubikmeters gasförmigen Gases spezifische Kosten Seetransport 3.568.481 3.323.580 3.500.000 2.355.000 1.200.000 160.000 21.600 55.555.556 622,0 34.555.555.556 347 24,0 21,0 32,0 37,5 37,5 25,0 20.833.333 20.833.333 13.888.889 3.125 2.734 2.778 8.637 28.000 156,0 48.000 209.664.000 0,12 8,0 450,0 3.600 172.800.000 7.943 1.525.000 2,7 32.940 357 134 134 89,0 3.211 2.809 2.854 8.874 8.161 9,0 8,0 8,0 25,0 50.000 443.712.131 57.080.556 55.513.694 34.529.517.858 514.887.860 1,49 34.014.629.998 1.181.215 1,29 36.000 10,0 0,13 TJ/a – Terajoule pro Jahr, MJ – Megajoule , a – Jahr, d – Tag(e), cd - Chartertage, Nm³ – Normkubikmeter, RV – Rundreisen, TJ/a TJ/a TJ/a TJ/a TJ/a m³ LNG MJ/m³ LNG m³ LNG/a m³ NG / m³ LNG m³ NG RV/a d d d % % % m³ LNG m³ LNG m³ LNG cd/a cd/a cd/a cd/a kW g/kWh kJ/kg kJ/h % / d m³ LNG/h kg/m³ LNG kg LNG/h kJ/h d/a m³ LNG / a % LNG/a TJ/a RV / a RV / a RV / a RV / a cd/a cd/a cd/a cd/a d/a pcs. LNG Carrier pcs. LNG Carrier pcs. LNG Carrier pcs. LNG Carrier USD/cd USD/a m³ LNG/a m³ LNG /a m³ gas / a m³ gas / a % m³ gas/a TJ/a USD-Cent/m³ NG kJ/m³ NG kWh/m³ NG US-Cent/kWh © Kaiser HANSA – International Maritime Journal 06 | 2022 35

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