Raman-Analyse bewährt sich im eichpflichtigen LNG-Transfer

Analysesysteme auf Basis der Raman-Spektroskopie sind eine zuverlässige und wartungsarme Alternative zu herkömmlichen Gaschromatographie-Verdampfer-Systemen (GC), die bei eichpflichtigen Transaktionen für die Messung von Zusammensetzung und Energiegehalt von Flüssigerdgas eingesetzt werden. Zu diesem Ergebnis kommt eine über mehrere Jahre durchgeführte Studie der European Gas Research Group (GERG), die verschiedenen Verfahren vergleicht. Die GERG repräsentiert 33 Mitgliedsunternehmen und -organisationen aus 15 Ländern.

„Die Raman-Spektroskopie wird weltweit gerade zunehmend interessant, wenn es um die Bestimmung der Zusammensetzung von LNG geht“, sagt John Schnake, Managing Director und Corporate Director Process Analyzers der Endress+Hauser Gruppe. „Als Analyseverfahren ist Raman robust, effizient und gleichzeitig wirtschaftlich. Wenn es um kritische, eichpflichtige Transaktionen geht, können sich Unternehmen mit unseren Raman-Instrumenten darauf verlassen, dass ihre LNG-Messungen korrekt und präzise sind. Gleichzeitig wird der Wartungsaufwand deutlich kleiner.“

Die weltweiten Anstrengungen zur Verringerung der Treibhausgas-Emissionen sorgen dafür, dass die Nachfrage nach Flüssigerdgas rapide steigt, weil große Mengen Erdgas so effizient rund um die Welt transportiert werden können. In der LNG-Prozesskette ist die eichpflichtige Übergabe im See- und Landtransport immer ein kritischer Schritt. An jedem der vertraglich festgelegten Übergabepunkte ist die schnelle und zuverlässige Messung der Zusammensetzung von Flüssigerdgas entscheidend. Selbst kleinste Unterschiede im Brennwert können den Wert einer LNG-Ladung um ein paar hunderttausend Euro verändern.

Ziel des GERG-Evaluierungsprojekts war es, die Leistungen der Raman-Technologie zu validieren, wenn es um die zuverlässige, korrekte und präzise Bestimmung der Zusammensetzung von LNG geht, wie sie für die Berechnung des Energiegehalts bei der eichpflichtigen Übergabe nötig ist. Im Rahmen der mehrjährigen Studie wurden in einer LNG-Transferanlage bei Fluxys LNG in Zeebrugge in Belgien weitreichende Untersuchungen im Grundlastbetrieb durchgeführt.

Um sicherzustellen, dass die Daten die messtechnischen Anforderungen für LNG-Anwendungen erfüllen, wurden entsprechende LNG-Referenzproben bereitgestellt. Verantwortlich dafür war EffecTech, ein führender Anbieter von Inspektions-, Kalibrierungs- und Prüfleistungen. Die Messungen erfolgten jeweils direkt in der flüssigen Phase. Das eingesetzte Endress+Hauser Raman-System bestand aus einer kryogenen Raman-Sonde vom Typ Rxn-41, die über eine Glasfaseroptik mit einem auf LNG optimierten Raman-Analysator verbunden war.

Der inzwischen veröffentlichte Studienbericht mit dem Titel „Raman method for determination and measurement of LNG composition“ kommt zu dem Schluss, dass Raman-Analysesysteme von Endress+Hauser eine vergleichbare Messunsicherheit bietet wie traditionelle Gaschromatographie-Verdampfer-Systeme, allerdings bei deutlich niedrigeren Betriebskosten und geringeren Anforderungen an das technische Know-how. Mit dem Raman-System konnte nicht nur die Komplexität des LNG-Überwachungssystems verringert werden, auch die Stabilisierungszeiten nach Systemstart waren wesentlich kürzer.

Außerdem war die Wiederholgenauigkeit besser, die Reaktion auf Prozessänderungen war schneller, und das System benötigte während des gesamten Bewertungszeitraums keinerlei Wartung. Die Systemverfügbarkeit lag bei über 99 %. Diese Ergebnisse zeigen, wie wertvoll der Einsatz der Raman-Messtechnik von Endress+Hauser sein kann, für Feldinstallationen an LNG-Baseload-, Satelliten- und Peak-Shaving-Standorten oder auch für LNG-Ladestationen für Tanklastwagen oder Gastankschiffe.

„Die in der GERG-Studie präsentierten Ergebnisse zeigen ganz klar den Wert unseres Raman-Analyseportfolios, wenn es um die eichpflichtige Übergabe von LNG geht. Das freut uns sehr“, erklärt John Schnake. „Wir können an diesen wichtigen Punkten in der LNG-Prozesskette schnelle und zuverlässige Messungen in der Flüssigphase anbieten. Unsere Raman-Systeme spielen damit eine wichtige Rolle in der globalen Energiewende, die gerade Fahrt aufnimmt.“