WO2011063962A2 - Transport von kryogenem gas - Google Patents

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WO2011063962A2
WO2011063962A2 PCT/EP2010/007166 EP2010007166W WO2011063962A2 WO 2011063962 A2 WO2011063962 A2 WO 2011063962A2 EP 2010007166 W EP2010007166 W EP 2010007166W WO 2011063962 A2 WO2011063962 A2 WO 2011063962A2
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WO
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lighter
cargo ship
liquefied gas
tank
ship
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WO2011063962A3 (de
Inventor
Udo Woelky
Original Assignee
Tge Marine Gas Engineering Gmbh
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Publication date
Application filed by Tge Marine Gas Engineering Gmbh filed Critical Tge Marine Gas Engineering Gmbh
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Publication of WO2011063962A3 publication Critical patent/WO2011063962A3/de
Publication of WO2011063962A4 publication Critical patent/WO2011063962A4/de

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B27/00—Arrangement of ship-based loading or unloading equipment for cargo or passengers
    • B63B27/24—Arrangement of ship-based loading or unloading equipment for cargo or passengers of pipe-lines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING 
    • B63B25/00—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby
    • B63B25/02—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods
    • B63B25/08—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid
    • B63B25/12—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid closed
    • B63B25/14—Load-accommodating arrangements, e.g. stowing, trimming; Vessels characterised thereby for bulk goods fluid closed pressurised

Definitions

  • the invention relates to a method for the transport of cryogenic gas, and a lighter and a cargo ship for carrying out the method and corresponding
  • Liquefied gases are liquefied in large quantities as cryogenic gases, and at low levels
  • cryogenic gas is liquefied natural gas, abbreviated LNG for "liquefied natural gas”.
  • a buffer tank with liquid gas contained therein, such as LNG.
  • LPG is pumped into tanks of a ship or tanker.
  • the ship or tanker then transports the liquefied gas to a destination port, which also has a buffer tank.
  • the LPG is pumped on reaching the destination port B from the tanks of the ship in the buffer tank of the destination port. From here, the liquefied gas is transported further to the respective destination.
  • lighter so in particular unpowered small ships or floating containers to transport goods over water (see, for example, http://de.wikipedia.org/wiki/Lighter_Aboard_Ship"Lighter Aboard Ship ").
  • lighters loaded with goods are brought to a ship with a drive and lifted onto the ship with the aid of a crane.
  • Lighter ones can have an auxiliary drive with which they can, for example, correct their position, for example within a harbor basin. But they do not have a propulsion system that allows them to cover larger distances, for example from port to port, on their own.
  • lighter have no own crew.
  • Load capacity of 370 1 are 18.75 m long and 9.5 m wide.
  • a container also has the advantage over a lighter that it can be built simpler and thus cheaper.
  • a lighter is provided with means that make it shipworthy, such as with an anchor.
  • a container also has the advantage compared to a lighter that it can be sufficiently small and lightweight to be transported by a train and a truck can. Although the lighter known from the prior art could also be reduced in size in order to be transported by truck or train. However, this makes no economic sense against the background of the aforementioned problems.
  • Dividing volume into containers would require several 100 containers. As a result, containers are typically not used to transport large volumes of LPG over long distances. Although it could be built, for example, a 10,000-cubic-meter container tank, which is lifted directly on land with a crane. However, the technical effort that would be required to do so is too great. For example, suitable powerful cranes would have to be made available that currently do not exist.
  • the object is achieved in particular by a method for transporting liquefied petroleum gas, in which first a lighter in a first port is loaded with liquid gas. Then the lighter is brought aboard a cargo ship. Thereupon the cargo ship travels with the lighter on board to a second port. There, the lighter is unloaded from the cargo ship or unloaded.
  • tanks which are basically several 100 cubic meters, preferably more than 1000 cubic meters in size, and which are designed to be able to absorb liquefied gas.
  • Typical liquid gases are: LNG, ethylenes, propylenes, VCM, LPG, CO 2 , NH 3 , liquified hydrogen and liquefied nitrogen.
  • a system of lighters is provided, that is, a plurality of lighters, which can basically be constructed the same.
  • the respective tanks may in particular be different in order to be able to transport different liquefied gases.
  • such a system includes lighters with tanks for transporting LNG and lighters with tanks designed to transport liquefied C0 2 .
  • LPG located in a tank of a lighter is used as fuel for the ship carrying the lighter.
  • This LPG may alternatively or additionally serve to provide additional energy needed for ship operation.
  • the lighters used are refueled at the port from which LPG is to be transported.
  • the lighter are preferably during refueling in the port of destination in the water.
  • the lighters are transported to a cargo ship or freighter. With the freighter, the lighter will be transported to the port of destination. Here, the lighters are brought back into the water. Then the lighters can continue to be transported over the water in the desired manner.
  • the destination port is for example Hamburg. At the destination port of Hamburg, the lighter will be unloaded from the ship. Now it is possible to transport lighter the Elbe further towards inland.
  • central LNG warehouses export or export terminals
  • LNG eg as a ship fuel (bunker)
  • bunker warehouse an interim storage facility
  • the intermediate storage facilities are supplied with LNG in one embodiment of the invention by bringing lighters from an LNG storage to a bunker storage facility. Then a ship is refueled from this bunker camp. LNG then does not have to be repeatedly refilled from one tank to another, but only one pumping or unloading operation is required to reload from the lighter to the bunker tanks of the end user ship. In other words, a lighter acts as a temporary storage.
  • lighter if necessary, replace a buffer storage consisting of one or more buffer tanks in the respective port.
  • One or more lighters are then suitably moored at the pier of a port, thus forming a buffer storage.
  • lighters can be removed from the lighters as needed and further transported in the usual way or used for a process.
  • the volumes in such pressure tanks of barges preferably total 4,000 - 12,000 m 3 per lighter.
  • the advantage of a pressure tank is u. a. in that pumpless unloading can be done. For example, it is possible to create a gas overpressure in the tank or to introduce a gas into the tank so that the liquid tank contents are pushed out. It can be saved in the case of pressure tanks so pumps.
  • a large, prior art, commonly-used membrane storage tank for LNG storage should typically be filled with less than 15% or more than 80% LPG.
  • a pressure tank can always be filled with liquid gas between 0 and 100%.
  • a pressure tank can therefore be loaded more flexibly in the rule.
  • pressure tanks can only be filled up to 98%. In technical terms, however, a 100% filling is also possible. For this reason, therefore, a lighter with one or more pressure tanks is advantageous.
  • a finding underlying the present invention is that a lighter can easily be unloaded in a port due to the liquid cargo. So there are no cranes required, heave the load from the lighter on land. Instead, it is sufficient to provide a piping system and, for example, heating means for producing gas from liquefied gas so as to be able to easily unload a lighter. Under Another advantage of this is that the invention has proven to be particularly economical.
  • a lighter according to the invention will be designed so that it
  • the required safety features include: safety valve (s) to drain boil-off gas if the pressure in a tank is too high; Quick-closing fittings on pipelines to automatically close the tank if necessary; a temperature and pressure monitoring; Level indicator and meter; Fire extinguishing systems.
  • Lighter according to the invention are therefore in one embodiment of the invention with one or more of the aforementioned
  • Lifting system provided with the empty lighter can be lifted onto the ship.
  • the lighter On the ship, the lighter can then be moved, for example, by rolling in the desired position.
  • the ship dives in an embodiment of the invention first off. For example, a hold of the ship is flooded. The cargo space is then opened so that lighter can be swum into this hold. Thereafter, the cargo space is closed again and pumped out the water in the hold. In this way, very heavy lighters get into the ship. Conversely, those for a lifting system to heavy lighter discharged accordingly by the cargo space is flooded, then opened, which are located in the holdchter be swam out, the cargo space closed again and the water in the cargo room is pumped out again.
  • the function is comparable with usual in shipbuilding floating docks.
  • empty trips can be saved because each trip can be used to at the same time one or more different charges to
  • a cargo ship with barges loaded with one or more gases can deliver and / or receive cargo at different ports in individual barges.
  • a lighter is provided with means for performing remote monitoring.
  • a lighter practically no own power supply.
  • a necessary supply of auxiliary energy such as electricity, hydraulics, air, water is either from a cargo ship, via a port or by means of a designated terminal. Overall, this can reduce costs.
  • the lighter then has a maximum of a battery, with an uninterruptible power supply can be ensured.
  • a method for the transport of liquefied gas according to which a lighter in a first port is loaded with liquefied gas, the lighter is brought aboard a cargo ship, the freighter moves to another port and the liquefied gas filled lighter from Cargo ship is unloaded.
  • Monoethylamine, vinyl ethyl ether, pentene, pentane, liquefied hydrogen or liquefied nitrogen is transported.
  • a liquefied gas tank of a lighter comprises no pump.
  • a method in particular according to one of the preceding embodiments, according to which a lighter is provided with befindliches in a tank liquefied gas, wherein the lighter is provided with a pump, wherein the pump to an external power supply, which is not part of the lighter, is connected , Liquefied gas is pumped out of the tank by means of the pump for the purpose of discharging, and after unloading the
  • Power supply is disconnected from the pump.
  • Embodiments with a liquefied gas tank Embodiments with a liquefied gas tank.
  • a single liquid gas tank of the lighter has a volume of at least 500 (five hundred) cubic meters and / or the total tank volume located on a lighter is at least 4000 m 3 (four thousand) and / or on a lighter total tank volume is not more than 20,000 m 3 (twenty thousand).
  • the lighter may have at least two
  • Liquefied gas tanks feature.
  • Sending means is provided to send state information about its liquefied gas tank wirelessly.
  • Lighter according to one of the preceding device embodiments which is equipped with at least one heat exchanger for pressure maintenance in the liquefied gas tank, which is preferably supplied by a cargo ship or a pier with a corresponding cooling medium.
  • FIG. 1 shows schematically components of the invention
  • Figure 2 shows a tank for carrying out the invention
  • FIG. 3 shows a lighter according to the invention
  • FIG. 4 shows a cargo ship according to the invention.
  • the inventive method allows the transport of liquefied gases in individual liquefied gas tanks, which are transported by a carrier ship or cargo ship to many loading and unloading and collected again.
  • the LPG tanks are installed on individual barges that float, load and unload independently of the carrier ship.
  • a lighter remains at its destination port or at collection points until it is picked up from there for reloading.
  • FIG. 1 outlines the main components used for the transport of liquefied gas according to the invention, namely:
  • LPG tanks (1) as transport containers
  • Piping systems in the liquefied gas tanks and on the barges enabling loading and unloading
  • the lighters are universally and flexibly applicable and not tied to a specific trade or location. They remain at their respective loading / unloading point or in collective warehouses until further / return transport.
  • the transport method according to the invention reduces the investment and operating costs for ships in relation to the circulating gas tanks.
  • the used liquefied gas tanks are suitable for any partial loads
  • blow-off valves can be connected to suitable blow-off systems at the pier and on board the carrier ship.
  • the LNG tanks are seaworthy on lighters and either weatherproof or protected by a steel deck.
  • the lighters have the necessary LPG tank installations and standardized loading and unloading connections.
  • the lighters are suitable for sea and waterways and are towed or pushed.
  • the LPG tanks are filled or emptied with LPG.
  • the lighters are suitable in one embodiment for operations on conventional LPG terminals.
  • conventional terminals are not designed to power a lighter. In these cases, the lighter then has over one own power supply.
  • the tanks are conditioned on their waiting terminal (4) with the necessary measures.
  • the tanks are z. B. pre-cooled for loading, or after loading is ensured by cooling pressure maintenance.
  • UPS uninterruptible power supply
  • the energy consumption is relatively low.
  • required power is preferably provided externally in order to minimize the effort to be operated.
  • the associated carrier ships (5) are used to transport the loaded and empty lighter.
  • the loading and unloading of liquefied gas lighters is done by floating the lighters or by a lifting device.
  • the ships can use ballast tanks and flooding the hold to create the necessary draft, while the top of the carrier ships remains above water.
  • the barges are stored on the floor of the cargo hold.
  • the carrier vessel anchors for unloading and / or loading in the vicinity of the destination of the lighter or at a collection / transfer point for lighter.
  • a pier for loading and unloading is generally not necessary, which also brings a significant reduction in port mooring fees.
  • the loading and unloading of barges can therefore also be carried out on offshore installations such as platforms or buoys on the open sea, provided that the sea state and sea
  • the entire loading and unloading of the transport ship takes no longer than during loading or unloading of a conventional ship.
  • the load can be supplied or taken from the individual barges much better according to the current needs of the tanks.
  • Tanks These are common independent ship tanks according to IGC Code.
  • a pressure tank for the gas CO 2 is presented here.
  • Other versions may be used in accordance with the different products to be transported such as LNG, ethylene or the other aforementioned products with the same tank system only in
  • the tanks are made of suitable material for the expected temperatures and are designed for a sufficiently high pressure; (see Fig. 2).
  • the storage is carried out by two tank tanks (1), which are typical for type C tanks. Buoyancy bearings prevent release from the ship's tank seat calipers.
  • the bearing forces are absorbed by type-typical ring stiffeners (2).
  • the tank is sufficiently insulated with conventional insulation systems to limit heat input.
  • the insulation can be weatherproofed.
  • the tank When the tank is kept open without the protective deck, the tank is equipped with a suitable circumferential collar for attaching a sealing membrane to the lighter interior (3).
  • the tank is equipped with the following facilities:
  • the lighters have standardized base areas, but the type of tank can be different in terms of design and dimensions (see Fig. 3, in which only the lighter is sketched).
  • the frame is enclosed on all sides by a standard ship's planking with corresponding frames and represents the vessel.
  • An ESD trip system is connected to the appropriate shore or shipside controllers.
  • This protective deck can also be manufactured as standard and simplifies the equipment with any necessary seawater - spray systems (4) to protect against fire or for cooling against strong sunlight.
  • the lighter has for transport, mooring, carry-over and
  • Terminals for loading and unloading can z. B. serve various purposes: cargo handling;
  • the lighters are moored to a corresponding pier.
  • this pier can also be designed as a pontoon floating, anchored or otherwise fixed horizontally.
  • the pier is equipped with facilities such as loading arms / hoses, and lines for loading / unloading.
  • auxiliary power such as electricity, air, water, hydraulic, if necessary.
  • Land-based equipment for mooring the barges and conditioning the pressure tanks during waiting times are described below.
  • blow-off system optionally a blow-off system
  • the carriers used are for the desired trades of one
  • the carrier vessel anchors with an anchor harness or mooring with its winches on anchor buoys. In principle, it may be during the charge transfer z. B. at offshore facilities also drive. A pier is not needed.
  • the carrier ship For loading and unloading with filled barges, the carrier ship is lowered until a sufficient for the respective draft of on orPartschwimmenden lighter
  • Water level is made in the cargo bay. Diving is effected by ballast water tanks and flooding of the hold.
  • the cargo space is closed and emptied after completion of the floating of the filled lighters on a Docktor.
  • the lighters sink onto the load compartment floor and are then locked.
  • the carrier ship After completing the deletion / loading, the carrier ship emerges by ballast operations back on the travel draft.
  • the carrier ship has the following facilities for loading and unloading (see Figure 4): a floodable cargo space (1);
  • a lifting device (6) the empty lighter from the water on the Upper deck level can lift;
  • Transport devices (7) which allow the lighter to move on the upper deck
  • Non-positive and / or positive locks (8) with which the lighter can be secured on the upper deck;
  • blow-off pipes are connected with on-board blow-off masts;
  • the gas lines are connected to the onboard fuelgas
  • the sprayer system of the lighter is connected to the on-board fire extinguishing system with sufficient capacity as a precaution.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Transport von Flüssiggas, einen Leichter (2) und ein Frachtschiff (5), ausgelegt zur Durchführung des Verfahrens, sowie entsprechende Verwendungen derselben. Bei der Erfindung wird ein Leichter (2) in einem ersten Hafen mit Flüssiggas beladen. Dann wir der Leichter (2) an Bord eines Frachtschiffs (5) gebracht, welches zu einem anderen Hafen fährt, wo dann der mit Flüssiggas gefüllte Leichter (2) von dem Frachtschiff (5) entladen wird.

Description

Transport von kryogenem Gas
Die Erfindung betrifft ein Verfahren für den Transport von kryogenem Gas, sowie einen Leichter und ein Frachtschiff zur Durchführen des Verfahrens und entsprechende
Verwendungen des Frachtschiffs und des Leichters.
Flüssiggase werden in großen Mengen als kyrogene Gase, verflüssigt und bei tiefen
Temperaturen, transportiert. Ein hier besonders relevantes kryogenes Gas ist Flüssigerdgas, abgekürzt LNG für„liquefied natural gas".
Es ist bekannt, an einem Ausgangsort A einen Puffertank mit darin enthaltenem Flüssiggas, wie zum Beispiel LNG, bereitzustellen. Aus einem solchen Puffertank wird zwecks Transport Flüssiggas in Tanks eines Schiffes bzw. Tankers gepumpt. Das Schiff bzw. der Tanker transportiert anschließend das Flüssiggas zu einem Zielhafen, der ebenfalls über einen Puffertank verfügt. Das Flüssiggas wird bei Erreichen des Zielhafens B aus den Tanks des Schiffs in den Puffertank des Zielhafens gepumpt. Von hier aus wird das Flüssiggas weiter bis zum jeweiligen Bestimmungsort transportiert.
Dieses Verfahren weist den Nachteil auf, dass umfangreich Lehrfahrten durchgeführt werden. Ein Schiff fährt Flüssiggas von A nach B. Fährt das Schiff anschließend von B nach A zurück, handelt es sich um eine mit erheblichen Kosten verbundene Leerfahrt. Nachteilhaft müssen bei diesem Verfahren ferner große Puffertanks in den betroffenen Häfen bereit gestellt werden. Das Be- und Entladen eines Tankers nimmt außerdem relativ viel Zeit in Anspruch. Um Flüssiggas von einem Ausgangshafen zu einem Zielhafen wirtschaftlich zu transportieren, werden möglichst große Volumina an Flüssiggas gehandhabt und transportiert. Ein Tanker wird also zum Beispiel im Zielhafen komplett entladen. Ein entsprechend großer Puffertank ist also bereit zu halten. Es ist bei diesem Verfahren außerdem aufwendig, unterschiedliche Flüssiggase in kleineren Mengen mit nur einem Schiff von einem Ausgangshafen zu einem oder mehreren Zielhäfen zu transportieren.
Es ist bekannt, Leichter, also insbesondere antriebslose kleine Schiffe oder schwimmende Container, einzusetzen, um Waren über Wasser zu transportieren (siehe zum Beispiel http://de.wikipedia.org/wiki/Lighter_Aboard_Ship„Lighter Aboard Ship"). Ein solcher, mit Ware beladener Leichter wird beispielsweise zu einem Schiff mit einem Antrieb gebracht und mit Hilfe eines Krans auf das Schiff gehoben. Leichter können über einen Hilfsantrieb verfügen mit dem sie etwa ihre Position, beispielsweise innerhalb eines Hafenbeckens, korrigieren können. Sie verfügen aber nicht über einen Antrieb, der ihnen das selbstständige Zurücklegen größerer Strecken, etwa von Hafen zu Hafen, ermöglicht. In der Regel haben Leichter keine eigene Besatzung.
Bekannt sind etwa LASH-Leichter zum Transport mit Seeschiffen. Sie haben eine
Tragfähigkeit von 370 1, sind 18,75 m lang und 9,5 m breit.
Auf diese Weise gelingt es, eine Vielzahl von Leichtern mithilfe eines Transportschiffes über große Strecken zu transportieren. Dieses Transportverfahren für Waren ist allerdings inzwischen durch einen Transport von Waren mit Hilfe von Containern ersetzt worden. Waren werden in Container hinein gebracht und Container werden auf Frachtschiffe gebracht, um so Waren von einem Hafen A zu einem Hafen B zu transportieren. Container können im
Vergleich zu Leichtern sehr viel schneller auf ein Schiff geladen werden und umgekehrt sehr viel schneller entladen werden. Wird nämlich ein mit Ware beladener Leichter verwendet, so wird dieser Leichter erst einmal ins Wasser gebracht. Anschließend wird der Leichter auf das Frachtschiff gehoben. Dies ist relativ zeitaufwändig. Ein Container hat gegenüber einem Leichter ferner den Vorteil, dass er einfacher und damit preiswerter gebaut sein kann. Ein Leichter wird nämlich mit Mitteln versehen, die ihn schiffstauglich machen, so zum Beispiel mit einem Anker. Ein Container weist im Vergleich zu einem Leichter ferner den Vorteil auf, dass er hinreichend klein und leicht gebaut werden kann, um auch mit einem Zug und einem LKW transportiert werden zu können. Zwar könnten die aus dem Stand der Technik bekannten Leichter ebenfalls verkleinert werden, um mit einem LKW oder einem Zug transportiert werden zu können. Dies macht aber vor dem Hintergrund der vorgenannten Probleme wirtschaftlich keinen Sinn.
Im Fall vom Transport von Flüssiggas sind in der Regel mehrere 1.000 Kubikmeter zu transportieren, so zum Beispiel ohne weiteres 10.000 Kubikmeter. Würde ein solches
Volumen auf Container aufgeteilt, würde man mehrere 100 Container benötigen. Daher werden Container in der Regel nicht für den Transport von größeren Mengen Flüssiggas über weite Entfernungen eingesetzt. Es könnte zwar ein beispielsweise 10000 Kubikmeter großer Containertank gebaut werden, der direkt mit einem Kran an Land gehoben wird. Allerdings ist der technische Aufwand, der dafür zu betreiben wäre, zu groß. Beispielsweise müssten entsprechende leistungsfähige Kräne bereit gestellt werden, die es derzeit nicht gibt.
Würden 10000 Kubikmeter große Tanks in Form von Containern bereit gestellt, so müsste an jedem Zielhafen ein entsprechend großer Kran vorgesehen werden, der in der Lage ist, derart große Container zu handhaben. Darüber hinaus müsste es einen Transportmechanismus geben, der in der Lage ist, Container mit einem Volumen von 10000 Kubikmetern zumindest im Zielhafengebiet zu transportieren.
Dem beschriebenen Stand der Technik gegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, ein wirtschaftlicheres Verfahren nebst Vorrichtungen und Verwendungen zum Transportieren von großen Mengen an Flüssiggas bereit zu stellen.
Die Aufgabe wird insbesondere durch ein Verfahren zum Transport von Flüssiggas gelöst, bei dem zunächst ein Leichter in einem ersten Hafen mit Flüssiggas beladen wird. Dann wird der Leichter an Bord eines Frachtschiffes gebracht. Daraufhin fährt das Frachtschiff mit dem Leichter an Bord zu einem zweiten Hafen. Dort wird der Leichter von dem Frachtschiff entladen bzw. abgeladen.
Bevorzugte Ausgestaltungen finden sich auch in den abhängigen Ansprüchen.
Zur Lösung der Aufgabe werden Leichter bereit gestellt, die über Tanks verfügen, die grundsätzlich mehrere 100 Kubikmeter, vorzugsweise mehr als 1000 Kubikmeter groß, und die darauf ausgelegt sind, Flüssiggas aufnehmen zu können. Typische Flüssgase sind: LNG, Ethylene, Propylene, VCM, LPG, CO2, NH3, verflüssigter Wasserstoff sowie verflüssigter Stickstoff.
Vorzugsweise wird ein System von Leichtern vorgesehen, also eine Vielzahl von Leichtern, die grundsätzlich gleich aufgebaut sein können. Die jeweiligen Tanks können insbesondere unterschiedlich sein, um verschiedene Flüssiggase transportieren zu können. So umfasst ein solches System zum Beispiel Leichter mit Tanks für den Transport von LNG sowie Leichter mit so ausgelegten Tanks, dass verflüssigtes C02 transportiert werden kann.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird in einem Tank eines Leichters befindliches Flüssiggas als Treibstoff für das Schiff verwendet, welches den Leichter transportiert. Dieses Flüssiggas kann alternativ oder ergänzend zur Bereitstellung von weiterer Energie dienen, die für den Schiffsbetrieb benötigt wird.
Erfindungsgemäß werden die verwendeten Leichter am Hafen, von dem aus Flüssiggas transportiert werden soll, betankt. Die Leichter befinden sich während des Betankens im Zielhafen vorzugsweise im Wasser. Die Leichter werden zu einem Frachtschiff bzw. Frachter transportiert. Mit dem Frachter werden die Leichter zum Zielhafen transportiert. Hier werden die Leichter wieder zurück ins Wasser gebracht. Anschließend können die Leichter über das Wasser weiter in gewünschter Weise transportiert werden. Der Zielhafen sei beispielsweise Hamburg. Am Zielhafen Hamburg werden also die Leichter vom Schiff entladen. Nun besteht die Möglichkeit, Leichter die Elbe weiter in Richtung Binnenland zu transportieren.
Auf diese Weise ist es möglich, eine große Transportmenge von z. B. 10.000 m3 ohne Pump- und Umladevorgänge in Teilmengen zu verteilen, die unterschiedlichen Bestimmungsorten zugeführt werden sollen.
Es gibt zum Beispiel derzeit zentrale LNG-Lager (Import- oder Exportterminals), die nur von bestimmten Tankern angefahren werden dürfen oder können. Soll ein Schiff mit LNG (z. B. als Schiffsbrennstoff (Bunker)) beladen werden, das nicht zu zentralen Lagern fahren darf, so wird dies an einem Zwischenlager (Bunkerlager) mit LNG beladen. Erfindungsgemäß werden die Zwischenlager in einer Ausführungsform der Erfindung mit LNG versorgt, indem Leichter von einem LNG-Lager zu einem Bunkerlager gebracht werden. Anschließend wird ein Schiff von diesem Bunkerlager aus betankt. LNG muss dann nicht mehrfach von einem Tank in einen nächsten umgefüllt werden, sondern es wird nur ein Pumpvorgang bzw. Entladungsvorgang zum Umladen aus dem Leichter in die Bunkertanks des Endverbraucherschiffes erforderlich. In anderen Worten: Ein Leichter fungiert als Zwischenlager.
Einen Leichter weiter mit Hilfe eines Flusses in Richtung Inland, beispielsweise zu einem solchen Zwischenlager, zu transportieren, ist problemlos möglich, da in Häfen einmündende Flüsse so gestaltet oder ausgebaut worden sind, dass die benötigten große Volumina transportieren werden können. Mit einem LKW oder Zug wäre dies nicht in vergleichbarer Weise möglich.
Erfindungsgemäß ist es weiter vorgesehen, dass Leichter bei Bedarf ein aus ein oder mehreren Puffertanks bestehendes Pufferlager im jeweiligen Hafen ersetzen. Ein oder mehrere Leichter werden dann geeignet an der Pier eines Hafens vertäut und bilden so ein Pufferlager. Wie bei konventionellen Puffertanks kann bei Bedarf den Leichtern Flüssiggas entnommen und weiter in üblicher Weise transportiert oder für einen Prozess verwendet werden.
In einem Hafen wird damit nur noch die Infrastruktur benötigt, die ggf. benötigt wird, um in Leichtern zwischengelagertes Flüssiggas kühl zu halten, um zu hohe Drücke aufgrund von Boil-Off-Gas zu vermeiden, oder um nach Bedarf Teilmengen aus den Leichtern zu entnehmen, wie z. B. bei zentralen LNG-Bunkerlagern. Pufflager für Flüssiggase umfassen in der Regel aus Wirtschaftlichkeitsgründen keine Tanks, die einem Überdruck von einigen bar gewachsen sind. Es handelt sich also dann nicht um Drucktanks. Im Unterschied dazu sind die Tanks von Leichtern klein genug, um in einer Ausführungsform der Erfindung als Drucktank (Typ C Tank) ausgeführt werden zu können. Andere, drucklos betriebene, Formen wären Typ A und Typ B Tanks, die ebenfalls auf Leichtern installiert werden können.
Handelt es sich um einen Drucktank, so vereinfacht dies die Handhabung des darin befindlichen Flüssiggases. Dieser Vorteil gilt sowohl für den Transport der Leichter als auch während der Be- und Entladung von Leichtern. Auch die Druckhaltung bei eventuellen Wartezeiten gestaltet sich für Drucktanks weniger aufwendig als für drucklose Tanks.
Die Volumina betragen bei solchen Drucktanks von Leichtern vorzugsweise insgesamt 4.000 - 12.000 m3 pro Leichter.
Der Vorteil eines Drucktanks besteht u. a. darin, dass pumpenlos entladen werden kann. Es besteht zum Beispiel die Möglichkeit, einen Gasüberdruck im Tank zu erzeugen oder ein Gas in den Tank so einzuleiten, dass der flüssige Tankinhalt heraus gedrückt wird. Es können im Fall von Drucktanks also Pumpen eingespart werden.
Ein großer, nach dem Stand der Technik häufig vorgesehener Membrantank für die Lagerung von LNG, sollte in der Regel mit weniger als 15 % oder mehr als 80 % mit Flüssiggas gefüllt sein. Ein Drucktank kann im Unterschied dazu stets zwischen 0 und 100 % mit Flüssiggas gefüllt werden bzw. sein. Ein Drucktank kann also in der Regel flexibler beladen werden. Derzeit ist zwar vorgeschrieben, dass auch Drucktanks nur bis zu 98 % befüllt werden dürfen. In technischer Hinsicht ist allerdings auch eine 100% Füllung möglich. Auch aus diesem Grund ist also ein Leichter mit einem oder mehreren Drucktanks vorteilhaft.
Zwar war es bekannt, Leichter für den Transport von Waren zu verwenden, nicht aber für den Transport von großen Flüssiggasmengen. Inzwischen hat sich die Technik von diesem Stand der Technik weg entwickelt. Leichter werden derzeit aus genannten Gründen nicht mehr für einen Warentransport eingesetzt.
Eine Erkenntnis, die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegt, besteht demgegenüber darin, dass ein Leichter aufgrund des flüssigen Ladeguts leicht in einem Hafen entladen werden kann. Es sind also keine Kräne erforderlich, die Ladegut vom Leichter an Land hieven müssen. Es genügt stattdessen, ein Rohrsystem vorzusehen und beispielsweise Heizmittel zur Erzeugung von Gas aus Flüssiggas, um so einen Leichter einfach entladen zu können. Unter anderem dieser Vorteil führt dazu, dass sich die Erfindung als besonders wirtschaftlich herausgestellt hat.
In der Praxis wird ein erfindungsgemäßer Leichter so konzipiert sein, dass er
Sicherheitsanforderungen in hinreichender Weise entspricht, um LNG und andere kryogene Gase lagern und transportieren zu können. Zu den dafür benötigten Sicherheitseinrichtungen gehören: Sicherheitsventil(e), um bei einem zu hohen Überdruck in einem Tank Boil-Off-Gas ablassen zu können; Schnellschlussarmaturen an Rohrleitungen, um notfalls automatisch den Tank verschließen zu können; eine Temperatur- und Drucküberwachung; Füllstandsanzeige und -messgerät; Feuerlöschsysteme. Erfindungsgemäße Leichter sind daher in einer Ausführungsform der Erfindung mit ein oder mehreren der vorgenannten
Sicherheitseinrichtungen versehen.
Um einen leeren Leichter auf ein Frachtschiff bringen zu können, wird in einer
Ausführungsform der Erfindung auf dem entsprechenden Frachtschiff ein Kran oder
Hebesystem bereit gestellt mit dem der leere Leichter auf das Schiff gehoben werden kann. Auf dem Schiff kann der Leichter anschließend beispielsweise durch Rollen in die gewünschte Position bewegt werden.
Um einen leeren Leichter auf ein Frachtschiff zu bringen, schwimmt ein Leichter
beispielsweise in den Heckbereich eines Schiffes hinein. Hier gibt es beispielsweise eine abgesenkte Plattform oder seitliche vorgesehene Hebemittel. Zum Beispiel mit Hilfe der Plattform wird dann der Leichter aus dem Wasser heraus gehoben. Alternativ gibt es beispielsweise Stahltaue und dergleichen, um dann mit Hilfe von Winden einen solchen Leichter aus dem Wasser heraus zu heben. In der Regel sind solche Hebesysteme in ihrem Hebevermögen beschränkt. Ein beladener Leichter ist in der Regel zu schwer, um ebenfalls mit Hilfe eines solchen Hebesystems auf ein Frachtschiff gebracht werden zu können.
Um mit Flüssiggas beladene Leichter, die für ein vorgenanntes Hebesystem zu schwer sind, auf ein Frachtschiff zu bringen, taucht das Schiff in einer Ausführungsform der Erfindung zunächst ab. Dafür wird beispielsweise ein Laderaum des Schiffes geflutet. Anschließend wird der Laderaum so geöffnet, dass Leichter in diesen Laderaum hinein geschwommen werden können. Danach wird der Laderaum wieder geschlossen und das im Laderaum befindliche Wasser abgepumpt. Auf diese Weise gelangen auch sehr schwere Leichter in das Schiff hinein. Umgekehrt werden solche für ein Hebesystem zu schwere Leichter entsprechend wieder entladen, indem der Laderaum geflutet, anschließend geöffnet wird, die im Laderaum befindlichen Leichter hinaus geschwommen werden, der Laderaum wieder geschlossen und das im Laderaum befindliche Wasser wieder abgepumpt wird. Die Funktion ist vergleichbar mit im Schiffbau üblichen Schwimmdocks.
Erfindungsgemäß können Leerfahrten eingespart werden, weil jede Fahrt dazu genutzt werden kann, um zugleich eine oder auch mehrere unterschiedliche Ladungen zu
transportieren.„Leergut", also leere Leichter, können gleichzeitig auf ein Deck eines Schiffs geladen werden. Bei einem konventionellen Tankschiff ist es im Vergleich dazu nur möglich, ein Schiff entweder beladen oder aber entladen zurück zu einem Ausgangspunkt zu transportieren. In der Regel ist zu bevorzugen, dass leere Leichter oberhalb von beladenen Leichtern auf einem Schiff transportiert werden. Wasserstoffleichter könnten wegen ihres geringen Gewichtes allerdings auch oben, also zum Beispiel auf einem Deck transportiert werden, ohne einen großen technischen Aufwand betreiben zu müssen.
Bei einem konventionellen Tanker ist es zwar möglich, dass ein erstes Flüssiggas von A nach B transportiert wird und ein zweites Flüssiggas danach von B nach C, um Leerfahrten zu vermeiden. Dies erfordert allerdings dann zeitaufwendige Umstellungsmaßnahmen, falls von A nach B ein anderes Flüssiggas transportiert werden soll als von B nach C. Auch entstehen dabei regelmäßig nennenswerte Produktverluste (Spülverluste), die aus wirtschaftlicher wie umwelttechnischer Sicht zu vermeiden sind. Zwar lassen sich Leerfahrten durch das erfindungsgemäße Verfahren nicht stets vermeiden. Es stehen allerdings im Vergleich zum genannten Stand der Technik mehr Möglichkeiten zur Verfügung, um Leerfahrten zu vermeiden.
Bei einer weiteren Anwendung, z. B. für die Versorgung mit Leichtern für zentrale LNG- Bunkerlager, kann allerdings auch aus wirtschaftlichen Gründen eine einfache Ausführung des Trägerschiffes eingesetzt werden, die ohne Ladung an Deck den Transport vornimmt. Es können etwa von einem Schiff mit Flüssiggas gefüllte beladene Leichter zu einem Zielhafen hin transportiert werden, um anschließend Leichter ohne Flüssiggas zurück zu transportieren.
Der Fachmann hat im Zusammenhang mit dem Transport von Flüssiggas nicht an Leichter gedacht, weil er bestrebt war, Tanker mit möglichst großen Tanks herzustellen. Ein Frachter mit großen Tanks umfasst beispielsweise für 100.000 Kubikmeter lediglich vier Tanks, so dass für vier Tanks nur vier Sicherheitsvorrichtungen für jeden Tank bereit gestellt werden müssen. Es werden deutlich mehr als vier Leichter benötigt, falls 100.000 Kubikmeter LNG transportiert werden soll.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist es allerdings, abgesehen von den bereits genannten Vorteilen, nicht erforderlich, eine Ladung aus einem großen Tank in einen kleineren umzufüllen, wenn im Zielhafen kleinere Mengen weiter transportiert werden müssen. Dies trägt dazu bei, dass das erfindungsgemäße Verfahren insgesamt deutliche Vorteile gegenüber einem konventionellen Flüssigkeitstransport aufweist.
Ein Frachtschiff mit Leichtern, die mit einem oder mehreren Gasen beladen sind, kann Ladung an verschiedenen Häfen in einzelnen Leichtern abliefern und/oder aufnehmen.
Eine wichtige Möglichkeit der Nutzung ist aber auch, dass man von kleinen Feldern Gas abholt und quasi gleichzeitig C02 abgibt. Gas und CO2 können dabei jeweils mehrere Ziele bzw. verschiedene Herkunft haben.
Wird Flüssiggas mit einem Tanker transportiert, so ist für diese Tanks grundsätzlich nur eine Person verantwortlich. Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist es vorteilhaft, die
Verantwortung für einen Tank von einer Person zu einer anderen zu übergeben. So übergibt der Kapitän eines Frachtschiffes die Zuständigkeit für den Tank eines Leichters an eine Person, die den Leichter in einem Hafen in Empfang nimmt. Das erfindungsgemäße Verfahren unterscheidet sich also vom genannten Stand der Technik dadurch, dass nicht lediglich eine Ladung übergeben wird und dadurch auch ein Verantwortungsbereich auch nur beschränkt auf eine Ladung. Stattdessen wird mit dem Übergeben einer Ladung auch der zugehörige Tank mit dem Leichter übergeben. In einer Ausführungsform der Erfindung ist daher ein Leichter mit Mitteln versehen, um eine Fernüberwachung durchführen zu können. Zum
Beispiel mit Hilfe des Internets und drahtloser Übertragungstechnik werden dann
Zustandsinformationen an eine Zentrale übermittelt. Es ist so möglich, das Problem zu reduzieren, dass ein Tank in den alleinigen Verantwortungsbereich einer Person gelangt, die mit dem Tank und eventuell bereits aufgetretenen Störungen nicht vertraut ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst ein Leichter praktisch keine eigene Energieversorgung. Eine notwendige Versorgung mit Hilfsenergie wie Strom, Hydraulik, Luft, Wasser erfolgt entweder von einem Frachtschiff aus, über einen Hafen oder mittels eines dafür vorgesehenen Terminals. Insgesamt können so Kosten gesenkt werden. Der Leichter verfügt dann maximal über eine Batterie, mit der eine unterbrechungsfreie Stromversorgung sichergestellt werden kann.
Der Übersichtlichkeit halber seien im folgenden besondere Ausgestaltungen der Erfindung in nummerierter Form aufgeführt:
1. Verfahren für den Transport von Flüssiggas, gemäß dem ein Leichter in einem ersten Hafen mit Flüssiggas beladen wird, der Leichter an Bord eines Frachtschiffs gebracht wird, das Frachtschiff zu einem anderen Hafen fährt und der mit Flüssiggas gefüllte Leichter vom Frachtschiff entladen wird.
2. Verfahren nach Ausgestaltung 1 , bei dem insgesamt die Flüssiggastanks des Leichters ein Volumen von wenigstens 1.000 (eintausend) Kubikmeter, vorzugsweise von wenigstens 4.000 m3 (viertausend) und/oder ein Volumen von nicht mehr als 20.000 m3 (zwanzigtausend) aufweisen.
3. Verfahren nach einer der vorhergehenden Ausgestaltungen, bei dem mit Hilfe des Leichters LNG, Propan, kommerzielles Propan, Propan/Butan, Butadien, n-Butan, i-Butan, Butylen, Ethylen, Propylen, VCM, CO2, wasserfreies Ammoniak, Isoprenmonomer, Dimethylamin, Ethylchlorid, Diethylether, Ethylenoxid/Propylenoxid, Propenoxid, Isopropylamin,
Monoethylamin, Vinylethylether, Penten, Pentan, verflüssigter Wasserstoff oder verflüssigter Stickstoff transportiert wird.
4. Verfahren nach einer der vorhergehenden Ausgestaltungen, bei dem das Frachtschiff mit einer Mehrzahl von Leichtern beladen wird und durch die Leichter unterschiedliche
Flüssiggase transportiert werden.
5. Verfahren nach einer der vorhergehenden Ausgestaltungen, bei dem ein vom Frachtschiff entladener Leichter als Puffertank in einem Hafen verwendet wird, in dem das Flüssiggas vorzugsweise wenigstens einen Tag, vorzugsweise wenigstens drei Tage, vorzugsweise wenigstens eine Woche verbleibt.
6. Verfahren nach einer der vorhergehenden Ausgestaltungen, bei dem ein vom Frachtschiff entladener Leichter vor einem Entladen des Flüssiggases aus dem Tank des Leichters zu einem dritten Hafen bewegt wird.
7. Verfahren nach einer der vorhergehenden Ausgestaltungen, bei dem der Leichter einen Flüssiggastank umfasst, aus dem Flüssiggas mit Hilfe mindestens einer Pumpe entnommen wird.
8. Verfahren nach einer der vorhergehenden Ausgestaltungen, bei dem der Leichter einen Drucktank umfasst, aus dem Flüssiggas mit Hilfe von Überdruck entnommen wird.
9. Verfahren nach einer der vorhergehenden Ausgestaltungen, bei dem ein Flüssiggastank eines Leichters keine Pumpe umfasst.
10. Verfahren nach einer der vorhergehenden Ausgestaltungen, bei dem ein Leichter nach einem Entladen im Wasser verbleibt, bis der Leichter wieder auf ein Frachtschiff gebracht wird.
11. Verfahren nach einer der vorhergehenden Ausgestaltungen, bei dem ein Leichter, der nicht mit Flüssiggas beladen ist, mit einem Schiffs-Hebesystem auf ein Schiff gebracht wird.
12. Verfahren nach einer der vorhergehenden Ausgestaltungen, bei dem das Frachtschiff abtaucht, ein Laderaum des Frachtschiffes geflutet wird, der Laderaum geöffnet wird, ein mit Flüssiggas beladener Leichter in diesen Laderaum hinein bewegt wird, der Laderaum danach wieder geschlossen und das im Laderaum befindliche Wasser abgepumpt wird.
13. Verfahren nach einer der vorhergehenden Ausgestaltungen, bei dem sich während der Fahrt des Frachtschiffes von dem einen Hafen zu dem anderen Hafen auf dem Schiff sowohl mit Flüssiggas beladene Leichter als auch Leichter ohne Flüssiggas befinden.
14. Verfahren nach der vorhergehenden Ausgestaltungen, bei dem sich die Leichter ohne Flüssiggas oberhalb der Leichter mit Flüssiggas befinden.
15. Verfahren, insbesondere nach einer der vorhergehenden Ausgestaltungen, gemäß dem ein Leichter mit in einem Tank befindlichem Flüssiggas bereitgestellt wird, wobei der Leichter mit einer Pumpe versehen ist, wobei die Pumpe an eine externe Energieversorgung, die nicht Teil des Leichters ist, angeschlossen wird, Flüssiggas aus dem Tank mittels der Pumpe zwecks Entladung herausgepumpt wird, und im Anschluss an die Entladung die
Energieversorgung von der Pumpe getrennt wird.
16. Leichter zur Durchführung des Verfahrens nach einer der vorhergehenden
Ausgestaltungen mit einem Flüssiggastank.
17. Leichter nach der vorhergehenden Ausgestaltung, bei dem ein einzelner Flüssiggastank des Leichters ein Volumen von wenigstens 500 (fünfhundert) Kubikmeter und/oder das auf einem Leichter befindliche gesamte Tankvolumen wenigstens 4000 m3 (viertausend) beträgt und/oder das auf einem Leichter befindliche gesamte Tankvolumen nicht mehr als 20.000 m3 (zwanzigtausend) beträgt. Insbesondere kann der Leichter über zumindest zwei
Flüssiggastanks verfügen.
18. Leichter nach einer der vorhergehenden Vorrichtungsausgestaltungen, der nicht mit einer eigenen Kraftstromversorgung versehen ist.
19. Leichter nach einer der vorhergehenden Vorrichtungsausgestaltungen, der mit ein oder mehreren Sicherheitseinrichtungen eines Flüssiggastanks versehen ist.
20. Leichter nach einer der vorhergehenden Vorrichtungsausgestaltungen, der mit
Sendemitteln versehen ist, um Zustandsinformationen über seinen Flüssiggastank drahtlos versenden zu können.
21. Leichter nach einer der vorhergehenden Vorrichtungsausgestaltungen, der mit wenigstens einem Wärmetauscher zur Druckhaltung im Flüssiggastank ausgestattet ist, der vorzugsweise von einem Frachtschiff oder von einer Pier mit entsprechendem Kühlmedium zu versorgen ist.
Die vorangehende und die folgende Beschreibung beziehen sich sowohl auf das Verfahren, den Leichter, das Frachtschiff und die entsprechenden Verwendungen auch wenn dies nicht immer ausdrücklich angegeben ist. Die angegebenen Merkmale können auch in anderen als den gezeigten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
Nachfolgend wird die Erfindung mit Hilfe von Figuren bzw. Beispielen näher erläutert, ohne dabei die Erfindung einschränken zu wollen:
Figur 1 zeigt schematisch Komponenten der Erfindung; Figur 2 zeigt einen Tank zur Ausführung der Erfindung; Figur 3 zeigt einen erfindungsgemäßen Leichter; und Figur 4 zeigt ein erfindungsgemäßes Frachtschiff.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht den Transport von Flüssiggasen in einzelnen Flüssiggastanks, die von einem Trägerschiff bzw. Frachtschiff an viele Be- und Entladestellen transportiert und wieder eingesammelt werden. Die Flüssiggastanks sind auf einzelnen Leichtern installiert, die unabhängig vom Trägerschiff schwimmen und be- und entladen werden. Ein Leichter verbleibt an seinem Zielhafen oder an Sammelstellen, bis dieser von dort für eine erneute Beladung abgeholt wird.
Figur 1 skizziert die Hauptkomponenten, die für den erfindungsgemäßen Transport von Flüssiggas verwendet werden, nämlich:
Flüssiggastanks (1) als Transportbehälter;
standardisierte Leichter (2) als Schwimmkörper für die Flüssiggastanks;
Rohrleitungssysteme in den Flüssiggastanks und auf den Leichtern, die das Be- und Entladen ermöglichen;
Terminals für das Be- und Entladen (3);
Einrichtungen an Land für das Vertäuen der Leichter und Konditionieren der
Flüssiggastanks während Wartezeiten (4);
Trägerschiffe bzw. Frachtschiffe (5) für den Seetransport der gesammelten Leichter.
Die Leichter sind universell und flexibel einsetzbar und nicht an einen bestimmten Trade bzw. Ort gebunden. Sie verbleiben an ihrem jeweiligen Lade/Entladeort oder in Sammellagern bis zum Weiter-/Rücktransport.
Das erfindungsgemäße Transportverfahren reduziert die Investitions- und Betriebskosten für Schiffe im Verhältnis zu den umlaufenden Gastanks.
Zusätzlich vermeidet oder verringert dieses Transportverfahren den Bedarf nach
Landtankkapazitäten durch laufende Entladung, bzw. Beladung von zumindest zwei wechselnden Tankleichtern an den Landanlagen. Es vereinfacht somit kontinuierliche
Prozesse mit optimaler Prozesseffizienz an Land. Die notwendigen Investitionen an Land sind gering und eine kostspielige Errichtung von Landtanklagern wird vermieden oder zumindest reduziert.
Aufgrund der verschiedenen Gase, die das Trägerschiff beliebig transportieren kann, entfallen in der Regel reine Ballastreisen, da es mit seiner eigentlichen Ladereise gleichzeitig leere Behälter für eine erneute Beladung transportiert. Der Umschlag pro Trägerschiff steigt damit bis auf das Doppelte gegenüber Schiffen mit eingebauten Tanks.
Nachfolgend werden Ausführungsformen von Systemkomponenten näher beschrieben:
Die verwendeten Flüssiggastanks sind für beliebige Teilladungen geeignet;
unabhängig vom Trägerschiff und als standardisierter Tank einfach zu fertigen und einfach auf einem Leichter einzubauen;
Abblaseventile können, falls notwendig, an der Pier und an Bord des Trägerschiffes an geeignete Abblasesysteme angebunden werden.
Die Flüssiggastanks sind auf Leichtern seefest eingebaut und entweder mit wetterfester Isolierung versehen oder werden von einem stählernen Deck geschützt.
Die Leichter besitzen die notwendigen Flüssiggas-Tankinstallationen und standardisierte Be-/ und Entladeanschlüsse.
Für einen effektiven Transport mittels Trägerschiffen sind die Grundfläche sowie
Befestigungseinrichtungen der Leichter und alle Verlade-, Befüll-, Entlade- und
Abblasesysteme für alle Arten von transportierten Tanks möglichst einheitlich.
Die Leichter sind geeignet für See- und Wasserstraßen und werden geschleppt oder geschoben.
Am Be- und Entladeterminal (3) werden die Flüssiggastanks mit Flüssiggas befüllt oder entleert.
Die Leichter sind in einer Ausführungsform für Operationen an herkömmlichen Flüssiggas- Terminals geeignet. Herkömmliche Terminals sind allerdings nicht darauf eingerichtet, einen Leichter mit Energie zu versorgen. In diesen Fällen muss der Leichter dann also über eine eigene Energieversorgung verfügen.
Am Terminal stehen geeignete Installationen für Festmachen, Beladen, Entladen zur
Verfügung.
Während Wartezeiten vor dem Entladen oder nach dem Entleeren werden die Tanks an ihrem Warteterminal (4) mit den notwendigen Maßnahmen konditioniert. Die Tanks werden z. B. zum Beladen vorgekühlt, bzw. nach dem Beladen wird durch Kühlung Druckhaltung gewährleistet.
Für die Energieversorgung der Überwachungs- und Kommunikationseinrichtungen dient für die Zeiten, in denen diese Versorgung nicht von Land oder dem Trägerschiff geleistet wird, vorzugsweise eine unterbrechungslose Stromversorgung (UPS) an Bord des Leichters. Der Energieverbrauch ist relativ gering. Darüber hinaus benötigter Strom wird bevorzugt extern zur Verfügung gestellt, um den zu betreibenden Aufwand zu minimieren.
Die zugehörigen Trägerschiffe (5) dienen dem Transport der beladenen und leeren Leichter.
Das Be- und Entladen von Flüssiggasleichtern erfolgt durch Einschwimmen der Leichter oder auch durch eine Hebevorrichtung. Zum Einschwimmen der Leichter können die Schiffe mittels Ballasttanks und dem Fluten des Laderaums den notwendigen Tiefgang herstellen, während das Oberteil der Trägerschiffe über Wasser bleibt. Nach dem Schließen des Docktores und dem Lenzen des Laderaums lagern die Leichter auf dem Boden des Laderaums.
Das Trägerschiff ankert für das Ent- und/ oder Beladen in der Nähe des Zielortes der Leichter oder an einem Sammel-/Umschlagplatz für Leichter. Eine Pier für das Be- und Entladen ist generell nicht notwendig, was auch eine erhebliche Reduzierung der Hafenliegegebühren mit sich bringt. Das Be- und Entladen von Leichtern kann daher auch an Offshore-Einrichtungen wie Plattformen oder Bojen auf offener See erfolgen, sofern es die Seegangs- und
Wetterbedingungen zulassen.
Der gesamte Be- und Entladevorgang des Transportschiffes dauert nicht länger als bei einer Be- oder Entladung eines konventionellen Schiffes. Die Ladung kann aber von den einzelnen Leichtern wesentlich besser entsprechend des aktuellen Bedarfs den Tanks zugeführt oder entnommen werden.
Im Folgenden werden die oben grob vorgestellten Hauptkomponenten des Systems im
Einzelnen dargestellt: Tanks: Hierbei handelt es sich um übliche unabhängige Schiffstanks gemäß IGC-Code.
Als Beispiel wird hier ein Drucktank für das Gas CO2 vorgestellt. Andere Ausführungen können entsprechend der unterschiedlichen zu transportierenden Produkte wie LNG, Ethylen oder die anderen vorgenannten Produkte mit dem gleichen Tanksystem lediglich in
Designdruck und -temperatur abweichend oder für andere Tanktypen auch mit grundsätzlich abweichendem Tankdesign ausgeführt werden:
C02:
Die Tanks bestehen aus geeignetem Werkstoff für die zu erwartenden Temperaturen und sind für einen ausreichend hohen Druck ausgelegt; (siehe Fig. 2).
Die Lagerung erfolgt über zwei für Typ C - Tanks übliche Tanklager (1). Auftriebslager verhindern ein Lösen aus den schiffsseitigen Tanklagersätteln.
Die Lagerkräfte werden von bauarttypischen Ringsteifen (2) aufgenommen.
Der Tank ist mit üblichen Isoliersystemen für die Begrenzung des Wärmeeintrags ausreichend isoliert.
Die Isolierung kann wetterfest ausgeführt werden. Für einen möglichen Offshore-Einsatz empfiehlt sich jedoch eine Umbauung des Tanks mit einem stählernen Schutzdeck.
Bei offener Lagerung des Tanks ohne Schutzdeck ist der Tank mit einem geeigneten umfänglichen Kragen zur Befestigung einer Abdichtmembran gegenüber dem Leichterinneren ausgestattet (3).
Der Tank ist mit folgenden Einrichtungen ausgerüstet:
Sicherheitsventilen mit angeschlossenen Abblaseleitungen, die an standardisierte Einbindestellen an den Seiten des Leichters führen und somit für einen einfachen Anschluss an Land oder an Bord der Trägerschiffe sorgen;
Be-/ Entladeleitung für Flüssiggas, die vom Boden des Tanks über eine Durchführung (Stutzen) in der oberen Tankmitte aus dem Tank und zu einer standardisierten Anschlussstelle (Manifold) auf dem Leichter führt;
Gasleitung, die in der oberen Tankmitte durch die Tankhülle geführt ist und über eine Durchführung in der oberen Tankmitte aus dem Tank und zu einer standardisierten Anschlussstelle (Manifold) auf dem Leichter führt;
eine obere Sprühleitung mit Düsen zum Abkühlen des Tanks;
Probe-Entnahmeleitungen, die an verschiedene Stellen im Tank führen;
Temperatursensoren;
Anschlüsse für Druckmessung;
Instrumente für die Überfüllsicherung;
Instrument für die Niveaumessung im Tank;
Schnellschlussarmaturen für die Gas- und Flüssiggas-Rohrleitungen;
Einrichtung für die Übertragung der Tankmessdaten (7).
Die Leichter haben standardisierte Grundflächen, wobei aber die Art des Tanks bezüglich Bauform und Abmessungen verschieden sein kann (siehe Fig. 3, in der nur der Leichter skizziert ist).
Zur Aufnahme der Tanks in z. B. oben beschriebener Bauform besitzen die Leichter übliche Schiffstanklager (1), die in einem ausreichend stabilen Rahmen für folgende Belastungen integriert sind:
Aufnahme der Tankkräfte mit und ohne Befüllung;
Absetzen des Leichters mit befülltem Tank auf dem Laderaumboden des
Trägerschiffes;
Verriegelungskräfte in den Ecken des oberen Rahmens für die Lagerung im
Laderaum;
Heben des Leichters mit geleerten Ladetanks aus dem Wasser, z. B. an vier
Hebepunkten;
Absetzen und Bewegen des Leichters mit geleerten Ladetanks auf Transportsystemen an Bord der Schiffe;
Der Rahmen ist allseitig von einer üblichen Schiffsbeplankung mit entsprechenden Spanten umschlossen und stellt das Wasserfahrzeug dar.
Ein ESD-Auslösesystem wird mit den entsprechenden land- oder schiffsseitigen Steuerungen verbunden.
Bei Installation von offen isolierten Tanks mit Membrananschluss befindet sich ein
entsprechender Kragen (2) auf dem Deck des Leichters. Mittels einer üblichen Membran kann der Verschlusszustand des Leichterinneren gegen Seewasser hergestellt werden. Bei Leichtern für den möglichen Offshore-Einsatz empfiehlt sich die Installation eines Schutzdecks (3) gegen See und Wetter.
Dieses Schutzdeck kann ebenfalls serienmäßig hergestellt werden und vereinfacht die Ausrüstung mit gegebenenfalls erforderlichem Seewasser - Sprühsystemen (4) zum Schutz gegen Feuereinwirkung oder zur Kühlung gegen starke Sonneneinstrahlung.
Der Leichter verfügt zum Transport, zur Vertäuung, zum Verschleppen und zur
Ladungssicherung an Bord der Trägerschiffe über folgende Einrichtungen:
Aufnahmepunkte (5) für die Verriegelungen im Laderaum oder an Deck des Trägerschiffes zur Aufnahme von möglichen Auftriebskräften oder Längs- und Querbeschleunigungen;
z. B. Anschlagpunkte (6) für Kranhaken zum Heben des Leichters aus dem Wasser;
Festmacheinrichtungen zum Schleppen und Vertäuen, z. B. Poller (7);
eine Plattform (8) zum Anschluss der Tanksysteme mit dem Terminal oder dem
Trägerschiff.
Terminals für das Be- und Entladen können z. B. verschiedenen Zwecken dienen: Ladungsumschlag;
Sammlung und/oder Verflüssigung von Gasen, z. B. CO2 und LNG;
Vergasung und/oder Verflüssigung von Flüssiggasen, z. B. von CO2 und LNG; Kombination der beiden zuvor beschrieben Prozesse;
LNG - Bunkerlager.
Für das Be- und Entladen der Tanks werden die Leichter an einer entsprechenden Pier festgemacht.
Bei Tidehäfen kann diese Pier auch als Ponton schwimmend ausgeführt sein, der verankert oder anderweitig horizontal fixiert ist.
Die Pier ist mit den Einrichtungen wie Ladearmen/Schläuchen, und Leitungen für die Be- /Entladung ausgerüstet.
Folgende Systeme sind bei standartisierten Anschlüssen gegeben:
Festmacheinrichtungen; gegebenenfalls ein Abblasesystem;
ein System zur Abführung von Gas bei Beladung;
ein Flüssiggassystem zur Be- und Entleerung;
Versorgung der Leichter mit Hilfsenergie wie Strom, Luft, Wasser, Hydraulik, falls erforderlich.
Einrichtungen an Land für das Vertäuen der Leichter und Konditionieren der Drucktanks während Wartezeiten werden nachfolgend beschrieben.
Während der Leichter am Zielhafen, u. U. auf das Be- bzw. Entladen warten muss, sollte er sicher verbracht werden.
Dazu dient in der Regel eine Pier, die aber bei Tidehäfen auch als Ponton schwimmend ausgeführte sein kann, der verankert oder anderweitig horizontal fixiert ist.
Folgende Systeme sind über standardisierte Anschlüsse für eine praktikable Umsetzung gegeben:
Festmacheinrichtungen;
gegebenenfalls ein Abblasesystem;
Anschlüsse zur Versorgung mit Flüssiggas zur Vorkühlung;
Gas- und Kondensatverbindung für Druckhaltung; alternativ dazu kann auch die
Versorgung mit einem Kälteträgermedium (z. B. Sole) vorgesehen werden, wenn die
Leichter mit entsprechenden Wärmetauschern ausgestattet sind;
Die eingesetzten Trägerschiffe sind für die gewünschten Fahrtgebiete von einer
Klassifikationsgesellschaft zugelassen und genügen den Anforderungen an Gastanker, da sich Flüssiggas an Bord befindet, auch wenn sie zunächst dem Transport von Leichtern dienen.
Im Zielhafen ankert das Trägerschiff mit einem Ankergeschirr oder macht mittels seiner Winden an Ankerbojen fest. Prinzipiell kann es während des Ladungsumschlags z. B. an Offshore-Einrichtungen auch treiben. Eine Pier wird nicht gebraucht.
Zum Be- und Entladen mit befüllten Leichtern wird das Trägerschiff abgesenkt, bis ein für den jeweiligen Tiefgang der ein- oder auszuschwimmenden Leichter ausreichend hoher
Wasserstand im Schiffsladeraum hergestellt ist. Das Abtauchen wird über Ballastwassertanks sowie das Flutens des Laderaums bewirkt.
Zum Einschwimmen schiebt z. B. ein Schubboot den Leichter oder den Leichterverband durch die Docköffnung in den Laderaum, zum Ausschwimmen zieht z. B. ein Schlepper den Leichter oder den Leichterverband durch die Docköffnung hinaus.
Alternative Methoden wären z. B. die Benutzung der Ballastpumpen des Laderaums, die die Leichterbewegung mit Hilfe von Strömung erzielt, oder auch das Hinein- oder
Hinausschleppen mit bordeigenen Mitteln.
Der Laderaum wird nach abgeschlossenem Einschwimmen der befüllten Leichter über ein Docktor verschlossen und entleert. Die Leichter sinken dabei auf den Laderaumboden und werden anschließend verriegelt.
Leere Leichter werden einzeln unter die Hebevorrichtung im Heck eingeschwommen und anschließend mittels der Hebevorrichtung aus dem Wasser und auf Höhe des Oberdecks gehoben. Möglich ist auch z. B. eine Art Gabelstapler.
Bei der Ausführungsform für den Transport von Leichtern für zentrale LNG-Bunkerlager kann auf das Oberdeck verzichtet werden.
Feste und bewegliche Transportsysteme ermöglichen ein Absetzen des Tanks nach Erreichen der notwendigen Höhe und einen Transport des Leichters an seine Endposition. Dort werden die Leichter mit dem Trägerschiff kraftschlüssig verriegelt.
Nach dem Beenden des Löschens/Ladens taucht das Trägerschiff durch Ballastoperationen wieder auf den Reisetiefgang aus.
Das Trägerschiff verfügt zum Be- und Entladen über folgende Einrichtungen (siehe Figur 4): einen flutbaren Laderaum (1);
ausreichend Ballasttanks (2) mit zugehörigen Pumpen;
Zulauf für Seewasser in den Laderaum zwecks Flutung;
Pumpen für ein Entleeren des Laderaums (3);
ein wetterdichtes Docktor (4);
Zugänge (5) für die standardisierten Anschlüsse der oben beschriebenen Systeme bei auf den Laderaumboden abgesenkten Leichtern;
eine Hebevorrichtung (6), die die leeren Leichter aus dem Wasser auf das Oberdeckniveau heben kann;
Transportvorrichtungen (7), die das Bewegen der Leichter auf dem Oberdeck ermöglichen;
Kraftschlüssige und/oder formschlüssige Verriegelungen (8), mit der die Leichter auf dem Oberdeck gesichert werden können;
- Zugang zu den Anschlüssen auf dem Oberdeck zur Herstellung der Verbindungen.
Folgende Verbindungen werden nach Abschluss des Beladevorgangs zwischen Leichter und Trägerschiff hergestellt:
Die Abblaseleitungen werden mit bordseitigen Abblasemasten verbunden;
Bei gefüllten LNG-Tanks werden die Gasleitungen mit dem bordseitigen Fuelgas-
System verbunden;
Übermittlung der Tankdaten an ein Kontrollsystem;
Das Spraysystem der Leichter wird an das bordseitige Feuerlöschsystem mit ausreichender Kapazität vorsorglich angeschlossen.

Claims

Patentansprüche
1.
Verfahren für den Transport von Flüssiggas, gemäß dem ein Leichter (2) in einem ersten Hafen mit Flüssiggas beladen wird, der Leichter (2) an Bord eines Frachtschiffs (5) gebracht wird, das Frachtschiff (5) zu einem anderen Hafen fährt und der mit Flüssiggas gefüllte Leichter (2) von dem Frachtschiff (5) entladen wird.
2.
Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem insgesamt die Flüssiggastanks (1 ) des Leichters (2) ein Volumen von wenigstens 500 Kubikmetern aufweisen.
3.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Frachtschiff (5) mit einer Mehrzahl von Leichtern (2) beladen wird und durch die Leichter (2) unterschiedliche
Flüssiggase transportiert werden.
4.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein von dem Frachtschiff (5) entladener Leichter (2) als Puffertank in einem Hafen verwendet wird, in dem das Flüssiggas wenigstens einen Tag verbleibt.
5.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein von dem Frachtschiff (5) entladener Leichter (2) vor einem Entladen des Flüssiggases aus dem Tank (1 ) des Leichters (2) zu einem dritten Hafen bewegt wird.
6.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein Leichter (2) nach einem Entladen im Wasser verbleibt, bis der Leichter (2) wieder auf ein Frachtschiff (5) gebracht wird.
7.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Frachtschiff (5) abtaucht, ein Laderaum des Frachtschiffes (5) geflutet wird, der Laderaum geöffnet wird, ein mit Flüssiggas beladener Leichter (2) in diesen Laderaum hinein bewegt wird, der Laderaum danach wieder geschlossen und das in dem Laderaum befindliche Wasser abgepumpt wird.
8.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gemäß dem ein Leichter (2) mit in einem Tank (1 ) befindlichem Flüssiggas bereitgestellt wird, wobei der Leichter (2) mit einer Pumpe versehen ist, wobei die Pumpe (2) an eine externe Energieversorgung, die nicht Teil des Leichters (2) ist, angeschlossen wird, Flüssiggas aus dem Tank mittels der Pumpe zwecks Entladung herausgepumpt wird, und im Anschluss an die Entladung die
Energieversorgung von der Pumpe getrennt wird.
9.
Leichter (2) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Flüssiggastank (1 ) für kryogenes Flüssiggas.
10.
Leichter (2) nach Anspruch 9, bei dem ein einzelner Flüssiggastank (1 ) des Leichters (2) ein Volumen von wenigstens 500 Kubikmeter aufweist und seefest in dem Leichter (2) eingebaut ist.
11.
Verwendung eines Leichters (2) für den Transport von Flüssiggas gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der ein Leichter (2) in einem ersten Hafen mit
Flüssiggas beladen wird, der Leichter (2) an Bord eines Frachtschiffes (5) gebracht wird, das Frachtschiff (5) zu einem anderen Hafen fährt und der mit Flüssiggas gefüllte Leichter (2) von dem Frachtschiff (5) entladen wird.
12.
Verwendung nach Anspruch 11 , bei der der Leichter (2) als Puffertank in einem Hafen verwendet wird.
13.
Frachtschiff (5) zur Aufnahme von Leichtern (2) für den Transport von Flüssiggas gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
14.
Verwendung eines Frachtschiffes (5) für den Transport von Flüssiggas gemäß einem
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der ein Leichter (2) in einem ersten Hafen mit Flüssiggas beladen wird, der Leichter (2) an Bord des Frachtschiffs (5) gebracht wird, das Frachtschiff zu einem anderen Hafen fährt und der mit Flüssiggas gefüllte Leichter (2) von dem Frachtschiff (5) entladen wird.
15.
Verwendung eines Leichters (2) und eines Frachtschiffes (5) für den Transport von Flüssiggas gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der der Leichter (2) in einem ersten Hafen mit Flüssiggas beladen wird, der Leichter (2) an Bord des Frachtschiffs (5) gebracht wird, das Frachtschiff (5) zu einem anderen Hafen fährt und der mit Flüssiggas gefüllte Leichter (2) von dem Frachtschiff (5) entladen wird.
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