Überlegungen zur Vor-Ort-Erzeugung von Gasen

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Lieferformen Technischer Gase

Stickstoff und Sauerstoff können grundsätzlich in folgender Weise bereitgestellt werden.

  • Flaschen und Bündel mit bis zu 12 Druckgasflaschen max. 50 L/300 bar
  • Flüssiggas-Tanks mit bis zu 50.000 Litern Inhalt
  • Anlage zur Vor-Ort-Erzeugung (Air Processing Systems)
  • Kombinationen der vorgenannten Systeme

Jede dieser Alternativen hat ihre Vor- und Nachteile.

Wesentliche Auswahlkriterien

Druckgasflaschen sind kompakt, leicht zu handhaben und geeignet for gelegentlichen und geringen Verbrauch von einer oder mehrerer unterschiedlicher Gase-Qualitäten. Flaschen oder Bündel sind nicht für höhere Verbräuche empfehlenswer, da die Kosten pro Liter Gas weitaus höher liegen als bei den beschriebenen Alternativen.

Flüssiggastanks sind die beste Wahl wenn hohe Verbräuche und hohe Gase-Reinheiten gefordert sind. Bei sinkendem oder variablem Verbrauch blasen diese Tanks Überdruck aufgrund von Sonnenstrahlung und Erwärmung in die Umgebung ab sind dadurch weniger wirtschaftlich.

Die Möglichkeiten der Vor-Ort-Erzeugung von Stickstoff und Sauerstoff sowie Gemischen dieser Gase sollten genauer untersucht werden, da es eine Reihe von Überlegungen gibt, die den vollen Nutzen einer solchen Anlage erkennen lassen.

Überlegungen zur Vor-Ort-Erzeugung von Gasen

Kosten der Erzeugung

Flüssiggastanks sind für kryogen erzeugte Gase vorgesehen, die verfahrensbedingt nur in sehr hohen Reinheiten hergestellt werden können, was mit enormem Energieaufwand erreicht wird. Energiekosten treiben heute direkt die Produktionskosten. Doch oft wird die hohe Reinheit der Flüssiggase Stickstoff und Sauerstoff von der Anwendung gar nicht benötigt. Hier kann die Eigenerzeugung einen Kostenvorteil verbuchen, wenn durch die energiesparende Produktion von Gasen aus Druckluft z.B. Stickstoff von 95 Vol.-% hergestellt wird. Eine Kalkulation der Kosten unterschiedlicher Lieferformen führt zur wirtschaftlichsten Alternative. Generell wird in dieser Hinsicht ein leichter Vorteil der Vor-Ort-Erzeugung gegenüber Flüssiggas zu finden sein, da bei mittleren Anforderungen an die Gase-Reinheit die Energiekosten geringer sind. Druckgasflaschen sind allein unter diesem Bewertungsmaßstab wesentlich teuerer.

Raumbedarf und Möglichkeiten der Aufstellung

Größere Flüssigtanks können ggf. nicht ohne Weiteres errichtet werden, weil die Räumlichkeiten nicht verfügbar sind oder weil die Aufstellung eines großen vertikalen Tanks nicht zugelassen wird. Eine Anlage zur Vor-Ort-Erzeugung kann hier flexibler sein, räumlich einfacher integriert werden und es gibt üblicherweise keine Beschränkungen was die Errichtung solcher Anlagen betrifft.

Logistische Fragen

Wenn die Versorgung eines Flüssiggastanks per Lkw von der Zugänglichkeit her schwierig oder der Standort weit abgelegen vom Flüssiggaswerk ist, dann sind die Sicherheit und die Kosten der Versorgung ein Argument für eine Eigenproduktion von Stickstoff oder Sauerstoff.

Möglichkeiten der Energieversorgung

Falls am Standort nicht nutzbare elektrische Energie aus Überkapazität von Solar- oder Windstromproduktion verfügbar ist, dann kann eine Eigenerzeugung ebenfalls interessant sein.

Variable Reinheiten

Falls verschiedene Reinheiten für unterschiedliche Anwendungen benötigt werden, dann kann die gezielte Erzeugung von Stickstoff oder Sauerstoff in der gewünschten Gase-Qualität von z.B. 95 Vol.-% oder 99 Vol.-% Stickstoff vorteilhaft mit einer einzigen Anlage durch Variation der Steuerungsparameter erreicht werden.

Effiziente Nutzung der Abwärme von Kompressoren

Da Kompressoren ca. 90 % der aufgenommenen elektrischen Leistung direkt in Abwärme umwandeln besthet hier ein großes Potential zur Nutzung der Wärmeernergie. Es kann dann sinnvoll sein, hier ein integriertes Konzept der kombinierten Erzeugung von Gasen und der Wärmerückgewinnung zu erstellen, wodurch sich die Gesamtkosten der Eigenerzeugung deutlich vorteilhafter darstellen können.