Was­ser­stoff-Mobi­li­tät, Medi­zin­tech­nik sowie der glo­ba­le Bedarf an Ener­gie und Nah­rung erwei­sen sich als Motor für die Nach­fra­ge nach Kom­po­nen­ten eines kryo­ge­nen Ver­fah­rens. Anwen­dun­gen wie die Kryo­the­ra­pie – also der geziel­te Ein­satz von Käl­te, um einen the­ra­peu­ti­schen Effekt zu bewir­ken, zum Bei­spiel beim Ein­satz gegen Krebs – erschlie­ßen den Anla­gen­her­stel­lern neue Geschäfts­fel­der.
Ein Indiz für den stei­gen­den Bedarf nach Medi­zin­tech­no­lo­gie – und damit letzt­end­lich auch nach pas­sen­den Arma­tu­ren – ist die zuneh­men­de Zahl der Paten­te.

Nachfrage der Ernährungsindustrie

Auch die Ernäh­rungs­in­dus­trie bleibt für Her­stel­ler und Anbie­ter von Tief­tem­pe­ra­tur­ar­ma­tu­ren attrak­tiv – Ten­denz wei­ter stei­gend. Bei­spiel Deutsch­land: Der Umsatz klet­ter­te hier von 116,9 Mil­li­ar­den Euro in 1998 auf 168,6 Mil­li­ar­den Euro in 2016 – macht unterm Strich ein Umsatz­wachs­tum von 44 Pro­zent. Womit die Ernäh­rungs­in­dus­trie einen Anteil von 9,4 Pro­zent am Gesamt­um­satz des Ver­ar­bei­ten­den Gewer­bes besitzt.

Hohe Anforderungen

Hin­zu kom­men die Anwen­dun­gen in Tun­nel­ge­frier­an­la­gen, Tro­cken­eis­strahl­an­la­gen, bei der Flüs­sigstick­stoff­do­sie­rung, in Tief­tem­pe­ra­tur-Mahl­ver­fah­ren, Boden­ver­ei­sungs­an­la­gen, bei N2 für Food- und Phar­ma­an­wen­dun­gen, in Anla­gen der Käl­te­tech­nik und der Halb­lei­ter-Indus­trie. Der Bedarf steigt bei­na­he täg­lich: „Kyro­tech­nik und die zur Nut­zung benö­tig­ten Arma­tu­ren sind mitt­ler­wei­le in nahe­zu allen Bran­chen anzu­tref­fen“, resü­miert Olaf Schu­len­berg, Tech­ni­scher Lei­ter bei Goe­t­ze KG Arma­tu­ren.

Die Her­aus­for­de­run­gen für Arma­tu­ren bei kryo­ge­nen Ver­fah­ren sind groß. Sie müs­sen für flüs­si­ge inter­ne Gase, Sauer­stoff und LNG Tem­pe­ra­tu­ren bis zu minus 200 Grad Cel­si­us wider­ste­hen. Bei LiHe (Lithium/Helium) sind Arma­tu­ren gar minus 269 Grad Cel­si­us aus­ge­setzt. Ver­brei­tet sind aller­dings „Anwen­dun­gen bis zur tiefs­ten Anwen­dungs­tem­pe­ra­tur von tief­kalt ver­flüs­sig­tem Stick­stoff bis minus 196 Grad Cel­si­us“, erläu­tert Olaf Schu­len­berg. Ande­re Luft­ga­se wie Sauer­stoff, Argon, Koh­len­di­oxid wür­den bereits bei höhe­ren Tem­pe­ra­tu­ren flüs­sig. Ver­flüs­sig­tes Erd­gas (LNG) lie­ge bei minus 163 Grad Cel­si­us. „Daher sind die meis­ten Arma­tu­ren bis minus 200 Grad Cel­si­us aus­ge­legt.“

Zäh, aber nicht spröde

Beson­de­re Tem­pe­ra­tu­ren benö­ti­gen beson­de­re Werk­stof­fe wie zum Bei­spiel nich­t­ros­ten­de legier­te und hoch­le­gier­te Stäh­le, Nickel­ba­sis­le­gie­run­gen, Kup­fer und Kup­fer­le­gie­run­gen wie etwa Bron­ze und Mes­sing. „Die­se Werk­stof­fe wei­sen bei sehr nied­ri­gen Tem­pe­ra­tu­ren noch aus­rei­chend hohe Zähig­keits­ei­gen­schaf­ten auf und nei­gen nicht zur Ver­sprödung“, betont der tech­ni­sche Lei­ter von Goe­t­ze KG Arma­tu­ren.

Passende Armaturenauslegung

Feh­ler bei der Arma­tu­ren­aus­le­gung kön­nen gra­vie­ren­de Fol­gen haben. Der Grad der Stan­dar­di­sie­rung von Anla­gen für tief­kal­te Gase nimmt zu. „Ins­be­son­de­re im Hin­blick auf die Aus­wir­kun­gen eines mög­li­cher­wei­se falsch aus­ge­leg­ten Sicher­heits­ven­tils oder einer zu gering dimen­sio­nier­ten Zulei­tung ist eine genaue Aus­le­gung der Druck­ent­las­tungs­ein­rich­tung not­wen­dig“, betont der Arma­tu­ren­her­stel­ler Hero­se. Fatal sei­en Kos­ten, wenn auf­grund eines falsch dimen­sio­nier­ten Ven­tils eine nicht geplan­te Aus­tausch­ak­ti­on erfor­der­lich wür­de. „Die Lebens­dau­er der Sicher­heits­ven­ti­le wird sich deut­lich erhö­hen, wenn sie im Hin­blick auf die maxi­ma­len Mas­sen­strö­me für die Brand­last und die mini­ma­len Mas­sen­strö­me bei aus­schließ­lich ther­mi­scher Expan­si­on getrennt von­ein­an­der aus­ge­legt wer­den – was dem nor­ma­len Betrieb am nächs­ten kommt.“

LNG als Markt der Zukunft

Tief­tem­pe­ra­tur­ar­ma­tu­ren haben Kon­junk­tur, was nicht zuletzt auch hier­an liegt: LNG ist die Zukunft – das sagen nicht weni­ge Exper­ten. Welt­weit betrug die Kapa­zi­tät 2016 rund 275 Mil­lio­nen Ton­nen. Zu erwar­ten ist, dass bis 2018 noch wei­te­re 65 Mil­lio­nen Ton­nen hin­zu­kom­men. Das Wachs­tum der LNG-Nach­fra­ge schät­zen Exper­ten als ver­läss­lich ein: Bis 2030 wird es „zwi­schen vier und fünf Pro­zent pro Jahr lie­gen und damit dop­pelt so schnell stei­gen wie die Nach­fra­ge nach Erd­gas“, pro­gnos­ti­ziert Maar­ten Wet­sela­ar, Inte­gra­ted Gas and New Ener­gies Direc­tor von Shell.

Grund für die klet­tern­de glo­ba­le LNG-Nach­fra­ge ist außer­dem der Auf­tritt von sechs neu­en Import­län­dern: Kolum­bi­en, Ägyp­ten, Jamai­ka, Jor­da­ni­en, Paki­stan und Polen. Mitt­ler­wei­le ist die Zahl der LNG impor­tie­ren­den Län­der auf 35 gestie­gen, nach etwa zehn zu Anfang des Jahr­hun­derts. Daher ver­mu­tet Shell, dass zusätz­li­che Inves­ti­ti­ons­ent­schei­dun­gen erfor­der­lich sind, um der wach­sen­den Nach­fra­ge gerecht wer­den zu kön­nen, die nach 2020 ins­be­son­de­re aus Asi­en kom­men wird. So habe die chi­ne­si­sche Regie­rung vor­ge­ge­ben, dass Erd­gas bis 2030 einen Anteil von 15 Pro­zent im hei­mi­schen Ener­gie­mix haben soll – 2015 waren es noch fünf Pro­zent.

Effizient und umweltfreundlich

Dass die Aus­sich­ten beim LNG güns­tig sind, kommt nicht von unge­fähr. Es hat ein 600 Mal gerin­ge­res Volu­men als gas­för­mi­ges Erd­gas. Es kann daher effi­zi­en­ter beför­dert und gela­gert wer­den. Und es ist viel­sei­tig: LNG eig­net sich als Roh­stoff und Ener­gie­quel­le sowie als Kraft­stoff für Schif­fe und Lkw.

Safety first

Hero­se hat das Poten­zi­al von Flüs­sig­gas erkannt und gehört zu den Aus­rüs­tern im LNG-Bereich. Dazu zäh­len zer­ti­fi­zier­te Small Sca­le-Arma­tu­ren mit der Zulas­sung nach ISO 10479 auf Feu­er­si­cher­heit. Denn bei die­sen Anwen­dun­gen heißt es: Safe­ty first!