Flüssiggas

LPG-Speicherkugeln ⓘ

Zwei 45 kg (99 lb) LPG-Zylinder in Neuseeland, die für die Versorgung von Haushalten verwendet werden. ⓘ

LPG-Kleinbusse in Hongkong ⓘ

Ein LPG-betriebenes Ford Falcon-Taxi in Perth ⓘ

Kesselwagen in einem kanadischen Zug für den Transport von Flüssiggas auf der Schiene. ⓘ

Flüssiggas (LPG, LP-Gas oder Kondensat) ist ein Brenngas, das aus Benzin hergestellt wird und ein entflammbares Gemisch aus Kohlenwasserstoffgasen, meist Propan, Butan und Propylen, enthält. Die beiden letztgenannten Gase machen jedoch in der Regel 5 % oder weniger des Gemischs aus. ⓘ

Flüssiggas wird als Brenngas in Heizgeräten, Kochgeräten und Fahrzeugen verwendet. Es wird zunehmend als Treibmittel für Aerosole und als Kühlmittel verwendet, um Fluorchlorkohlenwasserstoffe zu ersetzen und so den Schaden an der Ozonschicht zu verringern. Wenn es speziell als Kraftstoff für Fahrzeuge verwendet wird, wird es oft als Autogas bezeichnet. ⓘ

Zu den gekauften und verkauften LPG-Varianten gehören Mischungen, die hauptsächlich aus Propan (C
₃H
₈), überwiegend Butan (C
₄H
₁₀) und, am häufigsten, Mischungen, die sowohl Propan als auch Butan enthalten. Im Winter auf der Nordhalbkugel enthalten die Gemische mehr Propan, während sie im Sommer mehr Butan enthalten. In den Vereinigten Staaten werden hauptsächlich zwei LPG-Sorten verkauft: kommerzielles Propan und HD-5. Diese Spezifikationen werden von der Gas Processors Association (GPA) und der American Society of Testing and Materials veröffentlicht. Auch Propan-Butan-Gemische sind in diesen Spezifikationen aufgeführt. ⓘ

Propylen, Butylene und verschiedene andere Kohlenwasserstoffe wie C₂H6, CH₄ und C₃H8 sind in der Regel ebenfalls in geringen Konzentrationen enthalten. HD-5 begrenzt die Propylenmenge, die in LPG enthalten sein darf, auf 5 % und wird als Autogas-Spezifikation verwendet. Ein starker Geruchsstoff, Ethanethiol, wird hinzugefügt, damit Lecks leicht erkannt werden können. Die international anerkannte europäische Norm ist EN 589. In den Vereinigten Staaten sind Tetrahydrothiophen (Thiophan) oder Amylmercaptan ebenfalls zugelassene Geruchsstoffe, obwohl beide derzeit nicht verwendet werden. ⓘ

Flüssiggas wird durch Raffinieren von Erdöl oder "nassem" Erdgas hergestellt und stammt fast vollständig aus fossilen Brennstoffquellen, die bei der Raffinierung von Erdöl (Rohöl) hergestellt oder aus Erdöl- oder Erdgasströmen gewonnen werden, wenn diese aus dem Boden austreten. Es wurde erstmals 1910 von Walter O. Snelling hergestellt, und die ersten kommerziellen Produkte erschienen 1912. Es liefert derzeit etwa 3 % des gesamten Energieverbrauchs und verbrennt relativ sauber, ohne Ruß und mit sehr geringen Schwefelemissionen. Da es sich um ein Gas handelt, stellt es keine Gefahr für den Boden oder das Wasser dar, kann aber die Luft verschmutzen. Flüssiggas hat einen typischen spezifischen Heizwert von 46,1 MJ/kg im Vergleich zu 42,5 MJ/kg für Heizöl und 43,5 MJ/kg für Superbenzin (Benzin). Seine Energiedichte pro Volumeneinheit von 26 MJ/L ist jedoch niedriger als die von Benzin oder Heizöl, da seine relative Dichte geringer ist (etwa 0,5-0,58 kg/L, verglichen mit 0,71-0,77 kg/L für Benzin). Da sich die Dichte und der Dampfdruck von Flüssiggas (oder seinen Bestandteilen) mit der Temperatur erheblich ändern, muss diese Tatsache jedes Mal berücksichtigt werden, wenn die Anwendung mit Sicherheits- oder eichpflichtigen Vorgängen verbunden ist, z. B. beträgt die typische Abschneidegrenze für Flüssiggasbehälter 85 %. ⓘ

Neben seiner Verwendung als Energieträger ist Flüssiggas auch ein vielversprechender Rohstoff in der chemischen Industrie für die Synthese von Olefinen wie Ethylen, Propylen, Buten und Acrylsäure. ⓘ

Da sein Siedepunkt unter der Raumtemperatur liegt, verdampft LPG bei normalen Temperaturen und Drücken schnell und wird in der Regel in Stahlbehältern unter Druck geliefert. Sie werden in der Regel zu 80-85 % ihres Fassungsvermögens gefüllt, um die Wärmeausdehnung der enthaltenen Flüssigkeit zu berücksichtigen. Das Verhältnis zwischen den Volumina des verdampften Gases und des verflüssigten Gases hängt von der Zusammensetzung, dem Druck und der Temperatur ab, liegt aber normalerweise bei etwa 250:1. Der Druck, bei dem LPG flüssig wird, der so genannte Dampfdruck, hängt ebenfalls von der Zusammensetzung und der Temperatur ab; er beträgt z. B. für reines Butan bei 20 °C etwa 220 Kilopascal (32 psi) und für reines Propan bei 55 °C (131 °F) etwa 2.200 Kilopascal (320 psi). Da Flüssiggas im Gegensatz zu Erdgas schwerer als Luft ist, fließt es über den Boden und setzt sich an tief gelegenen Stellen ab, z. B. in Kellern. Dies birgt zwei Hauptgefahren. Die erste ist eine mögliche Explosion, wenn das Gemisch aus LPG und Luft innerhalb der Explosionsgrenzen liegt und eine Zündquelle vorhanden ist. Die zweite Gefahr ist der Erstickungstod, da das Flüssiggas die Luft verdrängt und so die Sauerstoffkonzentration sinkt. ⓘ

Eine volle Flüssiggasflasche enthält 86 % Flüssigkeit; das Restvolumen enthält Dampf mit einem Druck, der sich je nach Temperatur ändert. ⓘ

Gasflasche gefüllt mit Propan, angeschlossen mit Druckminderer an einem Gas-Katalytofen ⓘ

Flüssiggastanker auf dem Nord-Ostsee-Kanal ⓘ

Als Flüssiggas werden durch Kühlung oder Kompression verflüssigte Gase bezeichnet, die entweder bei Normaldruck aufgrund der Verdampfungsenthalpie bei entsprechender Wärmeisolation kalt und flüssig bleiben (zum Beispiel Sauerstoff und Stickstoff in entsprechenden Gasflaschen oder -tanks) oder, um flüssig zu bleiben, unter Druck stehen (zum Beispiel Propan und Butan in Feuerzeugen, Camping-Gasflaschen oder größeren Vorratstanks von Heizungsanlagen). ⓘ

Von LPG unterscheiden sich Flüssigerdgas, LNG (von engl. Liquified Natural Gas), und flüssiges Biomethan, LBM (von engl. Liquified Biomethane). Sie bestehen überwiegend aus fossilem Methan (ca. 90 bis 98 Vol.-%) bzw. aus Biomethan (bis 99,8 %), welche durch Abkühlung auf −161 bis −164 °C verflüssigt und bei dieser Temperatur transportiert und gelagert werden. ⓘ

Flüssiggas (LPG) fällt bei der Erdölraffinierung und bei der Förderung von Erdöl und Erdgas an und wird hauptsächlich als fossiler Energieträger eingesetzt. Außer zum Heizen und Kochen dient es auch als Treibstoff für Fahrzeuge mit Ottomotor. Das Mischgas wird daher auch Autogas oder Campinggas genannt. Es findet auch als echtes Treibgas für Sprühdosen Verwendung; speziell aufbereitet dient es auch als FCKW-freies Kältemittel in Kühlschränken und Klimaanlagen. ⓘ

Flüssiggas (LPG) wird nicht durch Pipelines transportiert, sondern mit großen Seeschiffen, kleinen Binnenschiffen, Bahnkesselwagen und über Straßentankwagen zum Händler oder auch zum Flüssiggastank des Endverbrauchers oder der Autogastankstelle. Diese vielseitigen Transportmöglichkeiten ergeben sich daraus, dass Propan und Butan bei Umgebungstemperatur und vergleichsweise geringem Überdruck flüssig bleiben. ⓘ

Verwendungen

Flüssiggasflamme bei einem Gasherd ⓘ

Flüssiggas wird unter anderem zum Heizen und Kochen genutzt. Es wird dazu beim Verbraucher in Flüssiggaslagerbehältern (Volumen einige hundert bis mehrere tausend Liter) gelagert, die durch Tankfahrzeuge befüllt werden. In vielen Gegenden in Europa ist es speziell im ländlichen Raum für Heizzwecke von Einfamilienhäusern anzutreffen. Dabei sind auch kleine Flüssiggasnetze üblich, bei denen gasförmiges Flüssiggas in einem Niederdrucknetz von einem zentralen Flüssiggaslagerbehälter aus in die zu versorgenden Häuser geleitet wird. Im Vergleich mit Heizöl sorgt Flüssiggas als Heizenergieträger für deutlich weniger Feinstaub und einen etwas geringeren CO₂-Ausstoß. ⓘ

Im Haushalt, zum Beispiel in Gasgrills, werden meist Gasflaschen mit einer Füllmasse von 5 kg, 11 kg oder 33 kg verwendet. In kleineren Mengen wird es in Gasflaschen oder in Gaskartuschen, etwa beim Camping für Kochen und Grillen, für die Heizung in Wohnwagen oder Wohnmobilen verwendet. In Frankreich, Südeuropa und vielen anderen Ländern der Welt ist das Kochen mit Flüssiggas sehr verbreitet, im Gegensatz zu Deutschland, wo dies wenig praktiziert wird. Während in Südeuropa für Flaschengas Butan verwendet wird, wird in Deutschland Propan in die großen Campinggasflaschen abgefüllt. In den kleinen Campinggaskartuschen wird auch eine Mischung aus Butan und Propan verwendet. Reines Butan, das als Feuerzeuggas auch in handelsüblichen Feuerzeugen vielfach eingesetzt wird, hat den Nachteil, dass es bei Temperaturen unter −0,5 °Celsius (Siedepunkt) auch bei normalem atmosphärischem Druck flüssig bleibt. Beim Feuerzeug reicht die Handwärme, um eine ausreichende Temperaturerhöhung zu erreichen. ⓘ

Bei Einhaltung aller Sicherheitsvorschriften sowie Installation und Abnahme durch einen Sachkundigen (gem. TRF Technische Regeln Flüssiggas 2012) ist das Kochen mit Gasflasche (bis maximal 16 kg) in der Küche auch in Deutschland erlaubt. ⓘ

Des Weiteren werden Brenner für verschiedenste Anwendungen mit Flüssiggas betrieben, beispielsweise

der Bunsenbrenner im Chemielabor
beim Weichlöten und Verzinnen von Gas- und Wasserinstallationen
im Bauhandwerk zum Flämmen (erhitzen, erschmelzen) von bitumenhaltigen Werkstoffen, unter anderem für die Abdichtung der Mauern von Tiefbauwerken sowie von Flachdächern (siehe auch Bitumen-Schweißbahn) oder Terrassen.
im Schlachthof zum Versengen von Fell und Borsten geschlachteter Tiere. ⓘ

Flüssiggas wird auf vielen verschiedenen Märkten als effizienter Kraftstoffbehälter in der Landwirtschaft, im Freizeitbereich, im Gastgewerbe, in der Industrie, im Baugewerbe, in der Schifffahrt und in der Fischerei eingesetzt. Es kann als Brennstoff zum Kochen, für die Zentralheizung und die Warmwasserbereitung verwendet werden und ist eine besonders kostengünstige und effiziente Art, netzunabhängige Häuser zu heizen. ⓘ

Kochen

LPG wird in vielen Ländern aus wirtschaftlichen Gründen, aus Bequemlichkeit oder weil es die bevorzugte Brennstoffquelle ist, zum Kochen verwendet. ⓘ

In Indien wurden in den sechs Monaten zwischen April und September 2016 fast 8,9 Millionen Tonnen LPG im Haushaltssektor verbraucht, hauptsächlich zum Kochen. Die Zahl der Haushaltsanschlüsse liegt bei 215 Millionen (d. h. ein Anschluss für jede sechste Person), und es sind mehr als 350 Millionen LPG-Zylinder im Umlauf. Der größte Teil des LPG-Bedarfs wird importiert. Die leitungsgebundene städtische Gasversorgung ist in Indien noch nicht in größerem Umfang entwickelt. LPG wird von der indischen Regierung für private Verbraucher subventioniert. Eine Erhöhung der LPG-Preise ist in Indien eine politisch heikle Angelegenheit, da sie das Wahlverhalten der Mittelschicht beeinflussen könnte. ⓘ

In Hongkong war Flüssiggas früher ein Standardbrennstoff zum Kochen; die fortschreitende Verbreitung von Stadtgas in neueren Gebäuden hat jedoch dazu geführt, dass Flüssiggas in weniger als 24 % der Wohneinheiten verwendet wird. Neben Elektro-, Induktions- oder Infrarotkochern sind LPG-befeuerte Herde jedoch der einzige Typ, der in den meisten Vorstadtdörfern und vielen öffentlichen Wohnsiedlungen verfügbar ist. ⓘ

Flüssiggas ist der am weitesten verbreitete Brennstoff zum Kochen in brasilianischen Stadtgebieten und wird in praktisch allen Haushalten verwendet, mit Ausnahme der Städte Rio de Janeiro und São Paulo, die über eine Erdgasleitung verfügen. Seit 2001 erhalten arme Familien einen staatlichen Zuschuss ("Vale Gás"), der ausschließlich für den Erwerb von Flüssiggas verwendet wird. Seit 2003 ist dieser Zuschuss Teil des wichtigsten Sozialhilfeprogramms der Regierung ("Bolsa Família"). Außerdem unterscheidet die staatliche Ölgesellschaft Petrobras seit 2005 zwischen Flüssiggas zum Kochen und Flüssiggas für andere Verwendungszwecke und legt für Ersteres einen niedrigeren Preis fest. Dies geht auf eine Richtlinie der brasilianischen Bundesregierung zurück, deren Abschaffung jedoch derzeit diskutiert wird. ⓘ

Flüssiggas wird in Nordamerika häufig zum Kochen im Haushalt und zum Grillen im Freien verwendet. ⓘ

Heizen auf dem Land

LPG-Zylinder in Indien ⓘ

Vor allem in Europa und in den ländlichen Gebieten vieler Länder kann Flüssiggas eine Alternative zu Elektroheizungen, Heizöl oder Kerosin sein. Flüssiggas wird am häufigsten in Gebieten verwendet, die keinen direkten Zugang zu Erdgas haben. ⓘ

Flüssiggas kann als Energiequelle für Kraft-Wärme-Kopplungs-Technologien (KWK) verwendet werden. Bei der Kraft-Wärme-Kopplung wird aus einer einzigen Brennstoffquelle sowohl elektrische Energie als auch Nutzwärme erzeugt. Dank dieser Technologie kann LPG nicht nur als Brennstoff zum Heizen und Kochen verwendet werden, sondern auch zur dezentralen Stromerzeugung. ⓘ

Abfüllung von LPG auf den Marshallinseln zur Lagerung ⓘ

Flüssiggas kann auf unterschiedliche Weise gelagert werden. Wie andere fossile Brennstoffe kann Flüssiggas mit erneuerbaren Energiequellen kombiniert werden, um eine höhere Zuverlässigkeit zu erreichen und gleichzeitig eine gewisse Reduzierung der CO₂-Emissionen zu erzielen. Im Gegensatz zu den erneuerbaren Energiequellen Wind und Sonne kann LPG jedoch als eigenständige Energiequelle genutzt werden, ohne dass die Kosten für die Speicherung elektrischer Energie zu hoch sind. In vielen Klimazonen würden erneuerbare Energiequellen wie Solar- und Windenergie immer noch den Bau, die Installation und die Wartung von zuverlässigen Grundlaststromquellen wie LPG erfordern, um das ganze Jahr über elektrische Energie zu liefern. 100 % Wind-/Solarenergie sind möglich, aber die Kosten für die zusätzliche Stromerzeugungskapazität, die zum Laden der Batterien erforderlich ist, sowie die Kosten für die Batteriespeicherung machen diese Option nur in wenigen Fällen wirtschaftlich machbar. ⓘ

Treibstoff

LPG-Tankanschluss an einem Skoda 120 ⓘ

Weiß umrandetes grünes Rautensymbol für LPG-betriebene Fahrzeuge in China ⓘ

Wenn Autogas als Kraftstoff für Verbrennungsmotoren verwendet wird, wird es oft als Autogas oder Autopropan bezeichnet. In einigen Ländern wird es seit den 1940er Jahren als Benzinalternative für Fremdzündungsmotoren verwendet. In einigen Ländern werden der Flüssigkeit Zusätze beigemischt, die die Lebensdauer des Motors verlängern, und das Verhältnis von Butan zu Propan wird im Autogas-Kraftstoff recht genau eingehalten. In zwei neueren Studien wurden LPG-Kraftstoff-Öl-Gemische untersucht und festgestellt, dass die Rauchemissionen und der Kraftstoffverbrauch sinken, die Kohlenwasserstoffemissionen jedoch steigen. Bei den CO-Emissionen waren die Studien geteilter Meinung: In einer Studie wurde ein erheblicher Anstieg festgestellt, in der anderen ein leichter Anstieg bei niedriger Motorlast, aber ein erheblicher Rückgang bei hoher Motorlast. Sein Vorteil ist, dass er ungiftig, nicht korrosiv und frei von Tetraethylblei oder anderen Zusätzen ist und eine hohe Oktanzahl aufweist (102-108 ROZ je nach lokalen Spezifikationen). Es verbrennt sauberer als Benzin oder Heizöl und ist insbesondere frei von den in letzterem enthaltenen Partikeln. ⓘ

Flüssiggas hat eine geringere Energiedichte pro Liter als Benzin oder Heizöl, so dass der entsprechende Kraftstoffverbrauch höher ist. Viele Regierungen erheben auf Autogas geringere Steuern als auf Benzin oder Heizöl, was dazu beiträgt, den höheren Verbrauch von Autogas gegenüber Benzin oder Heizöl auszugleichen. In vielen europäischen Ländern wird diese Steuererleichterung jedoch häufig durch eine viel höhere jährliche Steuer auf Fahrzeuge, die Autogas verwenden, als auf Fahrzeuge, die Benzin oder Heizöl verwenden, kompensiert. Propan ist der am dritthäufigsten verwendete Kraftstoff der Welt. Schätzungen aus dem Jahr 2013 zufolge werden weltweit über 24,9 Millionen Fahrzeuge mit Propangas betrieben. Jährlich werden über 25 Millionen Tonnen (über 9 Milliarden US-Gallonen) als Fahrzeugkraftstoff verwendet. ⓘ

Nicht alle Automotoren sind für den Betrieb mit LPG als Kraftstoff geeignet. LPG bietet weniger Schmierung im oberen Zylinderbereich als Benzin oder Diesel, so dass LPG-betriebene Motoren anfälliger für Ventilverschleiß sind, wenn sie nicht entsprechend modifiziert werden. Viele moderne Common-Rail-Dieselmotoren sprechen gut auf die Verwendung von LPG als Zusatzkraftstoff an. Hier wird LPG als Kraftstoff zusätzlich zu Diesel verwendet. Inzwischen gibt es Systeme, die sich in die OEM-Motormanagementsysteme integrieren lassen. ⓘ

Mit Umrüstsätzen kann ein Fahrzeug, das ausschließlich mit Benzin betrieben wird, auf ein duales System umgestellt werden, bei dem sowohl Benzin als auch Autogas im selben Fahrzeug verwendet werden. ⓘ

Umrüstung auf Benzin

Flüssiggas kann in Alkylat umgewandelt werden, das eine hochwertige Benzinmischung ist, da es außergewöhnliche Klopffestigkeit und eine saubere Verbrennung bietet. ⓘ

Kältetechnik

Flüssiggas eignet sich hervorragend für die netzunabhängige Kühlung, in der Regel mit Hilfe eines Gasabsorptionskühlers. ⓘ

Das Gemisch aus reinem, trockenem Propan (Kältemittelbezeichnung R-290) und Isobutan (R-600a) hat ein vernachlässigbares Ozonabbaupotenzial und ein sehr geringes Treibhauspotenzial und kann als funktioneller Ersatz für R-12, R-22, R-134a und andere Fluorchlorkohlenwasserstoffe oder Fluorkohlenwasserstoffe in herkömmlichen stationären Kühl- und Klimaanlagen dienen. ⓘ

Eine solche Substitution ist in Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen weitgehend verboten oder es wird davon abgeraten, da die Verwendung brennbarer Kohlenwasserstoffe in Systemen, die ursprünglich für nicht brennbare Kältemittel ausgelegt waren, ein erhebliches Brand- oder Explosionsrisiko darstellt. ⓘ

Verkäufer und Befürworter von Kohlenwasserstoff-Kältemitteln argumentieren gegen solche Verbote mit der Begründung, dass es im Verhältnis zur Anzahl der mit Kohlenwasserstoff gefüllten Fahrzeugklimaanlagen nur sehr wenige derartige Vorfälle gegeben hat. In einem speziellen Test, der von einem Professor der Universität von New South Wales durchgeführt wurde, wurde unbeabsichtigt das Worst-Case-Szenario eines plötzlichen und vollständigen Austritts des Kältemittels in den Fahrgastraum mit anschließender Entzündung getestet. Er und mehrere andere Insassen des Fahrzeugs erlitten leichte Verbrennungen im Gesicht, an den Ohren und an den Händen, und mehrere Beobachter zogen sich Risswunden durch das geborstene Glas des Beifahrerfensters zu. Niemand wurde ernsthaft verletzt. ⓘ

Weltweite Produktion

Die weltweite LPG-Produktion erreichte 2015 über 292 Millionen Tonnen pro Jahr (Mt/a), während der weltweite LPG-Verbrauch bei über 284 Mt/a lag. 62 % des LPG wird aus Erdgas gewonnen, der Rest wird von Erdölraffinerien aus Rohöl hergestellt. 44 % des weltweiten Verbrauchs entfallen auf den heimischen Sektor. Die USA sind der führende Produzent und Exporteur von Flüssiggas. ⓘ

Sicherheit der Versorgung

Aufgrund des Erdgases und der Erdölraffinerie ist Europa bei Flüssiggas nahezu autark. Die Versorgungssicherheit Europas wird außerdem gewährleistet durch:

ein breites Spektrum an Bezugsquellen innerhalb und außerhalb Europas;
eine flexible Versorgungskette auf dem Wasser, auf der Schiene und auf der Straße mit zahlreichen Routen und Eintrittsstellen in Europa; ⓘ

Nach Schätzungen von 2010-12 belaufen sich die nachgewiesenen weltweiten Erdgasreserven, aus denen das meiste Flüssiggas gewonnen wird, auf 300 Billionen Kubikmeter (10.600 Billionen Kubikfuß). Zusammen mit dem LPG, das durch das Cracken von Rohöl gewonnen wird, stellt dies eine große Energiequelle dar, die praktisch ungenutzt ist und ein enormes Potenzial hat. Die Produktion wächst weiterhin mit einer durchschnittlichen jährlichen Rate von 2,2 %, so dass praktisch keine Gefahr besteht, dass die Nachfrage das Angebot in absehbarer Zeit übersteigt. ⓘ

Vergleich mit Erdgas

LPG besteht hauptsächlich aus Propan und Butan, während Erdgas aus den leichteren Stoffen Methan und Ethan zusammengesetzt ist. LPG hat in verdampftem Zustand und bei atmosphärischem Druck einen höheren Heizwert (46 MJ/m³ entsprechend 12,8 kWh/m³) als Erdgas (Methan) (38 MJ/m³ entsprechend 10,6 kWh/m³), so dass LPG nicht einfach durch Erdgas ersetzt werden kann. Damit dieselben Brennersteuerungen verwendet werden können und ähnliche Verbrennungseigenschaften erzielt werden, kann LPG mit Luft gemischt werden, um ein synthetisches Erdgas (SNG) zu erzeugen, das leicht ersetzt werden kann. Das Mischungsverhältnis von Flüssiggas zu Luft beträgt im Durchschnitt 60/40, kann jedoch je nach den Gasen, aus denen das Flüssiggas besteht, stark variieren. Die Methode zur Bestimmung des Mischungsverhältnisses ist die Berechnung des Wobbe-Index des Gemischs. Gase mit demselben Wobbe-Index werden als austauschbar angesehen. ⓘ

SNG auf LPG-Basis wird in Notfallsystemen für viele öffentliche, industrielle und militärische Einrichtungen verwendet, und viele Versorgungsunternehmen nutzen LPG-Spitzenausgleichsanlagen in Zeiten hoher Nachfrage, um Engpässe bei der Erdgasversorgung ihrer Verteilungssysteme auszugleichen. LPG-SNG-Anlagen werden auch bei der Einführung von Gassystemen eingesetzt, wenn die Verteilungsinfrastruktur vorhanden ist, bevor Gaslieferungen angeschlossen werden können. Auf den sich entwickelnden Märkten in Indien und China (u. a.) werden LPG-SNG-Systeme eingesetzt, um einen Kundenstamm aufzubauen, bevor bestehende Erdgassysteme erweitert werden. ⓘ

In der Anfangsphase des städtischen Gasnetzes kann Flüssiggas (SNG) oder Erdgas mit lokaler Speicherung und einem Leitungsnetz zur Verteilung an die Haushalte geplant werden, um jede Gruppe von 5000 Haushalten zu versorgen. Dadurch würde der Straßentransport von LPG-Flaschen auf der letzten Meile entfallen, der in den indischen Städten zu Verkehrs- und Sicherheitsproblemen führt. Diese lokalisierten Erdgasnetze werden in Japan erfolgreich betrieben und können sowohl in Dörfern als auch in Städten an größere Netze angeschlossen werden. ⓘ

Auswirkungen auf die Umwelt

Kommerziell erhältliches LPG wird derzeit hauptsächlich aus fossilen Brennstoffen gewonnen. Bei der Verbrennung von Flüssiggas wird Kohlendioxid, ein Treibhausgas, freigesetzt. Bei der Reaktion entsteht auch etwas Kohlenmonoxid. Flüssiggas setzt jedoch weniger CO
₂pro Energieeinheit freigesetzt als bei Kohle oder Öl, aber mehr als bei Erdgas. Es emittiert 81 % des CO
₂Emissionen pro kWh im Vergleich zu Öl, 70 % im Vergleich zu Kohle und weniger als 50 % im Vergleich zu Kohlestrom, der über das Stromnetz verteilt wird. Da LPG eine Mischung aus Propan und Butan ist, stößt es weniger Kohlenstoff pro Joule aus als Butan, aber mehr als Propan. ⓘ

Flüssiggas verbrennt sauberer als Kohlenwasserstoffe mit höherem Molekulargewicht, da es weniger Partikel freisetzt. ⓘ

Da es viel umweltfreundlicher ist als die meisten herkömmlichen Herde für feste Brennstoffe, ist der Austausch von Kochherden in Entwicklungsländern durch Flüssiggas eine der wichtigsten Strategien zur Verringerung der Luftverschmutzung in den Haushalten der Entwicklungsländer. ⓘ

Brand-/Explosionsgefahr und Schadensbegrenzung

Ein kugelförmiger Gasbehälter, wie er typischerweise in Raffinerien zu finden ist ⓘ

In einer Raffinerie oder einem Gaswerk muss Flüssiggas in Druckbehältern gelagert werden. Diese Behälter sind entweder zylindrisch und horizontal oder kugelförmig. In der Regel werden diese Behälter nach einer bestimmten Vorschrift konstruiert und hergestellt. In den Vereinigten Staaten wird diese Norm von der American Society of Mechanical Engineers (ASME) festgelegt. ⓘ

LPG-Behälter verfügen über Druckentlastungsventile, so dass sie bei Einwirkung von äußeren Wärmequellen LPG in die Atmosphäre oder in einen Fackelkamin ablassen. ⓘ

Wenn ein Tank einem Feuer von ausreichender Dauer und Intensität ausgesetzt ist, kann es zu einer siedenden, sich ausdehnenden Dampfexplosion (BLEVE) kommen. Dies ist typischerweise ein Problem für große Raffinerien und petrochemische Anlagen, die sehr große Behälter unterhalten. Im Allgemeinen sind die Tanks so konstruiert, dass das Produkt schneller entweicht, als der Druck auf ein gefährliches Niveau ansteigen kann. ⓘ

Eine Abhilfe, die in der Industrie eingesetzt wird, besteht darin, solche Behälter mit einer Maßnahme auszustatten, die eine Feuerwiderstandsfähigkeit gewährleistet. Große, kugelförmige LPG-Behälter können eine Stahlwandstärke von bis zu 15 cm haben. Sie sind mit einem zugelassenen Druckbegrenzungsventil ausgestattet. Ein großes Feuer in der Nähe des Behälters erhöht dessen Temperatur und Druck. Das Überdruckventil an der Oberseite ist so konstruiert, dass es den Überdruck ablässt, um ein Bersten des Behälters selbst zu verhindern. Bei einem Brand von ausreichender Dauer und Intensität kann der durch das kochende und sich ausdehnende Gas erzeugte Druck die Fähigkeit des Ventils, den Überdruck abzulassen, übersteigen. Alternativ dazu, Wenn der Flüssigkeitsstand durch die fortgesetzte Entlüftung unter den erwärmten Bereich fällt, kann die Tankstruktur überhitzt und in diesem Bereich geschwächt werden. In beiden Fällen kann es zu einem heftigen Bersten des Behälters kommen, bei dem Teile des Behälters mit hoher Geschwindigkeit herausgeschleudert werden, während sich die freigesetzten Produkte ebenfalls entzünden können, was zu katastrophalen Schäden an allem in der Nähe, einschließlich anderer Behälter, führen kann. ⓘ

Menschen können am Arbeitsplatz durch Einatmen, Haut- und Augenkontakt mit Flüssiggas in Berührung kommen. Die Occupational Safety and Health Administration (OSHA) hat den gesetzlichen Grenzwert (zulässiger Expositionsgrenzwert) für LPG-Exposition am Arbeitsplatz auf 1000 ppm (1800 mg/m³) an einem 8-Stunden-Arbeitstag festgelegt. Das National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) hat einen empfohlenen Expositionsgrenzwert (REL) von 1000 ppm (1800 mg/m³) über einen 8-Stunden-Arbeitstag festgelegt. Bei einer Konzentration von 2000 ppm, d. h. 10 % der unteren Explosionsgrenze, gilt Flüssiggas als unmittelbar lebens- und gesundheitsgefährdend (ausschließlich aufgrund von Sicherheitserwägungen in Bezug auf die Explosionsgefahr). ⓘ

Eigenschaften von LPG

Flüssiggas besteht aus einer oder mehreren leicht verflüssigbaren Kohlenwasserstoff-Verbindungen (C_mH_n) mit drei oder vier Kohlenstoff-Atomen. Dies können sein:

Propan C₃H₈
Propen (Propylen) C₃H₆ (mit Doppelbindung)
Butan C₄H₁₀
Buten (Butylen) C₄H₈ (mit Doppelbindung)
Isobutan (Methylpropan) C₄H₁₀
Isobuten (Methylpropen) C₄H₈ (mit Doppelbindung) ⓘ

Oftmals besteht es nur aus Propan und Butan (zum Beispiel Autogas und Campinggas). ⓘ

Funktionsschema eines Druckreglers ⓘ

Flüssiggas hat im gasförmigen Aggregatzustand eine höhere Dichte als Luft. Es wird unter Druck transportiert und gelagert. Bei Zimmertemperatur tritt bereits ab einem Druck von etwa 8 bar Verflüssigung des Gases ein, wobei das Volumen des verflüssigten Materials auf etwa ¹⁄₂₆₀ reduziert wird. In einem geschlossenen Druckbehälter stellt sich somit ein Druckgleichgewicht zwischen Gas und Flüssigkeit ein (Dampfdruck). Gasförmiges Flüssiggas ist leicht brennbar und bildet explosive Gemische mit Luft. Die Explosionsgrenzen liegen je nach Kohlenwasserstoff-Gemisch zwischen 1,5 und 11 Vol.-% in der Luft. ⓘ

Der Siedepunkt ist abhängig vom Mischungsverhältnis. Er liegt für ein Propan-Butan-Gemisch bei einem Umgebungsdruck von 1 bar zwischen −42 °C (reines Propan) und −0,5 °C (reines Butan). ⓘ

Transporte müssen über eine Gefahrgutkennzeichnung nach ADR verfügen (UN-Nummer 1965 und Kemler-Zahl 23). ⓘ

Flüssiggas hat einen Heizwert von 46,33 MJ/kg (12,87 kWh/kg), einen Brennwert von 50,33 MJ/kg (13,98 kWh/kg) und bei 20 °C und Überdruck eine Dichte von 540 kg/m³ (Propan 500 kg/m³ 8,4 bar und Butan 580 kg/m³ 2,1 bar) ⓘ

Verwendung

Als Kältemittel

In Klimaanlagen wird Flüssiggas anstatt der ozonschädlichen FCKW und der klimaschädlichen FKW als Kältemittel eingesetzt. ⓘ

Als Kraftstoff

Ein Gemisch aus Propan und Butan ist als Autogas oder LPG an Tankstellen erhältlich und wird von dafür ausgestatteten Ottomotoren als Treibstoff genutzt. Das Mischungsverhältnis variiert dabei je nach Land, Jahreszeit und Anbieter. Dieses Flüssiggas wird bei Umgebungstemperatur mit einem Druck von 10 bis 12 bar in flüssigem Zustand über spezielle Anschlüsse in den Fahrzeugtank gepumpt. ⓘ

Sicherheitsbestimmungen

Flüssiggaslagerbehälter-Anlagen sind überwachungsbedürftige Anlagen nach der Betriebssicherheitsverordnung, sie müssen daher vor der Inbetriebnahme und in bestimmten Fristen wiederkehrend durch eine zugelassene Überwachungsstelle geprüft werden. Auch die Bestimmungen der Betriebssicherheitsverordnung hinsichtlich des Explosionsschutzes sind zu beachten. ⓘ

Besondere Maßnahmen sind erforderlich bei Arbeiten unter Erdgleiche (Keller und ähnliches), da Flüssiggas schwerer als Luft ist und sich als „See“ sammeln kann. Auch Bodenöffnungen (Kanaldeckel, Luken, Kellerabgänge) sind in die Sicherheitsbetrachtung einzubeziehen. ⓘ

Der Transport von Flüssiggas wird durch die ADR-Bestimmungen geregelt. ⓘ

In Deutschland sind Beschränkungen speziell für Garagen offiziell aufgehoben, entsprechende Hinweisschilder sind hier ohne Belang. Innerhalb Österreichs sind die Verordnungen nicht einheitlich, da sie in die Kompetenz der Bundesländer fallen. ⓘ

Für den Bereich Flüssiggas gibt es in Deutschland weiterhin die sogenannte Technische Regel für Flüssiggas (TRF), die den Stand der Technik und die einschlägigen, anerkannten Regeln der Technik zusammenfasst. In ihr sind die Anforderungen an das Inverkehrbringen, Errichten und Betreiben von Flüssiggasanlagen aus den geltenden Vorschriften und Normen, zum Beispiel Druckgeräterichtlinie, Betriebssicherheitsverordnung (BetrSichV) und deren Technische Regeln (TRBS), DIN EN etc. übernommen, zusammengefasst und umgesetzt worden. ⓘ

Die österreichische Flüssiggas-Verordnung gilt für die Lagerung, Abfüllung, Umfüllung und Verwendung von Flüssiggas. ⓘ

Narkosewirkung

Feuerzeuggas hat beim Inhalieren eine narkotisierende Wirkung. Der Grund dafür ist ein Sauerstoffmangel im Gehirn, der eine Ohnmacht oder auch die Einstellung der Atemtätigkeit auslösen kann – mit möglicherweise tödlichen Folgen. Die neurotoxische Wirkung führt zu Herzrhythmusstörungen sowie Schäden an Gehirn und Nervensystem. ⓘ


190-g-Campinggaskartuschen mit reinem Butan (links) und mit Butan-Propan-Mischung (rechts)