Erdgas ist ein brennbares Naturgas, das in unterirdischen Lagerstätten vorkommt. Häufig tritt es zusammen mit Erdöl auf, da es auf ähnliche Weise entsteht. Erdgase unterscheiden sich örtlich in ihrer Zusammensetzung, Hauptbestandteil ist aber immer Methan.
Zusammensetzung und Verarbeitung
Erdgas ist kein Stoff oder chemisches Element, sondern ein Gemisch von Gasen. Die chemische Zusammensetzung schwankt je nach Fundstätte beträchtlich. Der Hauptbestandteil ist immer Methan. Häufig enthält Erdgas auch größere Anteile höherer Kohlenwasserstoffe wie Ethan, Propan, Butan und Ethen, dieses Erdgas wird nasses Erdgas genannt (dies hat nichts mit dem meist auch vorhandenen Wasserdampfanteil zu tun, sondern beschreibt allgemein den Anteil an leichter kondensierbaren Gasen).
Ein weiterer Nebenbestandteil ist Schwefelwasserstoff, der durch Entschwefelung des Erdgases entfernt wird, und bis zu neun Prozent Kohlendioxid. Da letzteres für die Energiegewinnung wertlos ist, wird es in die Luft abgegeben. Das können für eine Bohrinsel bis zu 28.000 Tonnen pro Tag sein. Von großem Wert sind Erdgase, die bis zu sieben Prozent Helium enthalten. Diese sind die Hauptquelle der Heliumgewinnung.
Eigenschaften
Erdgas ist ein ungiftiges, brennbares, farb- und in der Regel geruchloses Gas mit einer Zündtemperatur von rund 600°C. Es ist zudem leichter als Luft und ein m³ Erdgas benötigt zur Verbrennung rund 10 m³ Luft. Um eventuell austretendes Erdgas orten zu können, wird es mit einem Duftstoff (meist geringe Mengen Ethanthiol) versehen, der für den klassischen Gasgeruch verantwortlich ist - dieser Vorgang wird Odorierung genannt. Je nach Herkunft des Erdgases kann sich darin ein erheblicher Anteil an organischen Schwefelverbindungen befinden, die eine Beseitigung dieser äußerst intensiv riechenden Erdgasbegleiter notwendig machen.
- Energiedichte Brennwert Hs Masse : 12 - 14 kWh/kg = 43 - 51 MJ/kg (Erdgas l - Erdgas H)
- Energiedichte Brennwert Hs Volumen: 9,8 - 11,5 kWh/m³ = 35 - 42 MJ/m³ (Erdgas l - Erdgas H)
- Der Heizwert Hu liegt jeweils etwa 10 % unter diesen Werten.
- Dichte = 0,800 - 0,820 kg/m³
- Siedepunkt = -161°C.
Transport
Erdgas kann durch technische Verfahren auch in andere Aggregatzustände versetzt werden, die einen Transport ohne Pipelines ermöglichen. Gemein ist allen Verfahren eine Verringerung des Volumens, wodurch sie sich unter anderem auch besser als Ersatz für Kraftstoff aus Mineralöl eignen.
- Komprimiertes Erdgas (CNG) (Komprimierung, Druckbehälter)
- Flüssigerdgas (LNG) (Gasverflüssigung durch Kompression und/oder Kühlung)
- Gas-to-Liquids (Umwandlung in flüssige Kohlenwasserstoffe)
In Europa gibt es die:
Weltproduktion von Erdgas
Die Netto-Weltförderung von Erdgas (Naturgas) einschließlich Erdölgas, abzüglich zurückgepresstes und abgefackeltes Gas und abzüglich Eigenverbrauch betrug im Jahr 2004 rund 2.689 Milliarden m³, davon waren Russland mit 22 % und die USA mit 20 % Weltanteil die Hauptförderländer. Russland förderte 2004 589,1 Milliarden m³, die USA 542,9 Milliarden m³ Erdgas. Weitere bedeutende Förderstaaten sind Kanada (182,8 Mrd. m³), Großbritannien (95,9 Mrd. m³), Algerien (82,0 Mrd m³), Indonesien, Niederlande, Norwegen, Usbekistan, Iran, Argentinien, Mexiko, Saudi-Arabien, Vereinigte Arabische Emirate und Malaysia. Deutschland förderte 17,2 Milliarden m³, Österreich 2,0 Milliarden m³.
Damit deckt Erdgas etwa 24 % des weltweiten Energieverbrauchs. Da das Erdgas in der Regel unter hohem Druck steht, fördert es sich sozusagen von selbst, sobald das Reservoir einmal geöffnet ist.
Die nachgewiesenen Welterdgasreserven beliefen sich 2004 auf 179.530 Milliarden m³. Diese Erdgasreserven sollten nach Hochrechnungen aus dem Jahr 2004 noch knapp 67 Jahre reichen. Dabei sind diese geschätzt wie folgt verteilt: Naher Osten 72.830 Milliarden m³, Europa und GUS-Staaten 64.020 Milliarden m³, Asien und Australien 14.210 Milliarden m³, Afrika 14.060 Milliarden m³, Nordamerika 7.320 Milliarden m³ und Südamerika 7.100 Milliarden m³.
Bedeutende Importländer von Erdgas sind Russland, USA, Deutschland, Japan, die Ukraine, Italien, Frankreich und Weißrussland.
Versorgung in Deutschland
In den 1980er und 1990er Jahren wurde die Gasversorgung der meisten deutschen Städte von Stadtgas auf Erdgas umgestellt. Dies war ohne größere Umbauten möglich. Allerdings ist bei mit Hanf gedichteten Rohrgewindeverbindungen auf Grund der wesentlich geringeren Feuchtigkeit gegenüber Stadtgas sowie der geringeren Dichte von Erdgas das Austreten geringer Gasmengen beobachtet worden. Solche im Erdreich in der Nähe von Bäumen verlegte Rohre führten häufiger zu Baumschäden. Ein weiterer Grund für die undichten Stellen bei der Umstellung von Stadtgas auf Erdgas, welche hauptsächlich gestemmte Gussrohrverbindungen im erdverlegten Bereich betreffen, ist auf den Wegfall der Zugabe von Penetrol zurück zu führen.
Dieser Stoff verhinderte dass die Verbindungen, welche hauptsächlich aus Blei und Kordel (asbestfreier Ersatzstoff) bestanden, austrockneten und zu undichten Stellen führten. Zudem lagerte sich Penetrol im Laufe der Jahre als flüssiger Stoff an den tiefsten Stellen im erdverlegten Rohrnetz ab und musste über dafür vorgesehene Formteile abgesaugt (umgangssprachlich Wassertopf) werden um die Versorgungssicherheit zu garantieren. Diese Formteile werden heute ausgebaut und nicht mehr ersetzt. Penetrol ist heute Sondermüll.
Da Erdgas von Natur aus geruchsneutral ist, werden oft Warngerüche hinzugefügt. Das Verfahren wird Odorierung genannt. Hierzu wird meist Tetrahydrothiophen verwendet, dessen scharfer Geruch an faule Eier erinnert.
In Deutschland betrug der Erdgas-Anteil am Gesamtenergieverbrauch etwa 22,5%. Im Jahre 2003 wurden etwa 53 % aller Privathaushalte mit Erdgas beheizt. Für Deutschland sind die wichtigsten Lieferländer: Russland 32%; Norwegen 26%; Niederlande 19%.
Zur Spitzendeckung, zum Ausgleich kurzfristiger Importstörungen und saisonaler Bedarfschwankungen werden in Deutschland ca. 18,6 Milliarden Kubikmeter Erdgas in Untergrundspeichern gelagert.
Die Verwendung von Erdgas unterliegt in Deutschland einer Erdgassteuer, deren Normalsatz zur Zeit bei 5,50 € je Megawattstunde liegt.
Einsatz im Kraftwerk
Eine wichtige Anwendung für Erdgas ist sein Einsatz im Gaskraftwerk. Diese Anlagen werden in Deutschland in erster Linie zur Deckung von Spitzenlast verwendet, da die dort genutzten Gasturbinen eine hohe Schnellstartfähigkeit besitzen und daher als Betriebsreserve für die weniger schnell ersetzbaren Dampfkraftwerke dienen. Im GuD-Kraftwerk und im Kombikraftwerk dient Erdgas zum Antrieb von Turbinen, die im Grundlastbereich arbeiten.
Erdgas als Kraftstoff für Kraftfahrzeuge
Erdgas wird seit einigen Jahren auch verstärkt als Kraftstoff für Kraftfahrzeuge verwendet. Entweder als CNG Compressed Natural Gas (komprimiertes Erdgas) oder LNG Liquefied Natural Gas (Flüssigerdgas).
An Tankstellen ist Erdgas als H-Gas (High Gas) und/oder L-Gas (Low Gas) erhältlich, wobei das H-Gas einen etwas höheren Energiegehalt als das L-Gas hat. (Siehe Daten) Der Energiegehalt von 1 kg Erdgas (H-Gas) entspricht etwa 1,5 Liter Benzin beziehungsweise 1,33 Liter Diesel. Im Januar 2005 waren 28.200 mit Erdgas betriebene Fahrzeuge in Deutschland zugelassen, Tendenz steigend. Im Juli 2005 gab es in Deutschland bereits 600 Erdgastankstellen. Bis 2007 sollen über 1.000 Tankstellen Erdgas als Kraftstoff anbieten. Alternativ kann auch bei CNG-Fahrzeugen Biogas getankt werden. Der Vorteil von Erdgas liegt in der Steuerbegünstigung. Die deutsche Bundesregierung senkte mit dem Gesetz zur Förderung alternativer Antriebssysteme den Mineralölsteuersatz auf Erdgas für alle Fahrzeuge im öffentlichen Strassenverkehr bis zum 31. Dezember 2020 (Flüssiggas nur noch bis 2009). Dadurch reduziert sich der Preis für Erdgas auf z. Zt. rund 40 Cents im Vergleich zu einem Liter bleifreiem Benzin.
Die Automobilindustrie bietet serienmäßige Erdgas-Modelle seit 1995 an. Marktführer in Deutschland ist 2004 die Adam Opel AG. Jedoch ist nicht jedes Modell als Erdgasfahrzeug erhältlich. Eine Nachrüstung von Benzinfahrzeugen ist relativ aufwändig, der Umbau kostet zwischen 2000 - 4000 Euro. Bei den meisten serienmäßigen Fahrzeugen sind die Tanks bereits unterflur angeordnet, wodurch keine Einschränkungen in der Nutzung des Kofferraums bestehen. Erdgastankstellen entnehmen das Gas dem Erdgasnetz und komprimieren es auf einen Druck von 200 bar. Durch die vorhandene Infrastruktur des Erdgasnetzes entfällt der Aufbau eines aufwändigen Transport- und Verteilnetzes. Es gibt zahlreiche lokale Verkehrsunternehmen im ÖPNV, die ihre Omnibusse mit Erdgas betreiben, aber auch Taxi-Unternehmen und Logistikunternehmen wie TNT. Neben Erdgas ist auch - mit passender Fahrzeugausrüstung - Flüssiggas als Kraftstoff in Anwendung.
Reichweitenvergleich bei einer Kraftstoffbefüllung von 15,00 Euro mit einem Fahrzeug vom Typ Opel Zafira CNG:
- Erdgasfahrzeug - 352 km
- Dieselfahrzeug - 221 km
- Superbenzin-Fahrzeug - 161 km
Berechnungsgrundlagen: 1 Liter Superbenzin für 1,239 € (Verbrauch: 7,5 l/100 km), 1 Liter Dieselkraftstoff für 1,079 € (Verbrauch: 6,3 l/100 km) und 1 kg Erdgas für 0,709 € (Verbrauch: 6,0 kg/100 km).
Das Unternehmen AVIS bietet als erster Autovermieter seit Juli 2005 auch Erdgasautos zur Vermietung und zum Leasen an.
News
Literatur
- Rudolf Rechsteiner: Grün gewinnt, 2003, ISBN 3280050545
- Sven Geitmann: Erneuerbare Energien und alternative Kraftstoffe, Hydrogeit Verlag, 2. Aufl., Jan. 2005, ISBN 3937863052, 19,90 EUR
Siehe auch
Weblinks
- Hydrogeit (unabhängige Infoseite von Sven Geitmann)
- Bilder vom Bau der Erdgastrasse von Russland nach Deutschland
- Energiekrise
- erdgasfahrzeuge.de
- Jacqueline Grünewald vom ADAC beantwortet Fragen im ZDF-WISO-Chat
- erdgasinfo.de (Infoseite der E.ON Ruhrgas AG mit informativem 'Wissen über Erdgas')
- Struktur der Gaswirtschaft (aus Sicht von E.ON Ruhrgas trotzdem informativ)
- Erdgas- und Autogas- Tankstellen in Deutschland und Europa (unabhängige Datenbank)
- erdgasfahrer-forum.de - Das Forum für Erdgasfahrer
- [1] - Infoseite und Erdgasfahrzeug-Rechner
- Erläuterungen zur Erdgassteuer