wir heizen jetzt nicht mehr mit Öl, sondern mit Erdgas.
Erdgas,
Sammelbezeichnung für brennbare, in der Erdkruste vorkommende Naturgase, die überwiegend Methan enthalten, daneben andere Bestandteile (z.B. Äthan, Propan, Stickstoff, Kohlendioxid, in einigen Fällen auch Schwefelwasserstoff und technisch verwertbares Helium). Erdgas ist ungiftig und leichter als Luft. Es kommt in großem Umfang in natürlichen unterirdischen, unter hohem Druck stehenden Lagerstätten vor. Diese Lagerstätten werden angebohrt, und das Erdgas wird vorwiegend mit Rohrleitungen über zum Teil große Entfernungen zum Verbraucher transportiert. Es wird hauptsächlich zur Energieerzeugung, besonders im Wärmemarkt, eingesetzt und deckte 2001 mit etwa 2 375 Mrd. m3 rd. 24 % des Weltenergieverbrauchs. Erdgas ist zum einen gemeinsam mit Erdöl entstanden (Erdölgas), zum anderen hat es sich im Laufe der Inkohlung aus Kohle gebildet. Es wandert wie Erdöl in der Erdkruste und bildet beim Vorliegen von Fangstrukturen (mit gasdichten Deckschichten und darunter liegenden porösen Gesteinsformationen) Erdgaslagerstätten, die Drücke bis zu 750 bar aufweisen. Es wird zwischen reinen Erdgas- und kombinierten Erdöl/Erdgaslagerstätten unterschieden. Die Bildung von Erdgaslagerstätten ist prinzipiell in allen Sedimentgebieten der Erde möglich, die etwa 38 % der Landoberfläche ausmachen und sich in großem Umfang unter dem Meer fortsetzen. Die Suche nach Lagerstätten und die Ausführung der Bohrungen ist ähnlich wie beim Erdöl. Das Roherdgas wird bei der landgebundenen Bohrung über das »Eruptionskreuz« entnommen, das fest mit dem Steigrohr verbunden und mit Ventilen sowie Druck- und Temperaturmessgeräten ausgestattet ist. Bei der Erdgasförderung mit Offshoretechnik (z. B. in der Nordsee) sind Förderplattformen erforderlich. Je nach dem Gehalt an sauren Komponenten unterscheidet man Sauergas (über 1 Volumenprozent Schwefelwasserstoff), Leangas (unter 1 Volumenprozent Schwefelwasserstoff) und Süßgas (unter 2 Volumenprozent Kohlendioxid, kein Schwefelwasserstoff). Erdgas nennt man trocken, wenn es ohne Abscheidung von Kondensat abgekühlt werden kann. Aus nassen Erdgasen, die oft mit Erdöl vorkommen, kondensieren bei Abkühlung höhere Kohlenwasserstoffe (Flüssiggas, Gasbenzin), die Ausgangsstoff für das Steamcracken sind.
Das geförderte Roherdgas wird direkt auf dem Erdgasfeld aufbereitet. Bei süßen Erdgasen (Hauptanteil der Weltförderung) wird vowiegend nur Wasser abgetrennt, zum Teil auch höhere Kohlenwasserstoffe. Bei sauren Erdgasen werden die Schwefelverbindungen in einem aufwendigen Reinigungsprozess entfernt (vorwiegend Gaswaschverfahren). Einige Roherdgase erfordern auch die Abtrennung von Kohlendioxid und Stickstoff. Das nach der Aufbereitung ins Ferngasnetz abgegebene Reingas muss den strengen Qualitätsvorschriften der deutschen Gaswirtschaft entsprechen. Der Schwefelgehalt darf 120 mg/m3 nicht übersteigen (die tatsächlichen Werte liegen meistens unter 12 mg/m3). Es kommen Erdgase der Gruppen L und H zur Verteilung. Typ. Brennwerte sind etwa 10 kWh/m3 für Erdgas L und 12,2 kWh/m3 für Erdgas H.
Erdgas wird überwiegend als Brennstoff für Haushalte, Gewerbebetriebe, Kraftwerke und Industrie verwendet. Neben dem Einsatz zu Heizzwecken dient Erdgas im Haushaltsbereich auch zur Warmwasserbereitung und zum Kochen. In geringerem Umfang wird Erdgas als Rohstoff in der chemischen Industrie eingesetzt. Es findet Verwendung bei einer Vielzahl industrieller Prozesse. Herauszuheben sind Wärmebehandlungsprozesse in der Stahl- und Leichtmetallindustrie, Metallschmelzen sowie gasbefeuerte Prozesse zur Erzeugung von Glas, Keramik und Baustoffen, industrielle Prozessdampferzeugung und der Gaseinsatz bei Trocknungsprozessen.
Aufgrund seiner physikalischen und chemischen Eigenschaften ist Erdgas im Vergleich zu anderen fossilen Energieträgern relativ umweltschonend. Schadstoffbildende Bestandteile (Fluor, Chlor, Schwermetalle und deren Verbindungen) sind im Erdgas praktisch nicht vorhanden. Erdgasfeuerungen setzen kaum Staub, Ruß, Kohlenmonoxid, organische Verbindungen oder Schwefeldioxid frei, der Ausstoß von Stickoxiden ist sehr gering. Auch setzen die geringen Kohlenstoffanteile des Erdgases bei der Verbrennung nur wenig Kohlendioxid frei; von den fossilen Brennstoffen trägt Erdgas deshalb am wenigsten zum Treibhauseffekt bei. Der Einsatz von Erdgas empfiehlt sich daher besonders in Gebieten mit hohen Immissionsbelastungen. In der Industrie sowie auf dem kommunalen Sektor gewinnt Erdgas zunehmend an Bedeutung in gasmotor- oder gasturbinengetriebenen Blockheizkraftwerken, die gleichzeitig elektrische Energie und Wärme für Beheizungszwecke erzeugen und neuerdings auch durch Erdgas verbrauchende Brennstoffzellen ergänzt werden. Mit dieser Kraft-Wärme-Kopplung können Nutzungsgrade von 80-90 % erreicht werden, also weit höhere Werte als bei der reinen Stromerzeugung.
Auf dem Haushalts- und Gewerbesektor gibt es neuere Gasanwendungstechnologien, die einen besonders sparsamen Energieeinsatz ermöglichen. Hierzu gehören die Gasetagenheizung mit individueller Verbrauchsabrechnung, der Brennwertkessel mit Nutzung der Kondensationswärme im Abgas und gasbetriebene Absorptionskälteanlagen für Klimatisierungs- und Kühlzwecke. Bei der Wärmeversorgung von Wohnungen, Gewerbebetrieben, Verwaltungsgebäuden und öffentlichen Einrichtungen hat der Einsatz von Erdgas inzwischen den ersten Platz unter den Energieträgern erreicht. In Deutschland wurden Ende 2001 rd. 45 % der Wohnungen mit Erdgas beheizt. Von den 2001 verbrauchten 83,5 Mrd. m3 Erdgas entfielen rd. 50 % auf Haushalte und Kleinverbraucher, knapp 25 % auf die Industrie, 14 % auf nichtenergetischen Verbrauch und Fernwärmeerzeugung sowie 12 % auf Kraftwerke.
Gaswirtschaft und Fahrzeughersteller untersuchen die Möglichkeiten für den Erdgaseinsatz im Verkehrssektor, insbesondere beim öffentlichen Personen- und Güternahverkehr. Ende 2001 waren in Deutschland rd. 10 000 erdgasbetriebene Fahrzeuge in Betrieb - weltweit sind es fast 1,5 Mio. (Erdgasantrieb).
Wirtschaft:
Erdgas deckt den weltweiten Primärenergiebedarf zu rd. einem Viertel und steht damit nach Erdöl und Kohle an dritter Stelle. Für die zunehmende Förderung und Verwendung von Erdgas sind insbesondere Faktoren wie Umweltverträglichkeit, Nutzungskomfort und Versorgungssicherheit verantwortlich. Erdgas ist die einzige Primärenergie, die in ihrem Verbrauchszustand gefördert, verteilt und verbraucht wird, sodass keine Umwandlungsverluste (im Gegensatz zum elektrischen Strom) anfallen. Der Erdgastransport belastet keine öffentliche Verkehrswege, da Erdgas unterirdisch in Rohren (Pipelines) mit bis zu 1,4 m Durchmesser transportiert wird, aus transporttechnischen Gründen (Volumenverringerung) mit Drücken bis zu 84 bar. Um dem Druckabfall in der Leitung entgegenzuwirken, ist in Abständen von 100-400 km ein Erdgasverdichtung erforderlich. Es werden zum Teil erhebliche Transportentfernungen überbrückt, z. B. von Westsibirien nach Westeuropa (etwa 6 000 km). Da Erdgasproduktion, -Aufbereitung und -Ferntransport weitgehend kontinuierlich erfolgen, der Verbrauch aber - bedingt durch den hohen Anteil von Erdgasheizungen jahreszeitlich schwankt, wird Erdgas in großem Umfang in Erdgasspeichern bevorratet. Vor der Erdgasverteilung in den Kommunen beziehungsweise vor der Erdgasabgabe an Industriebetriebe wird in einer Erdgasübergabestation der Druck auf 0,1-6 bar (Überdruck) reduziert. Damit das geruchslose Erdgas beim Endverbraucher nicht unbemerkt ausströmen kann, wird ihm ein intensiver Geruchsstoff (z. B. Tetrahydrothiophen, Abkürzung THT) zugesetzt. Über ein verzweigtes Verteilungsnetz (Erdgasförder-, Ferngasgesellschaften, Orts- und Regionalgasversorgungsunternehmen) gelangt das Erdgas in den Kommunen direkt zum Endverbraucher. Das gesamte deutsche Erdgasleitungsnetz, das im europäischen Verbund integriert ist, hatte Ende 2001 eine Länge von etwa 370 000 km.
Erdgas kann bei atmosphärischem Druck bei —162 ºC verflüssigt werden. In dieser Form wird es in speziellen LNG-Hochseetankschiffen drucklos transportiert (LNG, Abkürzung für englisch liquified natural gas). Im Anlandehafen des Verbraucherlandes wird LNG verdampft und in das unterirdische Erdgastransportnetz eingespeist. 2001 erreichte der grenzüberschreitende Erdgashandel rd. 625 Mrd. m3 (rd. 1/4 der Welterdgasförderung, vorwiegend innerhalb Nordamerikas, Westeuropas und des asiatisch-pazifischen Raumes) und zwar überwiegend (77 %) per Pipeline, 23 % per LNG-Tanker.
Die sicher gewinnbaren Erdgasreserven in Deutschland belaufen sich auf rd. 323 Mrd. m3. Die sicher gewinnbaren Welterdgasreserven umfassen (2001) rd. 156 000 Mrd. m3, ihre statische Reichweite beträgt noch 60 Jahre. Von den Gebieten der Erde mit geologischen Voraussetzungen für Erdgasfunde ist bisher nur ein geringer Teil durch Bohrungen untersucht worden. Weltweit werden mehr als zwei Drittel aller Bohrungen nach Kohlenwasserstoffen in den USA und Kanada niedergebracht, die aber nur etwa ein Siebtel aller möglichen Fördergebiete umfassen. Verglichen mit Nordamerika ist die übrige Welt hinsichtlich ihrer Öl- und Gasvorkommen bis auf Ausnahmen noch relativ wenig erschlossen (Neufunde wahrscheinlich).
Die genannten Welterdgasreserven beziehungsweise -ressourcen beziehen sich auf konventionelle Lagerstätten. Man kann davon ausgehen, dass etwa ab Mitte dieses Jahrhunderts auch Erdgas aus nichtkonventionellen Lagerstätten zunehmend einen Beitrag zur Erdgasversorgung leisten wird. Die Vorräte an nichtkonventionellen Lagerstätten sind um ein Mehrfaches größer als die konventionellen Reserven. Werden sie einbezogen, so reichen die Erdgasvorräte noch für mehrere Jahrhunderte. Bei Erdgas aus nichtkonventionellen Lagerstätten handelt es sich insbesondere um Erdgashydrate und Erdgas aus Steinkohlenlagerstätten, so genannte CBM (Abkürzung für englisch coal bed methane). In den USA werden bereits beträchtliche CBM-Mengen in das Erdgasnetz eingespeist. In Deutschland laufen gegenwärtig Probebebohrungen zur CBM-Gewinnung.
Die bedeutendsten Erdgasförderländer sind die USA (Texas, Louisiana) und die GUS—Staaten Usbekistan und Russland, besonders Westsibirien. Die wichtigsten exportierenden Länder sind die GUS—Staaten, die Niederlande, Norwegen, Kanada, Algerien und Indonesien. 2001 deckte Westeuropa seinen Erdgasbedarf zu rd. 68 % aus eigenen Quellen, 18 % wurden aus Russland, 12 % aus Algerien und 2 % aus den übrigen Drittländern importiert. Der Importanteil ist beim Erdgas wesentlich niedriger als bei anderen Energieträgern. Nach Japan ist Deutschland der zweitgrößte Erdgasimporteur; das deutsche Erdgasaufkommen wurde 2001 zu 19,1 % aus inländ. Förderung gedeckt, 36,8 % kamen aus Russland, 21,1 % aus Norwegen, 17,3 % aus den Niederlanden, 2,9 % aus Großbritannien und 2,6 % aus Dänemark.
In Deutschland entwickelte sich eine nennenswerte Erdgasförderung (wichtige Fördergebiete: Weser-Ems, Elbe-Weser) erst in den 1960er-Jahren, die in den 70er-Jahren stark anstieg und heute (2001) 20,3 Mrd. m3 erreicht.
Literatur:
H. W. Maull: E. u. wirtschaftl. Sicherheit (1981);
Jb. E. in Europa, hg. vom Bundesverband der Dt. Gas- u. Wasserwirtschaft e. V. (1994 ff.);
VDI-Lex. Energietechnik, hg. v. H. Schaefer (1994);
Die Energierohstoffe Erdöl u. E. Vorkommen, Erschließung, Förderung, bearb. v. G. Pusch u. a. (1995);
S. Ueberhorst: Energieträger E. (31999).
Hier finden Sie in Überblicksartikeln weiterführende Informationen:
fossile Rohstoffe und Uran