Erdgas
Erdgas zählt wie Kohle und Erdöl zu den fossilen Energieträgern. Es entstand im Zusammenhang mit diesen aus pflanzlichem und tierischem Material und besteht im Wesentlichen aus gasförmigen Alkanen, vor allem aus Methan.
Erdgas wird mithilfe von Bohrtürmen gefördert.Verwendung findet es hauptsächlich zur Erzeugung von Wärme und Energie, aber auch als Rohstoff für die chemische Industrie. Zunehmend gewinnt es als Treibstoff für Kraftfahrzeuge an Bedeutung.
Neben Kohle und Erdöl dient Erdgas als Energieträger und chemischer Rohstoff.
Entstehung
Aus kleinsten Lebewesen (z. B. Plankton) der Meere, die vor mehr als 500 Millionen Jahren auf großen Teilen der Erde existierten, entstand Faulschlamm am Gewässergrund.
Der Faulschlamm wurde von Meeresablagerungen, von Sand- und Tonschichten bedeckt. Im Verlauf der Erdgeschichte bildeten sich unter hohem Druck und hohen Temperaturen aus dem Faulschlamm Erdöl und Erdgas.
Erdöl und Erdgas wanderten in poröses Speichergestein bzw. in Hohlräume. Das Erdgas sammelt sich dabei über dem Erdöl (Bild 2).
Erdgas ist ein Stoffgemisch, das im Wesentlichen aus gasförmigen Alkanen (C1 bis C4) besteht. Darüber hinaus können Kohlenstoffdioxid, Stickstoff, Schwefelwasserstoff und Helium enthalten sein.
Die Zusammensetzung dieses Gemisches ist in den Fördergebieten der Welt unterschiedlich, in jedem Fall ist jedoch Methan der Hauptbestandteil.
Die reichsten Vorkommen und Förderung
Die reichsten Erdgasvorkommen der Welt sind in den GUS-Staaten mit 40 % der gewinnbaren Reserven zu verzeichnen. Deutschland verfügt lediglich über 0,2 % der Weltreserven. Immerhin kam 2009 knapp ein Fünftel des benötigten Erdgases aus einheimischer Förderung, und zwar fast ausschließlich aus Niedersachsen.
Die im Jahr 2008 bekannten Erdgasvorräte der Welt hatten eine Reichweite von 50-60 Jahren, davon etwa 30 % in den GUS-Staaten. Deutschland verfügt etwa über 0,1 % der bekannten Vorräte. Allerdings kamen 2008 etwa 15 % des in Deutschland verbrauchten Erdgases aus einheimischer Förderung. Aus dem darin enthaltenen Schwefelwasserstoff wurden als „Nebenprodukt“ immerhin etwa 1 Million Tonnen Schwefel gewonnen.
Meist ist Erdgas im Zusammenhang mit der Bildung von Erdöl entstanden. Ist eine Erdöllagerstätte gefunden worden, wird das Rohöl an die Oberfläche gepumpt. Häufig wird dabei auch Erdgas freigesetzt.
Andere Erdgasvorkommen sind unter Druck in porösem Gestein enthalten. Oft reicht der Lagerstättendruck aus, das Gas durch unterirdische Pipelines bis zum Verbraucher zu transportieren.
Vor dem Transport wird Erdgas getrocknet und von Schwefelwasserstoff-Verunreinigungen befreit. Erdgas kann in unterirdischen Hohlräumen (Kavernen) oder in großen Stahltanks gelagert werden.
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Zusammensetzung ausgewählter Erdgasvorkommen (Angaben in Vol.-% oder ppm)
Verwendung
Erdgas wird hauptsächlich zum Heizen verwendet, sei es in Wohnungen, in Gewächshäusern oder für spezielle Industrieanlagen (z. B. Glasschmelzwannen). Außerdem werden Herde und Backöfen sowohl in Haushalten als auch in Großküchen und Bäckereien zum Teil mit Gas betrieben. Auch zur Beleuchtung wird Erdgas verwendet, z. B. in Berlin, wo es rund 44.000 Gaslaternen gibt.
Zunehmend wird Erdgas auch zur Erzeugung von Elektroenergie eingesetzt, in Deutschland waren es im Jahr 2008 etwa 20 % der Gesamtmenge. Gaskraftwerke zur Stromerzeugung können im Unterschied zu Kohlekraftwerken in ganz kurzer Zeit von Stillstand auf Volllast gefahren werden. Damit haben sie eine wichtige Funktion zur Deckung des Elektroenergiebedarfs in Spitzenzeiten.
In Blockheizkraftwerken wird Erdgas zur Energie- und Wärmegewinnung genutzt ( Kraft-Wärme-Kopplung ): Durch einen Verbrennungsmotor wird ein Generator betrieben, der Strom erzeugt; die Abwärme des Motors wird zum Heizen genutzt (Fernwärme). Der Energiegehalt des Erdgases wird hierbei zu 90 % ausgenutzt.
Zunehmend wird Erdgas auch als Treibstoff für Kraftfahrzeuge eingesetzt. Weil die Emissionen von Kohlenstoff- und Stickstoffoxiden, von Ruß und von Schwefeldioxid hierbei sehr gering sind, ist Erdgas im Vergleich zu Benzin oder Diesel deutlich umweltfreundlicher.
Erdgas ist außerdem ein wichtiger Rohstoff für die chemische Industrie. Er dient z. B. zur Herstellung von Wasserstoff, von Propen, von Synthesegas für die Methanol- oder Ammoniakherstellung, also von Produkten, die selbst wichtige Ausgangsstoffe für die Produktion z. B. von Kunststoffen darstellen. Rückläufige Bedeutung haben die Pyrolyse von Erdgas, bei der Ethin (Acetylen) entsteht, und die Chlorierung, bei der chlorierte Kohlenwasserstoffe (CKWs) gebildet werden, die als Lösemittel verwendet werden.
Der im Erdgas oft enthaltene Schwefelwasserstoff wird zur Herstellung von elementarem Schwefel genutzt, der wiederum ein wichtiger Rohstoff für die Schwefelsäuresynthese ist.
