Gas

Rund um Gas

Die Entstehung von Erdgas

Erdgas ist ein Naturgas, das bis zu 95% aus Methan besteht. Das Gas lagert unterirdisch, ist sehr leicht entzündbar und wird gegenwärtig als einer der wichtigsten fossilen Energieträger betrachtet.

Erdgas unterliegt einem ähnlichen Entstehungsprozess wie Erdöl und wird aus diesem Grund auch häufig, mit diesem zusammen entdeckt. Beide Stoffe haben sich vor mehreren Millionen Jahren aus organischen Stoffen gebildet. Wissenschaftler gehen davon aus, dass ein großer Teil des heute geförderten Gases, vor ungefähr 600 Millionen Jahren entstanden ist. Es gibt aber auch „jüngeres“ Erdgas – dieses soll vor circa 20 Millionen Jahren entstanden sein.

Entstehung von Erdgas

Das Ausgangsmaterial für die Erdgasentstehung lieferten küstennahe Regionen, in denen es ein überdurchschnittlich hohes Angebot an organischen Substanzen gab. Vor allem Plankton, Algen und marine Mikroorganismen bildeten die Grundlage zur Gas- und Ölentwicklung. Diese Organismen der Urmeere, sanken nach ihrem Tod auf den sauerstoffarmen Meeresboden und wurden mit der Zeit von Gesteins- und Erdschichten überdeckt. Dabei wurde das organische Material komplett vom Sauerstoff abgeschlossen. Zum Luftmangel kamen zusätzlich eine Temperaturerhöhung sowie eine Steigerung des Drucks.

Durch das Fehlen von Sauerstoff wurde der vollständige Verwesungsprozess verhindert, wodurch die Entstehung von Faulschlamm begünstigt wurde. Diese Prozesse führten zur Bildung einer biogenen Masse, die mit weiteren Ablagerungen (Sedimenten) aus Gesteins- und Erdschichten bedeckt wurde.

Im Laufe der Jahrhunderte kam es dadurch zu einem steigenden Druckaufbau (+Temperatursteigerungen). Diese äußeren Bedingungen leiteten einen langwierigen chemischen Prozess ein, der die organischen Substanzen in gasförmige Kohlenwasserstoffe umwandelte.

Ein wichtiger Teil bei der Erdgasentwicklung ist die Migration. Dabei wandern die Kohlenwasserstoffe von ihrem Entstehungsplatz (Muttergestein) in ein Speichergestein.

Dort bilden sich Lagerstätten aus denen der fossile Energieträger gewonnen werden kann. Beim „jüngeren“ Erdgas handelt es sich um Erdgasmengen, die ebenfalls infolge einer Zersetzung organischer Stoffe entstanden sind. Der mikrobielle Verfall fand hierbei aber ohne wesentliche Migration, also an Ort und Stelle, statt. Diese jüngeren Gasvorkommen sind zum Beispiel im Voralpenland zu finden.

Besonderheiten beim Erdgas

Befinden sich unter der Gaslagerstätte Mineralien, die Helium enthalten, ist es möglich, dass dieses Gas nach oben diffundiert und sich im Erdgas ablagert. Außerdem kann das Gas, je nach Herkunft, mit stark riechenden organischen Schwefelverbindungen versetzt sein. Durch eine Gaswäsche werden diese Schwefelverbindungen entfernt, da bei der Verbrennung schädliches Schwefeldioxid entstehen würde.

Die Gewinnung von Erdgas

Durch die gestiegenen Preise für Erdöl hat das Erdgas, ein fossiler Energieträger, in den letzten Jahrzehnten an Bedeutung gewonnen.

Erdgas lässt sich, ebenso wie auch das Erdöl, in natürlichen Vorkommen finden. Wie der Name schon suggeriert, befinden sich die Lagerstätten ausschließlich unterirdisch. Um das Erdgas zu fördern, sind verschiedenen Methoden und Techniken geeignet, je nach Beschaffenheit der Lagerstätte unterscheiden sich die zur Förderung verwendeten Verfahren teilweise erheblich.

Bei der Lage des betreffenden Vorkommens stellt sich zunächst die Frage, ob das Vorkommen unter einer Landfläche oder unter dem Meeresboden zu finden ist. Bei Erdgasvorkommen, die unter dem Meeresboden liegen, muss für die Förderung eine sogenannte Bohrinsel verwendet werden. Bohrinseln werden auch bei der Förderung von Erdöl verwendet, überhaupt hat die Förderung von Erdöl und Erdgas einige Gemeinsamkeiten. So wird beispielsweise bei der Förderung von Erdöl oftmals auch ein gewisser Anteil an Erdgas zutage gebracht. Dabei handelt es sich aber in der Regel nur um geringe Mengen, der Großteil des Erdgases wird über klassische Bohrmethoden gefördert.

Da Erdgas als unter hohem Druck stehender, gasförmiger Stoff, quasi wie von selbst aus dem Erdgasfeld nach oben steigt, genügt für die Förderung eine Bohrung, die das Vorkommen anzapft und das austretende Erdgas an die Erdoberfläche leitet. Je nach geografischer Lage des Vorkommens kann eine Bohrung bis in Tiefen von circa sechs bis acht Kilometern notwendig sein.

Aufgrund des Drucks, unter dem das Erdgas in der natürlichen Lagerstätte steht, wird das Gas, nach einer erfolgreichen Bohrung, so lange an die Erdoberfläche steigen, bis die Förderung erschöpft ist und der Gasdruck zu niedrig wird.

Methode des Hydraulic Fracturing

Um auch Erdgas zu fördern, welches durch herkömmliche Bohrmethoden nicht, oder nur in begrenztem Umfang, förderbar ist, wurde bereits Mitte des 20, Jahrhunderts die Methode des Hydraulic Fracturing, umgangssprachlich auch als “Fracking” bekannt, entwickelt (Aus dem englischen to fracture = “aufbrechen”).

Bei dieser Methode wird durch den Einsatz von verschiedenen Chemikalien die Durchlässigkeit der Gesteinsschichten (Lagerstätten) erhöht, in denen das Vorkommen zu finden ist. Durch diese Maßnahme kann das Erdgas leichter an die Oberfläche steigen, beziehungsweise zum Ort der Bohrung durchdringen, um von dort aus gefördert zu werden.

Mithilfe dieser Methode können auch Vorkommen erschlossen werden, die in Gesteinsschichten liegen, welche eine rentable Förderung durch konventionelle Methoden nicht ermöglicht haben. Vor allem in den USA wird das “Fracking” im großen Umfang betrieben, da sich viele der dortigen Vorkommen auf diese Weise wirtschaftlich sinnvoll erschließen lassen.

Das “Fracking” lässt sich grundsätzlich sowohl für die Erdgasförderung als auch für die Erdölförderung verwenden, ist aber nicht unumstritten.

Erdgas als Kraftstoff-Alternative

Wer schaut nicht regelmäßig auf die Entwicklung der Benzinpreise. Aber welche Alternative hat man als Autofahrer? Ein Dieselauto – aber hat man die entsprechenden Fahrkilometer?

Ein Elektroauto – ist die Reichweite sinnvoll? Ein Auto mit Gasantrieb – hat man entsprechende Tankstellen in der Nähe? Fragen über Fragen. Doch beim genaueren Hinsehen stellt das Erdgas als Treibstoff eine sehr interessante und zukunftsfähige Alternative zu Benzin und Diesel dar. Denn die derzeitigen Lagervorkommen an Erdgas sollen nach Expertenmeinung noch etwa 160 Jahre ausreichend zur Verfügung stehen. Erdöl hingegen soll nach neuesten Schätzungen nur noch ca. 50 Jahre als Rohstoff nutzbar sein (laut statistischer Reichweite). Außerdem entstehen bei der Verbrennung von Erdgas wesentlich weniger Schadstoffe als bei der Verbrennung von anderen fossilen Rohstoffen.

Gas wird als Kraftstoff in zwei verschiedenen Varianten in Deutschland angeboten:

LPG (Liquid Petrol Gas) und CNG (Compressed Natural Gas).

LPG wird auch als Flüssiggas oder Autogas bezeichnet. LPG ist ein so genanntes Abfallprodukt, dass bei der Verarbeitung von Erdöl entsteht und daher keine regenerative Alternative zum Erdöl.

Eine echte Alternative zu Benzin und Diesel ist jedoch CNG. Dieses Erdgas ist eine natürliche Ressource, die weltweit relativ gleichmäßig verteilt vorkommt. Das reduziert die Transportkosten und -zeiten dieses komprimierten Gases erheblich.

Ein großer Vorteil von CNG ist die hohe Oktanzahl, auch Klopffestigkeit genannt. Die Klopffestigkeit ist ein entscheidendes Qualitätsmerkmal von Kraftstoffen. Je höher die Oktanzahl umso höher die Leistungsfähigkeit und umso niedriger der Verschleiß. Damit diese höhere Leistung auch genutzt werden kann, muss das Fahrzeug mit einem speziell auf diesen Treibstoff angepassten Motor ausgestattet sein.

CNG sorgt für einen geringeren Treibstoffverbrauch, eine verbesserte Wirtschaftlichkeit und eine größerer Reichweite je Tankfüllung. Die saubere Verbrennung von CNG sorgt ebenfalls für eine verbesserte CO2-Bilanz.

Das ist ein wichtiger Schritt Richtung Zukunft. Als kleiner Wermutstropfen bleiben die  hohen Kosten für das Umrüsten bestehender Fahrzeuge auf CNG – deshalb sollte der Kauf eines entsprechenden Neuwagens favorisiert werden.

Erdgas und Flüssiggas – Was sind die Unterschiede?

Gas ist eine beliebte Energiequelle, gerade in der heutigen Zeit in der Rohstoffe immer knapper werden. Umso wichtiger, sich einmal genauer mit zwei wichtigen Gasarten bekannt zu machen.

CNG und LPG. Hinter der englischen Abkürzung für CNG (Compressed Natural Gas) verbirgt sich das bekannte Erdgas. Wie der Name schon sagt, ist es ein brennbares Naturgas, das unter der Erde in tiefen Gesteinsschichten zu finden ist. Hauptbestandteil dieses Gases ist Methan. Je nach Fundort kann der Methangehalt jedoch variieren. Die Dichte von Erdgas ist gering und leichter als Luft. Erdgas entsteht unter ähnlichen Vorgängen wie Erdöl. Luftabschluss, erhöhter Druck und abgestorbene Kleinstlebewesen sind drei wichtige Faktoren zur Bildung von Erdgas.

Erdgas dient uns heute hauptsächlich als Strom- und Wärmeproduzent sowie auch als Kraftstofflieferant für Autos.

Die andere Gasart, von der  man sicher schon einmal gehört hat, ist LPG. Meist im Ausland hat man diese 3 Buchstaben an Tankstellen schon einmal gesehen.

Hinter LPG (Liquefied Petroleum Gas) verbirgt sich Flüssiggas. Diese Gasart wurde durch Kühlung und Kompression, das heißt unter großem Druck, verflüssigt. Hauptbestandteile von Flüssiggas sind Propan und Butan. Flüssiggas nutzt man überwiegend für Heiz- und Kochzwecke sowie als Treibstoffquelle für Ottomotoren im Kraftfahrzeugbereich.

Da beide Gasarten als Energiequelle für Kraftfahrzeuge verwendet werden, sind hier noch einmal die Unterschiede von CNG und LPG kurz zusammengefasst:

  • CNG besteht überwiegend aus Methan – LPG hauptsächlich aus Propan und Butan.
  • CNG wird gasförmig transportiert, das heißt unter hohem Druck durch Pipelines.
  • LPG wird in flüssigem Zustand transportiert und erst im Moment der Anwendung wieder in Gas umgewandelt.

Das heißt, es wird über Tankwagen zur Tankstelle transportiert. Erdgas dagegen kommt über ein Leitungsnetz unterirdisch direkt zur Tankstelle. Der mit dem Transport über die Straße in Verbindung stehende Schadstoffausstoß entfällt.

Zudem ist der Energiegehalt von Erdgas gegenüber Flüssiggas wesentlich höher, nämlich fast doppelt so hoch. Daher ist Erdgas als Kraftstoff auch konkurrenzlos günstig. Gegenüber Diesel können etwa 30% und im Vergleich zu Benzin sogar rund 50%eingespart werden. Und auch gegenüber Flüssiggas beträgt die Einsparung rund 20%.

Bei der Entscheidung für ein gasbetriebenes Fahrzeug ist außerdem zu beachten, dass nur mit Erdgasfahrzeugen in Tiefgaragen geparkt werden darf. PKWs mit Flüssiggas-Antrieb ist das nicht gestattet, da Flüssiggas schwerer ist als Luft und sich im Bodenbereich sammeln kann.

Abschließend kann man sagen, dass CNG – also Erdgas – durch seine höhere Umweltverträglichkeit sowie die hohen Einsparmöglichkeiten überzeugt.