Erdgas und seine Vorkommen
Erdgas, häufig einfach als Gas bezeichnet, zählt zu den fossilen Brennstoffen. Es wird aus natürlichen Lagerstätten gefördert, die häufig in unmittelbarer Nähe zu Ölvorkommen liegen. Gas wird hauptsächlich zur Wärmeerzeugung für Privathaushalte genutzt, aber auch zur Energiegewinnung für Produktionsprozesse oder als Reaktionsbestandteil bei der Herstellung von Stickstoffdünger und Edelstahl. Die Verwendung als Treibstoff in Fahrzeugen macht bis heute nur einen geringen Prozentsatz aus. Der Hauptbestandteil von Erdgas ist Methan, er bewegt sich zwischen 75 und 98 Prozent, abhängig von der Lagerstätte. Vor dem Transport über eine Pipeline wird das Gas von Schwefelwasserstoff, Kohlendioxid und Wasserdampf befreit, da diese Gase schädlich sind und eventuell die Pipeline verstopfen können.
Herkunft und Kategorien von Gas
Das hierzulande verwendete Gas kommt hauptsächlich aus den Niederlanden und aus Russland. Dabei unterscheidet sich das Gas nicht nur durch die jeweilige Herkunft, sondern auch durch die Zusammensetzung und damit den Brennwert. Das Gas aus den Niederlanden und aus Norddeutschland ist sogenanntes L-Gas, also Gas mit einem niedrigeren (low) Energiegehalt. Es besteht zu etwa 80 bis 85 Prozent aus Methan und weist einen hohen Anteil an Stickstoff und Kohlendioxid auf. Gas mit einem hohen (high) Energiegehalt wird als H-Gas bezeichnet. In diese Kategorie fällt das Gas aus Russland, das mit 98 Prozent Methan besonders energiehaltig ist, aber auch Erdgas aus der Nordsee mit einem Methangehalt von etwa 90 Prozent. Je höher der Methananteil, desto besser ist der Brennwert von Gas.
Die Besonderheiten beim Brennwert von Gas
Der Brennwert bezeichnet die beim Verbrennungsvorgang frei werdende Menge an Wärme, inklusive der Wärme, die bei der Abkühlung der Abgase auf etwa 25°C gewonnen wird. Die Einheit für den Brennwert von Gas ist dabei kWh/m3 i.N., also Kilowattstunden pro Kubikmeter. Der Zusatz i.N. bedeutet in Norm, diese Normbedingungen sind eine Temperatur von 25°C und ein festgelegter Wert für den Druck. Solche Normbedingungen werden angewendet, um den Brennwert der verschiedenen Gas Sorten vergleichbar machen zu können. Der Brennwert von L-Gas liegt in etwa bei 8 bis 10 kWh/m3. Das energiereichere H-Gas hat dagegen einen höheren Brennwert, er liegt bei etwa 12 kWh/m3. Daher muss für denselben Brennwert eine größere Menge Gas transportiert werden, wenn L-Gas zum Einsatz kommt.
Die Berechnung des Gas-Verbrauchs bezogen auf den Brennwert
Damit den Verbrauchern, die mit L-Gas beliefert werden, kein Nachteil entsteht, wird Gas nicht in Kubikmetern abgerechnet. Stattdessen wird der Verbrauch von Gas in Kilowattstunden angegeben. Somit werden die Unterschiede im Brennwert von L-Gas und H-Gas ausgeglichen und der Verbrauch kann beim Endverbraucher standardisiert abgelesen und berechnet werden. Damit die Abrechnung für den Kunden transparent wird, ist der Brennwert der gelieferten Gas-Zusammensetzung in der Regel auf der Rechnung des Energielieferanten angegeben. Die korrekte Berechnung des monatlich durchschnittlich vom Energieunternehmen ermittelten Brennwerts wird daher regelmäßig überprüft. Die Eich- und Messstellen der jeweiligen Bundesländer untersuchen dabei die Zusammensetzung und damit den Brennwert des gelieferten Gases und überprüfen anhand der Rechnungen stichprobenartig einzelne Haushalte und Gebäude. Entscheidend ist dabei, dass die vom Zähler gemessene Durchflussmenge in Kubikmetern entsprechend der Zusammensetzung des Gases korrekt in den richtigen Brennwert umgerechnet wird.
Moderne Gasheizungsanlagen
Eine moderne Gasheizung verwendet in der Regel einen Gas Brennwertkessel. Ein Brennwertkessel ist so konstruiert, dass er den Brennwert von Gas nahezu vollständig verwerten kann. Daher hat sich die Brennwertkessel Technik schnell durchgesetzt und ist heute gut erprobt und weit verbreitet. Die vollständige Nutzbarmachung des Brennwerts beruht dabei auf derselben Technik, mit der auch der Brennwert eines Brennstoffs wie Gas oder Öl bestimmt wird. Der Brennwertkessel nutzt zunächst die bei der Verbrennung des Gases entstehende Wärme. Die dabei entstehenden Abgase werden jedoch nicht einfach an die Luft abgegeben, da in ihnen noch Wärmeenergie steckt. Sie werden also bis zur Kondensation abgekühlt und die daraus gewonnene Wärme wird zusätzlich nutzbar gemacht.
Klimafreundliche Brennwertkessel
Die Abgase, die bei der Verbrennung in einem Brennwertkessel entstehen, sind kühler als die Abgase einer herkömmlichen Verbrennung. Daher kondensieren sie im Schornstein, der mit einem Keramikrohr ausgekleidet ist, und werden aufgefangen. Im aus dem Wasserdampf kondensierten Wasser sind viele der Schadstoffe gelöst, die sonst in die Luft entweichen würden. Sie werden an Ort und Stelle automatisch neutralisiert und gelangen so nicht länger in die Atmosphäre. Eine Brennwertkesselheizung ist daher nicht nur energieeffizienter als eine herkömmliche Gasheizung, weil sie den Brennwert von Gas fast vollständig nutzen kann, sie ist auch zusätzlich umweltschonender.