Infowelt Energie
Wie entsteht Erdgas?
Erdgas ist nach wie vor einer der wichtigsten Energieträger für das Heizen, Kochen und die Warmwasserbereitung in Deutschland. Doch wie entsteht das Gas eigentlich?
Woher kommt Erdgas?
Erdgas ist ein fossiler Energieträger. Das heißt seine Entstehung geht auf chemische Prozesse zurück, die bereits in der geologischen Vorzeit, also vor Millionen von Jahren begonnen haben. Die Grundvoraussetzung dafür war das Vorhandensein von organischen Materialien, also Tieren und Pflanzen. Deren Überreste lagerten sich in großen Mengen am Boden der Ozeane ab und wurden über die Zeit von Schlamm und Gesteinsschichten überdeckt. Der steigende Druck in Kombinationen mit dem Ausschluss von Sauerstoff und hohen Temperaturen verhindert den Zersetzungsprozess des organischen Materials. In der Folge bildet sich Faulschlamm.
Der Prozess der Ablagerung von Ton und Sand über dem Faulschlamm drückte diesen im Laufe der Zeit immer tiefer Richtung Erdkern. Dabei steigen Temperatur und Druck weiter an. Ab einer Temperatur von etwa 70 Grad Celsius entsteht sogenanntes Kerogen. Als Kerogen wird der organische Anteil in Sedimenten bezeichnet. Es ist ein Gemisch aus polymerem organischen Material – aus dem wiederum bei steigenden Temperaturen Kohlenwasserstoffe (beispielsweise Methan) gebildet werden. Methan ist der Hauptbestandteil von Erdgas.
Wann entsteht Erdgas und wann Erdöl?
Erdgas entsteht meist nach der Bildung von Erdöl. Das liegt daran, dass Erdöl bei steigendem Druck und steigenden Temperaturen bereits ab 70 Grad Celsius entsteht, Erdgas allerdings erst bei Temperaturen zwischen 120 bis 180 Grad Celsius. Es diffundiert nach seiner Entstehung durch die Sedimente an die Erdoberfläche, sofern es nicht auf undurchdringliche Gesteinsschichten trifft. Da die Prozesse bei der Entstehung von Erdöl und Erdgas identisch sind, treten die Rohstoffe häufig in denselben Lagerstätten auf.
Erdgas – ein Sammelbegriff
Als Erdgas werden alle brennbaren Kohlenwasserstoffverbindungen bezeichnet. Je nach Standort der Lagerstätte variiert die chemische Zusammensetzung. Das ist auch bei Erdöl der Fall. Im Gegensatz zum Gas besteht Erdöl allerdings aus einer Vielzahl an verschiedenen Kohlenwasserstoffen. Der größte Bestandteil das Gases ist Methan (CH4), welches eine Verbindung der Elemente Kohlenstoff (C) und Wasserstoff (H) ist. Weitere Bestandteile in geringerer Konzentration sind die brennbaren Gase Ethan, Butan, Ethen sowie Propan und Schwefelwasserstoff. Darüber hinaus enthält es die nichtbrennbaren Elemente Stickstoff, Kohlendioxid und Helium.
Unterscheidung nach Mathangehalt
Je nachdem, wie viel Methan im Gas enthalten ist, wird zwischen L-Gas (Low Calorific Gas) und H-Gas (High Calorific Gas) unterschieden. Der Methangehalt bei L-Gas liegt zwischen 79 und 87 Prozent. Damit ist der Heizwert dieses Gases wesentlich geringer. Im H-Gas ist deutlich mehr Energie enthalten, denn es besteht zu 87 bis 99 Prozent aus Methan. Für den Transport der Rohstoffe werden unterschiedliche Leitungssysteme verwendet.
Tipp: Bei der Gaspreiszusammensetzung wird der unterschiedliche Heizwert der Gase berücksichtigt. Deshalb wird Gas zwar in der Volumeneinheit Kubikmeter bezogen, allerdings in Kilowattstunden abgerechnet.
Verschiedene Lagerstätten
Als Lagerstätte werden förderbare oder zukünftig förderbare Ansammlungen der fossilen Energieträger bezeichnet. Dafür ist die Durchlässigkeit des Gesteins eine Grundvoraussetzung. Es wird in konventionelle und unkonventionelle Erdgaslagerstätten unterschieden. Bei ersterer sammelt sich das Gas in Sandsteinschichten, die unter undurchlässigen Gesteinsschichten liegen. Diese Reservoire werden auch als Erdgasfallen bezeichnet. Bei unkonventionellen Lagerstätten ist das Gas in dem Gestein gebunden, in dem es entstanden ist. In Deutschland gibt es ausschließlich konventionelle Erdgaslagerstätten. Das größte davon ist das norddeutsche Becken.
Förderung
Erdgas wird entweder durch Bohrungen oder als Nebenprodukt der Gewinnung von Erdöl gefördert. Durch den hohen Druck unter dem es in der Lagerstätte steht, gelangt es bei dessen Öffnung an die Erdoberfläche. An Land wird es durch Fracking (unkonventionell) gewonnen. Dabei wird eine Bohrung vorgenommen und anschließend ein Fracking Fluid (meist versetztes Wasser) in die Gesteinsschicht gepresst, wodurch das Gas aufsteigt.
Neben der Förderung Onshore, also an Land, wird auch Offshore gefördert. Mit Beginn der Offshore-Bohrungen 1947 entwickelte sich die Technik zusehends. Neben festen Bohranlagen gibt es auch Bohrschiffe. Diese können mittlerweile in Meerestiefen von bis zu 3 Kilometern Bohrungen vornehmen.
Verwendung
Erdgas ist vielseitig, und deshalb gibt es viele Gründe für dessen Einsatz. Statistiken zufolge stammen etwa 25 Prozent der weltweit verbrauchten Energie aus dem energiereichen Gas. Im Haushalt wird damit geheizt, gekocht oder Warmwasser bereitet. Darüber hinaus lässt sich mit Hilfe von Erdgas aber auch Strom erzeugen, wenn es in Gaskraftwerken umgewandelt wird. Die Abwärme bei diesem Verbrennungsprozess wird darüber hinaus zusätzlich zum Heizen verwendet. Das Prinzip nennt sich Kraft-Wärme-Kopplung. Neben diesen klassischen Nutzungsformen eignet sich Erdgas auch als Treibstoff für entsprechend motorisierte Fahrzeuge.
Wussten Sie schon?
Das Erdgasnetz kann als Speicher erneuerbarer Energie dienen, wenn es mit der Power-to-Gas-Technologie kombiniert wird.
Vattenfall Fazit
Die fossilen Rohstoffe Erdöl und Erdgas tragen einen erheblichen Teil zur weltweiten Energiesicherheit bei. Trotzdem entstehen bei der Förderung, dem Transport, der Verarbeitung und bei Verbrennung des Rohstoffes klimaschädliche Treibhausgase. Ökologische Probleme ergeben sich auch aus undichten Stellen bei Förderanlagen und Leitungssystemen sowie beim Fracking selbst. Damit gehen Umweltbelastungen einher, was die breite Nutzung von Erdgas umstritten macht. Ein sukzessiver Umstieg auf erneuerbare Energieträger ist deshalb nicht zuletzt wegen der Begrenztheit des Rohstoffes notwendig.
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Die Deutschen schätzen Erdgas als Energieträger. Rund 31 Millionen Deutsche leben in einem Haushalt mit Gasanschluss. Viele von ihnen besitzen einen Gasherd. Tendenz steigend. Sie vertrauen auf Gas und das zu Recht: Vattenfall zeigt Ihnen, wie sicher die Gasnutzung ist.
Gas ist einer der verbreitetsten Energieträger in deutschen Haushalten. Nachdem sich der Gaspreis zuletzt enorm erhöhte, stieg bei vielen Verbraucher:innen das Interesse an der Umsetzung von Einsparmaßnahmen.