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 E R D G A S

  

Geschichte von Erdgas als Energierohstoff

Schon vor etwa 2000 Jahren nutzten die Chinesen Erdgas zur Salzgewinnung.

Im Jahr 1626 berichteten französische Missionare über „brennende Quellen“ in flachen Gewässern von Nordamerika. In Genua diente Erdgas seit 1802 zur Straßenbeleuchtung. Eine größere industrielle Nutzung von Erdgas begann in den USA im Jahr 1825 im Ort Fredonia. Hier legte W. H. Hart einen Schacht zur Erdgasgewinnung für die Beleuchtung einer Mühle und eines Wohnhauses an. Hart nutzte Erdgas auch zur Beleuchtung eines Leuchtturms am Eriesee. Er gründete im Jahr 1858 die erste Erdgasgesellschaft, die Fredonia Gas Light Company. Ab 1883 wurde Erdgas in Pittsburgh und Pennsylvania in der Glas- und Stahlindustrie verwendet. Schwierigkeiten bereitete der Aufbau eines Pipeline-Systems.

Nordamerika, insbesondere die USA, hatte bis 1950 die höchste Nutzung von Erdgas der Welt (US-Förderanteil 1950 etwa 92 % der Weltproduktion, 1960 US-Förderanteil der Weltproduktion 80,2 %). In Westdeutschland betrug die Energienutzung von Erdgas Anfang der sechziger Jahre nur 1 % der fossilen Primärenergie. 1970 waren es etwa 5 % der fossilen Primärenergie in Westdeutschland.

Erdgas wurde ursprünglich bei der Gewinnung von Erdöl lediglich abgefackelt. Zunächst wurde Erdgas in den USA (seit Anfang der zwanziger Jahre des letzten Jahrhunderts) und später in Europa (seit den sechziger Jahren des letzten Jahrhunderts) als Energierohstoff für die Wirtschaft genutzt.

In einigen Ländern wird Erdgas auch heute noch abgefackelt, da der Transport des Gases kostenaufwendig ist. In den USA wurden in den letzten Jahren viele Gas-und-Dampf-Kombikraftwerke zur Stromgewinnung auf Erdgasbasis gebaut, diese haben einen sehr hohen Wirkungsgrad (60 %) und können dazu noch die Abwärme als Fernwärme zur Beheizung von Wohnhäusern nutzen.

Gegenwärtig ist Erdgas mit 25 % Anteil bei fossilen Energieträgern ein sehr wichtiger Energierohstoff. Erdgas wird nach Angaben der Internationalen Atomenergiebehörde (IAEA) bis zum Jahre 2080 mit einem über 50 % Anteil zum wichtigsten fossilen Energieträger werden.

 

Entstehung von Erdgas 

 

Erdgas entsteht meist durch ähnliche Vorgänge wie Erdöl und wird daher auch oft zusammen mit diesem gefunden.

Es bildet sich unter Luftabschluss, erhöhter Temperatur und hohem Druck aus abgestorbenen und abgesunkenen marinen Kleinstlebewesen (Mikroorganismen, Algen, Plankton). Herrschen in der betreffenden Meeresregion sauerstoffarme Bedingungen nahe dem Meeresgrund, so bilden sich im Laufe der Zeit mächtige Sedimentfolgen mit hohem Anteil biogenen Materials. Die Abwesenheit von Sauerstoff in diesem Ablagerungsmilieu verhindert die vollständige Wiederaufarbeitung der Biomasse durch Bakterien, ein Faulschlamm entsteht. Im Laufe von Jahrmillionen wird dieser durch Überdeckung mit weiteren Sedimenten hohen Drücken und Temperaturen ausgesetzt.

 

Größere Erdgasmengen entstanden aber auch in Folge einer bakteriellen Zersetzung organischer Stoffe an Ort und Stelle, also ohne wesentliche Migration. Gasvorkommen mit dieser Entstehungsgeschichte finden sich zum Beispiel im Voralpenland Oberösterreichs und Oberbayerns. Mit einer Entstehungszeit von etwa 20 Millionen Jahren gelten sie als sehr jung.

 

Ein allfälliger Heliumanteil entsteht durch Stauung von in der Erde nach oben diffundierendem Helium aus radioaktivem Alpha-Zerfall darunter liegender Mineralien.

  

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Eigenschaften von Erdgas

 

Erdgas ist ein brennbares Naturgas (90% bis 95% Methan CH4), das in unterirdischen Lagerstätten vorkommt. Es tritt häufig zusammen mit Erdöl auf, da es auf ähnliche Weise entsteht. Erdgase bestehen hauptsächlich aus hochentzündlichem Methan, unterscheiden sich aber in ihrer weiteren chemischen Zusammensetzung.

Als fossiler Energieträger dient es hauptsächlich der Beheizung von Wohn- und Gewerberäumen, als industrielle Prozesswärmeenergie, zur elektrischen Stromerzeugung und in kleinem Umfang als Treibstoff für Kraftfahrzeuge.Hinzu treten mengenmäßig bedeutsame Anwendungen als Reaktionspartner in chemischen Prozessen, wo wiederum sein Energiereichtum zum Tragen kommt. Diese sind beispielsweise die Ammoniaksynthese im Haber-Bosch-Verfahren (Stickstoffdüngemittel), die Eisenerzreduktion im Hochofenprozess oder die Herstellung von Wasserstoff.

 

Erdgas ist Farb- und geruchloses Gas (Geruchstoff wird dem Gas beigemengt, um es erkennbar zu machen), leichter als Luft.

  

Dichte                                       0,74 kg/m³

Dichteverhältnis                     0,6   

Heizwert                                   36MJ/m³

Betriebsheizwert                   34MJ/m³

Zündtemperatur                     645°C

Zündgrenze                            5% - 15%

Der Anschlussdruck bei Erdgas ist 20 mbar.

Erdgas gehört zur Gasfamilie 2 und hat eine Wobbezahl 42,3 bis 58,0 MJ/m³

 

 Gewinnung  

 

Erdgas wird durch Bohrungen (zwischen 1000m und 6500m tief) entweder in reinen Erdgasfeldern gewonnen oder als Nebenprodukt bei der Erdölförderung. Da das Erdgas in der Regel unter hohem Druck (manchmal ca. 600 bar) steht, fördert es sich sozusagen von selbst, sobald das Reservoir einmal geöffnet ist. Dem Erdgas wird anschließend das Wasser entzogen, das Gas wird getrocknet und auf einen Transportdruck von ca. 70 bar entspannt. Im Laufe der Zeit nimmt der Gasdruck der Lagerstätte stetig ab.

  

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Erdgasspeicher 

 

Als Erdgasspeicher werden große, meist unterirdische Speicheranlagen bezeichnet, mit denen jahreszeitliche Bedarfsschwankungen und Lieferengpässe von Erdgas ausgeglichen werden können. Hohe Bedeutung erhielten diese Speicher für Mittel- und Westeuropa in den Gaskrisen 2007 und 2008 zwischen Russland und der Ukraine, weshalb ihre Kapazitäten in den nächsten Jahren massiv ausgebaut werden sollen.

Tageszeitliche Verbrauchsspitzen werden hingegen von kleineren Obertage-Metallspeichern ausgeglichen. Es gibt sie als Niederdruckspeicher ("Gasometer") und Hochdruckspeicher (Kugel- und Röhrenspeicher).

 

 

 

 

 

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Transport 

 

Für den Transport zwischen den Kontinenten wird Erdgas durch Abkühlung auf -162 °C verflüssigt. Ein Kubikmeter verflüssigtes Gas entspricht           ca. 600 m³ Erdgas im gasförmigen Zustand. Der Transport von Erdgas erfolgt über ein weit verzweigtes unterirdisches Rohrleitungsnetz bis zu den Verbrauchseinrichtungen. Dazwischen liegen Stationen zur Regelung des Druckes und zur Messung der Gasmengen. Das gesamte Leitungsnetz unterliegt einer ständigen Kontrolle, die Trassen werden regelmäßig begangen und sorgfältig geprüft.

 

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Leitungsteile einer Erdgasinstallation (Haushalt)

 

Versorgungsleitung, Erdverlegte Absperrung, Hausanschlussleitung aus PE, Hauseinführung mit Firesafehahn, Gaszähleranlage, Verteilungsleitung, Steigleitung, Verbaruchsleitung und Geräteanschlussleitung.

  

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