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Zusammensetzung und physikalische Eigenschaften

Bei Erdgas handelt es sich um ein Gasgemisch, dessen chemische Zusammensetzung abhängig von der Fundstätte und Quelle beträchtlich schwanken kann. Der Hauptbestandteil ist jedoch immer die kürzeste Kohlenwasserstoff-Kette, das Methan. Häufig enthält das Erdgas auch größere Anteile höherer Kohlenwasserstoffe wie Ethan und Propan, Butan und Ethen. Ein Gemisch aus diesen Komponenten wird in der Fachsprache auch als "nasses Erdgas" bezeichnet, was allerdings nicht auf den oft ebenfalls vorhandenen Wasserdampfanteil zurück zu führen ist, sondern darauf, dass sich die längerkettigen Komponenten unter Druck leicht in einen flüssigen Zustand versetzen lassen.

Weitere Bestandteile, allerdings in weitaus geringeren Mengen, sind der Schwefelwasserstoff, der in der Regel durch die Entschwefelung des Erdgases entfernt wird, Stickstoff und bis zu neun Prozent Kohlenstoffdioxid. Das Kohlendioxid ist für die Energiegewinnung wertlos und wird daher in die Luft abgegeben. Dabei können bei einer Bohrinsel bis zu 28.000 Tonnen CO2 pro Tag aufkommen, was mit der wachsenden Anzahl an Förderstellen und den knapper werdenden Ressourcen ein doppeltes Problem darstellt.

Schwefelhaltiges Gas ist oft in billigen Einwegfeuerzeugen enthalten. Das Gas riecht faulig und ist auch chemisch von geringerem Wert. Besonders wertvoll sind dagegen Quellen für Erdgas, die außerdem hohe Anteile an Helium enthalten, da sie als Hauptquelle für die industrielle Heliumgewinnung dienen.

Zusammensetzung und physikalische Eigenschaften

Erdgas ist ein ungiftiges, brennbares, farb- und in natürlicher Form in der Regel geruchloses Gas, das bei einer Temperatur von rund 600 Grad Celsius verbrennt. Da es im Gegensatz zu beispielsweise Kohlendioxid leichter ist als atmosphärische Luft, ist das Austreten von Erdgas in der Regel ungefährlich, da es aufsteigt und sich schnell verflüchtigt. Bei der Verbrennung von einem Kubikmeter Erdgas wird etwa das Zehnfache an atmosphärischer Luft verbraucht. Bei der Reaktion mit Luft (Verbrennung) entstehen als Produkte in erster Linie Wasser und Kohlendioxid. Daneben entstehen je nach der natürlichen Zusammensetzung des Gases geringe Mengen an Nebenprodukten wie Stickoxide, Schwefeldioxid, Kohlenmonoxid und Staub. Bei den Dioxiden handelt es sich um eine chemische Gruppe extrem gefährlicher Umweltgifte, die erst durch die industrielle Verbrennung in Hochöfen durch den Menschen in die Umwelt frei gesetzt wurden.

Um eventuell ausgetretenes Erdgas orten zu können, wird es mit einem bestimmten Duftstoff versetzt. Dafür werden in erster Linie verschiedene Thioether oder Alkanthiole in kleinsten Mengen zugesetzt, die für den klassischen Gasgeruch verantwortlich sind. Je nach Herkunft des Erdgases kann es einen erheblichen, stark riechenden Gehalt an organischen Schwefelverbindungen enthalten. Mit Verfahren wie Gaswäsche werden diese schwefelhaltigen Erdgasbegleiter weitgehend entfernt, aus denen bei Verbrennung schädliches Schwefeldioxid entstehen würde.

Man unterscheidet bei der Bestimmung der Qualität von Erdgas zwischen L für "low" und H für "high". Die Qualitätsstufe H wurde früher auch als "LL" bzw. "E" bezeichnet. Erdgas H hat die höchsten Methangehalte von 87 bis 99 Volumen-Prozent, während Erdgas L neben einem Methananteil von 80 bis 87 Volumen-Prozent auch höhere Anteile an Stickstoff und Kohlendioxid enthält.

Erdgas ist leichter als atmosphärische Luft und verflüchtigt sich daher schnell. Der Siedepunkt von Erdgas liegt bei -161 Grad Celsius, die Zündtemperatur bei 600 Grad Celsius. Das Gas ist jedoch auch bei Raumtemperatur hochgradig reaktionsfreudig das heißt hochentzündlich. Das Gas als solches ist allerdings nur in der Verbindung von Sauerstoff brennbar, etwa in Form eines Gasgemischs mit atmosphärischer Luft. Dabei gilt dasselbe Prinzip wie bei der Vergasung von Benzin und anschließenden Vermischung mit Luft, um die Brennbarkeit herzustellen. Bei der Verbrennung wird zusätzlich etwa das Zehnfache an Luft verbraucht. Erdgas hat je nach Zusammensetzung und Qualität eine physikalische Dichte zwischen 0,700 und 0,840 kg pro Kubikmeter.

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