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Kraftstoff Erdgas

Was ist Erdgas?

Erdgas ist ungiftig, unsichtbar und geruchlos – wenn ihm kein Odorierungsmittel beigemengt wird. Es ist leichter als Luft und energetisch besser nutzbar als herkömmliche Kraftstoffe. Erdgasfahrzeuge sind zunehmend mit verflüssigtem (LNG), in der Regel aber mit verdichtetem Naturgas (Compressed Natural Gas – CNG) unterwegs. Das meiste Erdgas wird in natürlichen Lagerstätten gefunden und besteht hauptsächlich aus bis zu 99 % Methan (CH4). Es entstand aus der Zersetzung mariner Lebewesen unter Druck und Sauerstoffabschluss über Jahrmillionen. Große Lager befinden sich in Russland, den USA, im Nahen Osten, in Norwegen, kleinere auch in Österreich. Schätzungen, wie lange uns die weltweiten Vorräte noch mit sauberer Energie versorgen werden, reichen von 60 bis 500 Jahren. Der Methananteil ist regional unterschiedlich und wird durch die Verarbeitung – wenn nötig – erhöht, indem man andere Bestandteile (Ethan, Ethen, Propan, Butan, Schwefelwasserstoff, Kohlendioxid, Helium, Stickstoff, Wasserdampf) abtrennt. Der wertvolle Rohstoff kann auch aus unkonventionellen Quellen gewonnen oder künstlich erzeugt werden:

  • Kohleflöze
    Methan wurde von Kohle adsorbiert – je tiefer die Lagerstätte, desto mehr Methan kann gewonnen werden. Über 7 % der US-amerikanischen Gasförderung stammt aus Kohleflözen. Die weltweiten Reserven werden auf bis zu 200 Billionen Kubikmeter geschätzt.
  • Schiefergestein
    Dieses Gas wird auch „Shale Gas“ genannt. In Poren und Spalten von Schieferformationen eingeschlossenes Erdgas wird in jüngster Zeit vor allem in den USA in einer Weise gefördert, die viele an den Goldrausch erinnert.
  • Gashydrat
    Bei niedrigen Temperaturen entsteht unter Druck Methanhydrat, eine Art „Methaneis“, das bei Erwärmung instabil wird und Methan abgibt. Die weltweiten Vorkommen am Meeresboden und in Dauerfrostböden dürften gewaltig sein, noch ist der Abbau allerdings unwirtschaftlich.


Bio im Tank

Auch Biogas wird auf unkonventionelle Weise gewonnen – etwa aus Klärschlamm, Pflanzen oder Hühnermist. Zahlreiche Projekte dafür sind in Österreich bereits gestartet worden. Viele davon dienten aufgrund der Förderstruktur bislang nur der Stromerzeugung. Besonders sinnvoll ist aber die Aufbereitung des Gases zu Erdgasqualität. Dieses Biomethan kann dann ins Gasnetz eingeleitet und als Kraftstoff verwendet werden.

Bereits in industriellem Maßstab erprobt wird die neue Power-to-Gas-Methode: Aus überschüssigem Ökostrom (Wind, Sonne) lässt sich per Elektrolyse Wasserstoff und in einem weiteren Schritt daraus Methan herstellen. Dadurch wird einerseits Strom in Form von Gas endlich speicherbar, andererseits mit diesem „Ökogas“ annähernd klimaneutrales Fahren ermöglicht. Jede Art von natürlichem oder gewonnenem Methan lässt sich sowohl in verdichteter als auch in verflüssigter Form in Fahrzeugen verwenden.

LNG ist gleich verflüssigtes Erdgas

Liquefied Natural Gas entsteht, wenn man das Gas auf weniger als -162 °C abkühlt. Flüssigerdgas besitzt – ohne unter Druck zu stehen – nur ein 600stel des ursprünglichen Gasvolumens, es kann daher in großen Mengen mit Schiffen auch über weite Strecken transportiert werden. Das ist gleichzeitig ein hohes Atout im Verkehr – besonders, wenn es um sehr große Reichweiten geht: Ein Liter LNG entspricht dem Energiegehalt von 1,6 Litern Diesel. Damit können durch entsprechend ausgerüstete LKW Reichweiten von über 1.000 km erzielt werden. Die Spezialtanks benötigen keine eigene Kühlanlage, das Gas bleibt aufgrund des thermo-dynamischen Gleichgewichts etwa zehn Tage flüssig.

Im September 2017 nahm die RAG Rohöl-Aufsuchungs Aktiengesellschaft im oberösterreichischen Ennshafen die österreichweit erste Tankstelle für den Kraftstoff LNG in Betrieb.

Flüssiggas ist nicht gleich Erdgas

Beispielsweise bei den Wiener Linien wurden in der Vergangenheit Busse mit Flüssiggas betrieben. Dabei handelte es sich aber nicht um verflüssigtes natürliches Erdgas, sondern um LPG (Liquefied Petroleum Gas), das auch „Autogas“ genannt wird.  Dieser Gasantrieb kann durchaus ebenfalls sinnvoll sein, denn bei LPG handelt es sich um ein Nebenprodukt der Rohöldestillation in Raffinerien. Im Vergleich zu Benzin lassen sich ökologische und (je nach Steuerbegünstigung) ökonomische Vorzüge finden. Gegenüber CNG hat LPG aber einige Nachteile: Die Tanks von LPG-Fahrzeugen befinden sich im Kofferraum und nehmen daher mehr Platz ein. Mit Flüssiggas betriebene Fahrzeuge dürfen nicht in Tiefgaragen einfahren, denn – anders als Erdgas – ist LPG schwerer als Luft und kann daher bei einem Austritt nicht von selbst aus einer Garage entweichen. Die Beimischung von Biogas oder biogenen Stoffen ist nicht möglich.

Gas kam vor Benzin

Man möchte meinen, Benzinmotoren seien die „Klassiker“, Gas als Kraftstoff eine neue Idee. Das Gegenteil ist wahr: Schon die Zweitakt-Motoren von Lenoir (1860) und Otto (1862), aber auch der 1876 erfundene, berühmte „Ottomotor“ mit dem in modernen Autos verwendeten Viertakt-Prinzip samt Verdichtung wurden mit Gas betrieben. Es handelte sich damals allerdings nicht um Erdgas, sondern giftiges Leuchtgas, das – meist aus Kohle hergestellt – leicht verfügbar war und für Motoren aller Art und die Straßenbeleuchtung, später auch die Heizung, verwendet wurde.

Wie Benzin mit 130 Oktan

Während Benzin von „Normal“ bis „Super+“ eine Oktanzahl von 91 bis 98 ROZ aufweist, entsprechen die Verbrennungseigenschaften von Erdgas 130 Oktan – kein Wunder, dass so auch wirkliche Höchstleistungen möglich sind, denn Erdgas ist ein geradezu idealer Kraftstoff für Ottomotoren. Ein in Deutschland getunter Audi mit 700 PS erzielte 2009 einen Geschwindigkeitsrekord von über 364 km/h und fuhr dabei auch noch mit reinem Biogas!

Erdgas „ist“ leiser

Erdgas verbrennt langsamer, daher „weicher“ und um etwa die Hälfte leiser als Diesel. Durch seine 130 Oktan ist es auch extrem klopffest. Folglich sind Fahrzeuge im Erdgasbetrieb leiser als bei Verwendung von Benzin oder Diesel.