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Der Gas-Brennwert hängt von vielen Faktoren ab

Gase sind neben flüssigen Brennstoffen wichtige Energieträger in der Haushaltstechnik und der Industrie, weil sie teilweise relativ sauber verbrennen und die Nutzung der Gasenergie recht simpel vonstattengeht.

Eine Verbrennung von fossilen Brennstoffen und Gasen ist immer eine chemische Reaktion, auf der Erde bezeichnet man sinnvollerweise die Reaktionen des Energieträgers mit der Luft als Verbrennung. Die meisten dieser Reaktionen verlaufen exotherm, daher wird der energetisch hochwertige Brennstoff in ein energetisch minderwertigeres Endprodukt unter Reaktion mit Luftsauerstoff umgewandelt. Die Differenz wird entweder in elektromagnetische Strahlung wie sichtbares Licht umgewandelt, wobei die Wärme letztendlich auch durch das Absorbieren der entstehenden elektromagnetischen Wärmestrahlung im Umgebungsmedium entsteht. Die Freiwerdung von Energie bei der Änderung von chemischen Bindungen folgt einem Grundprinzip der Physik, was so weit geht, dass eine klare Äquivalenz von Energie und Masse besteht, welche durch das Quadrat der Lichtgeschwindigkeit proportional ineinander überführbar sind. Das gilt für jede Masse, allerdings ist die freiwerdende Energie bei der Spaltung oder Fusionierung reiner Elemente nicht vergleichbar mit der Energiedichte, die bei einer Gasverbrennung vorliegt. Denn bei einer Gasverbrennung wird praktisch keine Masse vernichtet, was zu einem Problem bei der Energiegewinnung durch fossile Brennstoffe führt.

Wenn die Gesamtmasse der Stoffe, die an einer chemischen Reaktion beteiligt sind, während der ganzen Reaktion konstant bleibt und der Brennstoff zusammen mit Luftsauerstoff umgewandelt wird, müssen zwangsläufig Reaktionsprodukte entstehen. Fossile Gase bestehen zu einem Großteil aus Kohlenstoff, der bei der Verbrennung mit Sauerstoff zuerst zu Kohlenstoffmonoxid und bei einer vollständigen Verbrennung zu Kohlenstoffdioxid reagiert. Kohlenstoffdioxid ist das wichtigste Treibhausgas in der Erdatmosphäre, weil es bestimmte Wellenlängenbänder der Sonnenstrahlung absorbieren und die Wärme speichern kann. Gäbe es kein Kohlenstoffdioxid in der Atmosphäre, so wäre die durchschnittliche Lufttemperatur um 10 °C niedriger als derzeit, jedoch werden durch die Verbrennung fossiler Energieträger immer mehr Kohlenstoffdioxidmengen in die Atmosphäre geblasen. Zahlreiche Wissenschaftler nehmen an, dass dies eine entscheidende Ursache für den allgemeinen Klimawandel ist. In der Regel verbrennen Gase aber sauberer als flüssige Brennstoffe, sie sind trotzdem schwerer zu fördern.

Der spezifische Heizwert von Gasen liegt höher als der von anderen fossilen Brennstoffen. Das liegt vor allem an der geringen Dichte von Gasen gegenüber flüssigen und festen Energieträgern, trotzdem sind sie gut einsetzbar. Der Heiz- oder Brennwert beschreibt die spezifische Energie, die bei der Verbrennung des Energieträgers erzeugt wird. Er beschreibt aber nur die Nettoenergie, doch fast alle Verbrennungsreaktionen, auch wenn sie exotherm ablaufen, brauchen eine Entzündungsenergie. Bräuchte es diese Startenergie nicht, dann würden alle kohlenstoffhaltigen Materialien sofort verbrennen, ohne dass man sie vorher anzündet. Die Entzündungsenergie muss bei jeder Phase der Reaktion bereitgestellt werden, am Anfang wird sie aber von außen eingebracht, später speist sie sich aus der Verbrennungswärme. Bei der Förderung fossiler Brennstoffe muss unbedingt vermieden werden, dass sich diese entzünden. Ansonsten kann es zu einer vollständigen Verbrennung des Energieträgers in der Lagerstätte kommen, was für die Umwelt und die Rohstoffförderung fatale Folgen hätte.