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Erdgas und seine Zusammensetzung

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Lerntext zum Thema Erdgas und seine Zusammensetzung

Erdgas und seine Zusammensetzung

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Die Entstehung von Erdgas – eine Reise durch die Zeit

Nach dem heutigen Text weißt du mehr über Erdgas und dessen Entstehung, was uns auf eine faszinierende Reise durch die Geschichte der Erde führt. Erdgas ist zwar nicht im Naturkundemuseum neben versteinerten Pflanzen und Tieren (Fossilien) ausgestellt, doch auch dieser fossile Energieträger entstand über Millionen von Jahren, indem sich tote Lebewesen wie Pflanzen und Tiere auf dem Meeresgrund meist flacher Meere aufschichteten. Durch den mikrobiellen Abbau sammelten sich die Überreste dort an. Schicht um Schicht bildete sich über die Zeit unter Sauerstoffmangel eine Ansammlung von organischem Material, das oft auch als organischer Schlamm (Faulschlamm) bezeichnet wird. Dieser wurde schließlich durch Meeresströmungen von Sand und Ton bedeckt und somit allmählich über die Jahrmillionen tief vergraben. Durch das Gewicht der Wasser- und Erdmassen wurde ein enormer Druck erzeugt. Zudem sind in entsprechender Tiefe aufgrund der Nähe zum Erdkern hohe Temperaturen vorhanden. Dieser hohe Druck und entsprechende Temperaturen in den Tiefen der Erde führten zusammen mit dem dort herrschenden Sauerstoffausschluss dazu, dass diese organischen Ablagerungen in einen komplexen chemischen Prozess eingebunden wurden. Es erfolgte eine Umwandlung dieser organischen Materialien in Kohlenwasserstoffe, darunter auch das wertvolle Methan, das den Hauptbestandteil von Erdgas ausmacht. Neben Erdgas zählen auch Erdöl und Kohle zu den fossilen Energieträgern.

Die Förderung, Zusammensetzung und Aufbereitung von Erdgas

Das entstandene Erdgas sammelte sich in unterirdischen Gesteinsschichten und bildete Reservoirs. Diese Reservoirs befinden sich in verschiedenen geologischen Formationen, von porösen Sandsteinen bis zu undurchlässigen Schiefergesteinen. Die Förderung von Erdgas ist ein komplexer Prozess, der tiefe Bohrungen erfordert. An der Oberfläche wird das Erdgas gereinigt, da es oft Verunreinigungen enthält. Daher unterzieht man das geförderte Erdgas einem Reinigungsprozess, bei dem das Gas erst durch hygroskopische Chemikalien (Trockenmittel) vom Wasser getrennt wird. Unerwünschte Bestandteile wie Schwefelverbindungen oder Kohlenstoffdioxid werden durch Adsorptionsmittel entfernt.

Der Hauptbestandteil von Erdgas ist Methan (CHX4)\ce{(CH4)}.

Das Gasmolekül Methan besteht aus einem Kohlenstoffatom und vier Wasserstoffatomen. Diese einfache, aber effiziente Molekülstruktur verleiht dem Methan seine beeindruckenden Brenneigenschaften. Es ist farblos, geruchlos und leichter als Luft. Neben Methan kann Erdgas auch geringe Mengen anderer Kohlenwasserstoffe enthalten, wie Ethan (CX2HX6)\ce{(C2H6)}, Propan (CX3HX8)\ce{(C3H8)} und Butan (CX4HX10)\ce{(C4H10)}. Die genaue Zusammensetzung variiert je nach den geologischen Bedingungen, aus denen das Gas gefördert wird. Diese Vielfalt an Kohlenwasserstoffen ermöglicht es, Erdgas in verschiedenen Anwendungen einzusetzen. Die verschieden langen Kohlenwasserstoffe haben unterschiedliche Siedetemperaturen, weshalb sie durch Destillation voneinander getrennt werden können (Trennverfahren im Überblick). Dieser Reinigungsprozess ist entscheidend, um ein qualitativ hochwertiges Erdgasprodukt zu gewährleisten, das den Anforderungen der Energieindustrie entspricht.

Erdgas – Verwendung und Bedeutung

Erdgas spielt eine entscheidende Rolle in der globalen Energieversorgung. Es wird nicht nur für Heizzwecke und als Brennstoff für Kraftwerke verwendet, sondern auch als Rohstoff in der chemischen Industrie. In Deutschland wurde bis zum Ukraine-Konflikt (Februar 2022) der Großteil des Erdgases aus Russland importiert, was die Energieversorgung maßgeblich beeinflusste. Heute wird vermehrt Flüssiggas (sogenanntes LNG, engl. Liquefied Natural Gas oder Liquified Natural Gas) über den Schiffsverkehr aus den USA importiert. Es wird bei Temperaturen von etwa –162 °C verflüssigt gelagert. Angesichts dieser Abhängigkeit und globaler Energiestrategien sehen wir jedoch zunehmend die Notwendigkeit, auf erneuerbare und nachhaltige Energiequellen wie Sonnenenergie, Wasser- oder Windkraft sowie nachwachsende Rohstoffe oder Geothermie (Erdwärme) umzusteigen, da die Vorräte an fossilen Brennstoffen begrenzt sind und um die Versorgungssicherheit langfristig zu gewährleisten. Falls auch du einmal Chemikerin oder Chemiker werden solltest, wirst du außerdem erkennen, dass Erdgas als chemischer Ausgangsstoff in der Industrie fast zu wertvoll ist, um es einfach nur zu verbrennen.

Erdgas – Zusammenfassung

In der faszinierenden Entstehungsgeschichte von Erdgas wandelten sich Überreste toter Lebewesen unter Sauerstoffmangel und enormem Druck sowie hohen Temperaturen in den Tiefen der Erde in Kohlenwasserstoffe um. Der bedeutendste Kohlenwasserstoff im Erdgas ist Methan. Die Förderung erfordert komplexe Bohrungen, gefolgt von einem Reinigungsprozess, der Verunreinigungen entfernt und eine genaue Zusammensetzung des Gases gewährleistet. Der Hauptbestandteil Methan macht es zu einem effizienten und vielseitigen Brennstoff. Trotz seiner globalen Bedeutung steht die Notwendigkeit eines Umstiegs auf erneuerbare Energien im Vordergrund, um eine nachhaltige Energiezukunft zu sichern.

Häufig gestellte Fragen zum Thema Erdgas und seine Zusammensetzung.

Erdgas und seine Zusammensetzung Übung

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