Wie entsteht Erdgas? Ein Blick auf Millionen von Jahren
Erdgas ist einer der wichtigsten Energieträger unserer Zeit, essenziell für die Stromerzeugung und Wärmeversorgung in Deutschland und Europa. Doch was genau ist dieser fossile Energieträger und wie hat der Prozess der Entstehung von Erdgas stattgefunden?
Die Entstehung von Erdgas ist ein geologischer Prozess, der über Millionen von Jahren tief unter der Erdoberfläche abläuft. Das Verständnis dieses Prozesses ist der Schlüssel, um zu begreifen, warum Erdgasvorkommen endlich sind, warum ihre chemische Zusammensetzung variiert und warum dies eine direkte Auswirkung auf die heutige Nutzung von Erdgas in Gasmotoren hat.
Der Ursprung: Organisches Material als Ausgangsstoff
Die Entstehung von Erdgas beginnt nicht mit Gas, sondern mit Leben. Der gesamte Prozess nahm seinen Anfang vor Millionen von Jahren, hauptsächlich in geologischen Zeitaltern wie dem Erdmittelalter.
In riesigen Urmeeren und Seen sanken abgestorbene organische Substanzen auf den Meeresboden.
Bei diesem Rohstoff handelt es sich primär um marines organisches Material, also mikroskopisch kleines Plankton (wie Algen) und andere Kleinstlebewesen.
Entscheidend für die spätere Erdgas-Entstehung war, dass diese Biomasse-Schichten in tiefen, sauerstoffarmen Gewässerzonen landeten. Dort konnten sie nicht verwesen.
Stattdessen vermischte sich diese Biomasse mit mineralischen Ablagerungen (wie Ton und Sandpartikeln) und wurde über Millionen von Jahren zu einer dicken Schicht, die wir als Faulschlamm bezeichnen. Dieser Faulschlamm ist das Ausgangsmaterial für nahezu alle fossilen Brennstoffe.
Die zwei Wege der Erdgas-Entstehung: Biogen vs. Thermogen
Entscheidend ist, dass Erdgas auf zwei fundamental unterschiedlichen Wegen entstehen kann, die seine spätere Zusammensetzung stark beeinflussen:
1. Biogene Erdgas Entstehung (Das „Sumpfgas“)
Dies ist der „kalte“ Prozess, der nahe der Erdoberfläche (bis ca. 1000 Meter Tiefe) stattfindet. Hier sind es nicht Hitze und Druck, sondern anaerobe Mikroorganismen (ähnlich wie beim Biogas), die das organische Material im Faulschlamm zersetzen.
Das Ergebnis ist fast reines Methan. Dieses Gas ist oft von geringerer Qualität und bildet seltener große Mengen in wirtschaftlich förderbaren Lagerstätten.
2. Thermogene Erdgas Entstehung (Der „klassische“ Weg)
Dies ist der „heiße“ Prozess, der tief in der Erdkruste abläuft und für fast alle großen Erdgasvorkommen (wie in Russland, Norwegen oder Niedersachsen) verantwortlich ist. Dieser Prozess erfordert hohen Druck, hohe Temperaturen und Millionen von Jahren Zeit.
Die Umwandlung: Die geologischen Phasen der thermogenen Entstehung
Der thermogene Prozess, bei dem aus Faulschlamm Erdgas wird, ist ein „Kochvorgang“ in drei geologischen Phasen, der tief im Muttergestein stattfindet:
Phase 1: Diagenese (Die Gesteinsbildung)
In den ersten Kilometern der Versenkung (bis ca. 2000 m Tiefe, unter 60 °C) wird das organische Material durch den hohen Druck der darüber liegenden Gesteinsschichten verdichtet.
Das Wasser wird herausgepresst, und der Faulschlamm verwandelt sich in ein festes Gestein (das Muttergestein). Die organischen Substanzen werden dabei zu einer wachsartigen Substanz namens Kerogen umgewandelt.
Phase 2: Katagenese (Das „Erdölfenster“)
Sinkt das Muttergestein weiter ab (ca. 2000-4000 m Tiefe, 60-150 °C), beginnt unter hohen Temperaturen das Kerogen zu „kochen“. In dieser Phase werden die komplexen Kohlenwasserstoffe aufgebrochen. Zuerst entsteht Erdöl. Steigt die Temperatur weiter an, werden auch die Ölmoleküle „gecrackt“ und zersetzen sich in leichtere, gasförmige Kohlenwasserstoffe – Erdgas entsteht. Es bilden sich Methan, Ethan, Propan und Butan.
Phase 3: Metagenese (Das „Gasfenster“)
Sinkt das Gestein noch tiefer (über 4000 m, über 150 °C), wird auch das restliche Öl und Kerogen vollständig in Gas umgewandelt. Am Ende dieses Prozesses, bei sehr hohen Temperaturen, entsteht fast nur noch trockenes Methan.
Die Migration: Von der Quelle zur Erdgaslagerstätte
Das im Muttergestein entstandene Gasgemisch bleibt selten dort. Da Erdgas (dessen Hauptbestandteil Methan ist) eine viel geringere Dichte als das umgebende Gestein und Wasser hat, beginnt es nach oben zu wandern.
Diese „Migration“ endet, wenn das Gas auf eine undurchlässige Schicht (z. B. Ton oder Salz) trifft. Unter dieser Barriere sammelt sich das Erdgas in porösen Gesteinsschichten (wie Sandsteine oder Kalkstein), dem sogenannten Speichergestein. Diese Fallen bilden die Erdgaslagerstätten oder Erdgasvorkommen, die wir heute anzapfen können.
Konventionelle vs. Unkonventionelle Lagerstätten (Fracking)
Die Erdgasförderung hängt entscheidend davon ab, wo das Gas gespeichert ist:
- Konventionelle Erdgasvorkommen: Das Gas hat sich im Speichergestein gesammelt (wie oben beschrieben). Es ist relativ einfach, diese „Gasblase“ anzubohren und große Mengen Erdgas zu fördern. Die größten Vorkommen dieser Art finden sich in Russland, Norwegen (in der Nordsee) und im Nahen Osten. Auch die Vorkommen in Niedersachsen (Region Hannover) sind meist konventionell.
- Unkonventionelle Lagerstätten (Fracking): Hier ist das Erdgas noch im dichten Muttergestein (Schiefergas) gefangen. Es konnte nicht migrieren. Um dieses Gas zu fördern, muss das Gestein künstlich aufgebrochen werden. Dies geschieht durch Fracking (Hydraulic Fracturing), bei dem Wasser und Sand unter hohem Druck in das Gestein gepresst werden.
Die Zusammensetzung: Warum nicht jedes Erdgas gleich ist (L-Gas vs. H-Gas)
Die Entstehung von Erdgas ist ein natürlicher Prozess, kein industrieller. Daher ist das Ergebnis nie reines Methan. Die genaue chemische Zusammensetzung des Gasgemisches variiert je nach Lagerstätte.
- Hauptbestandteil: Methan (CH4) (meist 85–98 %).
- Höhere Kohlenwasserstoffe: Ethan (C2H6) (manchmal auch Ethen), Propan (C3H8) und Butan (C4H10).
- Verunreinigungen: Kohlendioxid (CO2), Stickstoff und oft Schwefelwasserstoff (H2S), der das Gas korrosiv macht.
Diese unterschiedliche Zusammensetzung bestimmt den Heizwert (Energiegehalt pro Kubikmeter). Im deutschsprachigen Raum wird daher unterschieden:
- H-Gas („High-Calorific Gas“): Hoher Methangehalt (bis zu 98 %) und hoher Heizwert. Stammt meist aus Russland und Norwegen.
- L-Gas („Low-Calorific Gas”): Geringerer Methangehalt (ca. 80–87 %) und niedrigerer Heizwert. Stammte hauptsächlich aus den Niederlanden und eigener Förderung in Niedersachsen. (Die L-Gas-Versorgung wird in Deutschland derzeit auf H-Gas umgestellt).
Warum die Entstehung von Erdgas für Ihren Gasmotor entscheidend ist
Die geologische Entstehung von Erdgas ist der direkte Grund dafür, dass Erdgas ein Naturprodukt mit schwankender Qualität ist. Für Betreiber von Gasmotoren (z. B. zur Stromerzeugung) ist dies eine zentrale Herausforderung.
Ein Gasmotor ist ein Hochleistungsaggregat, das auf einen bestimmten Heizwert und eine saubere Verbrennung ausgelegt ist. Die moderne Nutzung von Erdgas bedeutet jedoch, dass das Gas im Netz heute ein Mix aus Norwegen, LNG (Flüssigerdgas) aus aller Welt und eingespeistem Biogas ist.
Die Qualität schwankt – und Verunreinigungen wie Schwefelwasserstoff (ein natürliches Nebenprodukt der Erdgas-Entstehung) greifen die Motorkomponenten an. Diese fossilen Brennstoffe setzen bei der Verbrennung zudem Treibhausgase frei.
Technologie ist unser Antrieb, Effizienz unser Fokus. Wir bei PowerUP verstehen, dass Ihr Motor dieser Realität standhalten muss. Unsere Ersatzteile sind gezielt auf diese Anforderungen ausgelegt. Sie bieten eine erhöhte Widerstandsfähigkeit gegenüber den chemischen Belastungen und schwankenden Qualitäten anspruchsvoller Brennstoffe.Wir sichern die Rentabilität Ihrer Anlage, deren Brennstoff vor Millionen von Jahren entstanden ist, und bieten auch Lösungen für Gasspeicher und Notstromaggregate.
