Brenngas

Brenngase sind Gase, die als Edukte, d. h. als Ausgangsstoffe von Verbrennungsreaktionen, dienen. Bei der Verbrennung entstehen Gase, die als Endprodukte von Verbrennungsreaktionenen auch als Abgase bezeichnet werden.

Typische Flammen eines Brenngases

Brenngase sind brennbare Gase, die auch häufig in Haushalten oder in Industriebetrieben als Brennstoffe verwendet werden. Das bekannteste Brenngas ist heutzutage das Erdgas, das überwiegend aus Methan besteht und das auch als Kraftstoff für Gasmotore verwendet werden kann und dann auch „Kraftgas“ genannt wird.

Gasfamilie und Gasarten

Gasfamilie (GF) ist eine Bezeichnung für Brenngasarten, die sich in ihren physikalischen und verbrennungstechnischen Eigenschaften ähnlich sind. Diese Sortierung dient vornehmlich der Kennzeichnung von Gasgeräten in häuslichen Gasinstallationen.

Das DVGW-Arbeitsblatt G 260 teilt Brenngase in die folgenden Gasfamilien ein:

Gasfamilie		Brenngase	Herkunft / Anmerkungen
1	S (Stadt-, Fern- und Kokereigase)	Stadtgase (Kohlegase)	Kohlegase (wie Kokereigas / Mondgas, Hochofengas/ Gichtgas, Grubengas, Wassergas / Synthesegas, Generatorgas, Holzgas etc.) wurden früher, als Erdgas noch nicht verbreitet war, in größeren Mengen durch Vergasungsprozesse erzeugt bzw. fielen in der Kohlen-(bergbau-) und Stahlindustrie als Nebenprodukte an. Diese Gase enthalten oft in erheblicher Menge giftiges CO und sind daher unerwünscht. Sie verlieren mit dem Niedergang der vorgenannten Industriezweige an Bedeutung und werden heute nicht mehr in öffentliche Netze eingespeist.
2	N (Erd-, Erdöl- und Naturgase, die hauptsächlich aus Methan bestehen)	Erd- und Erdölgase	fossiler Brennstoff aus natürlichen Lagerstätten, Grubengas.
		Wasserstoff	i. d. R. durch Synthese gewonnen; gewinnt als Energiespeicher, als CO2-neutraler Brennstoff, und als emissionsarmer Treibstoff für Autos in Städten an Bedeutung
		Naturgas	Bio-/Kompogas (als Faulgas aus Biogasanlagen oder Kompostanlagen oder als Deponiegas oder Klärgas), gewinnt als regenerativer Brennstoff an Bedeutung
3	F (Flüssiggase)	Flüssiggase	Raffineriegase, Nebenprodukte der Erdölraffinierung, die überwiegend Propan und Butan enthalten
4	L (Luftgase)	Luft-Gas-Gemische	„Aerogengas“ (nur von historischer Bedeutung)
5		Wasserstoff	Die 5 Gasfamilie umfasst Wasserstoff in zwei verschiedenen Reinheitsstufen. Wasserstoff der Gruppe A besitzt eine Reinheit von ≥ 98 % und Wasserstoff der Gruppe D von ≥ 99,97 %

Die Installation von haustechnischen Anlagen der 1., 2. und 4. Gasfamilie werden in der TRGI geregelt, die der 3. Gasfamilie in der Technische Regel Flüssiggas.

Die Gasfamilie 2 (Erdgas) wird weiter in die Gruppe L bzw. LL (für L-Gas) und die Gruppe H bzw. E (für H-Gas) aufgeteilt. Die alternativen Bezeichnungen LL und E stehen dabei für das beim Kalibrieren der Gasgeräte verwendete Prüfgas.
Die Gasfamilie 3 (Flüssiggas) wird in die Untergruppen P (für Propan) und B (für Butan) klassifiziert.

Eigenschaften

Zusammensetzung

Die meisten Brenngase bestehen aus den folgenden Hauptkomponenten in unterschiedlicher Zusammensetzung:

Bestandteile	Brennbare Bestandteile Anmerkung: Jeder dieser Bestandteile ist auch einzeln für sich ein Brenngas.	Nicht-brennbare Bestandteile
Haupt- bestandteile	Wasserstoff H2 gasförmige und flüchtige Kohlenwasserstoffe, insbesondere niedere Alkane (Methan CH4, Ethan C2H6, Propan C3H8 etc.) Kohlenstoffmonoxid CO (giftig, daher in öffentlichen Netzen unerwünscht!)	Luftbestandteile: Stickstoff N2 Sauerstoff O2 Kohlenstoffdioxid CO2 Wasserdampf H2O
Neben- bestandteile	Schwefelwasserstoffe Ammoniak flüchtige Dämpfe von Ölen und Lösungsmitteln	andere Inertgase, insbesondere Edelgase (Helium, Argon etc.)

Physikalisch-thermische Eigenschaften

Der wohl wichtigste Kennwert eines Brenngases ist – wie bei jedem Brennstoff – der Heizwert, bzw. Brennwert. Darüber hinaus sind bei einem Brenngas aber noch eine Vielzahl von anderen Größen sehr wichtig, die bei festen oder flüssigen Brennstoffen kaum eine Rolle spielen: Dichte, Wobbeindex, Taupunkt, Explosionsgrenzen etc.

Anwendung

Ein moderner Gasspeicher

Transport und Speicherung

Brenngas wird im großen Maßstab über Pipelines und Rohrleitungsnetze verteilt, sind also leitungsgebundene Energieträger. Die öffentlichen Netze stehen unter der Kontrolle der Gasversorger und der Bundesnetzagentur.

Eine Speicherung erfolgt in Gasometern oder unterirdischen Kavernen. In kleineren Mengen, vor allem für Spezialanwendungen und für den mobilen Gebrauch, wird verflüssigtes Brenngas (insbes. LNG) verwendet, welches in Drucktanks gelagert und transportiert werden kann.

Verbrennung

Flamme eines Gasherdes

Brenngase werden üblicherweise in Gasbrennern verfeuert, die mit einer konstruktiv vorgegebenen Mischung mit Luft rückstandsarme Verbrennungen ermöglichen.

Schädliche Inhaltsstoffe, insbesondere Schwefelwasserstoff, werden bereits durch den Versorger entfernt.

Unter üblichen Umständen entstehen aus Brenngasen bei der Verbrennung in Summe weniger Luftschadstoffe und Asche als bei festen oder flüssigen Brennstoffen. Dies macht Brenngase zu besonders wertvollen Brennstoffen.

Sicherheit

Wegen der erheblichen Explosionsgefahr gelten im Umgang mit Brenngasen besondere Sicherheitsvorschriften. In Deutschland sind dies vor allem die einschlägigen Technischen Regeln und die Regeln des DVGW, insbesondere die Technischen Regeln für Gas-Installation und die Technische Regeln Flüssiggas.