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Sparsamer und effizienter Erdgaseinsatz

Nach den Energiepreissprüngen, die in den 70er Jahren von der OPEC ausgelöst wurden, hat die sparsame und wirtschaftliche Nutzung von Energie für die Volkswirtschaft wie auch für jeden einzelnen Verbraucher besondere Bedeutung. Die dadurch erreichte Energieeinsparung ist gleichzeitig ein Beitrag zum Umwelt- und Klimaschutz: Nicht verbrauchte Energie belastet weder die Umwelt noch das Klima. Energiesparen schont die Ressourcen und streckt deren Reichweite. Zur Energieeinsparung leistet die Gaswirtschaft einen wichtigen Beitrag. Die Kurzformel dazu lautet:

Energieeinsparung = Primärenergie Erdgas + moderne Anwendungstechnik + Verbraucherberatung.

Energiewirtschaftlich und -technisch gesehen ist der Einsatz von Erdgas die rationellste Art, Primärenergie zu nutzen. Energieverluste durch Umwandlung in eine Sekundärenergie treten nicht auf; Erdgas wird direkt genutzt. Schon allein deshalb trägt die Versorgung mit Erdgas dazu bei, Energie zu sparen.

Zukünftige Anwendungstechnologien

Erdgas in Verbindung mit moderner Anlagen- und Gerätetechnik ist in der Lage, die Bedürfnisse der Verbraucher nach Wärme, Licht und Kraft umfassend und umweltverträglich zu erfüllen. Erdgasbetriebene Wäschetrockner, Heizungskessel, Warmwasserspeicher, Mini-Kraftwerke, Grill und Terrassenstrahler für kalte Sommerabende bis hin zum Erdgasfahrzeug zeigen das gesamte Anwendungsspektrum von Erdgas.

Für einen steigenden Einsatz dieser Anwendungen ist es erforderlich, dass kostengünstige und moderne Anschluss- und Installationstechniken wie das Kunststoffverbundrohr und Gassteckdosen am Markt verfügbar sind.

Als Zukunftstechnik mit enger Verbindung zum Erdgas findet insbesondere die Brennstoffzelle zunehmend Beachtung. Brennstoffzellen erzeugen Strom und Wärme auf elektrochemischem Wege.

Vorteile von Blockheizkraftwerken (BHKW) sind ihr großes Energiesparpotenzial, verbunden mit einem hohen Maß an Umweltverträglichkeit, sowie vielseitige dezentrale Einsatzmöglichkeiten. Das hat zu einem kontinuierlich wachsenden BHKW-Markt in Deutschland geführt.

Da kein Verbrennungsprozess abläuft, sind die Schadstoffemissionen extrem gering. Die erste Nutzung von Brennstoffzellen gibt es in der Weltraum- und Militärtechnik (U-Boote). Dort werden Brennstoffzellen zur Strom- und Wärmeerzeugung eingesetzt. Weltraumstationen und U-Boote haben eines gemeinsam: Es sind geschlossene Systeme, die keinerlei Emissionen vertragen. Die nahezu emissionsfreie Brennstoffzellentechnik ist hier die ideale Anwendung.

Überträgt man dieses Bild des geschlossenen Lebensraumes auch auf unsere Erde, so liegt der Schluss nahe, auch hier emissionsfreie Technologien zur Energieumwandlung einzusetzen. Brennstoffzellen sind in vielen Bereichen unserer Energieversorgung einsetzbar - vom Laptop bis zur industriellen Stromerzeugung. Heute kommerziell verfügbare Brennstoffzellen, wie z. B. die Phosphorsäure-Brennstoffzelle, sind technisch ausgereift, jedoch im Vergleich zu konventionellen Kraft-Wärme-Kopplungs-Systemen zu teuer. Hersteller und Energiewirtschaft sind gefordert, Entwicklungen zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit durchzuführen.

Ein neues Anwendungsgebiet für die Brennstoffzellen ist der Einsatz als Antriebsaggregat in Fahrzeugen. Sollte die Brennstoffzelle im Fahrzeugbereich in großen Stückzahlen Anwendung finden, sind eine Absenkung der Investitionskosten und damit Verbesserungen der Wirtschaftlichkeit auch für den stationären Bereich zu erwarten.

Erdgas und regenerative Energien (Sonne oder Erdwärme) sind eine ideale Kombination. Damit kann ein wesentlicher Beitrag zur Senkung des Primärenergiebedarfs und damit zu Ressourcen- und Klimaschutz geleistet werden.

Erweitertes Anwendungsspektrum

Die Nutzung von Erdgas in zusätzlichen Verbrauchssektoren erschließt neue Absatzchancen. Die Formel lautet also: Weniger Erdgas pro Anwendung, aber mehr Anwendungen für Erdgas.

Das erdgasvollversorgte Haus ist eine wichtige und zukunftsorientierte Option für die Gaswirtschaft. Die technischen Voraussetzungen dafür sind bereits heute gegeben bzw. werden kontinuierlich weiter ausgebaut. Dazu zählen neben der Gerätetechnik insbesondere preiswerte Verfahren zum Bau des Leitungsnetzes und der Gas-Hausanschlüsse.

Auf dem Weg zum ergasvollversorgten Haus

Den Begriff der Erdgasvollversorgung gibt es in der deutschen Gaswirtschaft schon lange. Bisher verstand man darunter vor allem eine günstige Tarifvariante für Kunden, die mit Erdgas heizen, warmes Wasser bereiten und kochen. Heute dagegen hat dieser Begriff eine neue Qualität erhalten: Er bezeichnet die Ausdehnung des Erdgaseinsatzes im Haushalt auf neue oder bisher kaum genutzte Anwendungen. Dazu gehören beispielsweise der Gas-Wäschetrockner, Kaminofen, Grill und Infrarotstrahler für die Terrasse sowie die gasbeheizte Heimsauna.

Voraussetzung für eine breite Akzeptanz dieser Anwendungen sind kostengünstige Lösungen für die Gasinstallation und leicht handhabbare Geräteanschlüsse. Neue Möglichkeiten eröffnen sich hier vor allem durch flexible Leitungen und einfache Steckdosen, die in anderen Ländern schon erprobt sind und derzeit für den deutschen Markt getestet werden.

Eine weitere Option ist der Anschluss des Geschirrspülers und der Waschmaschine an die zentrale Warmwasserbereitung mittels Erdgas. Die Spül- bzw. Waschzeiten werden verkürzt und die Energiekosten gegenüber der Strombeheizung reduziert.

Den letzten Schritt zum erdgasvollversorgten Haus der Zukunft bildet ein Szenario, bei dem der Strom- und Wärmebedarf eines Haushalts und sogar der Kraftstoffbedarf auf Erdgasbasis gedeckt werden. Auch hier gibt es bereits marktreife technische Lösungen, oder sie sind zumindest in greifbare Nähe gerückt.

Gas-Wäschetrockner

Der gasbeheizte Wäschetrockner bietet erhebliche Vorteile gegenüber den strombeheizten Geräten. Der Primärenergiebedarf ist ca. 43% niedriger, an CO2-Emissionen fallen 48% weniger an, die Laufzeit je Trocknungsgang reduziert sich um ca. 40%, und die Betriebskosten sinken sogar um 64%. Durch die kürzere Laufzeit wird zusätzlich die Wäsche geschont. Ein Abgasanschluss ist für diesen Wäschetrockner nicht erforderlich, da dem Verbrennungsluftstrom ein wesentlich größerer Anteil Trocknungsluft beigemischt wird. Dieses Luft-Abgasgemisch wird wie bei einem herkömmlichen Trockner nach außen abgeführt.

Gas-Kamin- und Kachelöfen

In freistehenden Einfamilienhäusern und Reihenhäusern wird oft ein Kaminzug für den Anschluss eines Kamin- oder Kachelofens vorgesehen. Hierfür werden von der Geräteindustrie Heizeinsätze für den Betrieb mit Erdgas angeboten. Sie haben den Vorteil einer einfachen Bedienung und Handhabung, da weder Brennholz bevorratet und aufgelegt noch Asche entsorgt werden muss. Kamin und Kachelofen werden per Knopfdruck (Piezo-Zündung) angezündet. Das Flammenbild mittels glühender Holzscheit-Imitate ist der echten Holzfeuerung täuschend ähnlich.

Gas-Terrassenstrahler und Gas-Grill

Um die Freiluft-Saison auf der Terrasse zu verlängern, setzt man Gas-Infrarotstrahler ein, die das Strahlungsprinzip der Sonne nutzen. Selbst an kühleren Tagen oder Abenden ist ein gemütlicher Aufenthalt auf der Terrasse möglich. Die Strahler gibt es in den verschiedensten Ausführungen, von modern bis nostalgisch. Die Anschlusswerte liegen bei ca. 10 bis 13 kW. Gegenüber den schon häufig im Gastronomie-Gewerbe eingesetzten Flüssiggasstrahlern sind bei nahezu gleichen Anschaffungskosten die Betriebskosten deutlich niedriger.

Für die Grillsaison ohne Kohle, Asche und Rauchentwicklung ist der Gas-Grill eine interessante Alternative. Der Anschluss erfolgt wie bei anderen Gas-Hausgeräten über einen Schlauch mit Steckkupplung an eine auf der Terrasse installierte Außen-Gas-Steckdose.

Gas-Saunaofen

Die Sauna im eigenen Haus erfreut sich immer größerer Beliebtheit. Hier stellt der gasbeheizte Saunaofen eine interessante Alternative dar, denn die Energiekosten werden damit um bis zu 70% reduziert. Im Saunaofen werden über die Gasfeuerung Natursteine erhitzt, die die Wärme über Strahlung an den Raum abgenen und damit ein gleichmäßiges Raumklima (Prinzip der finnischen Sauna) erzielen. Zugelassene Geräte sind bereits am Markt verfügbar. Zur Zeit wird aber noch an kostengünstigeren Lösungen gearbeitet.

Bewährte Anwendungstechnik nicht nur für den Privathaushalt

Die Gaswirtschaft entwickelt in Zusammenarbeit mit Forschungs-instituten und Geräteherstellern seit längerem die bereits weit fortgeschrittenen Techniken zur Energieeinsparung laufend weiter. Es geht um die konsequente Steigerung des Nutzungsgrades. Dabei wurden große technische Erfolge erzielt.

Beispiel Niedertemperaturkessel

Bei der heutigen Heizkessel-Generation, den Niedertemperaturkesseln, können über 90 Prozent der Brennstoffenergie genutzt werden. Im Unterschied zu älteren Heizkesseln wird das Kesselwasser nicht dauernd auf einer hohen Temperatur gehalten (und gegebenenfalls durch das kältere Rücklaufwasser des Heizkreises bedarfsgerecht "heruntergemischt").

Beispiel Brennwertkessel

Bei der Verbrennung der üblichen Energien entsteht auch Wasserdampf, dessen Wärmeinhalt bei herkömmlichen Heizungsanlagen mit dem Abgas verloren geht. Bei Brennwertgeräten wird dieser Wasserdampf kondensiert und die dabei frei werdende Wärme zusätzlich genutzt. Günstige Voraussetzungen dafür sind eine saubere Verbrennung und ein hoher Wasserdampfanteil; beides bietet Erdgas. Im Vergleich zu anderen fossilen Brennstoffen ist die Wirkungsgradsteigerung durch die Brennwerttechnik bei Erdgas deshalb am höchsten. Ein Erdgas-Brennwertkessel kann gegenüber alten Kesseln eine Energieeinsparung von 36 Prozent bringen. Gegenüber einem modernen Niedertemperaturkessel kann damit die eingesetzte Energie zusätzlich um 10 Prozent und mehr ausgenutzt werden (bezogen auf den Heizwert, der die im Wasserdampf enthaltene Energie nicht berücksichtigt).

Die Brennwertnutzung hat in den letzten Jahren stark zugenommen. Fast 27 Prozent der jährlich verkauften Gasheizgeräte sind Brennwertgeräte. Ende 1999 waren in Deutschland ca. 980 000 Brennwertgeräte installiert.

Beispiel Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) im Blockheizkraftwerk

Mit Erdgas betriebene Blockheizkraftwerke versorgen im Gegensatz zu großen Heizkraftwerken dezentral dicht bewohnte Gebiete in ihrer Umgebung mit Heiz- und Prozesswärme. Es werden Energieverluste vermieden, die bei weiträumiger Wärmefernverteilung entstehen.

Blockheizkraftwerke haben bei der Stromerzeugung elektrische Wirkungsgrade von 34 Prozent und mehr. Sie erreichen einen Gesamtnutzungsgrad von 85-90 Prozent: Es wird Strom erzeugt und gleichzeitig die beim Stromgewinnungsprozess entstehende Wärme (aus den Abgasen, dem Kühlwasser und dem Motoröl) genutzt und an Verbraucher in der Nachbarschaft abgegeben.

In Deutschland waren Ende 1997 rd. 5 000 verbrauchernahe Blockheizkraftwerke mit einer elektrischen Leistung von rd. 2 300 Megawatt (MW) in Betrieb (letzter Stand bei Drucklegung dieser Broschüre). Sie sind insbesondere in Industrie- und Gewerbebetrieben, Krankenhäusern, Schwimmbädern, Sportzentren, größeren Kaufhäusern, Verwaltungs-bauten und Wohnsiedlungen anzutreffen. Die Mehrzahl der Anlagen wird mit Erdgas betrieben.

Beispiel Gasturbine

Gasturbinen mit Erdgas werden als Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen von Industrieunternehmen vorrangig für die Strom- und Dampferzeugung genutzt. Die Abgase von Gasturbinen mit ihren hohen Temperaturen können direkt für industrielle Prozesse und die gewerbliche Produktion genutzt werden; außerdem werden sie vielfach bei Trocknungsanlagen eingesetzt.

Gasturbinen werden in bestehenden Anlagen konventionellen Dampfkraftwerken vorgeschaltet. Mit ihnen wird ein höherer Gesamtwirkungsgrad bei der Stromerzeugung erreicht.

Durch die Kombination von Gasturbinen mit Dampfturbinen erreichen die so genannten GuD-Kraftwerke sehr hohe elektrische Wirkungsgrade (über 56 Prozent) bei vergleichsweise geringen spezifischen Investitionskosten. Ende 1998 waren in Deutschland über 300 Gasturbinen mit einer elektrischen Leistung von rd. 4 500 MW (Megawatt) als kommunale oder industrielle Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen in Betrieb. Ein besonders deutlicher Zuwachs, der im Wesentlichen aus dem GuD-Zubau resultierte, war in den neuen Bundesländern zu verzeichnen.

Beispiel Absorptionskälte

Absorptionskältemaschinen wandeln Wärme in Kälte um und klimatisieren Produktionsstätten, kühlen Lagerräume oder erzeugen industrielle Prozesskälte. Es erweist sich als besonders günstig, für Absorptionskältemaschinen Wärme aus erdgasbetriebenen Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (KWK) zu verwenden. Gegenüber der Kälteerzeugung in konventionellen Anlagen ist eine deutliche Energieeinsparung erreichbar. Zusätzlich verbessert die Absorptionskältemaschine wiederum die Auslastung der KWK-Anlage. Derzeit sind etwa 550 Anlagen mit einer Leistung von 850 MW in Betrieb.

Beispiel Gaswärmepumpe

Die Gaswärmepumpe nutzt die Umgebungswärme (Außenluft, Grundwasser u. a.) und die Abwärme des Gasmotors, der den Verdichter antreibt. Sie liefert erheblich mehr Wärme als an Energie in Form von Erdgas eingesetzt wird. Die Energieeinsparung gegenüber einer konventionellen Heizungsanlage beträgt bis zu 50 Prozent, in Einzelfällen auch mehr. Größere Gaswärmepumpenanlagen werden in Verwaltungsgebäuden, Sport- und Schwimmzentren, Mehrfamilienhäusern und in der Industrie eingesetzt.

Verbraucherberatung und neue Service-Leistungen

Zur Erfüllung ihrer technischen und wirtschaftlichen Aufgaben bei allen Fragen der Gasanwendung bieten die Gasversorgungsunternehmen eine umfassende Fachberatung an. Die Beratung richtet sich sowohl an Industrie- und Gewerbebetriebe als auch an private Haushalte. Das Angebot reicht von Messungen und detaillierten Untersuchungen an vorhandenen Gasanlagen bis hin zu Vorschlägen für ihre technisch und wirtschaftlich optimale Steuerung. Es werden Systemanalysen für Neuanlagen einschließlich Wirtschaftlichkeitsberechnungen durchgeführt, bei der Umstellung von Anlagen auf Erdgas wird fachmännische Unterstützung gegeben.

Die Gaswirtschaft arbeitet dabei eng mit den Geräteherstellern und dem Installationshandwerk zusammen. Ziel der Beratungstätigkeit ist es, den umweltschonenden und sparsamen Erdgaseinsatz weiter zu verbessern und neue Abnehmer zu gewinnen.

Darüber hinaus übernehmen die Gasversorgungsunternehmen verstärkt Aufgaben, die über ihre Funktion als Erdgaslieferant hinausgehen. Sie stellen dem Kunden nicht nur den Brennstoff, sondern gleich die ganze Technik für den gewünschten Gebrauchsnutzen wie Wärme oder Kälte zur Verfügung. Zum Produkt Erdgas verkaufen sie die Nutzung und die Funktion Wärme bzw. in einigen Fällen Kälte als Dienstleistung. Mit diesem Angebot geben die Gasversorgungsunternehmen zusätzliche Impulse für eine umweltschonende, bedarfsgerechte und bequeme Erdgasnutzung.

(Quelle: Ruhrgas AG)

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