Die Welt der Gase: Eine Reise durch Zusammensetzung, Eigenschaften und Zukunft

Autor: DerSchneider

Einleitung

Gas ist überall. Es strömt durch die Leitungen unter unseren Straßen, erwärmt unser Wasser, kocht unser Essen und heizt unsere Wohnungen. Doch was genau ist dieses unsichtbare Energiemedium, das wir täglich nutzen, ohne es je zu sehen? Die Antwort ist komplexer, als man zunächst vermuten mag. Denn „Gas“ ist nicht gleich „Gas“. Die chemische Zusammensetzung, der Energiegehalt und die Herkunft der verschiedenen Gasarten unterscheiden sich fundamental – mit weitreichenden Konsequenzen für Technik, Umwelt und nicht zuletzt für den Geldbeutel der Verbraucher.

Dieser Artikel nimmt Sie mit auf eine detaillierte Reise durch die Welt der Gase. Wir beleuchten die Unterschiede zwischen H- und L-Erdgas, tauchen ein in die Welt des erneuerbaren Biomethans, betrachten die Besonderheiten von Flüssiggas und werfen einen Blick auf die Gase von gestern und morgen. Dabei werden wir nicht nur die nackten Zahlen und Fakten präsentieren, sondern auch die historischen Entwicklungen, aktuellen Kontroversen und zukünftigen Perspektiven dieser unsichtbaren Energiequelle kritisch hinterfragen.

Die Grundlagen: Was macht ein Gas zum Gas?

Bevor wir uns den einzelnen Gasarten widmen, lohnt ein kurzer Blick auf die Physik: Gase sind Aggregatzustände, in denen die Moleküle weit voneinander entfernt sind und sich nahezu frei bewegen. Für die Energieversorgung relevant sind vor allem brennbare Gase, also solche, die mit Sauerstoff reagieren und dabei Wärme freisetzen. Die entscheidenden Kenngrößen sind der Brennwert (die gesamte bei der Verbrennung freigesetzte Energie, inklusive der Kondensationswärme des entstehenden Wasserdampfs) und der Heizwert (der Brennwert abzüglich dieser Kondensationswärme).

Eine weitere zentrale Größe ist der Wobbe-Index. Er gibt an, wie viel Energie pro Volumeneinheit bei einem bestimmten Gasdruck durch eine Düse strömt und ist damit der entscheidende Wert für die Auslegung von Gasgeräten. Zwei Gase mit gleichem Wobbe-Index können in denselben Geräten verbrannt werden, ohne dass eine Umstellung erforderlich ist – eine Eigenschaft, die bei der Beimischung verschiedener Gasarten eine zentrale Rolle spielt.

Erdgas H und L: Die zwei Gesichter des deutschen Erdgasmarktes

Was steckt hinter H- und L-Gas?

In Deutschland wird Erdgas in zwei Hauptqualitäten geliefert: H-Gas (High Calorific Gas) und L-Gas (Low Calorific Gas). Die Unterscheidung ist keine akademische Spielerei, sondern hat handfeste technische und wirtschaftliche Konsequenzen.

H-Gas ist die in Deutschland am weitesten verbreitete Erdgassorte. Es besteht zu etwa 87 bis 98 Prozent aus Methan (CH₄). Die restlichen Anteile entfallen auf schwerere Kohlenwasserstoffe wie Ethan (C₂H₆), Propan (C₃H₈) und Butane (C₄H₁₀) sowie geringe Mengen an Stickstoff und Kohlendioxid. Der Brennwert von H-Gas liegt zwischen 10,0 und 12,5 Kilowattstunden pro Kubikmeter (kWh/m³). Es wird hauptsächlich aus Norwegen, Russland und Großbritannien importiert.

L-Gas hingegen enthält weniger Methan (etwa 80 bis 87 Prozent) und einen deutlich höheren Anteil an inertem Stickstoff, der nicht zur Verbrennung beiträgt. Der Brennwert liegt entsprechend niedriger, zwischen 8,0 und 10,0 kWh/m³. L-Gas stammt vorwiegend aus deutschen und niederländischen Quellen, insbesondere aus dem berühmten Gasfeld von Groningen.

Die große Umstellung: Warum L-Gas verschwindet

Die niederländischen Gasfelder in Groningen, einst eine der wichtigsten L-Gas-Quellen für Deutschland, werden aufgrund von Erdbebenproblemen schrittweise geschlossen. Auch die deutschen L-Gas-Vorkommen gehen kontinuierlich zurück. Die Versorgungssicherheit ist der entscheidende Treiber für die sogenannte Marktraumumstellung (MRU): Bis 2030 werden alle bisher mit L-Gas versorgten Regionen im Nordwesten und Westen Deutschlands auf H-Gas umgestellt.

Diese Umstellung betrifft etwa 30 Prozent aller erdgasbetriebenen Geräte in Deutschland – rund fünf Millionen Kunden. Sie ist alternativlos, wie Michael Rolf, Technischer Leiter der Stadtwerke Herford, betont: „Aufgrund des Rückgangs der Förderung in den Niederlanden und Norddeutschland wird in Zukunft immer weniger L-Gas zur Verfügung stehen“.

Die Umstellung erfolgt in mehreren Phasen: Zunächst werden alle Gasgeräte erfasst, dann technisch angepasst, und schließlich erfolgt der Schaltzeitpunkt, an dem das Netz auf H-Gas umgestellt wird. In Herford beispielsweise ist der Schaltzeitpunkt für den 14. April 2026 (Enger und Hiddenhausen) bzw. den 27. Mai 2026 (Herford) terminiert. Für die Verbraucher entstehen in der Regel keine direkten Kosten für die Umstellung.

Biogas und Biomethan: Die erneuerbare Alternative

Vom Fermenter ins Gasnetz

Biogas entsteht durch den biologischen Abbau organischer Substanzen unter Ausschluss von Sauerstoff – eine sogenannte anaerobe Vergärung. Als Ausgangsmaterialien dienen Gras, Klee, Mist, Gülle, Bioabfälle und Energiepflanzen. Das entstehende Rohgas besteht überwiegend aus Methan (etwa 45 bis 55 Prozent) und Kohlendioxid (CO₂) sowie einigen Begleitstoffen.

Um Biogas als Biomethan ins Erdgasnetz einspeisen zu können, muss es aufbereitet werden: Das CO₂ und andere Begleitstoffe werden entfernt, das Gas getrocknet, sodass ein nahezu reines Methan mit einem Anteil von mindestens 96 Volumenprozent entsteht. Dieses Biomethan ist chemisch identisch mit fossilem Erdgas und kann daher problemlos ins bestehende Netz eingespeist werden.

Zahlen, Daten, Fakten

In Deutschland gibt es etwa 9.500 Biogasanlagen, von denen jedoch nur rund 240 bis 254 tatsächlich Biomethan produzieren und ins Gasnetz einspeisen. Im Jahr 2024 wurden in Deutschland rund 10 Terawattstunden (TWh) Biomethan in diesen Anlagen produziert und eingespeist, hinzu kamen 3,5 TWh Importe aus dem Ausland.

Die CO₂-Bilanz von Biomethan ist bemerkenswert: Im Jahr 2024 wurden durch Biogas und Biomethan rund 20 Millionen Tonnen CO₂-Äquivalente eingespart – das entspricht etwa 8 Prozent der gesamten CO₂-Einsparungen durch erneuerbare Energien in Deutschland. Der entscheidende Vorteil gegenüber anderen erneuerbaren Energien: Biomethan ist speicherbar und kann die Schwankungen von Wind- und Solarenergie ausgleichen.

Flüssiggas (LPG): Die flexible Alternative abseits der Pipelines

Während Erdgas über ein weit verzweigtes Leitungsnetz transportiert wird, ist Flüssiggas (Liquefied Petroleum Gas, LPG) die Wahl für alle, die nicht an das öffentliche Gasnetz angeschlossen sind. Es wird in Tanks oder Flaschen gelagert und bei Raumtemperatur unter leichtem Druck (etwa 2 bis 8 bar) flüssig gehalten.

Flüssiggas besteht überwiegend aus Propan (C₃H₈) und Butan (C₄H₁₀). Die DIN-Norm 51622 gibt für Heizzwecke eine Zusammensetzung von 95 Prozent Propan und Propen sowie 5 Prozent Ethan und Butan vor. Der Anteil von Propan und Butan variiert je nach Jahreszeit: Im Winter wird mehr Propan verwendet, da dieses auch bei Kälte noch verdampft.

Der Brennwert von Flüssiggas ist mit etwa 12,9 kWh/kg (Propan) bzw. 13,8 kWh/kg (Butan) der höchste aller hier betrachteten Gase. Propan hat einen Heizwert von 12,87 kWh/kg. Die Verbrennungsgeschwindigkeit von Propan liegt bei 0,45 m/s und ist damit etwas höher als die von Butan mit 0,39 m/s. Flüssiggas hat zudem von allen Gasen den engsten Zündbereich in der Luft (2 bis 9,5 Prozent Gasanteil) – zum Vergleich: Erdgas zündet bereits bei 6 bis 16 Prozent.

Synthesegas und Stadtgas: Die Gase von gestern

Bevor Erdgas in Deutschland zur dominierenden Energiequelle wurde, prägte Stadtgas das Bild der Gasversorgung. Es wurde durch Kohlevergasung oder -entgasung in Gaswerken erzeugt. Die Zusammensetzung variierte je nach Produktionsverfahren erheblich, ein typisches Beispiel für das ehemalige Wiener Gaswerk Simmering zeigt:

• Wasserstoff (H₂): 51 %
• Methan (CH₄): 21 %
• Stickstoff (N₂): 15 %
• Kohlenmonoxid (CO): 9 %

Stadtgas enthielt also erhebliche Mengen des giftigen Kohlenmonoxids – eine Gefahr, die bei heutigen Gasen nicht mehr besteht. Der Heizwert von Stadtgas war mit etwa 4,5 kWh/m³ nur etwa halb so hoch wie der von Erdgas. Dennoch fand es im 19. Jahrhundert vor allem bei der Straßenbeleuchtung und zur Innenbeleuchtung großer Gebäude Verwendung.

Synthesegas ist der moderne Nachfolger dieser Technologie. Es wird durch die Vergasung von Kohle oder Biomasse hergestellt und besteht hauptsächlich aus Kohlenmonoxid (CO), Wasserstoff (H₂), Kohlendioxid (CO₂) und Methan. Heute dient es vor allem als Ausgangsstoff für die chemische Industrie, etwa zur Methanol-Herstellung.

Wasserstoff: Das Gas der Zukunft?

Kein Gas wird derzeit so kontrovers diskutiert wie Wasserstoff (H₂). Als Verbrennungsprodukt entsteht nur Wasser – klimaneutral und sauber. Doch der Weg dorthin ist steinig.

Die Herausforderungen

Reiner Wasserstoff hat einen extrem niedrigen volumetrischen Brennwert von etwa 3,0 kWh/m³ bei Normaldruck – man benötigt also etwa das Dreifache an Volumen im Vergleich zu Erdgas, um die gleiche Energiemenge zu transportieren. Zudem stellt Wasserstoff hohe Anforderungen an die Leitungsinfrastruktur: Er kann in älteren Stahlrohren zu Versprödung führen und entweicht aufgrund seines kleinen Moleküls leichter durch Undichtigkeiten.

Die Beimischungs-Debatte

Eine Beimischung von Wasserstoff ins Erdgasnetz von bis zu 10 Volumenprozent gilt als technisch unproblematisch. H₂-ready-Heizungen vertragen sogar eine Beimischung von 20 Prozent Wasserstoff. Die Industrie bietet bereits entsprechende Geräte an.

Doch die Kritik ist laut: Eine Beimischung von Wasserstoff zum Erdgasnetz verringere die Treibhausgas-Emissionen nur geringfügig und behindere Anwendungen, die reinen Wasserstoff benötigen, warnen Umweltverbände. Eine aktuelle Studie rät sogar dringend von Plänen ab, Gasnetze vollständig auf Wasserstoff umzustellen – das Heizen mit Wasserstoff werde teuer.

Wasserstoff im Netz: Ein Ausblick

Die Deutsche Vereinigung des Gas- und Wasserfaches (DVGW) treibt dennoch die Erforschung voran. Ab 2025 soll in Thüringen grüner Wasserstoff erzeugt und über eine vorhandene Gasleitung in den Raum Erfurt transportiert werden. Die Prüfungen der Leitungsnetze auf ihre Wasserstofftauglichkeit haben bereits begonnen und werden noch Jahre andauern. Ob Wasserstoff tatsächlich die große Lösung für die Wärmewende wird, bleibt abzuwarten – klar ist jedoch, dass er eine wichtige Rolle im zukünftigen Energiesystem spielen wird.

Die Gasarten im Überblick

Fazit und Ausblick

Die Welt der Gase ist vielfältiger, als der Laie vermuten mag. Von den zwei Erdgas-Familien H und L über das erneuerbare Biomethan bis hin zum visionären Wasserstoff – jede Gasart hat ihre spezifische Zusammensetzung, ihren eigenen Energiegehalt und ihre ganz eigenen Herausforderungen.

Die Marktraumumstellung von L- auf H-Gas ist die aktuell größte technische Herausforderung im deutschen Gasmarkt. Sie ist alternativlos, aber auch mit erheblichem Aufwand für Netzbetreiber und Verbraucher verbunden. Parallel dazu gewinnt Biomethan als erneuerbare Alternative zunehmend an Bedeutung – es ist technisch ausgereift, speicherbar und kann die bestehende Infrastruktur nutzen.

Die größte Unbekannte bleibt Wasserstoff. Er birgt das Potenzial, die Gasversorgung grundlegend zu transformieren, aber die technischen, wirtschaftlichen und infrastrukturellen Hürden sind hoch. Die kommenden Jahre werden zeigen, ob Wasserstoff tatsächlich zum „Gas der Zukunft“ wird oder ob andere Technologien – wie der weitere Ausbau von Biomethan oder die Elektrifizierung der Wärmeversorgung – die Nase vorn haben.

Eines ist sicher: Das unsichtbare Gas unter unseren Straßen wird auch in Zukunft eine zentrale Rolle in unserer Energieversorgung spielen – nur seine Zusammensetzung wird sich weiter verändern.

Quellen

• SCHARRGASE: Erdgas H und L: Alles zur großen Marktraumumstellung in Deutschland (2025) 
• Stadtwerke Wesel: Gasbeschaffenheitskennzahlen Juni 2025 
• Energie-Klimaschutz.de: Vom Acker ins Netz: Kann Biogas zur Energiewende beitragen? (2025) 
• Deutsche Energie-Agentur (dena): Produktion und Nutzung von Biomethan in Deutschland (2025) 
• Stadtwerke Herford: Marktraumumstellung 2026 
• Kreis Herford: Information der Stadtwerke Herford 
• DVGW Arbeitsblatt G 260 (A): Gasbeschaffenheit (September 2021) 
• Energis.de: Welche Gasarten werden zum Heizen verwendet? 
• Progas.de: Flüssiggas, Butan und Propan: Dichte und weitere Eigenschaften 
• Wikipedia: Stadtgas