Der weltweite Energiebedarf wächst. Der Energiebedarf steigt langsamer als in der Vergangenheit, wird aber zwischen heute und 2040 voraussichtlich um 30% steigen. Dies entspricht dem Hinzufügen eines weiteren China und Indien zur heutigen globalen Nachfrage. Eine Weltwirtschaft wächst mit einer durchschnittlichen Rate von 3,4% pro Jahr, eine Bevölkerung, die von 7 wächst.4 Milliarden heute auf mehr als 9 Milliarden im Jahr 2040 und ein Prozess der Urbanisierung, der alle vier Monate eine Stadt von der Größe Shanghais zur städtischen Bevölkerung der Welt hinzufügt, sind Schlüsselkräfte, die die Projektionen der Internationalen Energieagentur untermauern.
All dies setzt das Ökosystem unseres Planeten stark unter Druck. Die aktuellen Konzentrationen von Treibhausgasen in der Atmosphäre sind in den letzten 800.000 Jahren beispiellos.
Der Energieerzeugungssektor (Strom und Wärme) ist die größte Quelle von Treibhausgasen und macht mehr als 60% aller Treibhausgasemissionen aus (Stromerzeugung – 28,4%; Industrie – 22%; Gewerbe und Wohnen – 11%), die hauptsächlich aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe zur Energiegewinnung stammen (Quelle: Bericht der US Environmental Protection Agency – EPA).
Die Rolle, die Erdgas in der Zukunft der globalen Energie spielen kann, ist untrennbar mit seiner Fähigkeit verbunden, Umweltprobleme anzugehen. Angesichts der sich abzeichnenden Bedenken hinsichtlich der Luftqualität und des Klimawandels bietet Erdgas viele potenzielle Vorteile, wenn es umweltschädlichere Kraftstoffe verdrängt. Dies gilt insbesondere angesichts der Grenzen, wie schnell erneuerbare Energieoptionen skaliert werden können und dass kostengünstige kohlenstofffreie Optionen in einigen Teilen des Energiesystems schwieriger zu finden sind. Die Flexibilität, die Erdgas in ein Energiesystem einbringt, kann es auch gut für den Aufstieg variabler erneuerbarer Energien wie Wind- und Solaranlagen geeignet machen.
Erdgas ist ein fossiler Brennstoff, obwohl die globalen Erwärmungsemissionen aus seiner Verbrennung viel niedriger sind als die aus Kohle oder Öl. Erdgas emittiert 50 bis 60 Prozent weniger Kohlendioxid (CO2), wenn es in einem neuen, effizienten Erdgaskraftwerk verbrannt wird, verglichen mit den Emissionen eines typischen neuen Kohlekraftwerks.
Die Menge an CO2, die bei der Verbrennung eines Kraftstoffs entsteht, ist eine Funktion des Kohlenstoffgehalts des Kraftstoffs. Der Wärmegehalt oder die Energiemenge, die bei der Verbrennung eines Kraftstoffs erzeugt wird, wird hauptsächlich durch den Kohlenstoff- (C) und Wasserstoffgehalt (H) des Kraftstoffs bestimmt. Wärme entsteht, wenn sich C und H während der Verbrennung mit Sauerstoff (O) verbinden. Erdgas ist in erster Linie Methan (CH4), das im Vergleich zu anderen Brennstoffen einen höheren Energiegehalt aufweist und somit einen relativ niedrigeren CO2-zu-Energie-Gehalt aufweist. Wasser und verschiedene andere Elemente, wie Schwefel und nicht brennbare Elemente in einigen Kraftstoffen, reduzieren ihre Heizwerte und erhöhen ihren CO2-zu-Wärme-Gehalt. Das ist der Grund, warum verschiedene Brennstoffe im Verhältnis zur Energie, die sie bei der Verbrennung produzieren, unterschiedliche Mengen an CO2 ausstoßen.
| Kohle (Anthrazit) | 228.6 |
| Kohle (bituminös) | 205.7 |
| Dieselkraftstoff und Heizöl | 161.3 |
| Benzin (ohne Ethanol) | 157.2 |
| Propan | 139.0 |
| Erdgas | 117.0 |
Tabelle 1: Pfund CO2 emittiert pro Million British Thermal Units (Btu) Energie für verschiedene Brennstoffe.
Quelle: US Energy Information Administration
Kohlekraftwerke emittieren nicht nur Kohlendioxid. Es gibt auch andere Toxine, die einen unmittelbaren und direkten Einfluss auf die Gesundheit der Menschen haben, wie Quecksilber. Die Vermeidung der Kohleverbrennung würde jährlich Hunderte Millionen US-Dollar an Gesundheitskosten einsparen, indem Krankheiten vermieden werden, die durch Schadstoffe wie Asthmaanfälle, Herzinfarkte und Todesfälle im Zusammenhang mit den Emissionen der Kohlekraftwerke verursacht werden.
Die Verbrennung von Erdgas ist sauberer als andere fossile Brennstoffe und erzeugt vernachlässigbare Mengen an Schwefel, Quecksilber und Partikeln. Beim Transport erzeugt die Verbrennung von Erdgas einige Stickoxide (NOx), die Vorläufer von Smog sind, jedoch in viel geringerem Maße als Benzin und Diesel, die für Kraftfahrzeuge verwendet werden. Analysen des US-Energieministeriums zeigen, dass alle 10.000 US-Haushalte, die mit Erdgas anstelle von Kohle betrieben werden, die jährlichen Emissionen von 1.900 Tonnen NOx, 3.900 Tonnen SO2 und 5.200 Tonnen Feinstaub vermeiden. Die Reduzierung dieser Emissionen führt zu Vorteilen für die öffentliche Gesundheit, da diese Schadstoffe für Hunderttausende von Menschen mit Problemen wie Asthma, Bronchitis, Lungenkrebs und Herzerkrankungen in Verbindung gebracht wurden.
Jeder fossile Brennstoff hat einen anderen Lebenszyklus. Die Extraktion / Produktion; Raffination / Konditionierung; Transport / Lagerung; und Verbrennung jedes fossilen Brennstoffs ist anders. Und jeder fossile Brennstoff trägt Treibhausgase in verschiedenen Phasen seines Lebenszyklus bei. Ebenso trägt jeder fossile Brennstoff in verschiedenen Stadien in unterschiedlichem Maße zur globalen Erwärmung bei.
Die gesamte Umweltbelastung durch Kohle ist größer als die jedes anderen fossilen Brennstoffs. Insbesondere im Hinblick auf den Tagebau kann die Umweltbelastung durch Kohle nicht hoch genug eingeschätzt werden. Durch die Zerstörung von Wäldern, die Zerstörung der Wasserqualität und die irreversible Veränderung der Landschaft hat der Kohlebergbau massive Auswirkungen auf die Umwelt.
In Bezug auf die Kohlenstoffemissionen machen der Kohlebergbau und die Verbrennung von Kohle eine größere Summe aus als jeder andere Brennstoff.
Kohle gibt im Gegensatz zu Gasbrennstoffen und Öl in ihrem natürlichen Zustand keine Kohlenstoffe an die Luft ab. Beim Abbau von Kohle wird jedoch Methan in die Luft freigesetzt. Tatsächlich werden enorme Mengen Methan (CH4) in die Luft freigesetzt. Allein in den USA setzt der Kohlebergbau jedes Jahr schätzungsweise 61 Millionen Tonnen Kohlendioxidäquivalent (MMTC02E) Tonnen Methan in die Luft frei.
Bei der Verbrennung von Kohle entstehen mehr Treibhausgase als bei der Verbrennung anderer fossiler Brennstoffe. Es gibt eine Handvoll Kohlearten, aber fast alle tragen bei der Verbrennung wesentlich mehr CO2 in die Luft bei als andere fossile Brennstoffe.
Wir müssen erwähnen, dass auch bei der Öl- und Erdgasförderung viel Methan in die Atmosphäre freigesetzt wird. Daher trägt die im Rahmen des GASVESSEL-Projekts entwickelte Technologie zur Nutzung von Erdgas bei, das derzeit verbrannt oder in die Luft abgegeben wird, zu globalen THG-Reduktionsbemühungen bei.