Brennwert

Allgemein

Der Brennwert (Formelzeichen HS, Einheit J/kg) bezieht die im Brennstoff (hier Erdgas) gespeicherte Energie auf das Gewicht (Formelzeichen m in kg) oder das Volumen (Formelzeichen V in m³ bzw. m^3). Er gibt also an, wie energiereich das Erdgas ist. Der Vergleich mit Essen ist durchaus angebracht: Jedes Lebensmittel hat einen bestimmten Brennwert bezogen auf das Gewicht (z.B. haben 100g Schokolade einen Brennwert von 530 Kilo Kalorien oder 2219 Kilo Joul 1) - Das entsprich 6,2 kWh/kg).

Im Körper wird bei der Umsetzung also Energie freigesetzt. Genauso ist es auch bei der thermischen Verbrennung: Im Brennstoff enthaltene Energie wird durch Verbrennung freigesetzt.

Wir der Brennstoff vor dem Verbrennen gewogen oder sein Volumen bestimmt, kann bei nachfolgender Bestimmung der entstandenen Energie der Brennwert berechnet werden.

Die Verbrennung findet dabei unter Zugabe von ausreichend Sauerstoff statt. Der auf das Volumen bezogene Brennwert wird auf Standardbedingungen, also 25°C und 101,325 kPa bezogen 4).

Aus diesem Grund existiert auch die Zustandszahl: Sie bezieht den am Gaszähler gemessenen Zustand auf den Normzustand. Wohnen Sie z.B. deutlich oberhalb des Meeresspiegels, ist der Umgebungsdruck entsprechend niedriger als der Normzustand. Dadurch haben Sie bei konstantem Gaszählerstand weniger nutzbare Gas-Masse zur Verfügung. Entsprechend korrigiert die Zustandszahl den Brennwert nach unten. 5)

Brennwert vs. Heizwert

Oftmals kommt es zur Verwechslung der beiden Kenngrößen Brennwert und Heizwert (Formelzeichen Hi, Einheit J/kg). Beide Größen geben die während der Verbrennung frei werdende Energie an. Der Heizwert unterschlägt dabei jedoch die über Abgase entweichende Energie.

Sie kennen das wahrscheinlich: Sie stehen mit Ihrem Auto an der Ampel. Aus dem Auspuff des Wagens vor Ihnen dampft es bei großer Kälte, oder es entweicht gar kondensiertes Wasser in Form von Wassertropfen.

Der Grund: Bei jeder Verbrennung entsteht neben dem unsichtbaren CO2 je nach Außentemperatur sichtbarer Wasserdampf. 2) Kondensiert Wasserdampf zu Wasser, wird Energie freigesetzt. Umgekehrt muss ja z.B. beim Kochen von Wasser Energie aufgewendet werden, um das Wasser in den dampfförmigen Zustand zu versetzen.

Entweicht nun Abgas z.B. bei der Heizung durch den Kamin, entweicht gleichzeitig nutzbare Energie. Moderne Brennwert Heizungen nutzen deshalb die Kondensationsenthalpie des Wasserdampfs und erhöhen so den Wirkungsgrad, auch wenn die versprochenen Herstellerangaben in der Regel nicht eingehalten werden. 3)

Der Heizwert kann also die realistischere Bezugsgröße sein, falls Sie noch keine Heizung mit der modernen Brennwerttechnik besitzen. Falls doch, so haben Sie hier die Erklärung für die von den Herstellern oftmals angegebenen Wirkungsgrade von >100% - diese beziehen sich immer auf den Heizwert.

Ihr Gaslieferant gibt den Energiegehalt des Erdgases über den Brennwert an. Er wird für das bezahlt was er liefert, nicht für das was Ihre Heizung nutzt. Bezogen auf Ihr Auto bedeutet das: Sie bezahlen unabhängig vom individuellen Verbrauch Ihres Autos immer denselben Preis für einen Liter Kraftstoff. Über den Brennwert kann mit Hilfe der Masse (in kg) oder aber über das Volumen (in m³) die Energie berechnet werden.

Brennwert im Vergleich

Der Brennwert schwankt je nach Gasqualität. Diese teilt sich grob in L-Gas und in H-Gas auf.

Deutschlands größter Erdgaslieferant ist Russland. 6) Die Qualität des von dort importierten Gases liegt bei 10,59 kWh/m³. Gas aus Norwegen als weiterer wichtiger Lieferant hat einen Brennwert von 10,9 kWh/m³. Die Niederlande, die insbesondere nach Westdeutschland exportieren, liefern hingegen Gas mit einem Brennwert von 9,22 kWh/m³.

Gas mit einem Brennwert zwischen 8,2 und 8,9 kWh/m³ wird als L-Gas (Low calorific gas) bezeichnet. Gas mit einem Brennwert zwischen 10 und 12 kWh/m³ hingegen als H-Gas (High calorific gas). 8)

Seit 2015 werden alle Verbraucher in Deutschland von L-Gas einheitlich auf H-Gas umgestellt. Diese Umstellung soll bis 2030 abgeschlossen sein. 9)

Quellen