Abgas


Abgas

Dieser Artikel behandelt Abgase aus technischen Verbrennungsprozessen. Die gleichnamige Punkband befindet sich unter Abgas (Band).
Kondensierendes Abgas aus einer Müllverbrennungsanlage

Abgase sind die bei einem Stoffumwandlungsprozess anfallenden, nicht mehr nutzbaren gasförmigen Abfallprodukte. Im allgemeinen Sprachgebrauch werden sie als Verbrennungsabgase bezeichnet, also die Abgase aus einer Verbrennung. Je nach dem textlichen Zusammenhang werden die Bezeichnungen Rauchgas, Rauch, Brandgase oder Abluft verwendet. Man nennt sie auch Aerosol (= ein Gemisch (Dispersion) aus festen oder flüssigen Schwebeteilchen und einem Gas).

Die meisten Abgase sind für Mensch und Umwelt schädlich und gefährdend. Für technische und industrielle Anlagen ist die Abgasreinigung üblich und anlagenbezogen auch gesetzlich verbindlich vorgeschrieben.

Nach der Wiedervereinigung Deutschlands im Jahr 1990 kam es in der Bundesrepublik zu einer deutlichen Verbesserung der Luftqualität. Viele stark umweltverschmutzende Betriebe in der DDR stellten ab dem Juli 1990 (Einführung der DM in der DDR) ihre Produktion ein; die Treuhandanstalt schloss später viele weitere.

Die EU-Luftqualitätsrichtlinie vom Mai 2008, die Einrichtung von Umweltzonen und die Verbreitung von Feinstaub-Plaketten haben seit etwa 2006 die Luftqualität in Ballungsräumen wieder mehr als zuvor ins öffentliche Bewusstsein gebracht. In Deutschland zahlte der Staat 2009 eine 'Abwrackprämie' von 2500 Euro. Zwei Millionen Fahrzeuge wurden verschrottet (was mit fünf Milliarden Euro subventioniert wurde). Die Auswirkungen auf die Umwelt gelten als gering.

Abgase nach Herkunft

Abgase aus Verbrennungskraftmaschinen

Abgase eines Kraftfahrzeugs

Der Begriff „Abgas“ ist vor allem bei Verbrennungskraftmaschinen (Verbrennungsmotoren und Gasturbinen) üblich. Bei Kraftfahrzeugen ist als kompakte Abgasreinigungsanlage ein Katalysator üblich und in vielen Ländern verbindlich vorgeschrieben; zudem haben alle neuen Diesel-Kfz einen Dieselpartikelfilter.

Die Strömungsenergie der Abgase von Verbrennungsmotoren kann genutzt werden für den Antrieb eines Turboladers, der die Verbrennungsluft des Motors vorverdichtet und so eine erhöhte Zufuhr des Kraftstoff-Luftgemischs und damit eine höhere Motorleistung und einen verbesserten Wirkungsgrad des Motors erlaubt.

Um die Wärmeenergie der Abgase von großen Verbrennungsmaschinen, z. B. auf Schiffen, zu nutzen, kommen sog. Abgaskessel zum Einsatz.

Eine Minderung von Schadstoffemissionen kann bei Verbrennungskraftmaschinen vor allem durch eine optimale Verbrennungsführung in Bezug auf Temperatur und Luftverhältnis erreicht werden.

Abgase aus technischen Verbrennungsanlagen

Abgase aus großtechnischen, ortsfesten Feuerungen und Verbrennungsanlagen (zum Beispiel Kraftwerken) werden üblicherweise als Rauchgase bezeichnet, auch dann, wenn das Abgas keinen nennenswerten „Rauch“ im klassischen Sinne (Ruß- und Staubpartikel) enthält, etwa das praktisch staubfreie Abgas aus Gasfeuerungen oder das Abgas nach Rauchgasreinigung (Entstaubung).

Verbrennungsrechnungen mit den entsprechenden Abgaszusammensetzungen sind mit einem Rechenalgorithmus nach Boie für den Anwendungsbereich Heizungstechnik besonders effizient möglich.[1]

Abgase aus Feuerstellen und Bränden

„Brandgase“, also Abgase aus offenen Feuern, kleineren Feuerstellen wie Lager- oder Grillfeuern und insbesondere Bränden werden üblicherweise als Rauch, seltener auch als Rauchgase bezeichnet.

Kalte Abgase, die nicht bei Verbrennungen entstehen

Kalte Abgase (< 100 °C), die nicht aus einer Verbrennung, sondern aus einem sonstigen Prozess stammen und die hauptsächlich aus Luft bestehen, werden auch als „Abluft“ bezeichnet. Solche Abluft kann je nach Prozesstyp ebenfalls erheblich mit Schadstoffen belastet sein, insbesondere Stäuben, Dämpfen, flüchtige organische Verbindungen, etc.

Umwelt- und Gesundheitsschäden

Hauptartikel: Luftverschmutzung und Abgasreinigung

Abgase enthalten ohne Reinigung in der Regel luftverunreinigende, umwelt- und gesundheitsschädliche Schadstoffe. Aus Gründen des Umweltschutzes bestehen je nach Land gesetzliche Vorschriften, die Schadstoffe zu begrenzen. In Deutschland ist die Abgabe solcher Emissionen nach dem Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG) mit den entsprechenden Durchführungsverordnungen (BImSchV), und/oder der Technischen Anleitung zur Reinhaltung der Luft (TA Luft) reglementiert. Häufig ist zum Erreichen der in diesen Regularien festgelegten maximalen Grenzwerte eine Abgasreinigung erforderlich. Durch einen hohen Schornstein kann zudem die Ausbreitung der Emissionen gesteuert und eine Verdünnung erreicht werden.

Schadstoffe in Abgasen
Schadstoff Quelle Wirkung
Kohlenstoffdioxid (CO2) fossile Brennstoffe, organische Substanzen bringt durch den Treibhauseffekt einen Beitrag zur Klimaerwärmung; als einer der Hauptbestandteile der Verbrennungsabgase kann bei hohem Aufkommen die sauerstoffhaltige Luft verdrängen und damit Erstickung verursachen
Schwefeloxide (SOx) schwefelhaltiges Erdöl, Eiweißstoffe durch Bildung von Schwefelsäure entsteht saurer Regen, der zum Waldsterben und der Rauchgasverwitterung führt; mitverursacht Schäden an Bauwerken, zusammen mit Salpetersäure (siehe Stickstoffoxide) greift als Königswasser selbst vergoldete Elemente an.
Salzsäure (HCl) vorwiegend aus PVC-Abbrand bei entsprechender Heizungsführung entstehen giftige Dioxine und Furane
Stickstoffoxide (NOx) durch die Heizungsleistung wird Luftstickstoff eingebunden, ohne Katalysator in Autoabgasen Nitrose Gase sind giftig, durch den sauren Regen kommt es zu Stickstoffgaben im Boden und somit zur Eutrophierung; das Folgeprodukt Salpetersäure mitverursacht Schäden an Bauwerken, zusammen mit Schwefelsäure (siehe Schwefeloxide) greift als Königswasser selbst vergoldete Elemente an.
Kohlenstoffmonoxid (CO) unvollständige Verbrennungen von kohlenstoffhaltigen Brennstoffen giftig
Kohlenwasserstoffe (CmHn) unvollständige Verbrennungen von kohlenwasserstoffhaltigen Brennstoffen, bzw. deren Erhitzen Karzinogen
Schwermetalle durch Blei im Benzin, durch behandelte Hölzer giftig, krebserregend
NMVOC Ozon-Bildung (→ Smog)
Feinstaub
Ruß
Flugasche

Siehe auch

Literatur

  • Bernhard Mittermaier, Dieter Klemp: Messung wichtiger Abgaskomponenten am fahrenden PKW im realen innerstädtischen Straßenverkehr.
  • Gefahrstoffe. In: Reinhaltung der Luft 64 (11/12), S. 487–493 (2004), ISSN 0949-8036

Weblinks

Wiktionary Wiktionary: Abgas – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Einzelnachweise

  1. Bernd Glück: "Stoffwerte und Verbrennungsrechnung".