Erdgas vs. Propan: Welche ist explosiver?

Erdgas ist ein fossiles Mischgas, hauptsächlich bestehend aus Methan (CH₄), das in Rohrnetzen für Heizung, Kochen und Industrie verwendet wird. Im Alltag wird es oft mit Propan (C₃H₈), einem mittelschweren Kohlenwasserstoff, verglichen, weil beide in Gaskochern, Grillanlagen oder Notstromaggregaten zum Einsatz kommen. Die entscheidende Frage lautet: Welches dieser Gase ist unter normalen Bedingungen explosiver?

Grundlagen der Explosivität von Gasen

Explosivität wird durch mehrere physikalische Parameter beschrieben. Die untere Explosionsgrenze (LEL) ist die kleinste Konzentration eines Brennstoffs in Luft, bei der ein selbsttragender Verbrennungsprozess möglich ist. Die obere Explosionsgrenze (UEL) markiert das Gegenstück - oberhalb dieser Konzentration ist das Gemisch zu fett, also nicht mehr zündfähig. Darüber hinaus spielen Zündenergie (Mindestenergie, die ein Funken oder eine Flamme liefern muss) und die Flammgeschwindigkeit eine Rolle, weil sie bestimmen, wie schnell die Verbrennungsausbreitung erfolgt.

Chemische Eigenschaften von Erdgas

Erdgas besteht zu etwa 90% aus Methan, der Rest aus Ethan, Propan und Spuren anderer Kohlenwasserstoffe. Der Brennwert von Methan liegt bei ca. 35MJ/m³, die LEL beträgt 5% Volumen in Luft, die UEL bei 15%. Die Zündenergie liegt bei etwa 0,2mJ. Die Flammgeschwindigkeit beträgt rund 38cm/s bei 25°C. Diese Werte machen Erdgas zu einem relativ leicht entzündlichen Gas, das jedoch wegen seiner breiten Explosionsspanne eine weite Sicherheitszone bietet.

Chemische Eigenschaften von Propan

Propan ist ein gesättigtes Kohlenwasserstoff‑Molekül mit drei Kohlenstoff‑ und acht Wasserstoff‑Atomen. Sein Brennwert liegt bei rund 93MJ/m³, also fast dreimal höher als bei Methan. Die LEL von Propan beträgt 2,1% Volumen, die UEL 9,5%. Die erforderliche Zündenergie ist niedriger (etwa 0,15mJ) und die Flammgeschwindigkeit liegt bei 440cm/s - ein deutlicher Unterschied zu Erdgas.

Vergleich der Explosionsgrenzen

Die Tabelle verdeutlicht den Hauptunterschied: Propan hat eine deutlich niedrigere LEL, das bedeutet, bereits bei kleinerer Menge in Luft kann das Gemisch zünden. Gleichzeitig ist die Obergrenze niedriger, sodass das Gas‑Luft‑Verhältnis schneller den nicht‑zündbaren Bereich erreicht.

Brennwert und Energieausbeute

Der höhere Brennwert von Propan führt zu einer stärkeren Wärmemenge pro Volumeneinheit. In praktischen Geräten - etwa Grillflammen - bedeutet das, dass Propan schneller höhere Temperaturen erzeugt. Erdgas dagegen liefert weniger Energie pro Kubikmeter, jedoch ist die Verbrennung oft stabiler und lässt sich leichter dosieren, weil die LEL‑Grenze höher liegt.

Sicherheitstechnik: Was schützt vor Explosionen?

Unabhängig vom Brennstoff sind Sicherheitsventile und korrekt dimensionierte Gasleitungen das Herzstück jeder Installation. Moderne Schließsysteme schließen bei Druckabfall sofort, sodass ein Leck nicht zu einer gefährlichen Konzentration führt. Für Propan wird häufig ein Druckregler mit automatischer Abschaltung eingesetzt, weil die geringere LEL das Risiko von Zündungen bei kleinen Lecks erhöht.

Praktische Beispiele aus dem Alltag

• Heizungsanlage: In Wohngebieten wird meist Erdgas genutzt. Die breitere Explosionsspanne erlaubt eine lockere Wartung, solange die Leitungen dicht und die Belüftung ausreichend ist.
• Camping‑Grill: Viele Camper wählen Propan, weil die Flasche kompakt ist und die hohe Flammgeschwindigkeit schnelle Hitze liefert. Hier muss jedoch besonders auf eine gute Belüftung geachtet werden, weil die LEL bereits bei 2% liegt.
• Industrie‑BHKW: Betreiber bevorzugen Erdgas für die kontinuierliche Strom‑ und Wärmeerzeugung, weil die stabile Verbrennung und der geringere Zündenergiebedarf die Sicherheit erhöhen.

In allen Fällen gilt: DerGassicherheit ist kein Zufall, sondern das Ergebnis korrekter Planung, regelmäßiger Wartung und Einhaltung von DIN‑ und VDI‑Normen (z.B. DIN3075 für Gasgeräte).

Zusammenfassung der explosiven Eigenschaften

Propan ist zwar energetisch stärker, aber aufgrund seiner niedrigeren LEL und höheren Flammgeschwindigkeit „explosiver“ - das heißt, das Gas kann schon bei viel geringerer Konzentration in Luft zünden. Erdgas hingegen erfordert mehr Prozentvolumen, hat aber eine breitere Sicherheitsspanne. Wer das Risiko minimieren will, wählt Erdgas in gut belüfteten, fest installierten Systemen; wer jedoch kompakte Energie mit hoher Wärmeleistung benötigt, greift zu Propan, sollte aber strengere Sicherheitsvorkehrungen treffen.

Verwandte Konzepte

Weitere Themen, die eng mit der Explosivität von Gasen verknüpft sind, umfassen:

• Gefahrstoffkennzeichnung nach GHS
• Entzündungsenergie‑Berechnung (ISO‑4128)
• Gasdetektionssysteme und Leck‑Sensorik
• Erneuerbare Ersatzstoffe (Biogas, Wasserstoff) und deren Explosionsverhalten