Energierohstoff Kohle

Der erste fossile Brennstoff, der in großem Maßstab ausgebeutet wurde, ist die Kohle. Kohle ermöglichte den industriellen Aufschwung im letzten Jahrhundert, umgekehrt konnten durch die Entwicklung der Technik immer tiefere Flöze abgebaut werden. Vor etwa 20 Jahren erreichte der Kohleverbrauch der Welt einen Höhepunkt, Kohle lieferte damals etwa die Hälfte der auf der Erde benötigten Energie. 1970 trug sie nur noch zu einem Drittel zur Energieversorgung bei. Die beiden anderen fossilen Brennstoffe, Erdöl und Erdgas, drängen die Kohle immer mehr zurück. In naher Zukunft, wenn die Gas- und Ölvorräte erschöpft sind, könnte die Kohle ihre alte Bedeutung wiedererlangen. Nach vorsichtigen Schätzungen werden die Kohlevorräte der Erde wahrscheinlich bis in das 22. Jahrhundert hinein ausreichen. Eigenschaften der Kohle
Wie Erdöl und Erdgas besteht die Kohle aus organischem Material. Sie entsteht durch das Zusammenwirken biologischer und geologischer Vorgänge. Während aber Öl und Gas aus tierischer Substanz, nämlich aus abgestorbenen Kleinlebewesen bestehen, wird Kohle aus Pflanzen gebildet. Die fossilen Brennstoffe bilden einen Teil des Kohlenstoffkreislaufes, der eine der Voraussetzungen für das Leben auf der Erde ist. In den fossilen Brennstoffen ist ungefähr 50mal mehr Kohlenstoff gespeichert als in allen lebenden Organismen auf der Erde zusammen. Kohle besteht aus Kohlenstoff bzw. Kohlenwasserstoffen, Wasser und flüchtigen Gasen sowie aus kleinen Gehalten mineralischer Verunreinigungen. Die unterschiedliche Verteilung dieser Stoffe kennzeichnet die verschiedenen Kohletypen, die sich auch in der Energieausbeute voneinander unterscheiden. Braunkohle (Lignit) hat einen hohen Wassergehalt (bis 43%). Sie ist deshalb von geringerer Heizkraft als die Steinkohle, die nur etwa drei Prozent Wasser enthält. Anthrazit ist fast reiner Kohlenstoff (96%) und hat kaum Wasser- oder Gasgehalte. Er liefert bei der Verbrennung die höchste Energieausbeute, ist aber schlechter entflammbar als Steinkohle, die bis zu 32 Prozent Gase enthält. Mineralische Verunreinigungen sind vor allem Tonmineralien. Chloride und Sulfide. Die Sulfide werden bei der Verbrennung zu Schwefeldioxid oxidiert, sie können durch Verschmutzung der Luft zu einer schweren Umweltbelastung werden. Kohle konnte sich besonders gut in der Zeit des Karbons (vor 345 – 280 Millionen Jahren) bilden, als weite Gebiete der Erde von Sumpfmoorwäldern bedeckt waren. Die Entstehung der Kohle
Sammelt sich faulendes Pflanzenmaterial so reichlich an, dass der Abbauprozess durch Bakterien nicht mit der Anhäufung Schritt halten kann, so entsteht Kohle. Die dafür geeignetste Umgebung sind Pflanzenreiche Sümpfe, in denen sauerstoffarmes Wasser die Tätigkeit von Fäulnisbakterien behindert, der vollständige Abbau der Pflanzen wird unterbunden. Die bei diesem unvollständigen Abbau entstehenden organischen Säuren verhindern schließlich die Tätigkeit der noch vorhandenen Bakterien. Es kommt zur Bildung von Torf. Wird Torf durch überlagernde Sedimente komprimiert, können das im Torf enthaltene Wasser und die flüchtigen Gase nach und nach ausgepresst werden – es entsteht Kohle. Bei einer Überdeckung mit 1 km Sedimenten ergibt eine TorfSchicht von ehemals 20 m Dicke ein Braunkohlenflöz von 4 m Mächtigkeit. Entspricht der Druck einer Überlagerung von 3 km, wird daraus eine 2 m mächtige Steinkohlenschicht, aus der bei weiter steigenden Drücken und Temperaturen (6 km Tiefe) ein 1,5 m dickes Band Anthrazit entstehen kann. Diesen Prozess der Kohlebildung nennt man Inkohlung. Im Vergleich zu Erdöl und Erdgas ist es einfach, die Lagerungsverhältnisse der Kohle zu ergründen, da diese im Gegensatz zu den »mobilen« Brennstoffen stationär bleibt und nicht wandern kann. Daher ist die Prospektion auf Kohle leichter als die auf Öl und Gas. Kohle tritt in Flözen von einigen wenigen Zentimeter Dicke bis zu 30 m Mächtigkeit auf. Oft sind die einzelnen Flöze durch Sedimentgesteine (Schiefer, Sandsteine, Tone, Kalke) mariner und auch nicht-mariner Entstehung getrennt. Diese Abfolge deutet auf eine Bildung der Kohle in großen Flussdeltas hin, die zeitweise stärker marinen Bedingungen unterworfen waren. Viele der großen Kohlegebiete sind auf diese oder ähnliche Weise entstanden, zum Beispiel die Kohlelager in Pennsylvania (USA) und in England. Prospektion auf Kohle
Die Weltreserven an Kohle reichen aus, um die Menschheit damit bis in die nähere Zukunft zu versorgen. Doch ist nur etwa die Hälfte der heute bekannten Vorräte abbauwürdig. Die andere Hälfte kann nicht gefördert werden, da sonst die Gefahr des Einsturzes bereits bestehender Bergwerke bestünde oder aber die Förderkosten so hoch wären, dass bei den heutigen Kohlepreisen eine Förderung unwirtschaftlich wäre. Nach Schätzungen, in Russland liegt der größte Teil der Kohlevorräte der Erde (55 Prozent), in den Vereinigten Staaten liegen etwa 20 Prozent. Auch Deutschland, England, Polen, Kanada Südafrika und Australien verfügen über größere Kohlevorkommen. Von den Ländern der Dritten Welt besitzt Indien (mit schätzungsweise 1 Prozent der Weltreserven) große Kohlelager, dabei muss hier ebenso wie in Afrika berücksichtigt werden, dass weite Landgebiete noch nicht prospektiert wurden. Die Kohlelager in der Antarktis und in Grönland könnten bei Preissteigerungen auf dem Energiemarkt und geeigneten Abbautechniken abbauwürdig werden.

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Info 21.01.2018 15:36
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