Fossile Brennstoffe: Entstehung und Arten von Kohle

Fossile Brennstoffe: Energieressourcen (Unit 1)

Die Entstehung von Kohle

Kohle entsteht durch die Umwandlung von Pflanzenresten unter reduzierenden Bedingungen. Dieser Prozess wird als Karbonisierung bezeichnet:

• Biochemische Phase: Anaerobe Bakterien fermentieren organisches Material, wobei CO2 und Methan freigesetzt werden, was den Kohlenstoffgehalt anreichert.
• Diagenese: Die Materialien werden durch Sedimente überlagert. Durch den steigenden Druck und die Temperatur bilden sich verschiedene Arten von Kohle.

Voraussetzungen für die Kohlebildung

• Vorhandensein von hoch entwickelter Vegetation.
• Rasche Einbettung der Pflanzenreste.
• Niedriger pH-Wert des Wassers.
• Ausreichende Tiefe zur Vermeidung von Oxidation.
• Geringer terrigener Eintrag.
• Kontinuierliche Subsidenz (Absenkung).

Man unterscheidet zwei Entstehungsarten:

• Paralisch: Große Dimensionen.
• Limnisch: Kleine Dimensionen.

Einteilung und Arten von Kohle

Die Klassifizierung erfolgt nach drei Kriterien:

• Typen: Basierend auf dem pflanzlichen Ausgangsmaterial:
  • Humuskohle: Aus holzigen Pflanzenresten.
  • Sapropelkohle: Aus nicht-holzigen Pflanzenresten.
• Reinheitsgrad: Basierend auf dem Grad der Verunreinigung.
• Rang (Inkohlungsgrad): Basierend auf dem Entwicklungsgrad:
  • Torf: Dunkelbraune Substanz, faserig und locker. Geringster Kohlenstoffgehalt, brennt jedoch gut.
  • Braunkohle: Älter als Torf, höherer Kohlenstoffgehalt und besserer Heizwert.
  • Steinkohle: Entsteht vor allem aus Farnwäldern. Unterteilt in Magerkohle und Fettkohle.
  • Anthrazit: Die älteste Kohleform mit dem höchsten Kohlenstoffgehalt und Brennwert. Bei weiterer Inkohlung kann sie zu Graphit werden.

Verwertung und Verwendung von Kohle

Die Hauptanwendungsgebiete sind:

• Stromerzeugung in Wärmekraftwerken sowie als Industrie- und Haushaltsbrennstoff.
• Destillation von Steinkohle zur Gewinnung von: Koks, Kokereigas, Ammoniak und Steinkohlenteer.
• Torf wird als organischer Dünger verwendet.
• Gagat (Jet) findet Verwendung in der Schmuckherstellung.

Strategien zur Minimierung der Umweltauswirkungen

• Ersatz durch Brennstoffe mit niedrigerem Schwefelgehalt.
• Vorbehandlung des Brennstoffs zur Schwefelentfernung.
• Entwicklung effizienterer Wärmekraftwerke.