Kohle

Kohle ist ein hartes Gestein, das als fester fossiler Brennstoff verbrannt werden kann. Es besteht hauptsächlich aus Kohlenstoff, enthält aber auch Wasserstoff, Schwefel, Sauerstoff und Stickstoff. Es handelt sich um ein Sedimentgestein, das aus Torf durch den Druck von Gesteinen gebildet wird, die sich später auf der Oberfläche ablagern.

Torf, und damit auch Kohle, entsteht aus den Resten von Pflanzen, die vor Millionen von Jahren in tropischen Feuchtgebieten lebten, wie z.B. denjenigen des späten Karbon (dem Pennsylvania). Auch Holz, das in einem luftleeren Raum erhitzt wird, kann Holzkohle herstellen, die der Kohle ähnlich ist.

Kohle kann zur Energie- oder Wärmegewinnung verbrannt werden. Etwa zwei Drittel der heute geförderten Kohle wird in Kraftwerken zur Stromerzeugung verbrannt. Wie beim Öl verbindet sich bei der Verbrennung von Kohle der Kohlenstoff mit dem Luftsauerstoff und bildet viel Kohlendioxid, das den Klimawandel verursacht. Aus diesem Grund und wegen anderer Luftverschmutzungen durch Kohle wenden sich die meisten Länder neuen Energiequellen zu, zum Beispiel der Sonnenenergie. Aber in einigen Teilen der Welt, wie zum Beispiel in China, werden immer noch neue Kohlekraftwerke gebaut.

Zur Herstellung von Koks kann Kohle geröstet werden (sehr heiß an einem Ort, an dem kein Sauerstoff vorhanden ist). Koks kann in der Verhüttung verwendet werden, um Metalle aus ihren Erzen zu reduzieren.

Ein Stück hochwertige Anthrazitkohle

Ein Stück bituminöse Kohle

Geschichte

Kohle war der wichtigste Brennstoff der industriellen Revolution. Kohle war im 20. Jahrhundert ein wichtiger Bestandteil des Schienengüterverkehrs im Vereinigten Königreich und machte den größten Teil des Frachtvolumens mehrerer Unternehmen aus. Anfang des 21. Jahrhunderts wurden die meisten Kohlekraftwerke im Vereinigten Königreich und in mehreren anderen Ländern geschlossen, um die Treibhausgasemissionen zu reduzieren.

Britische Kohlereviere im neunzehnten Jahrhundert.

Verschiedene Kohlesorten und wie sie entstehen

Unter geeigneten Bedingungen wird Pflanzenmaterial Schritt für Schritt umgewandelt in

Torf ist noch keine Kohle.
Braunkohle (Lignit) ist die schmutzigste Kohle, besteht zu etwa 60-70 % aus Kohlenstoff und wird als Brennstoff für die Stromerzeugung verwendet. Jet ist eine kompakte Form der Braunkohle, die manchmal poliert wird und seit langem als Zierstein verwendet wird.
Subbituminöse Kohle wird als Brennstoff für die Dampf-Elektrizitätserzeugung verwendet. Außerdem ist sie eine Quelle von leichten aromatischen Kohlenwasserstoffen für die chemische Syntheseindustrie.
Steinkohle ist ein dichtes Gestein, schwarz, aber manchmal dunkelbraun. Es ist eine relativ weiche Kohle, die leicht und schnell bricht und brennt. Sie wird als Brennstoff in Kraftwerken und für Wärme- und Stromanwendungen in der verarbeitenden Industrie, für Schmiedearbeiten und zur Herstellung von Koks verwendet.
Dampfkohle war einst als Brennstoff für Dampflokomotiven weit verbreitet. In dieser spezialisierten Verwendung ist sie in den USA manchmal als Seekohle bekannt. Kleine Dampfkohle (DSSN) wurde als Brennstoff für die Warmwasserbereitung im Haushalt verwendet.
Anthrazit ist eine härtere, glänzende Steinkohle. Sie brennt länger und wird hauptsächlich zur Beheizung von Wohn- und Geschäftsräumen verwendet.
Graphit ist schwer zu verbrennen und wird nicht so häufig als Brennstoff verwendet. Er wird immer noch in Bleistiften, gemischt mit Ton, verwendet. Wenn er pulverisiert wird, kann er als Schmiermittel verwendet werden.

Es wird allgemein angenommen, dass Diamanten das Endergebnis dieses Prozesses sind, aber das ist nicht wahr. Diamant ist Kohlenstoff, wird aber nicht aus Kohle gebildet.

Kohle enthält Verunreinigungen. Die jeweiligen Verunreinigungen bestimmen die Verwendung. Kokskohle enthält wenig Asche oder Schwefel oder Phosphor. Diese würden das vom Hochofen hergestellte Eisen verderben.

Schicht aus bituminöser Kohle an der Küste von Nova Scotia

Umweltprobleme

Kohle setzt bei der Verbrennung fast ein Drittel mehr Kohlendioxid pro Energieeinheit frei als Erdöl und 80% mehr als Erdgas. Fast die Hälfte des Kohlendioxidausstoßes der Menschen ist auf die Verbrennung von Kohle zurückzuführen und damit die größte Einzelursache der globalen Erwärmung. Kohle trägt zu saurem Regen und Smog bei, insbesondere wenn sie ohne Wäscher verbrannt wird. Bei der Verbrennung von Kohle werden giftige Chemikalien freigesetzt, darunter Ruß, Quecksilber und Kohlenmonoxid, die zu Krankheiten wie Krebs und Asthma sowohl bei Menschen als auch bei Wildtieren beitragen. Der Kohleabbau, insbesondere der Abbau von Berggipfeln, kann große Landflächen schädigen und natürliche Lebensräume zerstören. Höhere Kohlequalitäten verbrennen sauberer als niedrigere, obwohl sie immer noch mehr verschmutzen als andere Brennstoffe. Zusätzlich zur Luftverschmutzung entsteht bei der Verbrennung von Kohle giftige Kohleasche, die zu Wasserverschmutzung führen kann, wenn sie versehentlich in die Umwelt gelangt. Weltweit gibt es mehrere unterirdische Grubenbrände, die auf der ganzen Welt brennen. Diese unterirdischen Brände setzen giftigen Rauch in die Luft frei und können auch zu einem Einsturz des darüber liegenden Bodens führen. Die Stadt Centralia in Pennsylvania wurde evakuiert und ist nun aufgrund eines Brandes in einem unterirdischen Kohlebergwerk verlassen.

Todesfälle und Krankheiten durch Umweltverschmutzung

Es ist schwierig, genaue Zahlen für die Auswirkungen von Kohle auf die Gesundheit zu nennen. Es wird behauptet, dass aufgrund von Kohle jedes Jahr über 800.000 Menschen früh sterben und Millionen von Menschen krank werden. Kohlebergleute erkranken häufig an Pneumokoniose (Erkrankung der schwarzen Lunge) durch die Exposition gegenüber Kohlenstaub.

Die Verbrennung von Kohle verursacht große Mengen an Luftverschmutzung

Proteste gegen Kohle

Der Widerstand gegen die Kohleverschmutzung war einer der Hauptgründe für die Entstehung der modernen Umweltbewegung im 19.

Baumhäuser als Protest gegen die Abholzung eines Teils des Hambacher Waldes für den Tagebau Hambach in Deutschland: danach wurde der Einschlag 2018 ausgesetzt

Protest gegen die durch den Klimawandel verursachten Schäden am Great Barrier Reef in Australien

Spitzenkohle

Unter Spitzenkohle versteht man das Jahr, in dem die meiste Kohle abgebaut oder verbrannt wird. Viele Länder haben ihr Kohle-Spitzenjahr bereits überschritten, zum Beispiel Deutschland 1985 und die Vereinigten Staaten 2008. Jetzt fördern und verbrennen diese Länder weniger Kohle. Aber China baut immer noch viel Kohle ab und hilft einigen wenigen Ländern wie Pakistan, mehr Kohle abzubauen und mehr Kohlekraftwerke zu bauen. Der Höhepunkt des Kohlejahres für die Welt könnte also überschritten sein.

Weltkohleverbrauch

Energie

Im Vergleich zu anderen nicht erneuerbaren Energieträgern ist Kohle ineffizient und produziert große Mengen an Treibhausgasen. Kohle ist weit verbreitet und billig.

Kohle deckt etwa ein Viertel des weltweiten Wärmebedarfs.

Elektrizität

Kohlekraftwerke produzieren 37% der weltweiten Elektrizität.

Industrie

Fast 70% der weltweiten Stahlproduktion hängt von der Verbrennung von Kohle ab.

Länder

Der weltweit größte Kohleproduzent ist China, das jährlich etwa 4 Milliarden Tonnen Kohle produziert, gefolgt von Indien, den Vereinigten Staaten, Australien, Indonesien und Russland mit jeweils weniger als einer Milliarde Tonnen. Der bei weitem größte Exporteur ist Australien, und die größten Importeure sind China, Indien und Japan.

Folklore

In einigen Kulturen bringt der Weihnachtsmann Kindern, die sich schlecht benehmen, zu Weihnachten Kohle. Diese Legende stammt aus der viktorianischen Zeit, als es üblich war, im Kamin statt Holz Kohle zu verbrennen. Kinder, die kein Spielzeug erhielten, bekamen zumindest Kohle, um warm zu bleiben.

Fragen und Antworten

F: Was ist Kohle?

A: Kohle ist ein Hartgestein, das als fossiler Brennstoff verbrannt werden kann. Es enthält hauptsächlich Kohlenstoff, aber auch Wasserstoff, Schwefel, Sauerstoff und Stickstoff.

F: Wie wird Kohle gebildet?

A: Kohle entsteht aus den Überresten von Pflanzen, die vor Millionen von Jahren in tropischen Feuchtgebieten (Kohlesümpfen) lebten, wie z.B. in der späten Karbonzeit (Pennsylvanien). Es handelt sich um ein Sedimentgestein, das sich aus Torf durch den Druck von Gesteinen gebildet hat, die sich später darüber gelegt haben. Holzkohle wird aus Holz hergestellt, das in einem luftleeren Raum erhitzt wird.

F: Welche Verwendungszwecke gibt es für Kohle?

A: Kohle kann zur Energie- oder Wärmegewinnung verbrannt werden. Etwa zwei Drittel der heute geförderten Kohle wird in Kraftwerken zur Stromerzeugung verbrannt. Sie kann auch geröstet werden (sehr heiß an einem Ort erhitzt werden, an dem kein Sauerstoff vorhanden ist), um Koks zu erzeugen, der in der Verhüttung verwendet werden kann, um Metalle aus ihren Erzen zu reduzieren.

F: Was sind die negativen Auswirkungen der Kohleverbrennung?

A: Wenn Kohle verbrannt wird, verbindet sich ihr Kohlenstoff mit dem Sauerstoff in der Luft und es entsteht viel Kohlendioxid, das den Klimawandel verursacht. Viele Menschen sterben frühzeitig an Krankheiten, die auf die Luftverschmutzung durch die Kohleverbrennung zurückzuführen sind.

F: Wenden sich Länder von der Nutzung von Kohle als Energiequelle ab?

A: Ja, viele Länder wenden sich anderen Energiequellen wie der Sonnen- und Windenergie zu, anstatt sich auf Kohle zur Energieerzeugung zu verlassen. Allerdings werden in einigen Teilen der Welt, wie z.B. in China, immer noch neue Kohlekraftwerke gebaut.