Die fossilen Brennstoffe Braunkohle und Steinkohle

Präsentation zum Thema: "Die fossilen Brennstoffe Braunkohle und Steinkohle"—  Präsentation transkript:

1 Die fossilen Brennstoffe Braunkohle und Steinkohle
Seminar „Ressourcen“ Die fossilen Brennstoffe Braunkohle und Steinkohle

2 Gliederung/Inhalte Was ist Kohle, Entstehung Steinkohle – Braunkohle
Förderung und Verarbeitung Quantifizierung und Verbreitung Wirtschaftliche Bedeutung

3 Entstehung - Historisches
Bis ins MA: Kohle als Mineral, wie die anderen Gesteine ? (keine Genese – war schon immer auf der Erde) Bis ins 18. Jhdt: Orientierung an Anaximenes (Produkt aus der Verdichtung der Luft) ABER: erkennbare Pflanzenreste in der Kohle (BK) bzw. Einschaltungen

4 Entstehung Abbildung Pflanzenreste:
Stammreste in einem Oberflöz (JURASKY)

5 Entstehung Abbildung Pflanzenreste:
Baumstümpfe in einem Oberflöz (JURASKY) – Autochthonie !!!

6 Entstehung Abbildung Pflanzenreste:
Längsschnitt Calamit - in Kohle isoliert erhalten (KERP)

7 Entstehung Ursprung der Kohle: organ. Substanz (insbes. Pflanzenreste)
„Inkohlung“: Begriff für die Entwicklungsreihe organ. Substanz Kohle 2 Prozess-Abschnitte: Biochem. – und geochem. Inkohlung

8 Inkohlung Biochemischer Abschnitt: Vertorfung
Geochemischer A.: Torf  Kohle  ... „Reife“ nimmt mit fortschreitender Inkohlung zu !

9 Inkohlung Chemische Veränderungen:
Datenquelle: JURASKY, 1936 – eigener Entwurf

10 Inkohlung Visuelle Veränderungen: Torf - hellbraun bis braunschwarz - Pflanzenreste erkennbar Visuelle Veränderungen: Braunkohle - gelb bis dunkelbraun - Pflanzenreste verschwinden - feucht, zerreiblich Visuelle Veränderungen: Steinkohle - dunkelbraun bis schwarz - keine Pflanzenreste erkennbar - verfestigt, tlw. glänzend

11 Inkohlung Vertorfung - „gehemmte“ Zersetzung (O2-Mangel) - Tätigkeit aerober Bakterien gemindert - Akkumulation von Pflanzenresten - anerobe Standorte (semiterrestrisch-Moore) - Verbrauch des O2 in der Substanz - Teilprozess: Humifizierung ( Huminstoffe)

12 Inkohlung Vertorfung: - Zellulose: Kohlenhydrat mir Beta-D-Glucose als Grundbaustein; wird abgebaut - Lignin: „Verholzung“, widerstandsfähig Quelle: (AG Geologie)

13 Inkohlung Vertorfung: Huminstoffe - stabil, braun bis schwarz gefärbt - 3 Hauptstoffgruppen: Fulvosäuren, Huminsäuren und Humine - Träger kennzeichnender Eigenschaften der Kohle (Farbe, Braunkohlegeruch, Hygroskopizität)

14 Inkohlung Neben Vertorfung: Sapropelbildung - =„Faulschlamm“: subhydrische Humusform - insbes. aus Wachs, Sporen und Harzen - allochthon  bildet „Bitumen-Kohlen“ - aber: über 80% der Kohlen Humuskohlen (Vertorfung)

15 Inkohlung Die Moore: - Ausdehnung (vgl. autochthon) - vertikale Mächtigkeit - Zeitfaktor: 30-40k Jahre für die Bildung der organ. Substanz für ein 10m Flöz - Beispiel: Kohlerevier Weststeiermark (GKB)

16 Inkohlung Revier der GKB: - vor 20 Mio. a: alpidische Gebirgsbildung endet – Alpen gehoben; Wasser dringt nur noch in die randlichen Buchten ein; Trennung Festland-Meer  Süßwasserkreislauf - in den Becken: ausgedehnte Moore und Sümpfe (ungestörte Bildung); bei konstantem Wasserspiegel  Senkungsvorgänge !!!

17 Inkohlung Computermodell Weststeiermark:

18 Inkohlung Geochemische Inkohlung:  Druck und Temperatur
Überdeckung (Sedimentation) führt zu Entwässerung (Druck) C-Gehalt steigt, Wassergehalt sinkt, Heizwert steigt

19 Inkohlung Weichbraunkohle: - H2O-Gehalt: 20-50% (grubenfeucht)
Hartbraunkohle Weichbraunkohle: - H2O-Gehalt: 20-50% (grubenfeucht) Hartbraunkohle: - H2O-Gehalt geringer (-1%/100m) - „Homogenisierter“ - stärker verfestigt

20 Braunkohlen Gelbbraun bis schwarzbraun (abfärbend) Hoher Wassergehalt
Locker/zerreiblich bis verfestigt mit muscheligem Bruch C: 65-80%; O: 17-28% Gemeine Braunkohle(erdige BK), Schwelkohle (bituminöse Stoffe), Lignit

21 Braunkohlen Beispiel Revier GKB: Grundflöz: wertvollste Kohle

22 Inkohlung Geochemische Inkohlung zu Steinkohle: - tiefere Versenkung Qualität + mit vertikal. Tiefe - Druck (Überdeckung, tekt. Deformation): Faltung: höherwertigere Kohlen - Temperatur Bedeutung von Eruptivgesteinen

23 Steinkohle Schwarz mit erhöhtem Glanz
Stark verfestigt, höheres spez. Gewicht Geringer H2O Gehalt C: 80-90%; O: 4,5% Muttergestein des Erdgas !

24 Entstehung - Zusammenfassung
Quelle: Press/Siever, 1995

25 Förderung Tagebau – Tiefbau: - Tagebau: geringe Deckschicht, bis zu 500m möglich, insbes. BK (vgl. Entstehung–Senkungsvorgänge) - Tiefbau: Teufe (Tiefenlage), Mächtigkeit, Beschaffenheit Deckgebirgsschichten, insbes. Steinkohle

26 Verarbeitung Trocknung bei BK:  Briketts
Kohlenchemie: Kohlehydrierung (=Kohleverflüssigung)  Benzin ! Kohlenentschwefelung: Schwefelanteil wird entzogen  Emission von Schwefeldioxid (SO2) vermindert

27 Quantifizierung Kohle: nicht erneuerbarer Rohstoff(Energiequelle)
Zentrale Fragen: - Wie viel ist vorhanden ? - Wie lange wird man auskommen ? Begriffe: Reserven / Ressourcen - Reserven: entdeckt, abbaubar (techn./jurist./wirtsch.) - Ressourcen: weltweite Gesamtmenge + nicht entdeckte

28 Quantifizierung Quelle: STAHL, 1998

29 Quantifizierung Schätzungen: 6,5 Billionen Tonnen Hauptförderer:
Quelle: BP, 1998

30 Quantifizierung Kohleförderung in EU: - England, Deutschland, Spanien - Österreich: Steinkohle: 0 (1999) Braunkohle: 1,054 Mio. t (1999) BRD: 161,282 Mio. t

31 Quantifizierung Auskommen (bei gleichbleibendem Energieverbrauch, bezogen auf Reserven): Quelle: STAHL, 1998

32 Verbreitung Quelle: Press/Siever, 1995

33 Wirtschaftliche Bedeutung
Industrielle Revolution: Kohle als wichtigster Energieträger Gegenwart.: Verdrängung durch Öl, Gas, Kernenergie und erneuerbaren Energieträgern 91% Anteil der fossilen nicht erneuerbaren Brennstoffe, davon 27% Kohle Quelle: BP, 1998

34 Wirtschaftliche Bedeutung
Abnehmer: - E-Wirtschaft (37-45% aus Kohle) Deutschland: >90% der BK in Verstromung - Schwerindustrie (Eisen/Stahl)

35 Wirtschaftliche Bedeutung
Welthandel - BK kaum im Welthandel – ortsnahe Verwendung (s. Eigenschaften - H2O-Gehalt) - Insgesamt: nur 10% der weltweit geförderten Kohle wird weltweit gehandelt

36 Wirtschaftliche Bedeutung
Arbeitsmarkt: Beispiel Deutschland Datenquelle: Verband der dt. Kohlewirtschaft

37 Wirtschaftliche Bedeutung
Datenquelle: Verband der dt. Kohlewirtschaft

38 Schriftl. Fassung Powerpoint-Präsentation Zusammenfassung sind im Internet unter abrufbar !!!