Braunkohle


Braunkohle (früher auch Turff genannt) ist ein bräunlich-schwarzes, meist lockeres Sedimentgestein, das durch Druck und Luftabschluß (Hydrothermale Karbonisierung = industrietechnisches Verfahren oder Inkohlung = natürliches Verfahren) von organischen Substanzen entstand. Braunkohle ist ein fossiler Brennstoff, der zur Energieerzeugung verwendet wird. Braunkohle besitzt etwa 1/3 der Energiedichte von Steinkohle.[1]

Inhaltsverzeichnis

Entstehung

Baumstümpfe in der Braunkohle durch die nicht ganz durchlaufene Inkohlung

Hauptentstehungszeit der Braunkohle ist in Deutschland das Tertiär. In anderen Ländern kann Kohle in wesentlich älteren Formationen angetroffen werden, die in ihren physikalischen und chemischen Eigenschaften der Braunkohle ähneln (Alpentäler, Alpenvorland).[2]

Wie bei der Steinkohle spielt auch hier das organische Material abgestorbener Bäume, Sträucher und Gräser eine Rolle, welches nach der Überdeckung mit verschiedensten Sedimenten unter Druck und Luftabschluss den geochemischen Prozess der Inkohlung durchlief.

Da Braunkohle meist in einem jüngeren Erdzeitalter entstanden ist und dadurch noch nicht die komplette Inkohlungsreihe „durchlaufen“ hat, unterscheidet sie sich qualitativ von der Steinkohle; zum Beispiel durch einen höheren Schwefelgehalt und eine grobere, lockerere und porösere Grundmasse, in der manchmal aber auch große Stubbenhorizonte (mitunter ganze Baumstümpfe, siehe nebenstehendes Bild) zu finden sind.

Chemische Zusammensetzung

Bei asche- und wasserfreier Kohle kann von Braunkohle gesprochen werden, wenn der Kohlenstoffgehalt zwischen 58 und 73 %, der Sauerstoffanteil zwischen 21 und 36 % und der Wasserstoffanteil zwischen 4,5 und 8,5 % beträgt.[2] Neben geringen Anteilen diverser Spurenelemente kann der Schwefelgehalt von Braunkohle bis zu 3 % betragen.

Einteilung

Über die äußeren Eigenschaften der Braunkohle wird diese in:

eingeteilt.

Eine weitere Einteilung erfolgt durch ihre petrografischen und technologischen Eigenschaften. Diese sind:

Vorräte

Die weltweit zu gegenwärtigen Preisen förderfähigen Reserven wurden im Jahre 2006 von der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) auf 283,2 Milliarden Tonnen Braunkohle geschätzt. Davon entfielen 32,3 Prozent (91,6 Milliarden Tonnen) auf Russland, 14,4 Prozent (40,8 Milliarden Tonnen) auf Deutschland und 13,3 Prozent (37,7 Milliarden Tonnen) auf Australien. Bei gleich bleibender Förderung (966,8 Millionen Tonnen im Jahre 2006) könnte der Bedarf noch für etwa 293 Jahre gedeckt werden.

In Deutschland würden die Vorräte, die nach Angaben der BGR zu gegenwärtigen Preisen und mit dem Stand der heutigen Technologie gewinnbar sind, bei konstanter Förderung (176,3 Millionen Tonnen im Jahre 2006) noch für 231 Jahre ausreichen. Die Braunkohleressourcen betrugen 2006 in Deutschland 35,2 Milliarden Tonnen. Als Ressourcen wird die nachgewiesene Menge der Rohstoffe definiert, die derzeit technisch und/oder wirtschaftlich nicht gewonnen werden kann, sowie die nicht nachgewiesene, aber geologisch mögliche, zukünftig gewinnbare Menge einer Rohstoff-Lagerstätte.[3]

Förderung

Braunkohletagebau Hambach

Weltweit wurden 2006 etwa 966,8 Millionen Tonnen Braunkohle gefördert. Deutschland (18,2 Prozent), die Volksrepublik China (10,3 Prozent), die USA (7,9 Prozent), Russland (7,7 Prozent), und Australien (7,2 Prozent) fördern davon etwa die Hälfte. Weitere große Abbaugebiete von Braunkohle in Europa befinden sich in Griechenland, Polen und Tschechien.

In Deutschland gibt es drei große Braunkohle-Reviere: das Rheinische Braunkohlenrevier in der Niederrheinischen Bucht, das Mitteldeutsche Braunkohlenrevier (siehe auch: Mitteldeutsche Straße der Braunkohle) und das Lausitzer Revier. Daneben existieren noch kleinere Förderstätten im Helmstedter Braunkohlerevier. Weitere kleinere Reviere (Borken, Oberpfalz, ...) sind inzwischen ausgekohlt.

Das größte deutsche Braunkohleunternehmen ist die RWE Power AG (vormals RWE Rheinbraun AG) mit Sitz in Essen und Köln.

Förderung von Braunkohle (2006)
Rang Land Förderung
(in Mio. t)		 Rang Land Förderung
(in Mio. t)
1 Deutschland 176,3 11 Rumänien 33,5
2 China 100,0 12 Indien 32,0
3 USA 76,0 13 Bulgarien 24,0
4 Russland 74,8 14 Thailand 21,0
5 Australien 70,0 15 Mexiko 12,3
6 Griechenland 63,8 16 Kanada 12,0
7 Türkei 62,0 17 Ungarn 9,1
8 Polen 61,0 18 Nordkorea 8,4
9 Tschechien 48,6 19 Spanien 7,1
10 Serbien 42,0 20 Bosnien und Herzegowina 6,0

Quelle: Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe[3]

Für eine ausführlichere Tabelle der Produktionsländer siehe Kohle/Tabellen und Grafiken. Mit bis zu 300 Millionen Tonnen jährliche Förderung lag die DDR bis Ende der 1980er Jahre weltweit an der Spitze der Produktionsländer.

Verarbeitung

Union-Brikett der RWE Power AG

Die Sorten mit einem hohen Anteil flüchtiger Bestandteile lassen sich in Kokereien zu Braunkohlenkoks verarbeiten. Je nach Temperatur des Verfahrens erhält man Schwel- oder Grudekoks. Braunkohlenkoks wird in erster Linie im großtechnischen Maße zur Filtration verwendet, wobei das Material die im Labormaßstab übliche Aktivkohle aus Holz ersetzt. Darüber hinaus wird Rohbraunkohle in Kohleveredlungsbetrieben durch Zerkleinerung, Trocknung und Formung zu verschiedenen Festbrennstoffen (Briketts, Braunkohlenstaub, Wirbelschichtbraunkohle) weiterverarbeitet.

In Deutschland werden Braunkohlebriketts durch die RWE Power AG und die Mitteldeutsche Braunkohlengesellschaft hergestellt. Die Briketts der RWE Power AG werden unter dem Namen Union-Brikett und die der Mitteldeutsche Braunkohlengesellschaft unter dem Namen Rekord-Brikett vermarktet.

Nutzung

Das Kraftwerk Buschhaus bei Helmstedt verfeuert Salzkohle

Braunkohle wird heute - gemahlen und getrocknet - überwiegend als Brennstoff für die Stromerzeugung genutzt und ist bis zu 35% an der Primärenergieerzeugung der Bundesrepublik Deutschland beteiligt. Der Anteil der Jahresförderung, der zu einer Reihe weiterer Produkte (z. B. Briketts) veredelt wird, steigt derzeit und liegt bei etwa 10%.

Umweltprobleme

Die Gewinnung und Verarbeitung von Braunkohle verursacht tiefgreifende Eingriffe in die Ökologie der Bergbaureviere und den Verarbeitungsorten der Braunkohle (z.B. Kraftwerke, Kokereien). Daher ist es Aufgabe der Menschen dafür Sorge zu tragen, dass die anthropogenen Einflüsse durch vorausschauende Umweltplanung minimiert werden. Dies führt zur Forderung, dass eine schonende Nutzung der energetischen und biologischen Ressourcen zu erfolgen hat.[4]

Gewinnung

Braunkohleflöz im Tagebau Hambach

Braunkohle in nennenswerten Mengen wird heute in Europa ausschließlich im Tagebau abgebaut. Die Gewinnung von Braunkohle im Tagebau ist mit einem immensen Flächenverbrauch verbunden. Um Lagerstätten, entsprechend dem Deutschen Bergrecht, möglichst vollständig hereingewinnen zu können, werden ganze Dörfer umgesiedelt, was zu Konflikten mit der Bevölkerung führen kann (siehe auch Liste abgebaggerter Ortschaften).

Braunkohletagebau Schleenhain bei Heuersdorf/Sachsen

Ökologisch wertvolle Gebiete werden zerstört und nach Inanspruchnahme durch den Bergbaubetrieb wieder rekultiviert. Beispiele für diese Rekultivierung sind das Leipziger Neuseenland und die Brühler Seenplatte.

Flöze von geringer Mächtigkeit wurden früher auch teilweise im Untertagebau gefördert, wie beispielsweise während der Energiekrise nach dem Ersten Weltkrieg bis 1923 in den Harburger Bergen bei Hamburg. Dennoch war auch dort die Gewinnung nicht ohne negative Folgen für die Umwelt. Durch die bei der Auswaschung der geförderten Braunkohlensande anfallenden Abwässer verschmutzten die Trinkwasservorkommen in der näheren Umgebung teils bis zur Unbrauchbarkeit.[5]

Luftverschmutzung

Wasserdampfschwaden aus den Kühltürmen des Braunkohlekraftwerks Niederaußem bei Köln

Bei der Verfeuerung von Braunkohle entsteht zwangsläufig klimaveränderndes Kohlenstoffdioxid. Kohlenstoffdioxid wird seit Bestehen der Erde in einem Kreislauf durch natürliche Quellen wie Vulkane freigesetzt und beispielsweise in Form von Kalkstein oder eben Kohle wieder gebunden. Braunkohlekraftwerke, wie alle auf fossilen Energiequellen basierende Kraftwerke, geben den im Brennstoff gespeicherten Kohlenstoff bei der Verbrennung in Form von Kohlenstoffdioxid in die Atmosphäre ab.

CO2-emissionsarme Pilotanlage Kraftwerk Schwarze Pumpe

Da der im Brennstoff enthaltene Kohlenstoff zur Energieumwandlung bei optimaler Verbrennung in Kohlenstoffdioxid umgewandelt wird, kann bei derartigen Kraftwerken die Kohlenstoffdioxidfreisetzung prinzipbedingt nicht verhindert werden, sondern vorerst nur durch einen besseren Wirkungsgrad der Kraftwerke und dadurch geringeren Kohleverbrauch reduziert werden.

Die vorgeschlagene und projektierte Abscheidung des CO2 in sogenannten "kohlenstoffdioxidfreien" Kraftwerken ist mit technischem und energetischem Aufwand verbunden, was somit neben zusätzlichen Kosten den Wirkungsgrad verringert und letztlich den Verbrauch an Kohle für die gleiche Nutzenergiemenge erhöht. Im brandenburgischen Schwarze Pumpe hat der Energiekonzern Vattenfall im Mai 2006 mit dem Bau des weltweit ersten Braunkohlekraftwerks begonnen, bei dem Kohlenstoffdioxid abgeschieden wird. Damit wird dieses nur teilweise an die Atmosphäre abgegeben. Nach der Abtrennung soll das Kohlenstoffdioxid in einer Erdgaslagerstätte unterirdisch eingelagert werden.

Bei der Rauchgasentschwefelung in den Braunkohlekraftwerken fallen weiterhin als Nebenprodukt große Mengen an Gips an, der vor allem von der Bauindustrie weiter verwendet wird.

Siehe auch

Literatur

  • Hans-Georg Schäfer: Ursprung und Entwicklung der thermischen Veredlung der Braunkohle. In: Chemiker-Zeitung. 115(1), 1991, ISSN 0009-2894, S. 19 - 24.
  • Wirtschaftsvereinigung Bergbau (Hrsg.): Das Bergbau Handbuch. 5. Auflage. Verlag Glückauf GmbH, Essen 1994, ISBN 3-7739-0567-X.
  • Prof. Dr.-Ing. Friedrich H. Franke, PD Dr.-Ing. Klaus J. Gunstermann, Dr. rer.nat. Michael J. Paersch (Hrsg.): Kohle und Umwelt. In: bergbau rohstoffe energie. 1. Auflage. 26. Band, Verlag Glückauf GmbH, Essen 1989, ISBN 3-7739-0518-1.

Einzelnachweise

  1. ↑ Vergleich des Heizwertes verschiedener Brennstoffe
  2. ↑ a b c Wirtschaftsvereinigung Bergbau (Hrsg.): Braunkohle. In: Das Bergbau Handbuch. 5. Auflage. Verlag Glückauf GmbH, Essen 1994, ISBN 3-7739-0567-X, S. 181.
  3. ↑ a b Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) (Hrsg.): Ressourcen und Verfügbarkeit von Energierohstoffen 2006. (PDF 1.3MB, abgerufen am 19. Dezember 2008).
  4. ↑ Prof. Dr.-Ing. Friedrich H. Franke, PD Dr.-Ing. Klaus J. Gunstermann, Dr. rer.nat. Michael J. Paersch (Hrsg.): Kohle und Umwelt. Umweltplanung, Ökologie. In: bergbau rohstoffe energie. 1. Auflage. 26. Band, Verlag Glückauf GmbH, Essen 1989, ISBN 3-7739-0518-1, S. 15f..
  5. ↑ lostplaces.de: Ein Braunkohle-Bergwerk bei Hamburg - Robertshall

Weblinks

Wiktionary Wiktionary: Kohle – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen und Grammatik
Commons Commons: Braunkohle – Sammlung von Bildern und/oder Videos und Audiodateien






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