Fossile Energie
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Fossile Energie wird aus fossilen Brennstoffen gewonnen, die wie Braunkohle, Steinkohle, Torf, Erdgas und Erdöl in geologischer Vorzeit aus Abbaubauproukten von toten Pflanzen und Tieren entstanden sind.
Diese fossilen Energieträger basieren auf dem Kohlenstoffkreislauf und ermöglichen damit (Sonnen)energie vergangener Zeiten zu speichern und heute zu verwerten. Nach internationalen Schätzungen[1] werden 2030 etwa 90% des weltweiten Energiebedarfs aus fossilen Quellen gedeckt werden (im Jahr 2005 waren es 81%[2]).
Biomasse wird hingegen aus Holz und weiteren neuzeitlichen organischen Abfällen und Überresten gewonnen. Die technische Erschließung von fossilen Brennstoffen im 18. und 19. Jahrhundert schuf die Voraussetzungen für die Industrielle Revolution.
Die aufgeführten fossilen Brennstoffe basieren auf organischen Kohlenstoff-Verbindungen. Bei der Verbrennung mit Sauerstoff wird daher Energie in Form von Wärme und Kohlenstoffdioxid freigesetzt. Je nach Zusammensetzung und Reinheit des fossilen Brennstoffes resultieren auch andere chemische Verbindungen wie Stickstoffoxide und Ruß sowie unterschiedlich feine Stäube.
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Vorräte
Die in der Erde lagernden Vorräte an fossilen Brennstoffen (Fossile Energieträger), die nachgewiesen, sicher verfügbar und mit heutiger Technik wirtschaftlich gewinnbar sind, bezeichnet man als Energiereserven. Gleichbleibenden Energiebedarf und gleichbleibende Nutzung unterstellt, reichen die derzeit bekannten Welt-Energiereserven an Erdöl und Erdgas 43 bzw. 66 Jahre und bei Kohle circa 170 Jahre.
Energieressourcen: Neben den Energiereserven gibt es nachgewiesene und vermutete Vorräte von Energieträgern (so genannte Energieressourcen), die jedoch derzeit aus technischen und/oder wirtschaftlichen Gründen noch nicht gewinnbar sind.
Die Reserven der fossilen Brennstoffe reichen wohl maximal noch etwa 200 Jahre. Beim Erdöl war die statische Reichweite 1919 nur noch etwa 20 Jahre und ist seither auf immer etwa 35-40 Jahre gestiegen, da neue Verkommen und verbesserte Abbaumaßnahmen hinzukamen.
Die Versorgungslücke muss entsprechend gedeckt werden, durch geringeren Verbrauch und Alternativen, etwa Erneuerbare Energien.
Erdöl und Erdgas
Abgestorbene Kleinlebewesen wurden auf dem Meeresgrund in einer Schlammschicht luftdicht eingeschlossen und von anderen Erdschichten überlagert, so dass im Laufe der Zeit (von etwa 500 Millionen Jahren) eine isolierte Schicht entstand.
Erdöl ist ein in der Erdkruste eingelagertes, hauptsächlich aus Kohlenwasserstoffen (unter anderen auch Methan) bestehendes lipophiles Stoffgemisch.
Das eventuell noch vorhandene Meerwasser verdunstet oder wird vom Sediment aufgenommen, während weitere Schichten abgelagert werden. Da die Kohlenwasserstoffe leichter sind als aufgelagerte Erd- und Gesteinsschichten, steigen sie darin hoch und sammeln sich unter undurchlässigen Erdschichten, wobei die gasförmigen Kohlenwasserstoffe in der Regel als Erdgas über dem flüssigen Erdöl eingeschlossen sind.
Rohes Erdöl (Rohöl) stellt mit mehr als 17.000 Bestandteilen eine der komplexesten Mischungen an organischen Stoffen dar, die natürlicherweise auf der Erde vorkommen
Kohle und Torf
Kohle Kohle (von altgerm. kolo = „Kohle“) ist ein schwarzes oder bräunlich-schwarzes, festes Sedimentgestein, das durch Carbonisierung von Pflanzenresten (Inkohlung) entstand und zu mehr als 50 Prozent des Gewichtes und mehr als 70 Prozent des Volumens aus Kohlenstoff besteht. Die Steinkohle wird auch "Schwarzes Gold" genannt. Kohle ist eine Energiequelle und wird vom Menschen als fossiler Brennstoff verwendet. Kohle entstand aus pflanzlichen Überresten, die unter Luftabschluss – z.B. am Grund von Sümpfen und Mooren - nicht verwesen konnten und später großem Druck und Wärme ausgesetzt waren.
Als hochwertigste Kohle gilt die Steinkohle, da diese sehr dicht und rein ist, das heißt, hauptsächlich aus Kohlenstoff besteht. Der Brennwert der Steinkohle ist entsprechend groß. Weniger hochwertig ist die Braunkohle, die weniger verdichtet ist und größere Schwefel-Anteile enthält; ihr Brennwert ist deutlich geringer.
Faktoren der Verfügbarkeit fossiler Energiereserven
- Größe der Energiereserve
- Effektivität bei der Nutzbarkeit der Energie
- Umfang des Verbrauchs
- Ausweichen auf regenerative Ressourcen
Der Gegenbegriff zu fossiler Energie ist Erneuerbare Energie, sich laufend erneuernden energetischen Prozessen entnommen wird. Hierzu gehören die Nutzung der Windenergie, der Sonneneinstrahlung (Sonnenkollektoren und Solarzellen), der Gewässerströmungen oder die Nutzung von Biomasse.Gezeiten und Erdwärme werden ebenfalls unter der Rubrik geführt.
Vor- und Nachteile fossiler Brennstoffe
Kohle
Vorteile:
- Aufgrund ihrer Lage dicht unter der Erdoberfläche läßt sie sich leicht und billig abbauen.
Nachteile:
- Da sie einen sehr hohen Schwefelgehalt hat, läßt sie sich nicht so sauber verbrennen und trägt dadurch erheblich zur Umweltverschmutzung bei.
- Der Kohlenabbau im Tagebau greift tief in das Leben der Bewohner dieses Gebietes ein. Die Kohleflöze dehnen sich über viele Quadratkilometer aus, wo Dörfer, Straßen und Höfe liegen. Sie müssen dem langsam vorrückenden Tagebau weichen.
- Wegen ihrer bröseligen Beschaffenheit sowie des hohen Wassergehalts, wie auch auf Grund des immer ungünstiger werdenden Verhältnisses von Abraum zu Braunkohle fallen die Transportkosten immer stärker ins Gewicht, so daß rohe Braunkohle nur in ortsnahen Kraftwerken verfeuert wird.
- Braunkohle hat einen bedeutend niedrigeren Brennwert als Steinkohle
Erdöl
Vorteile:
- Öl liefert uns eine Anzahl unterschiedlicher Kraftstoffe, von denen jeder für die moderne Zivilisation von Bedeutung ist.
- Öl ist im Vergleich zur Kohle ein besserer und wirkungsvollerer Brennstoff, da es bei höheren Temperaturen verbrennt. Man braucht weniger Öl als Kohle, um die selbe Hitze zu erzeugen.
- Öl ist außerdem ein bequemerer Brennstoff als Kohle. Da wegen des höheren Wirkungsgrades des Öls geringere Mengen gebraucht werden, muß auch weniger Öl transportiert werden.
- Zudem verursacht Öl eine geringere Luftverschmutzung als Kohle, da es sauberer verbrennt.
Nachteile:
- Die Erdölvorräte unserer Erde sind begrenzt und sie können nicht erneuert werden. Sie werden also in absehbarer Zeit erschöpft sein.
- Die Erdölförderländer sind enorm reich und mächtig geworden; sie können die Preise bestimmen und die Fördermengen festlegen. Auf diese Weise üben sie einen großen Einfluß auf Wirtschaft und Politik aus.
- Es sind sehr umfangreiche und kostspielige Untersuchungen notwendig, um neue Ölquellen aufzuspüren. Selbst auf Ölfeldern, auf denen bereits gebohrt wird, können sich vier von fünf Bohrlöcher als trocken erweisen.
- Verwerfungen und Schichten aus nichtbohrbarem Gestein verursachen weit schwierigere Probleme als die Tiefe.
- Umweltbelastungen: Es kommt immer wieder zu Öltankernunfällen, bei denen Tausende von Tonnen Öl ins Meer fließen. Auch Raffinerien verursachen große Probleme. Durch die Entschwefelung des Öls gelangt gefährliches Schwefeldioxid in die Atmosphäre. Zudem werden Flüsse und Seen von den Abwässern der Raffinerien geschädigt.
Erdgas
Vorteile:
- Gas wird immer mehr Kohle und Erdöl vorgezogen, weil es einen hohen Wirkungsgrad hat, ohne Rückstände verbrennt und jederzeit an- und ausgestellt werden kann. Es gilt als umweltfreundlicher, "sauberer" Brennstoff der Zukunft. Es kann für viele Zwecke eingesetzt werden und ist ein wichtiger Rohstoff für die Herstellung vieler Produkte.
Nachteile:
- Bevor Gas transportiert werden kann, muß sein Volumen durch Kompression und Kühlung reduziert werden.
- Es besteht die Gefahr der Gasexplosion
Quellen
- ↑ Jahresbericht Steinkohle 2007, S. 50f.
- ↑ Internationale Energieagentur: Key World Energy Statistics 2007, S. 6
