Fossile Energie

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Weltweiter Energieverbrauch nach Energiearten 2013 (nur kommerziell gehandelte Energie)
Stromerzeugung aus fossilen Brennstoffen in Deutschland 2010 – 2014[1]

Fossile Energie wird aus Brennstoffen gewonnen, die in geologischer Vorzeit aus Abbauprodukten von toten Pflanzen und Tieren entstanden sind. Dazu gehören Braunkohle, Steinkohle, Torf, Erdgas und Erdöl. Man nennt diese Energiequellen fossile Energiequellen oder fossile Brennstoffe (zur Bezeichnung siehe Fossil). Dagegen wird Biomasse aus Holz und weiteren neuzeitlichen organischen Abfällen und Überresten gewonnen.

Fossile Energieträger basieren auf dem Kohlenstoffkreislauf und ermöglichen damit gespeicherte (Sonnen)energie vergangener Zeiten heute zu verwerten. Die technische Erschließung von fossilen Brennstoffen, zunächst fast ausschließlich Kohle, ermöglichte das kontinuierliche Wirtschaftswachstum seit der Industriellen Revolution.[2] Im Jahr 2005 wurden 81 % des weltweiten Energiebedarfs aus fossilen Quellen gedeckt.[3]

Der Energiegehalt der aufgeführten fossilen Brennstoffe basiert auf dem Kohlenstoff-Gehalt. Bei der Verbrennung mit Sauerstoff wird Energie in Form von Wärme und Kohlenstoffdioxid freigesetzt. Daher ist die Verbrennung fossiler Energieträger sowohl lokal wie auch global „in hohem Maße umweltbelastend“.[4] Fossile Energieträger sind wichtige Mitverursacher der globalen Erwärmung.[5] Je nach Zusammensetzung und Reinheit des fossilen Brennstoffes entstehen auch andere chemische Verbindungen wie Stickstoffoxide und Ruß sowie unterschiedlich feine Stäube.

Der Gegenbegriff zu fossiler Energie ist erneuerbare Energie. Sie wird energetischen Prozessen entnommen, die sich laufend erneuern. Zu den erneuerbaren Energien gehört vor allem die Nutzung der Windenergie, der Sonneneinstrahlung (Sonnenkollektoren und Solarzellen) und der Gewässerströmungen und die energetische Verwertung von Biomasse, aber auch die Nutzung der Gezeiten und der Erdwärme.

Vorräte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

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 an Kohle circa 170 Jahre. Allerdings geht die Internationale Energieagentur davon aus, dass sich der weltweite Primärenergiebedarf zwischen 2008 und 2035 um 36 % erhöhen wird, jedoch nur, wenn energiepolitische Maßnahmen wie die Steigerung der Energieeffizienz und der Ausbau der erneuerbaren Energien umgesetzt werden. In einem Vergleichszenario, das ohne diese Maßnahmen auskommt, liegt der Anstieg des Primärenergiebedarfs höher.[6] Faktoren für die Verfügbarkeit fossiler Energieträger sind u.a.:

  • Größe der Energiereserve
  • Effektivität bei der Nutzbarkeit der Energie
  • Umfang des Verbrauchs
  • Ausweichen auf regenerative Ressourcen

Neben den verfügbaren 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 etwa 35 bis 40 Jahre gestiegen, da neue Vorkommen und verbesserte Abbaumaßnahmen hinzukamen. Ein wichtiger Faktor ist neben der Reichweite der Zeitpunkt, an dem die Förderung nicht mehr gesteigert werden kann, sondern zurückzugehen beginnt (Globales Ölfördermaximum). Da sich dadurch das Verhältnis von Angebot und Nachfrage verändert, kann dies stark steigende Preise zur Folge haben. Die Versorgungslücke kann durch geringeren Verbrauch und Alternativen wie Erneuerbare Energien oder Kernenergie gedeckt werden.

Um gravierende Konsequenzen der Globalen Erwärmung zu vermeiden, sollen die heute bekannten fossilen Energiereserven nur noch teilweise genutzt werden. Soll das Zwei-Grad-Ziel mit einer Wahrscheinlichkeit von mehr als 50 % erreicht werden, dürfen im Zeitraum 2011 bis 2050 nach Daten des IPCC maximal zwischen 870 und 1.240 Gigatonnen (Mrd. Tonnen) Kohlenstoffdioxid freigesetzt werden. Umgerechnet auf die Reserven bedeutet dies, dass im globalen Kontext etwa ein Drittel der Ölreserven, die Hälfte der Erdgasreserven und mehr als 80 % der Kohlereserven nicht verbrannt werden dürfen.[7] Bei der Beibehaltung der gegenwärtigen Emissionen wäre das noch verbleibende Kohlenstoffbudget in 20-30 Jahren aufgebraucht.[8] Ein komplettes Verbrennen der fossilen Energieressourcen, die konservativ auf 5 Billionen Tonnen Kohlenstoff geschätzt werden, würde hingegen zu einem weltweiten Temperaturanstieg von ca. 6,4 bis 9,5°C führen, was sehr starke negative Auswirkungen auf Ökosysteme, menschliche Gesundheit, Landwirtschaft, die Wirtschaft usw. hätte.[9] Seit Beginn der Industrialisierung bis 2015 wurden bereits ca. 530 Mrd. Tonnen Kohlenstoff durch fossile Energieträger freigesetzt, von denen etwa knapp die Hälfte in der Atmosphäre verblieb und jeweils gut ein Viertel von Ozeanen und Landökosystemen aufgenommen wurde.[10]

Fossile Energieträger[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Kohlenwasserstoffe[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Erdöl[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Hauptartikel: Erdöl

Erdöl ist ein in der Erdkruste eingelagertes, hauptsächlich aus langkettigen Kohlenwasserstoffen bestehendes homogenes und lipophiles Stoffgemisch. Es entstand aus abgestorbenen Kleinstlebewesen (mehrheitlich einzelligen Algen), die auf dem Meeresgrund in sauerstofffreiem Wasser als an organischen Verbindungen angereicherter Schlamm abgelagert wurden. Weil die Umwelt in geologischen Zeiträumen teils drastischen Änderungen unterworfen ist, stoppte irgendwann die Sedimentation der Algenschlämme und diese wurden von anderen Sedimenten überlagert.

Der Auflastdruck der überlagernden Sedimentschichten sorgte für eine Kompaktion des Schlammes zu einem feinkörnigen Sedimentgestein. Durch kontinuierliche Absenkung der regionalen Erdkruste – diese ermöglichte erst die Ablagerung weiterer Schichten auf dem Schlamm – gelangte das organikreiche Gestein in zunehmend tiefere Krustenbereiche. Dort herrschten infolge des geothermischen Gradienten erhöhte Temperaturen. Unter diesen Bedingungen wurden die festen organischen Verbindungen im Gestein allmählich in flüssige und gasförmige Kohlenwasserstoffe umgewandelt. Da diese Kohlenwasserstoffe relativ mobil sind und zudem eine geringere Dichte haben als das sie umgebende Gestein, wanderten sie in durchlässigem Gestein in Richtung Erdoberfläche. Dort, wo undurchlässige Gesteinsschichten den Aufstieg wirksam behinderten, sammelten sie sich im durchlässigen Gestein an und bildeten Lagerstätten, wobei sich die gasförmigen Kohlenwasserstoffe (hauptsächlich Methan) in der Regel als Erdgas über dem flüssigen Erdöl anreicherten.

Unbehandeltes Erdöl (Rohöl) stellt mit mehr als 17.000 Bestandteilen eine der komplexesten Mischungen an organischen Verbindungen dar, die natürlicherweise auf der Erde vorkommen. Die Nutzungsmöglichkeiten von Erdöl sind sehr vielfältig: Neben der Verbrennung für Heizzwecke und im Verkehr ist es Ausgangspunkt der Petrochemie und damit einer der wichtigen Industrierohstoffe.

Erdgas[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Hauptartikel: Erdgas

Erdgas entstand ähnlich wie Erdöl und tritt häufig mit diesem vergesellschaftet auf. Es besteht vor allem aus Methan, die genaue Zusammensetzung schwankt jedoch. Erdgas verbrennt sauberer und klimaschonender als andere fossile Brennstoffe, ist aufgrund des hohen Methananteils unverbrannt aber ein starkes Treibhausgas. Genutzt wird es insbesondere für die Wärmebereitstellung sowie zur Stromerzeugung, zudem wird es auch als Rohstoff für die chemische Industrie verwendet.

Kohle[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Hauptartikel: Steinkohle und Braunkohle

Kohle (von altgerm. kolo = „Kohle“) ist ein schwarzes oder bräunlich-schwarzes, festes biogenes Sedimentgestein, das zu mehr als 50 Prozent des Gewichtes und mehr als 70 Prozent seines Volumens aus Kohlenstoff besteht. Steinkohle wird wie Erdöl auch Schwarzes Gold genannt. Kohle ist eine Energiequelle und wird vom Menschen als fossiler Brennstoff verwendet. Sie entsteht aus pflanzlichen Überresten, die unter Luftabschluss – z. B. am Grund von Sümpfen und Mooren - verrottet und später extremem Druck und Hitze ausgesetzt sind.

Als hochwertigste Kohle gilt die Steinkohle, da diese sehr dicht und rein ist, das heißt, sehr wenig Fremdstoffe enthält. Der Brennwert der Steinkohle ist dementsprechend groß. Minderwertiger ist die Braunkohle, die schwächer verdichtet ist und einen größeren Schwefelanteil enthält; ihr Brennwert ist deutlich geringer, daher ist die Verbrennung von Braunkohle die kohlendioxidintensivste Art der Stromerzeugung.[11]

Kohle war der erste in größerem Stil eingesetzte fossile Energieträger. Seine Nutzung kam beginnend ab dem 16. Jahrhundert in England auf, allerdings stellte Kohle noch bis zur Mitte des 19. Jahrhunderts nur einen kleinen Bruchteil der in Europa konsumierten Energie. Anschließend stieg ihr relativer Anteil am Energiemix bis zur Mitte des 20. Jahrhunderts stark an[12], um dann später von Öl- und Gas wieder etwas zurückgedrängt zu werden.

Torf[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Hauptartikel: Torf

Torf stellt die erste Stufe der Inkohlung dar. Er entsteht unter Luftabschluss in oberflächennahen und trockenfallenden Gewässern. Er ist in getrocknetem Zustand leicht brennbar. Daher wird er häufig in Mooren abgebaut, was Ökologen kritisch sehen. Als Brennstoff wurde Torf vor allem mit Beginn der Industrialisierung eingesetzt. Um 1880 wurde Torf auch zur Feuerung in der Eisen- und Stahlindustrie verwendet. Seit Beginn des 20. Jahrhunderts betreiben einige Länder, vor allem in Mitteleuropa bis Ende der 1970er Jahre, größere Torfkraftwerke. Finnland nutzt weltweit mit 51 Prozent den höchsten Anteil von Torf als Energieträger, wobei dieser zur Primärenergie des Landes 6-7 Prozent und mit 20 Prozent zum Treibhausgasausstoß beiträgt.[13]

Wirtschaftliche Rahmenbedingungen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Investitionen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

2012 wurden nach Angaben des Thinktanks Carbon Tracker unter Mitarbeit von Nicholas Stern weltweit ca. 674 Mrd. $ in die Suche neuer fossiler Energieträger investiert, etwa 1 % der weltweiten Wirtschaftsleistung.[14][15]

Investitionen verlagern sich zunehmend weg von fossilen Brennstoffen. Das aus diesem Sektor abgezogene Investitionsvolumen (sog. Divestment) hat sich im Jahr 2015 um den Faktor 50 erhöht, so die US-Beratungsfirma Arabella Advisors. Insbesondere Pensionsfonds und Privatinvestoren aus den USA, Großbritannien und Australien ziehen sich zurück. Die Investoren verweisen auf wirtschaftliche Risiken der Kohlenstoffnutzung und die höhere Wettbewerbsfähigkeit erneuerbarer Energien.[16]

Die Allianz-Versicherung, einer der größten Versicherer weltweit und einer der größten Investoren, hat im November 2015 angekündigt, künftig nicht mehr in Unternehmen zu investieren, die mehr als 30 Prozent ihres Umsatzes bzw. ihrer Energieerzeugung aus Kohle generieren.[17]

Norwegen hat entschieden, die Gelder seines Pensionsfonds, einer der weltweit größten Staatsfonds, nicht mehr in Kohlefirmen zu investieren. Der Versicherungskonzern Axa hat sich von Beteiligungen an Kohlekonzernen getrennt. Warren Buffett ist beim Ölkonzern Exxon ausgestiegen.[18]

Im Jahr 2015 wurden 329,3 Milliarden US-Dollar in erneuerbare Energien investiert und damit 4 Prozent mehr als im Vorjahr und dies trotz gesunkener Öl- und Gaspreise und trotz gesunkener Kosten für erneuerbare Energien. 2015 wurden 30 Prozent mehr Wind- und Solarleistung installiert als 2014.[19]

Im März 2016 trennte sich die Familie Rockefeller von ihren Anteilen an Firmen, die ihr Geschäft mit fossilen Brennstoffen machen. Dies betraf insbesondere Anteile am Exxon-Konzern. Auch von Beteiligungen im Bereich Kohle und Ölsand werde man sich schnell trennen. Ihre eigene Aussage lauten: „Es [ergibt] keinen Sinn [...] weiter in diese Unternehmen zu investieren, während die globale Gemeinschaft die Abkehr von fossilen Brennstoffen vorantreibt.“.[20]

Subventionen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

2011 wurden fossile Energien weltweit mit 523 Mrd. US-Dollar direkt subventioniert, während Erneuerbare Energien mit ca. 100 Mrd. Dollar gefördert wurden.[21] Die Subventionen für fossile Energien übersteigen die für erneuerbare Energien bei weitem (Stand 2014).[22] Unter Berücksichtigung ebenfalls anfallender externer Kosten beliefen sich die Subventionen fossiler Energien im Jahr 2013 auf 4,9 Billionen US-Dollar bzw. auf mehr als 150 $ pro Tonne Kohlenstoffdioxid.[23] Für 2014 werden die Subventionen bei Einberechnung der ökonomischen Kosten von Umwelt- und Gesundheitsschäden auf 5,3 Billionen US-Dollar geschätzt.[24]

Im Jahr 2010 wurden die fossilen Energien laut Internationaler Energieagentur weltweit mit insgesamt ca. 500 Mrd. Dollar subventioniert, womit die Subventionen um ca. 110 Mrd. Dollar gegenüber 2009 angestiegen waren (externe Kosten nicht berücksichtigt). Diese Subventionen wirken sich laut IEA negativ auf die ökonomische Leistungsfähigkeit der Staaten aus. So könne eine zielgerichtete Abschaffung der Subventionen große ökonomische wie ökologische Vorteile haben und die Energiesicherheit der einzelnen Staaten deutlich stärken.[25] Der Chefökonom der IEA, Fatih Birol, geht davon aus, dass mit einer Abschaffung dieser Subventionen bis 2015 pro Jahr die Emission von ca. 750 Millionen Tonnen Kohlendioxid eingespart werden könnte. Bis zum Jahr 2035 könnten möglicherweise bis zu 2,6 Mrd. Tonnen CO2-Ausstoß vermieden werden, was etwa der Hälfte der Einsparungen wäre, die nötig wären, um das international vereinbare 2-Grad-Ziel zu erreichen.[26]

Laut einer Studie des britischen Overseas Development Instituts subventionieren die führenden Industrie- und Schwellenländer die Erkundung von Ölvorkommen mit 71 Milliarden Euro pro Jahr - und untergraben damit ihre eigene Klimapolitik.[27]

Preisentwicklung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Gemäß World Trade Organisation (WTO) bezifferte sich im Jahr 2014 der Import von Brennstoffen auf weltweit 3.150 Milliarden US-Dollar. Dies schlägt sich insbesondere in den Handelsbilanzen von Schwellen- und Entwicklungsländern nieder. So verwendete Indien in 2014 ca. ein Viertel seiner Importausgaben für fossile Brennstoffe. Bei Pakistan belief sich der Anteil auf 30 Prozent, bei China auf 14 Prozent, bei Deutschland auf 9 Prozent.[28]

Preisentwicklung in Deutschland nach BDEW (Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft) in Euro/tSKE[29]
Jahr Importrohöl Importerdgas Erdgas (Industrie) Erdgas (Kraftwerke) Drittlandskohle (Kraftwerkskohle) Drittlandskohle (Kokskohle)
1995 65 61 118 99 39 42
1996 82 59 120 103 38 44
1997 88 70 130 109 42 51
1998 60 62 124 103 37 50
1999 83 53 118 105 34 47
2000 156 93 158 129 42 51
2001 141 123 202 159 53 60
2002 130 105 182 151 45  ? ·
2003 133 111 200 167 40 53
2004 151 105 194 176 55 61
2005 211 142 226 206 65 91
2006 260 191 273 220 62 104
2007 260 180 260 209 68 94
2008 348 237 324 252 112 142
2009 218 198 301 239 79 151
2010 297 185 281 222 85 160
2011 400 230 327 256 106  ?
2012 441 263 356 260 93  ?

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Energie Übersicht Energie Übersicht - Eine visuelle Überprüfung der Förder- und Verbrauchs Trends der Nationen; Daten aus der BP Statistical Review 2009. (deutsch, englisch)

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Strom-Report: Bruttostromerzeugung in Deutschland - Energiequellen im Vergleich Abgerufen am 28. Februar 2015
  2. Edward Anthony Wrigley, Energy and the English Industrial Revolution, Cambridge University Press 2010, S. 101.
  3. Internationale Energieagentur: Key World Energy Statistics 2007. S. 6.
  4. Valentin Crastan, Elektrische Energieversorgung 2, Berlin Heidelberg 2012, S. 5.
  5. Intergovernmental Panel on Climate Change (2007): IPCC Fourth Assessment Report - Working Group I Report on „The Physical Science Basis“.
  6. World Energy Outlook 2010 Zusammenfassung. Abgerufen am 22. September 2014 (PDF).
  7. Christophe McGlade, Paul Ekins, The geographical distribution of fossil fuels unused when limiting global warming to 2°C. Nature 517, (2015), 187-190, doi:10.1038/nature14016.
  8. Ottmar Edenhofer, Susanne Kadner, Jan Minx: Ist das Zwei-Grad-Ziel wünschenswert und ist es noch erreichtbar? Der Beitrag der Wissenschaft zu einer politischen Debatte. In: Jochem Marotzke, Martin Stratmann (Hrsg.): Die Zukunft des Klimas. Neue Erkenntnisse, neue Herausforderungen. Ein Report der Max-Planck-Gesellschaft. Beck, München 2015, ISBN 978-3-406-66968-2, S. 69-92, hier S. 78.
  9. Katarzyna B. Tokarska et al.: The climate response to five trillion tonnes of carbon. In: Nature Climate Change. 2016, doi:10.1038/nclimate3036.
  10. Markus Reichenstein: Universell und Überall. Der terrestrische Kohlenstoffkreislauf im Klimasystem. In: Jochem Marotzke, Martin Stratmann (Hrsg.): Die Zukunft des Klimas. Neue Erkenntnisse, neue Herausforderungen. Ein Report der Max-Planck-Gesellschaft. Beck, München 2015, ISBN 978-3-406-66968-2, S. 123-136, S. 127.
  11. Ullrich Förstner, Umweltschutztechnik, Berlin Heidelberg 2012, S. 159
  12. Jürgen Osterhammel, Die Verwandlung der Welt. Eine Geschichte des 19. Jahrhunderts, München 2011, S. 931f.
  13. Die Rolle von Torfkraftwerken in Finnland auf finn-land.net; abgerufen am 9. Juli 2014
  14. Die neue Gefahr für den Markt?. In: taz, 21. April 2013. Abgerufen am 28. April 2013.
  15. Unburnable Carbon 2013: Wasted capital and stranded assets (PDF; 3,4 MB). Internetseite von Carbon Tracker. Abgerufen am 28. April 2013.
  16. Arabella Advisors: Measuring the Growth of the Global Fossil Fuel Divestment and Clean Energy Investment Movement
  17. Allianz steigt aus Kohle-Finanzierung aus "Wir werden nicht mehr in Bergbau- und Energieunternehmen investieren, die mehr als 30 Prozent ihres Umsatzes beziehungsweise ihrer Energieerzeugung aus Kohle generieren" 23. November 2015.
  18. Ölzeitalter geht zu Ende "Investoren steigen aus Kohle, Öl und Gas aus, ..." 13. Juni 2015.
  19. BNEF meldet neuen Rekord bei Erneuerbare-Energien-Investitionen im Jahr 2015 14. Januar 2016.
  20. Öldynastie Rockefeller trennt sich von Exxon "Es ist fast schon ein historischer Schritt: Die Rockefeller-Familie trennt sich von Firmenanteilen, die ihr Geschäft mit fossilen Brennstoffen machen" 23. März 2016.
  21. Zhujun Jiang, Boqiang Lin, The perverse fossil fuel subsidies in China. The scale and effects. In: Energy 70, (2014), 411-419, S. 411f, doi:10.1016/j.energy.2014.04.010.
  22. Window of opportunity. Nature Climate Change 4, 2014, 1037, doi:10.1038/nclimate2464
  23. Ottmar Edenhofer, King Coal and the queen of subsidies. In: Science 349, Issue 6254, (2015), 1286f, doi:10.1126/science.aad0674.
  24. How Large Are Global Energy Subsidies?. Internetseite des Internationalen Währungsfonds. Abgerufen am 26. Mai 2015.
  25. OECD and IEA recommend reforming fossil-fuel subsidies to improve the economy and the environment. Internationale Energieagentur. Abgerufen am 4. Oktober 2011.
  26. Phasing out fossil fuel subsidies 'could provide half of global carbon target'. In: The Guardian, 19. Januar 2012. Abgerufen am 21. Januar 2012.
  27. Klimaschutz-Hindernis: Konzerne erhalten Milliardensubventionen für Ölprojekte In: Spiegel-Online, 11. November 2014. Abgerufen am 11. November 2014.
  28. AEE: Fossile Energien schröpfen Schwellen- und Entwicklungsländer; Umstieg auf Erneuerbare erspart teure Importe
  29. Energiewirtschaftliche Entwicklung in Deutschland (PDF; 1,1 MB). BDEW. Abgerufen am 1. Juni 2013.