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Kohle

Kohle ist ein fossiler Brennstoff und besteht aus Ablagerungen von Pflanzenresten, die geologisch wurden in der Vergangenheit gebildet.

Ursprung

Westeuropäische Kohle stammt aus der Westfalen (313,0 bis 303,9 Millionen Jahren, eine Unterperiode des of Karbon) nach längerer Einwirkung von hohem Druck und Hitze ziemlich reines Kohlenstoff und flüchtige Verbindungen entstanden, von denen die letzten weitgehend entgangen sind. Die Umwandlung schreitet mit zunehmender Druck- und Temperaturbelastung von Torf durch Braunkohle zu Kohle und Anthrazit schließlich zu Graphit. Bei weiterer Verdichtung von Graphit, Diamant entstehen kann. Dass dieser Vorgang im Prinzip nicht lange dauert, wurde in verschiedenen Experimenten nachgewiesen. Organisches Material wurde starkem Druck ausgesetzt und es bildete sich innerhalb weniger Tage Kohle.^[1] In Kohlevorkommen sind die Abdrücke der fossile Pflanzen und Bäume, von denen es stammt, sind noch erkennbar.

Eigenschaften

Kohle gibt es in verschiedenen Kohlearten und -qualitäten wie z Anthrazit, Ess- (oder halbfetter) Kohl, raucharmer (oder dreiviertel fetter) Kohl und fetter Kohl. Der Unterschied im Gasgehalt zeichnet diese Varianten aus. Anthrazit enthält am wenigsten Gas und fettige Holzkohle am meisten. Anthrazit und Magerkohle sind gasarm und besonders für Hausfeuer geeignet. Die Esskohlen und Low-Smoke-Kohlen sind für die industrielle Nutzung oder als Brennstoff in Kraftwerke. Fettkohlen sind sehr gasreich; Beim Erhitzen zerkleinern diese Kohlen in Würfel und verklumpen zu Glut. Diese eignen sich daher sehr gut zur Herstellung von Koks; eine Steinkohle, fast rauchfrei und fast schwefelfrei und Phosphor. Koks wird hauptsächlich bei der Herstellung von Eisen verwendet Hochöfen und Gießereien. Es Gas das bei der Herstellung von Koks freigesetzt wird, ist ein Energieträger, aber auch ein Rohstoff für die Herstellung von StickstoffDünger und andere chemische Produkte. Fettkohle kann auch direkt als Brennstoff für Industrie, Schiffe und . verwendet werden Lokomotiven. Bei der Gewinnung von heimischem Brennstoff Kohle wird auch viel gebrochene Kohle freigesetzt, die sogenannte Feinkohle. Die Feinkohlen sind nicht als heimische Heizkohle geeignet, sondern werden als – billigere – Industriekohle verkauft. Mit feinem Kohl und Tonhöhe Briketts mischen und dann komprimieren und Eizellen hergestellt werden, die wiederum für den Hausbrand geeignet sind.

Reserven, Gewinnung, Verwendung und Handel

Im Jahr 2017 werden die weltweiten Kohlereserven rund 1035 Milliarden Tonnen betragen, genug, um die aktuellen Produktionsraten über 130 Jahre aufrechtzuerhalten. Länder mit großen Kohlereserven sind die Vereinigte Staaten mit etwa 25 % der weltweiten Reserven, Russland um 16%,Australien (14 %) und die Volksrepublik China (13%).^[2]

Bei Kohle gilt eine wichtige Dichotomie hinsichtlich der Anwendung:

• Kesselkohle: Kohle wird als fossiler Brennstoff für industrielle Prozesse verwendet und Kraftwerke.
• Kokskohle: diese Kohlen werden na Entgasung wenn Koks benutzt in Hochöfen als Kohlenstoff- und Energiequelle bei der Herstellung von Eisen. Hier wird Kohle verwendet als Reduktionsmittel.

Weltweit werden etwa 90 % der gesamten geförderten Kohle als Brennstoff und die restlichen 10 % in der Eisenproduktion verwendet.

Überblick über den weltweiten Kohleabbau zwischen 1981 und 2008. Quelle BP Statistical Review of World Energy 2009

Im Jahr 2017 wurden weltweit 7,7 Milliarden Tonnen gefördert, ein Anstieg von 200 Millionen Tonnen gegenüber 2016.^[2] Etwa 10 % der Gesamtproduktion entfiel auf Kokskohle, der Rest auf Kraftwerkskohle. Im Jahr 2000 betrug die Gesamtproduktion 4,7 Milliarden Tonnen. Von der Gesamtzunahme von 3,0 Mrd. Tonnen in diesem Zeitraum entfallen 2,1 Mrd. Tonnen auf China.^[2] Im Jahr 2017 waren die fünf größten Kohleproduzenten: China mit 46% der Gesamtmenge, Indien mit 9,3%, die Vereinigten Staaten (9,1%), Australien (6,2%) und Russland (5,3%).^[2] Innerhalb Europas, Deutschland (hauptsächlich Braunkohle) und Polen die größte Kohleindustrie.^[2]

Im Jahr 2013 wurde eine Rekordmenge an Kohle gefördert, nämlich 8,3 Milliarden Tonnen. Seit 2014 scheint die Förderung von Kohle rückläufig zu sein.^[3]

Im selben Land wird viel geförderte Kohle verbraucht. Im Jahr 2017 wurden 1,2 Milliarden Tonnen Kohle international verschifft.^[4] Die beiden größten Exporteure sind Australien und Indonesien die zusammen die Hälfte aller Exporte ausmachen. Russland, die Vereinigten Staaten, Kolumbien und Südafrika sind ebenfalls wichtige Exporteure. Indien ist mit 0,2 Milliarden Tonnen jährlich der größte Importeur, dicht gefolgt von Japan und der Europäischen Union. Deutschland ist mit 50 Millionen Tonnen der größte Importeur in Europa und hat den starken Rückgang der Eigenproduktion weitgehend kompensiert.^[4] Die Niederlande importieren fast 15 Millionen Tonnen pro Jahr.^[4]

Die Qualität der Kohle wird hauptsächlich durch die Brennwert, sondern auch durch den Anteil an Nicht-Kohlenstoff-Komponenten wie Schwefel, Asche und Wasser. Aufgrund der großen Qualitätsunterschiede gibt es keinen Kohlemarkt wie z. Petroleum. Die Preise werden durch Verhandlungen zwischen Erzeugern und Verbrauchern festgelegt. Bei Kokskohle finden jährliche Verhandlungen zwischen dem größten Produzenten Australien und dem größten Abnehmer Japan statt. Der vereinbarte Vertragspreis ist Grundlage (Benchmark) für alle anderen Kokskohleverträge. In den wichtigsten Kohleexport- und -importhäfen, wie z Newcastle in Australien, Richards Bay in Südafrika und Rotterdam, noch wird viel Kohle gehandelt und Preise veröffentlicht.^[4]

In den Niederlanden, nach der Entdeckung von Erdgas auf seinem eigenen Territorium Kohle zum Heizen von Häusern und Gebäuden, in der sechziger Jahre des 20. Jahrhunderts geriet zunächst in Vergessenheit. Es war weniger beliebt für die Energieerzeugung, weil viel mehr Kohlendioxid, ein Treibhausgase, entsteht dann bei der Verbrennung von Petroleum oder Erdgas, und weil es oft recht stark belastet ist unter anderem mit Schwefel damit die Verbrennung auch die schädlichen Schwefeldioxid als Nebenprodukt. Da es sich um einen der günstigsten fossilen Energieträger handelt, wird etwa ein Viertel des gesamten Stroms mit Kohle als Brennstoff erzeugt.^[5]

Bis in die 1960er Jahre waren viele Häuser in den Niederlanden und Belgien Kohleöfen erhitzt. Die Kohle wurde in Säcken gebracht (sie waren Schlamm angesiedelt) und in Kohlenschuppen und Kellern deponiert, aus denen sie Kohleschlamm wurden geschaffen, um sie zu nutzen. Der Aufstieg der Erdgas hat den Kohlenschlamm aus den Wohnzimmern verschwinden lassen. Wichtige Gründe für die meisten Familien, auf Erdgas umzusteigen, waren zum einen, dass das Heizen mit Kohle viel mühsamer ist, man muss bedenken, dass genug Kohle auf dem Feuer liegt, die Asche beim Anzünden weggeräumt werden muss ... leiden manchmal unter Rauch im Zimmer. Im Laufe der Zeit wurde Kohle teurer als Gas.

Kohleminen

In dem Antike, zum Beispiel bei der Römer, war bereits bekannt, dass Kohle als Brennstoff verwendet werden kann, aber weil Holz als es viel einfacher zu bekommen war, nutzten die Leute es lieber, um Wärmeenergie zu gewinnen. Kohle wurde auch nur verwendet, wenn sie oberflächennah und so günstig zu kaufen war eintauchen früher gewesen. dann in mittelalterliches Europa Als der Holzvorrat schrumpfte, wurde es wirtschaftlich interessanter, die Kohleförderung wieder aufzunehmen und nach und nach kamen neue hinzu Minen aufgebaut. England war das erste Land, in dem der Kohleabbau aufgrund der Holzknappheit relativ groß war (13. Jahrhundert). Da diese Kohle hauptsächlich in Meeresnähe gefördert oder aufgrund der hohen Transportkosten auf dem Seeweg transportiert wurde, wurde sie in den ersten Jahrhunderten auch als „Seekohle“ bezeichnet. Nach und nach wurden immer mehr Minen gebaut und auch sie wurden immer tiefer. Doch das Grundwasser wurde immer mehr zum Problem und Kohle konnte lange Zeit nicht tiefer als der Grundwasserspiegel abgebaut werden. Erst mit der Ankunft der Dampfmaschine es wurde möglich, in großem Maßstab Grundwasser abzupumpen, und der großflächige Bergbau, teilweise mit mehreren Kilometer tiefen Minen, nahm Fahrt auf.

Kohlebergbau in Belgien

Kohlefelder in Belgien (1968)

Ein versteinerter Baum aus dem Zeche Beringen

Kohleflöz Grande Mascafia in der Mine von Blegny

In Wallonien erstreckt sich von Lüttich bis Mons ein Kohlerevier, das in Frankreich im Kohlerevier Nord/Pas-de-Calais endet. Es wird geschätzt, dass die Förderung von Kohle in Wallonien bereits in den Römerzeit. Ab 1229 findet man Spuren von Vorschriften über die Ausbeutung von "Carbonnières". Mitte des 16. Jahrhunderts, um Lüttich auch viel Kohle gefördert, die auch in die Niederlande exportiert wurde. Mit der Einführung des Dampfmaschine die eigentliche Entwicklung des Bergbaus beginnt vor allem in den Borinage, das Zentrum (die Region um Charleroi) und Lüttich. Hennegau produziert in 1810 mehr als 1 Million Tonnen Kohle pro Jahr. 1831 betrug die belgische Gesamtkohleproduktion 2,3 Millionen Tonnen und stieg 1880 auf 16,9 Millionen Tonnen.^[6] Zu seiner Blütezeit gab es insgesamt 149 Kohlebergwerke.

1901 gegründet André Dumont die erste Kohle in Asche (Limburg), der Startschuss für die Kohlebecken Kempen. Die Produktion begann 1917 im Bergwerk von Winterschlacht. Später die Minen von beringen, Eisden, Wasserscheide, schwarzer Berg, Dachboden und Houthalen.

Auch in Belgien verlor der eigene Kohlebergbau in der Zeit nach dem Zweiten Weltkrieg allmählich an Rentabilität. Von 1952 bis 1965 sank die Zahl der belgischen Bergbaustandorte dramatisch von 143 auf 54; nur wallonische Bergwerke wurden in dieser Zeit geschlossen. Am 8. August 1956 wurde der Minenkatastrophe von Marcinelle Platz und tötete 262 Menschen. 1964 fusionierte das Bergwerk Houthalen mit dem Bergwerk Zolder, nicht nur wirtschaftlich, sondern im wahrsten Sinne des Wortes: Sie wurden auch unter Tage verbunden. 1966 wurde das Bergwerk Zwartberg geschlossen, was von blutigen Streiks.

1980 wurde die . geschlossen Bergwerk von Blegny zuletzt im Lütticher Becken. Das Gelände dieser Mine ist heute eine Touristenattraktion und wurde 2012 als UNESCOWeltkulturerbe. Die Kohleförderung in Wallonien wurde mit der Schließung der Roton-Mine in Te . eingestellt Farciennes 1984.

Zolder war das letzte, das 1992 geschlossen wurde Bergwerkssitz Kempen.

Kohlebergbau in den Niederlanden

Historische Kohlekonzessionen in den Kempen, Niederländisch-Süd-Limburg und im Aachener Kohlerevier

Privatgelände Willem-Sophia-Bergwerk in Spekholzerheide 1955

Das Kohlerevier Süd-Limburg ist Teil eines viel größeren Beckens, das sich über Nord erstrecktFrankreich, Belgien, Limburg, Aachen und Deutschland Ruhrgebiet. In Limburg verläuft das Becken der deutschen Grenze von Südosten nach Nordwesten bis zum Gittergewebe. Der Kohlebergbau in den Niederlanden fand in zwei Regionen statt: der Östliche Bergbauregion und der Westliche Bergbauregion. Ab dem 12. Jahrhundert wurde in der Nähe des Tals der Kohle Kohle abgebaut Wurm in der Nähe von Rolduc. Durch Patent von Maria Theresia erhielt die Abtei Rolduc am 2. Januar 1723 das Recht, die Kohle im Gebiet von Kerkrade, die später bekannt wurde als Domaniale Mine. Unter dem Bergbaugesetz von 1810 von Napoleon Privatpersonen konnten Konzessionen für den Abbau von Bodenschätzen beantragen, und zwischen 1852 und 1926 wurden von vier Privatunternehmen neun neue Kohlebergwerke gebaut. Durch Gesetz vom 24. Juni 1901 wurde beschlossen, dass in Süd-LimburgKohleminen vom Staat ausgebeutet werden würde. Zusätzlich zu private Minen in Limburg So sind die staatlichen Minen entstanden Wilhelmina (Schnäppchen-Kerkrade, 1909), Emma (Hoensbroek-Heerlen, 1918), Hendrik (Rumpen-Brunssum, 1918), Mauritius (Geleen-Lutterade, 1927). Der Gasgehalt der Kohle in Limburg nimmt von Südosten nach Nordwesten zu. Die gasarme heimische Kohle findet sich hauptsächlich in den Konzessionen der privaten Bergbauunternehmen und der Wilhelmina in dem Östliche Bergbauregion. Der Kohlenstaub wurde in den Minen in Brikettfabriken verarbeitet. Die letztlich nicht verkaufsfähige Kohle wurde von den Bergbauunternehmen im eigenen Land verwendet Kraftwerke für die Energieversorgung.

In der Zeit nach dem Zweiten Weltkrieg waren die Bergwerke Südlimburgs von großer Bedeutung für den Wiederaufbau der Niederlande. In den 1960er Jahren wurden diese Minen zunehmend unrentabel, hauptsächlich aufgrund der billigeren Importkohle aus den USA USA, und unter dem Kabinett-Cals wurde die 1965 Schließung aller niederländischen Kohlebergwerke angekündigt. 1974 wurde das Bergwerk Oranje Nassau I in Heerlen als letztes geschlossen. Das Staatsmine Beatrix (vlodrop) wurde daher nie ausgenutzt. Das NV State Minen wurde als Chemieunternehmen DSM (Niederländische Staatsminen) und zwischen 1989 und 1996 privatisiert.

Kohlebergbau in Deutschland

Historische Kohlereviere in Nordwesteuropa mit den fünf verbleibenden produzierenden Minen im Jahr 2012

Prosper-Haniel, Deutschlands letzte Zeche geschlossen 21. Dezember 2018

Bereits im Mittelalter fand in den Flusstälern von Worm, Inde, Ruhr und Saar Kohlebergbau statt. Die Erfindung des Dampfmaschine ermöglichte im 19. Jahrhundert den Tiefbau. Der Kohlebergbau erreichte 1957 mit 149,4 Millionen Tonnen seinen Höhepunkt, danach ging die Produktion langsam zurück.^[7] Dreißig Jahre später hatte sich die Produktion halbiert und 2017 wurden nur noch 3,7 Millionen Tonnen aus dem Boden geholt.^[7] Ab 1964 war es billiger, Kohle zu importieren, als sie in Deutschland zu fördern. Im Jahr 2017 kosteten Kohleimporte durchschnittlich 92 Euro pro Tonne, während eine Tonne deutsche Kohle 180 Euro erbringen musste, um alle Kosten zu decken.^[7] Deutschland importiert seit 2000 jährlich durchschnittlich rund 50 Millionen Tonnen Kohle, wobei Russland und die USA die größten Lieferanten sind.

Das letzte Kohlebergwerk in Deutschland wurde am 21. Dezember 2018 geschlossen. Anfang 2012 gab es in Deutschland noch fünf Kohlebergwerke in Produktion: 1: Bergwerk Ibbenbüren, Ibbenbüren (letzte Kohle 17.08.2018), 2: Zeche Auguste Viktoria, Marl (Schließung 18.12.2015), 3: Bergwerk Haniel, Bottrop (Schließung 21. Dezember 2018), 4: Bergwerk West, Kamp Lintfort (Schließung Dezember 2012), 5: Bergwerk Saar, Saarlouis (Schließung Juni 2012).^[8]

Umwandlung von Kohle in flüssige Brennstoffe

In dem Zweiter Weltkrieg war mal Nazi Deutschland vom Weltölmarkt abgeschnitten und versucht synthetisches Öl aus den reichlich vorhandenen Stein- und (insbesondere) Braunkohle in Deutschland hergestellt werden; dies funktionierte recht gut und bei Kriegsende stammte ein erheblicher Teil der benötigten Brennstoffe aus Braun- und Steinkohle.

Südafrika verfügt auch über große Kohlereserven, die das Land für Hunderte von Jahren mit Energie versorgen könnten. Petroleum wird jedoch selten gefunden. Während der Zeit der Apartheid Südafrika wurde mit einem Handelsboykott gedroht, der die Ölimporte reduzieren könnte. Um den Verlust von Ölimporten auszugleichen, wurde ein kompletter Industriezweig gegründet, um Kohle in flüssige Brennstoffe umzuwandeln (synfuel) und in Rohstoffen für die chemische Industrie. Das daran beteiligte staatliche Unternehmen hieß SASOL und befand sich in Sasolburg. Nach 1994 waren die Ölimporte aufgrund der veränderten politischen Lage nicht mehr gefährdet und ein Teil dieser Industrie wurde auslaufen lassen. Nur die chemische Industrie rund um Sasolburg bleibt. Im Jahr 2011 hat . zur Verfügung gestellt synfuel für 60 % des Gewinns von SASOL.^[9]

CO₂-Emissionen

Beim Verbrennen von 1 kg Kohle entstehen ca. 3,66 (44/12) kg CO₂ kostenlos.^[10]

Dies ist nur der in der Kohle selbst enthaltene Kohlenstoff (C), der als CO . verwendet werden kann₂ bei der Verbrennung freigesetzt. Dies ist jedoch nur ein Teil der Gesamtmenge an CO₂Emissionen aus Kohle als Produkt. Nach der Well-to-Wheel-Methodik werden alle CO₂ die bei der Exploration, Gewinnung, dem Transport und der Lagerung von Kohle entsteht, die auf das CO . zurückzuführen ist₂Kohle-Emissionen. Das kann etwa 20 % betragen, was den Ausstoß auf 4,4 kg CO . bringt₂ pro kg Kohle.

Transport auf dem Seeweg

Der Transport von Kohle in Masse, insbesondere auf dem Seeweg, birgt Risiken. Die Hauptprobleme, die auftreten können, sind die Freisetzung von Methan Gas, Oxidation, Selbstentzündung und Korrosion der Wände des Laderaums. Für eine zu transportierende Kohlenladung muss der Beförderungsvertrag neben der in Tonnen ausgedrückten Menge mindestens den Feuchtigkeitsgehalt, den Schwefelgehalt und die durchschnittliche Größe der Kohle enthalten. Der Kapitän eines Schiffes kennt somit die spezifischen Eigenschaften der Ladung. Schiffe, die Kohle in loser Schüttung befördern, müssen über eine Vorrichtung für Sauerstoff, Methangas und Gas verfügen Kohlenmonoxid an Bord zu messenden Konzentrationen und ein Gerät zur Messung der Temperatur der Ladung.^[11]

Methan Gas

Kohle kann brennbar sein Methan Gas weiterleiten. Hat ein Methan/Luft-Gemisch einen Methangehalt zwischen 5 % und 16 %, ist es brennbar. Wenn ein Laderaum nicht vollständig geschlossen ist, kann das Gas in andere Räume entweichen und dort eine Explosion oder Vergiftung verursachen.

Oxidation

Es kann ein Oxidationsreaktion finden in der Kohle statt, wodurch der Sauerstoffgehalt der Atmosphäre im Laderaum abnimmt und die Kohlendioxid- und Kohlenmonoxidgehalt steigt an. Dadurch kann eine giftige Atmosphäre entstehen. Kohlenmonoxid ist geruchs- und farblos, extrem giftig und in Konzentrationen zwischen 12 % und 75 % entzündlich. Beim Betreten des Ladebereichs sind daher Vorsichtsmaßnahmen zu treffen. Eine Oxidationsreaktion setzt auch Wärme frei, die eine Selbsterhitzung verursachen kann.

Selbstentzündung

Einige Kohlearten können so empfindlich auf Oxidation reagieren, dass sie sich selbst erhitzen und schließlich Selbstentzündung führt. Bei einer gemessenen Temperatur über 55 °C besteht die Gefahr einer Selbstentzündung und es werden Maßnahmen dagegen ergriffen. Liegt die Kohle vor dem Einschiffen über diese Temperatur, muss der Kapitän dies ablehnen. Im Falle einer Selbstentzündung werden die Lukendeckel geschlossen gehalten und jegliche Belüftung sofort gestoppt, um die Sauerstoffzufuhr zu minimieren.

Korrosion

Einige Kohlearten können mit Wasser zu Säuren reagieren, die Korrosion von den Wänden des Laderaums. Das Wasser kann sich bereits in den Kohlen befinden, wenn diese vor dem Verladen im Regen waren, daher ist es wichtig, dass der Feuchtigkeitsgehalt im Transportvertrag angegeben wird.

Kohlepreise

Die Preisentwicklung von Kohle seit 1990 ist in der folgenden Tabelle dargestellt. Kohle ist einer der Brennstoffe und konkurriert hauptsächlich mit Petroleum und Erdgas. Ab 2005 ist der starke Anstieg der Ölpreis spiegelt sich auch in einem hohen Kohlepreis wider und nach 2008 ist der Rückgang des Ölpreises auch in den Kohlepreisen sichtbar. Viel Kohle wird lokal verbraucht und der Preis der Kohle variiert je nach Region. Die letzten beiden Spalten zeigen den Preisunterschied zwischen Koks und Kraftwerkskohle. Kokskohle für die Stahlindustrie ist qualitativ hochwertiger und damit teurer als Kraftwerkskohle. Die japanischen Zahlen beziehen sich auf Importzahlen und beinhalten den Transport zu einem japanischen Hafen.

Externe Links

• Das niederländische Bergbaumuseum in Heerlen
• (und) Kohlebergbau in den Niederlanden – auf der Website der TU Delft
• (und) UK P&I Club – Kohleladungen