Wie entsteht Kohle?
Wie entsteht eigentlich Kohle und welche Unterschiede zwischen Braunkohle und Steinkohle gibt es? Das erfährst du hier und im Video !
Inhaltsübersicht
Entstehung von Kohle einfach erklärt
Kohle entstand über viele Millionen Jahre aus abgestorbenen Pflanzen. Nachdem sie von Erdschichten bedeckt wurden, waren sie großem Druck und Hitze ausgesetzt. Dabei entstanden zuerst Torf, danach Braunkohle, anschließend Steinkohle und schließlich Anthrazit oder Graphit. Den natürlichen Prozess der Kohleentstehung nennst du auch Inkohlung.
Die Entstehung von Kohle begann vor etwa 350 Millionen Jahren im Erdzeitalter ‚Karbon‘. Kohle wird heute nicht nur zum Heizen und zur Energieerzeugung verwendet, sondern auch in der chemischen und technischen Industrie.
Wie entsteht Kohle?
Der genaue Ablauf der Inkohlung, also Kohleentstehung, hat schon vor vielen Millionen Jahren begonnen. Vor ungefähr 350 Millionen Jahren waren viele Teile unserer Erde mit Sumpfgebieten und Regenwäldern bedeckt. Wie auch in unseren Wäldern heutzutage starben immer wieder Pflanzen ab. Manche Teile davon sind dann nicht ganz normal verrottet, sondern in die Sümpfe gefallen.
Dort waren die abgestorbenen Pflanzen vor Sauerstoff geschützt und wurden nicht vollständig zersetzt. Im Laufe der Zeit haben sich die Pflanzen und Pflanzenteile dann in Torf verwandelt. Diese Gebiete wurden später oft von Ozeanen und Meeren überspült. Sie brachten Sand, Stein und Geröll mit. Das hat sich über der Torfschicht abgelagert. Durch das angesammelte Material ist großer Druck entstanden.
Durch den Druck ist die Torfschicht immer weiter abgesunken. Außerdem herrschen in großen Tiefen hohe Temperaturen. Beides zusammen hat den Torf mit der Zeit in Braunkohle verwandelt. Je länger die Braunkohle dem Druck und der Temperatur ausgesetzt war, desto mehr verwandelte sie sich in Steinkohle.
In manchen Fällen entstand dann sogar Anthrazit oder Graphit. Die Kohle-Arten kannst du dir wie Steinkohle vorstellen, die besonders lange sehr großem Druck und Temperaturen ausgesetzt war.
Wie genau sich die unterschiedlichen Kohle-Arten unterscheiden, erfährst du im Folgenden!
Braunkohle Entstehung
Was ist Braunkohle genau? Wie dir der Name schon sagt, ist Braunkohle ein braunes Material. Im Vergleich zu den anderen Kohle-Arten ist die Braunkohle eher ‚jung‘.
Dabei geht es aber nicht um einige Hundert oder Tausend Jahre — Braunkohle ist nämlich 20 Millionen bis 40 Millionen Jahre alt! In einigen Teilen der Welt, zum Beispiel in Deutschland, befindet sie sich nah an der Erdoberfläche. Das liegt daran, dass junge Erdschichten weiter oben liegen als alte.
Braunkohle Abbau und Verwendung
Weil die Braunkohle nah an der Oberfläche lagert, ist es möglich, sie im sogenannten Tagebau abzubauen. Dabei wird die Braunkohle mit riesigen Baggern von der Erdoberfläche abgetragen und es entstehen sehr große Gruben. Den größten Tagebau der Welt für den Braunkohleabbau findest du bei uns in Deutschland. Genauer gesagt, in der Nähe von Köln. Dort ist die Grube ganze 370 Meter tief!
Früher wurde die Braunkohle hauptsächlich zum Heizen verwendet. Heutzutage wird sie vor allem in Kohlekraftwerken verbrannt, um aus der Kohle Strom zu erzeugen.
Steinkohle Entstehung
Im Gegensatz zur Braunkohle ist die Steinkohle schwarz. Außerdem ist sie dem Prozess der Inkohlung viel länger ausgesetzt gewesen. Du kannst dir die Steinkohle also als komprimierte Braunkohle vorstellen.
Die Entstehung von Steinkohle ist ungefähr 250 Millionen bis 350 Millionen Jahre her. Je nachdem, wie alt die Kohle genau ist, kannst du sie weiter unterscheiden in:
- Flammkohle
- Gasflammkohle
- Gaskohle
- Fettkohle
- Magerkohle
- Anthrazit und Graphit
Weil Steinkohle älter ist, liegt sie tiefer unter der Erde als die Braunkohle. Dadurch muss sie im sogenannten Untertagebau abgebaut werden.
Steinkohle Abbau und Verwendung
Beim Untertagebau werden Tunnel in die Erde gegraben, die du auch Stollen nennst. Tief in der Erde wird dann die Steinkohle abgebaut und an die Erdoberfläche befördert. Bei uns in Deutschland wurde Steinkohle im Untertagebau bis 2018 abgebaut. Weil das aber sehr aufwendig und teuer ist, wurde der Steinkohle Abbau beendet.
Durch Steinkohle wurde schon früher Energie gewonnen. Das ist auch heute noch so. Jedoch wird Steinkohle heutzutage auch oft in der chemischen Industrie eingesetzt. Sehr alte und komprimierte Kohle Arten, wie Anthrazit oder Graphit, werden besonders in der technischen Industrie gebraucht.
Kohle in der Chemie
Braunkohle und Steinkohle unterscheiden sich nicht nur in der Art des Abbaus und im Alter, sondern auch in ihrer chemischen Zusammensetzung. Du kannst dir merken, dass dafür der Feuchtigkeitsanteil und der Kohlenstoff Anteil der getrockneten Kohle besonders wichtig sind:
| Kohleart | Feuchtigkeitsanteil | Kohlenstoff Anteil |
| Braunkohle | bis zu 50% | 65% bis 70% |
| Flammkohle | 40% bis 45% | 75% bis 82% |
| Gasflammkohle | 35% bis 40% | 82% bis 85% |
| Gaskohle | 28% bis 35% | 85% bis 87,5% |
| Fettkohle | 19% bis 28% | 87,5% bis 89,5% |
| Magerkohle | 14% bis 19% | 89,5% bis 90% |
| Anthrazit & Graphit | unter 14% | über 90% |
Allgemein lässt sich sagen, dass die Kohle hochwertiger ist, je mehr Kohlenstoff Anteil und je weniger Feuchtigkeit sie enthält. Deshalb kannst du Steinkohle und Braunkohle auch in ihrem sogenannten Heizwert unterscheiden. Er sagt aus, wie viel Wärme bei der Verbrennung der Kohle Arten frei wird:
- Braunkohle: 7.300 bis 12.000 Kilojoule pro Kilogramm
- Steinkohle: 32.000 bis 36.000 Kilojoule pro Kilogramm
Um den Heizwert von einem Kilogramm Steinkohle zu bekommen, müsstest du also ca. 3,5 Kilogramm Braunkohle verbrennen.
Kohleabbau Deutschland
Wie du vielleicht weißt, liegt auch in Deutschland viel Kohle unter der Erde. Früher wurde dabei viel Steinkohle abgebaut, die letzten zwei Minen zum Steinkohle Abbau haben jedoch 2018 geschlossen. Sie lagen in Bottrop und Ibbenbüren in Nordrhein-Westfalen.
Weil Braunkohle näher an der Oberfläche lagert, ist der Braunkohle Tagebau einfacher. Deshalb wird er auch über 2018 hinaus betrieben. In den Bundesländern Sachsen-Anhalt, Brandenburg, Sachsen und Nordrhein-Westfalen gab es beispielsweise auch im Jahr 2019 noch Braunkohle Tagebaue.
Kohle und Auswirkungen auf die Umwelt
Vielleicht weißt du, dass der Braunkohle Abbau in Deutschland in der Zukunft gestoppt werden soll. Das liegt vor allem daran, dass die Verbrennung von Kohle schlecht für unsere Umwelt ist. Genauer gesagt werden viele Gase ausgestoßen, die den Treibhauseffekt verstärken und dadurch zum Klimawandel beitragen. Das bekannteste davon ist Kohlenstoffdioxid oder auch CO2.
Jedoch wird seit einiger Zeit versucht, Kohlekraftwerke weniger umweltschädlich zu machen. Dafür soll beispielsweise das CO2 aus dem Rauch der Kohlekraftwerke chemisch gebunden werden. Danach soll es gepresst und in geeigneten Steinschichten eingelagert werden. Dafür kommen unter anderem auch ehemalige Steinkohle Minen infrage. Leider hat dieses Verfahren aber einige Nachteile:
- Das Kohlenstoffdioxid kann nicht zu 100% gebunden werden.
- Das Verfahren ist sehr aufwendig und teuer.
- Der Heizwert der Kohle wird gesenkt.
- Experten sind sich noch nicht sicher, ob das gepresste CO2 in der Erde Schäden verursachen könnte.
Deshalb möchte Deutschland in der Zukunft auf die Erzeugung von Energie durch Kohlekraftwerke verzichten.
Kohlekraftwerk
Bis das so weit ist, wird die meiste abgebaute Braunkohle in Kohlekraftwerken verbrannt, um daraus Strom zu erzeugen. Aber wie funktioniert überhaupt die Stromerzeugung in einem Kohlekraftwerk? Und wie ist es aufgebaut? Das erfährst du hier !
