Kohle ist ein organisches Sedimentgestein, eine nicht erneuerbare Energiequelle, die als Brennstoff verbrannt und zur Stromerzeugung verwendet werden kann. Archäologen haben seine Verwendung möglicherweise bis ins Jahr 3490 v. Chr. aus der Provinz Shaanxi in China zurückverfolgt.
Die industrielle Revolution, die im 18. Jahrhundert begann, führte zu einer enormen Nachfrage nach Kohle zum Schmelzen von Eisen und zum Antrieb von Dampfmaschinen. Die Kohleproduktion erreichte 1913 ihren Höhepunkt, wobei Großbritannien in diesem Jahr satte 292 Millionen Tonnen produzierte. Das Verbrennen von Kohle fügt der Atmosphäre jedoch eine beträchtliche Menge Kohlendioxid hinzu und trägt am stärksten zum menschengemachten Klimawandel bei.
Die Kohleproduktion (sowohl im Tagebau als auch im Tiefbau) und die Importe sind seit dem Ersten Weltkrieg stetig zurückgegangen, und seitdem wurden verschiedene Luftreinhaltegesetze eingeführt, um die Rauchemissionen und die Luftverschmutzung durch die Verbrennung von Kohle zu bekämpfen.
Im Vereinigten Königreich ging die Stromerzeugung aus Kohle zwischen 2020 und 2021 von 2,1 Prozent auf 1,8 Prozent zurück, teilweise aufgrund der COVID-19-Pandemie, während in den USA 21,8 Prozent des im Jahr 2021 erzeugten Stroms aus Kohle stammten.
Nach aktuellen Plänen strebt Großbritannien an, ungebremste Kohlekraftwerke bis 2024 auslaufen zu lassen.
Wie entsteht Kohle?
Kohle wird in Schichten oder „Flözen“ gebildet und der Prozess beginnt mit der Ablagerung von Vegetation.
Durch die Zersetzung organischer Stoffe entsteht Torf
Vor etwa 300 Millionen Jahren war das Erdklima im Karbon warm und feucht, und große Sümpfe waren reichlich vorhanden.
Als sich Pflanzenmaterial (und anderes organisches Material) aus diesen dichten, sumpfigen Wäldern ansammelte und am Boden dieser Sümpfe verrottete, wurde das Material begraben und anschließend verdichtet. Aus dieser teilweise zersetzten organischen Substanz entstand unter anaeroben Bedingungen durch Sauerstoffmangel Torf.
Torf ähnelt einer schwammigen Masse aus braunem, faserigem Material, und das stehende Wasser in den Karbonsümpfen schuf hervorragende Bedingungen, um die Oxidation oder bakterielle Zerstörung des Materials zu verhindern. Wenn Sie das Pech haben, kurz nach Ihrem Tod im Torf begraben zu werden (oder sollte das vielleicht als Glück angesehen werden?), Wird Huminsäure freigesetzt, wenn sich neuer Torf oben bildet, und Ihr Körper kann in ähnlicher Weise erhalten bleiben Weg als Beizen.
Aus Torf wird Braunkohle
Sobald Torf zwischen Sedimentschichten vergraben ist, hört der biologische Abbau auf und es treten Veränderungen auf, die auf die erhöhte Temperatur und den Druck durch die Versenkung zurückzuführen sind.
Als dieser Torf in relativ geringen Tiefen vergraben wurde, komprimierten ihn anhaltende Hitze und Druck zwischen Sedimentschichten zu Braunkohle:ein weiches, bräunlich-schwarzes, kohleähnliches Material mit hohem Feuchtigkeitsgehalt. Es wird auch oft Holz und Pflanzenreste in einer feinkörnigen Grundmasse enthalten. Braunkohle ist auch als Braunkohle bekannt und es gibt zwei Arten:xyloide Braunkohle (versteinertes Holz) und kompakte Braunkohle. Der Edelstein-Jet ist aus Braunkohle entstanden.
Aus Braunkohle wird Steinkohle
Diese Braunkohle wandelt sich bei fortgesetzter Verschüttung, Hitze und Strukturverformung in subbituminöse und bituminöse Steinkohle (Weichkohle) um. Schließlich wird es zu Anthrazit (Steinkohle), und je mehr Metamorphose, desto härter und kohlenstoffreicher wird die Kohle.
Subbituminöse Kohle hat einen festen Kohlenstoffgehalt von 46-60 Prozent, und bituminöse Kohle gilt als die „normale“ Kohleart. Es ist im Allgemeinen reich an flüchtigen Kohlenwasserstoffen, wodurch es sich leichter entzünden und mit einer relativ langen Flamme verbrennen lässt.
Anthrazit hingegen hat einen sehr geringen Gehalt an flüchtigen Bestandteilen, gilt aber derzeit als die sauberste Form von Kohle zum Verbrennen. Sie werden damit vertraut sein, wenn Sie ein offenes Feuer haben, da das Vereinigte Königreich kürzlich auf die Verwendung von Anthrazit als „rauchfreie Kohle“ umgestellt hat. Mit fortgesetzter Metamorphose durch weitere Hitze und Druck wird Anthrazit schließlich zu Graphit. Graphit wird normalerweise nicht als Brennstoff verwendet, da es schwer zu entzünden ist.
Wofür wird Kohle verwendet?
Während der industriellen Revolution war Kohle der Wunderbrennstoff und wurde verwendet, um die damals heiße, neue Erfindung anzutreiben - die Dampfmaschine. Diese wiederum ermöglichten den Ausbau der Eisenbahnen, der Eisen- und Stahlerzeugung sowie der Schifffahrtsindustrie. Es wird geschätzt, dass die Titanic täglich zwischen 600 und 825 Tonnen Kohle verbrauchte. Heutzutage wird Kohle in Kohlekraftwerken zur Stromerzeugung verwendet, und weltweit ist Kohle immer noch die größte Einzelquelle für Strom. Durch die Vergasung und Verflüssigung von Kohle entstehen gasförmige und flüssige Brennstoffe, die problemlos in Tanks gelagert oder per Pipeline transportiert werden können.
Einige der Nebenprodukte der Kohleverbrennung, wie Flugasche, können recycelt und bei der Betonherstellung verwendet werden. Außerhalb der Energieindustrie kann es auch zur Herstellung von Spezialtechnologie verwendet werden, einschließlich der in Wasser- und Luftfiltern verwendeten Aktivkohle und der im Bauwesen verwendeten Kohlefaser. Kohle ist auch einer der Rohstoffe für die Herstellung von Siliziummetall, das in der metallurgischen Industrie häufig zur Herstellung von Solarmodulen, Chips in der Elektronik und in der Automobilindustrie als Legierungsmittel zur Verstärkung von Aluminium verwendet wird.
Welche Art von Gestein ist Kohle?
Kohle besteht hauptsächlich aus Kohlenstoffansammlungen aus organischem Material, die zu Schichten gepresst werden. Das macht es zu einem biochemisch hergestellten Sedimentgestein, bekannt als organisches Sedimentgestein. Dies ist die Gruppe von Sedimentgesteinen, die aus organischen kohlenstoffreichen Ablagerungen besteht, die durch die Verschüttung und den anschließenden Zerfall von einst lebendem Material entstanden sind.
Andere Arten von organischem Sedimentgestein umfassen Kreide, Diatomit, fossilführende Kalksteine und einige Formen von Dolomit.
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