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Seminar „Ressourcen“

Seminar „Ressourcen“. Die fossilen Brennstoffe Braunkohle und Steinkohle. Gliederung/Inhalte. Was ist Kohle, Entstehung Steinkohle – Braunkohle Förderung und Verarbeitung Quantifizierung und Verbreitung Wirtschaftliche Bedeutung. Entstehung - Historisches.

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Presentation Transcript

  1. Seminar „Ressourcen“ Die fossilen Brennstoffe Braunkohle und Steinkohle

  2. Gliederung/Inhalte • Was ist Kohle, Entstehung • Steinkohle – Braunkohle • Förderung und Verarbeitung • Quantifizierung und Verbreitung • Wirtschaftliche Bedeutung

  3. Entstehung - Historisches • Bis ins MA: Kohle als Mineral, wie die anderen Gesteine ? (keine Genese – war schon immer auf der Erde) • Bis ins 18. Jhdt: Orientierung an Anaximenes (Produkt aus der Verdichtung der Luft) • ABER: erkennbare Pflanzenreste in der Kohle (BK) bzw. Einschaltungen

  4. Entstehung • Abbildung Pflanzenreste: Stammreste in einem Oberflöz (JURASKY)

  5. Entstehung • Abbildung Pflanzenreste: Baumstümpfe in einem Oberflöz (JURASKY) – Autochthonie !!!

  6. Entstehung • Abbildung Pflanzenreste: Längsschnitt Calamit - in Kohle isoliert erhalten (KERP)

  7. Entstehung • Ursprung der Kohle: organ. Substanz (insbes. Pflanzenreste) • „Inkohlung“: Begriff für die Entwicklungsreihe organ. Substanz Kohle • 2 Prozess-Abschnitte: Biochem. – und geochem. Inkohlung

  8. Inkohlung • Biochemischer Abschnitt: Vertorfung • Geochemischer A.: Torf  Kohle  ... • „Reife“ nimmt mit fortschreitender Inkohlung zu !

  9. Inkohlung • Chemische Veränderungen: Datenquelle: JURASKY, 1936 – eigener Entwurf

  10. Inkohlung • Visuelle Veränderungen: Torf- hellbraun bis braunschwarz- Pflanzenreste erkennbar • Visuelle Veränderungen: Braunkohle- gelb bis dunkelbraun- Pflanzenreste verschwinden- feucht, zerreiblich • Visuelle Veränderungen: Steinkohle- dunkelbraun bis schwarz- keine Pflanzenreste erkennbar- verfestigt, tlw. glänzend

  11. Inkohlung • Vertorfung- „gehemmte“ Zersetzung (O2-Mangel)- Tätigkeit aerober Bakterien gemindert- Akkumulation von Pflanzenresten- anerobe Standorte (semiterrestrisch-Moore)- Verbrauch des O2 in der Substanz- Teilprozess: Humifizierung ( Huminstoffe)

  12. Inkohlung • Vertorfung:- Zellulose: Kohlenhydrat mir Beta-D-Glucose als Grundbaustein; wird abgebaut- Lignin: „Verholzung“, widerstandsfähig Quelle: www.geologieknoten.de (AG Geologie)

  13. Inkohlung • Vertorfung: Huminstoffe- stabil, braun bis schwarz gefärbt- 3 Hauptstoffgruppen: Fulvosäuren, Huminsäuren und Humine- Träger kennzeichnender Eigenschaften der Kohle (Farbe, Braunkohlegeruch, Hygroskopizität)

  14. Inkohlung • Neben Vertorfung: Sapropelbildung - =„Faulschlamm“: subhydrische Humusform- insbes. aus Wachs, Sporen und Harzen- allochthon bildet „Bitumen-Kohlen“- aber: über 80% der Kohlen Humuskohlen (Vertorfung)

  15. Inkohlung • Die Moore: - Ausdehnung (vgl. autochthon)- vertikale Mächtigkeit- Zeitfaktor: 30-40k Jahre für die Bildung der organ. Substanz für ein 10m Flöz- Beispiel: Kohlerevier Weststeiermark (GKB)

  16. Inkohlung • Revier der GKB:- vor 20 Mio. a: alpidische Gebirgsbildung endet – Alpen gehoben; Wasser dringt nur noch in die randlichen Buchten ein; Trennung Festland-Meer  Süßwasserkreislauf- in den Becken: ausgedehnte Moore und Sümpfe (ungestörte Bildung); bei konstantem Wasserspiegel  Senkungsvorgänge !!!

  17. Inkohlung • Computermodell Weststeiermark:

  18. Inkohlung • Geochemische Inkohlung: Druck und Temperatur • Überdeckung (Sedimentation) führt zu Entwässerung (Druck) • C-Gehalt steigt, Wassergehalt sinkt, Heizwert steigt

  19. Inkohlung • Weichbraunkohle: - H2O-Gehalt: 20-50% (grubenfeucht) • Hartbraunkohle: - H2O-Gehalt geringer (-1%/100m)- „Homogenisierter“- stärker verfestigt Hartbraunkohle Weichbraunkohle

  20. Braunkohlen • Gelbbraun bis schwarzbraun (abfärbend) • Hoher Wassergehalt • Locker/zerreiblich bis verfestigt mit muscheligem Bruch • C: 65-80%; O: 17-28% • Gemeine Braunkohle(erdige BK), Schwelkohle (bituminöse Stoffe), Lignit

  21. Braunkohlen • Beispiel Revier GKB: Grundflöz: wertvollste Kohle

  22. Inkohlung • Geochemische Inkohlung zu Steinkohle:- tiefere Versenkung Qualität + mit vertikal. Tiefe- Druck (Überdeckung, tekt. Deformation): Faltung: höherwertigere Kohlen- Temperatur Bedeutung von Eruptivgesteinen

  23. Steinkohle • Schwarz mit erhöhtem Glanz • Stark verfestigt, höheres spez. Gewicht • Geringer H2O Gehalt • C: 80-90%; O: 4,5% • Muttergestein des Erdgas !

  24. Entstehung - Zusammenfassung Quelle: Press/Siever, 1995

  25. Förderung • Tagebau – Tiefbau:- Tagebau: geringe Deckschicht, bis zu 500m möglich, insbes. BK (vgl. Entstehung–Senkungsvorgänge)- Tiefbau: Teufe (Tiefenlage), Mächtigkeit, Beschaffenheit Deckgebirgsschichten, insbes. Steinkohle

  26. Verarbeitung • Trocknung bei BK:  Briketts • Kohlenchemie: Kohlehydrierung (=Kohleverflüssigung)  Benzin ! • Kohlenentschwefelung: Schwefelanteil wird entzogen  Emission von Schwefeldioxid (SO2) vermindert

  27. Quantifizierung • Kohle: nicht erneuerbarer Rohstoff(Energiequelle) • Zentrale Fragen:- Wie viel ist vorhanden ?- Wie lange wird man auskommen ? • Begriffe: Reserven / Ressourcen - Reserven: entdeckt, abbaubar (techn./jurist./wirtsch.)- Ressourcen: weltweite Gesamtmenge + nicht entdeckte

  28. Quantifizierung Quelle: STAHL, 1998

  29. Quantifizierung • Schätzungen: 6,5 Billionen Tonnen • Hauptförderer: Quelle: BP, 1998

  30. Quantifizierung • Kohleförderung in EU:- England, Deutschland, Spanien- Österreich: Steinkohle: 0 (1999) Braunkohle: 1,054 Mio. t (1999) BRD: 161,282 Mio. t

  31. Quantifizierung • Auskommen (bei gleichbleibendem Energieverbrauch, bezogen auf Reserven): Quelle: STAHL, 1998

  32. Verbreitung Quelle: Press/Siever, 1995

  33. Wirtschaftliche Bedeutung • Industrielle Revolution: Kohle als wichtigster Energieträger • Gegenwart.: Verdrängung durch Öl, Gas, Kernenergie und erneuerbaren Energieträgern 91% Anteil der fossilen nicht erneuerbaren Brennstoffe, davon 27% Kohle Quelle: BP, 1998

  34. Wirtschaftliche Bedeutung • Abnehmer:- E-Wirtschaft (37-45% aus Kohle)Deutschland: >90% der BK in Verstromung- Schwerindustrie (Eisen/Stahl)

  35. Wirtschaftliche Bedeutung • Welthandel- BK kaum im Welthandel – ortsnahe Verwendung (s. Eigenschaften - H2O-Gehalt)- Insgesamt: nur 10% der weltweit geförderten Kohle wird weltweit gehandelt

  36. Wirtschaftliche Bedeutung • Arbeitsmarkt: Beispiel Deutschland Datenquelle: Verband der dt. Kohlewirtschaft

  37. Wirtschaftliche Bedeutung Datenquelle: Verband der dt. Kohlewirtschaft

  38. Schriftl. Fassung • Powerpoint-Präsentation • Zusammenfassung sind im Internet unter http://geo4.uibk.ac.at/users/jurgeit abrufbar !!!

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