Was ist Kohle?

Beschreibung

Kohle ist ein brennbares Sedimentgestein von bräunlich-schwarzer oder sogar ganz schwarzer Farbe. Kohle besteht hauptsächlich aus Kohlenstoff mit kleineren, variierenden Mengen an Wasserstoff, Stickstoff, Schwefel und Sauerstoff. Je nach Zusammensetzung und Entstehungszeitpunkt wird es in verschiedene Typen eingeteilt. Die wichtigsten Kohlesorten sind Torf-, Braunkohle-, Unterbitumen-, Bitumen- und Anthrazitkohle. Torf wird eigentlich nur als Vorläufer von echter Kohle betrachtet und ist selbst teilweise verkohlter Pflanzenabfall, der in weiten Teilen der Welt als Hauptbrennstoffquelle dient. Anthrazit ist die älteste gebildete Kohlesorte mit einem extrem hohen Kohlenstoffgehalt (ca. 92%), der praktisch keine Feuchtigkeit und flüchtigen Bestandteile enthält. Aus geologischer Sicht ist Braunkohle die zuletzt gebildete Kohle und weist einen relativ höheren Gehalt an flüchtigen Stoffen und einen niedrigeren Gehalt an festem Kohlenstoff auf (zwischen 60 und 70%). Die Eigenschaften von Stein- und Steinkohle liegen zwischen denen von Anthrazit und Braunkohle. Steinkohle hat einen festen Kohlenstoffgehalt von 77-87% und ist die am häufigsten vorkommende Klassifizierung unter allen anderen Kohlensorten. Bituminöse Kohle macht fast 50% der in den Vereinigten Staaten produzierten Kohle aus.

Ort

Kohlevorkommen gibt es in einer Vielzahl von Ländern, die alle Kontinente außer der Antarktis umfassen. Die größten nachgewiesenen und gewinnbaren Kohlenreserven befinden sich in den USA, in der Russischen Föderation und in China. Indien, Australien und Südafrika folgen knapp dahinter. Innerhalb der Vereinigten Staaten gibt es drei Hauptregionen, in denen Kohle in großem Umfang abgebaut wird, nämlich die Western Coal Region, die Appalachian Coal Region und die Interior Coal Region. Jede dieser Regionen ist auf die Herstellung verschiedener Qualitäten und Sorten dieser wichtigen Energiequelle spezialisiert.

Formation

Zu verschiedenen Zeitpunkten in der Geschichte der Geologie haben natürliche Prozesse wie tektonische Plattenbewegungen und Überschwemmungen tiefliegende Feuchtgebiete und bewaldete Gebiete unserer Welt unter dicken Bodenschichten begraben. Mit der Zeit wuchs die Bodenschicht über der zusammengedrückten Vegetation und setzte das darunterliegende Pflanzenmaterial weiter unter Druck. Als diese Vegetation tiefer unter die Landoberfläche vordrang, wurden die natürlichen biologischen Abbauprozesse gestoppt. Stattdessen führten die Bedingungen gleichzeitig hoher Temperaturen und hoher Drücke unter der Oberfläche zur allmählichen Umwandlung von Pflanzenmaterial in Kohle. Dieser Vorgang wird als "Carbonisierung" bezeichnet. Die Qualität der gebildeten Kohle wird von einer Reihe von Faktoren bestimmt, wie der Art der Vegetation, aus der sie stammt, der Tiefe, in der der Karbonisierungsprozess begonnen hat, den Temperatur- und Druckbedingungen während des Prozesses sowie der Zeit, die benötigt wird für den Karbonisierungsprozess, um die resultierende Kohle zu bilden.

Verwendet

Kohle ist ein Segen für die Menschheit und wird unmittelbar in vielen Branchen weltweit eingesetzt. In ihnen werden verschiedene Kategorien von Kohle für verschiedene Zwecke verwendet. Dampfkohle wird hauptsächlich zur Stromerzeugung verwendet, während in Stahlwerken zur Stahlerzeugung "Koks" oder metallurgische Kohle verwendet wird. Gegenwärtig werden 40% des weltweiten Strombedarfs durch Kohlekraftwerke gedeckt, und 70% der weltweiten Stahlproduktion ist von "Kokskohle" abhängig. Derivate der Kohle werden auch in einer großen Anzahl anderer Industrien, einschließlich der pharmazeutischen chemischen Industrie, der Papierindustrie und Aluminiumraffinerien, in großem Umfang verwendet. Aus den Nebenprodukten der Kohleverbrennung werden mehrere wichtige Industriechemikalien hergestellt. Beispielsweise werden Benzol, Naphthalin und Phenol unter Verwendung von Kohlenteer hergestellt. Düngemittel und Salze auf Ammoniakbasis werden auch mit dem bei der Kohleverbrennung entstehenden Ammoniak hergestellt. Wasser- und Luftreinigungsgeräte verwenden "Aktivkohle" -Filter, um ihre Zwecke zu erleichtern. Die weit verbreitete Verwendung von Kohle als fossilen Brennstoff wird jedoch von mehreren großen Umwelt- und Gesundheitsorganisationen aufgrund der nachteiligen Auswirkungen der Kohleverbrennung und ihrer toxischen Nebenprodukte auf die Gesundheit von Mensch, Tier und Pflanze in hohem Maße abgeraten. Tatsächlich zählt die langfristige und weitgehende Verbrennung von Kohle zu den Hauptquellen von Treibhausgasen in der Erdatmosphäre, während deren Ausstoß unmittelbarere Auswirkungen auf die Gesundheit der menschlichen Atemwege, die Verschlechterung von Lebensräumen, insbesondere von Feuchtgebieten, und die Bildung von Smog "und angesäuerter Niederschlag.

Produktion

Kohle kann entweder durch Tagebau oder Untertagebau aus der Erde gewonnen werden, abhängig von ihrer Tiefe unterhalb der Landoberfläche. Wenn die Lagerstätten weniger als 200 Fuß unter der Landoberfläche liegen, kann ein Tagebau durchgeführt werden, um Kohle zu gewinnen. Dieses Verfahren ist sowohl zeit- und arbeitssparend als auch wirtschaftlich. Sie müssen lediglich die "Ablagerungen" oder die oberste Schicht aus Vegetation, Erde und Gesteinen entfernen, die die Zugangspunkte zu den unmittelbar darunter liegenden Kohlevorkommen bedecken. Diese Methode ist jedoch für das Ökosystem sehr gefährlich, da sie es häufig vollständig zerlegt und giftige Chemikalien an die Oberfläche und in das umgebende Wasser gelangen. Der untertägige Kohleabbau ist relevanter, zumal die meisten der größten Kohlevorkommen heute in Lagerstätten weit unter der Erdoberfläche liegen. Hier werden Minen in die Erde gegraben und mit Aufzügen die Bergleute zu den unterirdischen Lagerstätten transportiert, um die Kohle wiederzugewinnen. Dies ist weniger umweltschädlich als der Tagebau, jedoch sind die Bergleute in den unterirdischen Kohlebergwerken erheblichen Gefahren ausgesetzt.