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Einleitung

Kohle, fester Brennstoff pflanzlichen Ursprungs. Besonders in der Karbonzeit vor 345 bis 280 Millionen Jahren war ein großer Teil der Erde mit einer reichen Sumpfvegetation bedeckt. Viele dieser Pflanzen waren Farne, manche groß wie Bäume. Diese Vegetation starb ab und wurde von Wasser bedeckt. Die zurückbleibenden Ablagerungen enthielten einen hohen Anteil an Kohlenstoff. Es bildeten sich Torfmoore. Im Lauf der Zeit lagerten sich Sand und Schlamm aus dem Wasser auf diesen Torflagerstätten ab. Der Druck dieser Deckschichten und die Bewegungen der Erdkruste lösten unter Einwirkung vulkanischer Hitze den Entstehungsprozess der Kohle aus.

Kohle wird je nach ihrem Gehalt an gebundenem Kohlenstoff in verschiedene Arten eingeteilt. Ganz allgemein bezeichnet man den Prozess der Kohleentstehung als Inkohlung. Dieser Prozess ist allerdings chemisch noch nicht vollständig aufgeklärt. Nach dem heutigen Wissensstand ist die erste Stufe der Inkohlung der Torf. Der Gehalt an gebundenem Kohlenstoff im Torf ist niedrig, der Feuchtigkeitsgehalt hoch. In der Braunkohle ist der Kohlenstoffgehalt höher. Steinkohle enthält noch mehr Kohlenstoff und hat daher einen entsprechend höheren Heizwert. Unter dem Heizwert versteht man die Wärmemenge (in Kilojoule), die bei einer vollständigen Verbrennung einer definierten Menge (meist 1 Kilogramm bzw. 1 Kubikmeter) eines Stoffes freigesetzt wird. Anthrazit hat den höchsten Kohlenstoffgehalt und damit den höchsten Heizwert. Durch Einwirkung von noch mehr Druck und Hitze kann es zur Bildung von Graphit kommen, der im Prinzip nur aus Kohlenstoff besteht. Weitere Bestandteile der Kohle sind neben anderen flüchtige Kohlenwasserstoffe, Schwefel- sowie Stickstoffverbindungen und einige Mineralien, die bei der Verbrennung von Kohle als Asche zurückbleiben.

Einige Produkte aus der Verbrennung der Kohle schädigen die Umwelt. Bei der Verbrennung von Kohle entsteht u. a. Kohlendioxid. Wissenschaftlern zufolge verändert sich dadurch das Erdklima (siehe Erwärmung, globale; Treibhauseffekt). Als besonders bedenklich wird die weit verbreitete Nutzung von Kohle und anderen fossilen Ressourcen als Brennstoff angesehen. Dadurch könnte der Anteil an Kohlendioxid in der Erdatmosphäre dramatisch ansteigen. Außerdem bilden Schwefel und Stickstoff, die in der Kohle enthalten sind, bei der Verbrennung Oxide, die zur Bildung von saurem Regen beitragen. Nach einer amerikanischen Studie ist saurer Regen das Ergebnis einer Reihe von komplexen Reaktionen, an denen Chemikalien und Verbindungen aus vielen Quellen in der Industrie, dem Transportwesen und der Natur beteiligt sind.

Jahrhundertelang wurde Torf als Brennstoff verwendet. Später verarbeitete man Torf und Braunkohle zu Ofenbriketts. In den USA haben beispielsweise Elektrizitätsversorgungsunternehmen einen Anteil von etwa 86 Prozent am gesamten Verbrauch an Steinkohle. An zweiter Stelle steht die Industrie.

Für die Stahlerzeugung verwendet man Hüttenkoks (auch metallurgischer Koks). Koks ist ein fester, brennbarer Rückstand, der bei der Entgasung oder Verkokung (Erhitzung unter Luftabschluss) von Kohle zurückbleibt. Bei der Kokserzeugung fallen dabei eine Reihe von Nebenprodukten an, die zur Herstellung vieler anderer Produkte verwendet werden. Beispielsweise zählt der Steinkohlenteer zu diesen wichtigen Nebenprodukten. Besonders im 20. Jahrhundert diente Kohle zur Erzeugung von Brenngas.

Mit Hilfe der Kohleverflüssigung (Kohlehydrierung) lassen sich Treibstoffe und andere Flüssig-Brennstoffprodukte gewinnen. In zunehmendem Maß wurden diese Produkte aus den billigeren Rohstoffen Erdgas und Erdöl gewonnen und hergestellt. Auch die Weiterentwicklung der Petrochemie führte zunächst zur abnehmenden Nutzung von Kohle zur Brennstoffproduktion. In den achtziger Jahren erwachte in den USA und anderen Industrieländern ein neues Interesse an der Kohlevergasung und einer neuen, umweltfreundlichen Kohletechnik. Beispielsweise deckt die Republik Südafrika ihren gesamten Brennstoffbedarf durch Kohlevergasung.