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2025-05-13T18:11:49Z

Kohlevergasung: Satzstellung korrigiert für inhaltliche Korrektheit.

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Als '''Kohleveredlung''' werden alle Verfahren der [[Carbochemie]] bezeichnet, die der Erzeugung von hochwertigen [[Brennstoff]]en und [[Grundchemikalie]]n aus [[Kohle]] ([[Braunkohle|Braun-]] oder [[Steinkohle]]) dienen. Als wichtigste Kohleveredlungsverfahren finden in der [[Chemische Industrie|chemischen Industrie]] die [[Kohleverflüssigung]], die [[Kohlevergasung]] und die [[Pyrolyse]] Anwendung.

Nicht nur als [[Primärenergieträger]], sondern auch als Rohstoffquelle für Chemieprodukte wurde Kohle durch [[Erdöl]] und [[Erdgas]] zu großen Teilen abgelöst. Dennoch sind viele Verfahren der Kohleveredlung in zahlreichen Ländern noch heute von großer Bedeutung.

== Kohleveredlungsverfahren ==
Kohle wird hauptsächlich direkt verbrannt, womit die Erzeugung von elektrischer Energie und Wärme erfolgt. Im Wesentlichen werden dafür [[Kohlenstaub]] in [[Kohlekraftwerk]]en und [[Brikett]]s für den [[Hausbrand (Brennstoff)|Hausbrand]] verwendet. Um aus dem [[Rohstoff]] Kohle hochwertige [[Brennstoff]]e, wie [[Koks]], [[Motorenbenzin|Benzin]], [[Stadtgas]], oder [[Grundchemikalie]]n, wie [[Alkane]]n, [[Aromaten]], [[Phenol]], herzustellen, müssen sowohl Braun- als auch Steinkohle chemischen Umformungen unterzogen werden, welche unter dem Begriff ''Kohleveredlung'' zusammengefasst werden.<ref>[[Albrecht Schmidt (Chemiker)|Albrecht Schmidt]]: ''Die industrielle Chemie in ihrer Bedeutung im Weltbild und Erinnerungen an ihren Aufbau.'' Walter de Gruyter GmbH & Co KG, 1943, S. 413 f.</ref>

Im Gegensatz zur vollständigen Verbrennung der Kohle ist bei der Kohleveredelung die Kohle in ein Gas- und Flüssiggemisch mit möglichst viel chemisch gebundener Energie umzuwandeln, das entweder als Energieträger oder als Chemierohstoff verwendet werden kann. Grundsätzlich wird zwischen drei Verfahren zur Veredlung von Kohle unterschieden: der Kohlevergasung, der Kohleverflüssigung und der Pyrolyse.<ref>Harald Allhorn, Ulf Birnbaum, Werner Huber: ''Kohleverwendung und Umweltschutz.'' Springer-Verlag, 1983, S. 114–170.</ref>

=== Kohlevergasung ===
{{Hauptartikel|Kohlevergasung}}

Unter Kohlevergasung ist die Umwandlung der Feststoffe Kohle oder Koks mit Hilfe von Vergasungsmitteln in ein [[Gasgemisch]] zu verstehen, wobei eine möglichst vollständige Umwandlung der Feststoffe angestrebt wird. Als Vergasungsmittel werden [[Luft]], [[Sauerstoff]], [[Dampf]] oder Mischungen dieser Komponenten oder [[Wasserstoff]] bei hohem Temperaturen (800 bis 1000 °C) verwendet. Die Kohlevergasung ist von Bedeutung für die Herstellung von Wassergas/[[Synthesegas]] und Generatorgas/[[Stadtgas]], beispielsweise für Kraftwerke und in der [[Hüttenindustrie]].<ref name="Gerthsen">Tarsilla Gerthsen: ''Chemie für den Maschinenbau. Organische Chemie für Kraft- und Schmierstoffe, Polymerchemie für Polymerwerkstoffe.'' KIT Scientific Publishing, 2014, S. 66–69.</ref>

Anwendung findet die Vergasung von Kohle auch [[unter Tage]]. Die [[In-situ-Vergasung|In-situ coal gasification]], bei der brennbare gasförmige Verbindungen wie [[Methan]] und Wasserstoff in Lagerstätten durch das Einbringen von Sauerstoff und Wasser direkt produziert werden, leistet einen relevanten Beitrag zur Energieversorgung in einigen Ländern der Welt, wie in Usbekistan und China. Weitere Pilot-Projekte wurden zum Beispiel in Neuseeland, Australien, Großbritannien, Kanada, Polen und Südafrika erfolgreich gestartet.<ref>[https://www.pebs-eu.de/DE/Themen/Energie/Projekte/abgeschlossen/Kohlevergasung_Projekt.html In situ-Kohlevergasung] Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe, abgerufen am 4. November 2022.</ref>

=== Kohleverflüssigung ===
{{Hauptartikel|Kohleverflüssigung}}

Im Wesentlichen gibt es zwei Verfahren zur Kohleverflüssigung: einmal die direkte [[Hydrierung]] der Kohle nach dem [[Bergius-Pier-Verfahren]], zum anderen die indirekte durch Kohlevergasung mittels der [[Fischer-Tropsch-Synthese]]. Beide Verfahren fanden in Deutschland bis zum Jahr 1945 bei der Herstellung von [[Synthetischer Kraftstoff|synthetischen Kraftstoffen]] und [[Kunststoff]]en eine großtechnische Anwendung.<ref name="Grathwohl">Manfred Grathwohl: ''Energieversorgung. Ressourcen, Technologien, Perspektiven.'' Walter de Gruyter, 2019, S. 182.</ref> Das größte synthetische Chemiewerk betrieb die [[Hydrierwerke Pölitz AG]] in der Nähe von Stettin.<ref>Rainer Karlsch, Raymond G. Stokes: ''Faktor Öl. Die Mineralölwirtschaft in Deutschland 1859–1974.'' Beck, München 2003, S. 193–197.</ref>

In [[Westdeutschland]] wurden einige der noch vorhandenen Anlagen nach dem [[Zweiter Weltkrieg|Zweiten Weltkrieg]] für die Hydrierung von Rückstandsölen zu [[Mittelöl]]en umgebaut, jedoch bis 1963 alle stillgelegt.<ref name="Grathwohl" /> Die [[DDR]] mit ihren reichen Braunkohlevorkommen und Erdölmangel entwickelte beide Verfahren weiter und besaß ein Kompetenzzentrum für Kohleverflüssigung in [[Freiberg]], das [[Deutsches Brennstoffinstitut|Deutsche Brennstoffinstitut]].<ref>Holger Watter: ''Regenerative Energiesysteme. Grundlagen, Systemtechnik und Analysen ausgeführter Beispiele nachhaltiger Energiesysteme.'' Springer-Verlag, 2015, S. 266.</ref> Im großen Umfang wurde die Kohleverflüssigung bis 1990 in der DDR in Werken wie [[Kombinat Espenhain|Espenhain]], [[Böhlen (Sachsen)|Böhlen]], [[Hydrierwerk Zeitz|Zeitz]] und [[BASF Schwarzheide|Schwarzheide]] betrieben.<ref>[https://www.post-mining.de/medien/11_M_Veredlung_MD-Sued.pdf Braunkohlenveredlung in Mitteldeutschland] [[LMBV]], abgerufen am 23. Oktober 2022.</ref> Unter der Bezeichnung ''Coal-to-Liquid'', kurz ''CtL'', entwickelten nach dem Zweiten Weltkrieg auch Unternehmen in den USA und besonders in [[Südafrika]] die Fischer-Tropsch-Synthese weiter.<ref>[https://www.welt.de/wams_print/article2054515/Billiges-Benzin-aus-Bottrop.html Billiges Benzin aus Bottrop] ''Welt am Sonntag'' vom 1. Juni 2008, abgerufen am 23. Oktober 2022.</ref>

Infolge stark schwankender Erdölpreise gewinnt die Kohleverflüssigung seit Beginn des 21. Jahrhunderts weltweit wieder an Bedeutung. Moderne [[Hydrierwerk]]e zur Kohleverflüssigung entstehen seit Beginn des 21. Jahrhunderts unter Anwendung verschiedener Technologien vor allem im asiatisch-pazifischen Raum. Federführend ist hierbei China. Aber auch andere Länder wie die USA, Russland, Kanada, Indonesien und Australien nutzen entsprechend verfügbare Potentiale.<ref>[https://www.globenewswire.com/news-release/2022/10/19/2537289/0/en/Coal-to-Liquid-Fuel-Market-Is-Expected-to-Generate-7-7-Billion-by-2031-Allied-Market-Research.html Coal to Liquid Fuel Market Is Expected to Generate $7.7 Billion by 2031: Allied Market Research] ''GlobeNewswire'' vom 19. Oktober 2022, abgerufen am 23. Oktober 2022.</ref>

=== Kohleverschwelung (Pyrolyse) ===
{{Hauptartikel|Verschwelung}}

Verschwelung (heute überwiegend ''[[Pyrolyse]]'' genannt) bedeutet starkes Erhitzen unter Luftausschluss ([[Entgasung]]). Die Pyrolyse von Kohle ist ein altes Verfahren, das seit Anfang des 18. Jahrhunderts praktiziert wird. Sie hat zwar ständig an wirtschaftlicher Bedeutung verloren, doch wird die Pyrolyse-Technik nach wie vor für die Gewinnung von Koks zur Roheisenherstellung im [[Hochofen]] und in neuerer Zeit für die thermische Abfallverwertung angewendet.<ref name="Gerthsen" />

Es gibt verschiedene Verfahrenstechniken, die sich nicht nur nach der [[Wirtschaftlichkeit]], sondern auch nach der Verwendung der Entstehungsprodukte richten. Die Produktausbeute ist abhängig von den Reaktionsbedingungen, vor allem von der Endtemperatur und der Aufheizgeschwindigkeit. Grundsätzlich gibt es zwei Arten der Pyrolyse: das [[Schwelerei|Schwelen]] bei etwa 450 bis 600 °C und das [[Kokerei|Verkoken]]. Bei letzterem Verfahren wird zwischen einem Mitteltemperaturverkoken von etwa 600 bis 800 °C und einem Hochtemperaturverkoken von etwa 900 bis 1200 °C unterschieden.<ref name="Gerthsen" />

== Literatur ==
* Berg- und Hüttenmännischer Tag Freiberg (Hrsg.): ''Neue technologische Erkenntnisse in der Kohleveredlung.'' Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, 1982.
* André Knop, Heinz-Gerhard Franck: ''Kohleveredlung. Chemie und Technologie.'' Springer-Verlag, 2013.

== Einzelnachweise ==
<references responsive />

[[Kategorie:Montanindustrie]]
[[Kategorie:Kohlewirtschaft]]
[[Kategorie:Kohlechemie]]

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Kohleveredlung - Versionsgeschichte

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