Fossile Brennstoffe: Was du darüber wissen musst

Foto: CC0/pixabay/MichaelGaida

Fossile Brennstoffe sind schlecht für die Umwelt und verursachen viele andere Probleme. Hier liest du die wichtigsten Fakten zu Erdöl und Co. sowie zu Alternativen.

Ohne fossile Brennstoffe hätte es die Welt, wie wir sie heute kennen, nicht gegeben. Sie ermöglichten die industrielle Revolution im 19. Jahrhundert. Sie trieben das heutige Wirtschaftswachstum an und trugen maßgeblich zum menschgemachten Klimawandel bei.

Entstanden sind die fossilen Brennstoffe aus Wäldern und Kleinstlebewesen, die in früheren Erdzeitaltern existierten. Sie wurden im verlauf der Jahrhunderte zu Kohle, Erdgas und Erdöl.

Heutzutage verbrennen wir fossile Brennstoffe, um daraus Energie zu gewinnen.  Dies setzt den Kohlenstoff frei, das die Pflanzen vor Jahrmillionen aus der Atmosphäre aufgenommen und gespeichert haben. Dabei verbindet er sich mit Sauerstoff und das Treibhausgas Kohlendioxid entsteht – besser bekannt unter dem chemischen Kürzel CO2. Dieses CO2 trägt maßgeblich zum Klimawandel bei.

Wie fossile Brennstoffe entstehen

Fossilien sind Zeugen aus der Vorzeit.
Fossilien sind Zeugen aus der Vorzeit.
(Foto: CC0/pixabay/ID 2211438)

Zu den fossilen Brennstoffen zählen:

Fossile Brennstoffe entstehen, wenn sich Pflanzen und Mikoorganismen zersetzen – ohne mit Luft in Berührung zu kommen. Denn an der Luft zersetzen sie sich zu Erde, wie das zum Beispiel bei Kompost der Fall ist.

  • Kohle und Torf: Das Wissensmagazin Spektrum erklärt, dass aus Pflanzenresten im Sumpf erst Torf, dann Braunkohle und schließlich Steinkohle entstanden sind. Die Vorkommen in Europa sind etwa 355 bis 290 Millionen Jahre alt. Torf und Braunkohle sind jünger als Steinkohle und liegen weiter oben, dicht unter der heutigen Erdoberfläche. Das erklärt, warum man Braunkohle im überirdischen Tagebau fördern kann. Die Lagerstätten von Steinkohle sind dagegen oft nur durch Stollen zu erreichen, die mehrere Kilometer tief ins Erdinnere hineinführen. 
  • Erdöl und Erdgas: Laut Spektrum haben sich beide fossilen Brennstoffe aus Plankton im Wasser gebildet. Ähnlich wie die Pflanzen im Sumpf versank das Plankton im Meeresboden und wurde dort zu einem Faulschlamm. Dabei wirkten der zunehmende Druck der Erdschichten und die steigenden Temperaturen aus dem Erdinneren auf den Schlamm ein. So wurde daraus schließlich Erdöl. Die Gase, hauptsächlich Methangas, trennten sich von den organischen Überresten – so entstand Erdgas. 

Übrigens: Nur wenige Länder nutzen Torf heutzutage als Brennstoff – ein Beispiel ist Finnland. Auch dort sehen Umweltschützer Torf als Energiequelle kritisch.

Fossile Brennstoffe: Probleme von Kohle

Fossile Brennstoffe: Der Steinkohlebergbau ist in Deutschland schon Geschichte.
Fossile Brennstoffe: Der Steinkohlebergbau ist in Deutschland schon Geschichte.
(Foto: CC0/pixabay/markusspiske)

Nicht nur der Kohlenstoff in fossilen Brennstoffen ist ein Problem für die Gesundheit und die Umwelt. Auch die Förderung, der Transport und die Verarbeitung bergen Probleme.

Steinkohle: In Deutschland wurde früher vor allem im Ruhrgebiet und im Saarland Steinkohle gefördert. Inzwischen baut man diesen fossilen Brennstoff in Deutschland nicht mehr ab. Weltweit sind China und die USA die größten Produzenten.

  • Sicherheit: Der Bergbau entspricht nicht in allen Ländern den aktuellen Sicherheitsstandards. Das Fachmagazin Mining-Report spricht von rund 1.000 Todesfällen in einem Jahr in chinesischen Bergwerken. Zum Vergleich: Im gleichen Zeitraum ereigneten sich in den USA 54 tödliche Unfälle.
  • Luftverschutzung: Greenpeace führt an, dass an dem Smog aus Kohlekraftwerken allein in Europa jedes Jahr rund 22.000 Menschen vorzeitig sterben.
  • Folgeschäden: Im Ruhrgebiet schloss 2018 die letzte Steinkohlezeche ihre Tore. Das Wissensmagazin Spektrum erklärt, dass immer noch Folgeschäden auftreten. So haben sich bereits Böden über stillgelegten Bergwerken um 14 beziehungsweise 25 Meter gesenkt. Das ist gefährlich, denn: Alles, was darüber liegt, kann mit einsinken – zum Beispiel Häuser, Straßen oder auch Flüsse. Flüsse könnten so ihre Richtung ändern und das Ruhrgebiet in eine Seenplatte verwandeln, warnt Spektrum. Damit das nicht passiert, müssen Pumpen das Wasser in stillgelegten Schächten weiterhin regulieren – und das dauerhaft. Um die Kosten dafür zu decken, muss der ehemalige Betreiber des deutschen Steinkohlebergbaus RAG jedes Jahr etwa 300 Millionen Euro bereitstellen.
  • Transport: Greenpeace berichtet, dass Deutschland Steinkohle aus anderen Ländern einkauft, um daraus Energie zu gewinnen. Zu den CO2-Emissionen, die bei der Verbrennung entstehen, kommen zusätzlich die Treibhausgase, die während des Transports entstehen.

Braunkohle: Auch Deutschland fördert noch Braunkohle als fossilen Brennstoff, hauptsächlich in Mitteldeutschland.

  • Saurer Regen: Braunkohle enthält einen höheren Schwefelanteil als Steinkohle. Dadurch setzt die Verbrennung nicht nur Kohlendioxid frei, sondern auch Schwefeloxid, das beispielsweise für den sauren Regen verantwortlich ist.
  • Umsiedlungen: Dem Tagebau müssen ganze Dörfer und Landschaften weichen. So berichtet die Stadt Erkelenz, dass für den geplanten Abbau in Gartzweiler insgesamt etwa 7.600 Einwohner ihre Häuser aufgeben müssen.
  • Renaturierung: Nach dem Abbau bleiben riesige Krater im Boden zurück. Die Bergbauunternehmen arbeiten mit Wissenschaftlern zusammen, um das Gelände wieder zu Landschaften zurückzubauen. Der Forschungsstelle Rekultivierung zufolge würde es etwa 40 Jahre dauern, um den Tagebau in Gartzweiler mit Wasser zu füllen und daraus einen See entstehen zu lassen.

Mit Blick auf die Klimaziele stellt sich die Frage, ob geplante Braunkohlereviere wie etwa im Hambacher Forst noch sinnvoll sind. Das Bundeswirtschafts- und Energieministerium berichtet, dass bis spätestens 2038 alle Kohlekraftwerke abgeschaltet werden sollen.

Probleme mit fossilen Brennstoffen: Erdöl und Erdgas

Bohrinseln fördern fossile Brennstoffe und verseuchen dabei den Meeresboden.
Bohrinseln fördern fossile Brennstoffe und verseuchen dabei den Meeresboden.
(Foto: CC0/pixabay/Bru-nO)

Die fossilen Brennstoffe Erdöl und Erdgas zu fördern, ist aus verschiedenen Gründen problematisch.

Erdöl: Die größten Förderstätten liegen in Saudi-Arabien, gefolgt von Russland und den USA.

  • Öl verseucht den Boden: Schon bei der Förderung versickert Erdöl im Boden. Außerdem tropft es durch undichte Pipelines. Immer wieder verunglücken zudem Öltanker auf dem Meer und verursachen Ölpesten. Greenpeace berichtet, dass der Meeresboden der Nordsee durch Bohrinseln verschmutzt ist. In Sibirien sind ganze Landstriche mit Öl bedeckt. Es sickert ins Trinkwasser und zerstört Lebensräume.
  • Reserven fast aufgebraucht: Die kurzfristig verfügbaren Reserven sollen der Bundeszentrale für politische Bildung (bpb) zufolge noch etwa 50 Jahre reichen. 
  • Fracking: Die USA erreichen die Fördermenge zunehmend nur durch spezielle Fördermethoden wie Fracking. Dabei wird mit Hilfe von Chemikalien und Druck das Öl aus dem sandigen Boden gepresst. Dies kann laut Greenpeace zu Erdbeben führen und das Trinkwasser verunreinigen.

Erdgas: Vor allem die USA und Russland fördern Erdgas. Auch Deutschland verfügt über kleinere Vorkommen in Norddeutschland, die aber nicht reichen, um den Bedarf zu decken.

  • Verbrennung von Erdgas: Von allen fossilen Brennstoffen schneidet Erdgas im CO2-Emissionsvergleich am besten ab. Daher soll es als sogenannte Brückenenergie die Lücke schließen, bis erneuerbare Energien den Energiebedarf decken können.
  • Methan: Allerdings wird nach Meinung von Forschern der Cornell-Universität die Wirkung von Methan unterschätzt. Das Umweltbundesamt erläutert, dass Methan als Treibhausgas 20- bis 25-mal so aggressiv wie Kohlendioxid ist. Es zerfällt jedoch rechnerisch nach nur 12,4 Jahren in der Atmosphäre, während CO2 bis zu 1.000 Jahre lang wirksam bleibt. Zudem ist Methan problematisch, da es auch schon bei der Förderung entweicht. Forscher der Cornell-Universität stellten fest, dass Methan in der Atmosphäre seit 2008 zunimmt.

Wozu wir fossile Brennstoffe nutzen

Fossile Brennstoffe haben lange Transportwege.
Fossile Brennstoffe haben lange Transportwege.
(Foto: CC0/pixabay/isakarakus)

Aus fossilen Brennstoffen kommt beispielsweise die Energie für:

  • den Strom aus der Steckdose,
  • die Fernwärme für Heizungen und
  • den Treibstoff der Fahrzeuge, Flugzeuge und Schiffe.

Wir nutzen fossile Brennstoffe wie Erdöl, Kohle und Erdgas noch immer großflächig: Laut Daten des BP-Energy-Reports 2019 decken sie einen Großteil den weltweiten Energiebedarfs. Auch in Deutschland sieht es ähnlich aus: Daten des Umweltbundesamtes zufolge wurde der deutsche Energieverbrauch 2018 zu 34 Prozent durch Erdöl gedeckt. Erdgas lag bei 24 Prozent.

Fossile Brennstoffe und das Klima

Das Umweltbundesamt errechnete, dass der Energieverbrauch von fossilen Brennstoffen für 85 Prozent der Treibhausgas-Emissionen in Deutschland verantwortlich ist.

  • Davon verursachen rund die Hälfte Kraftwerke, die den Strom aus Kohle oder Erdgas herstellen.
  • An zweiter Stelle, mit einem Anteil von 20 Prozent, folgt der Verkehrssektor.

Um die Erderwärmung zu stoppen, müssten die CO2-Emissionen weltweit weiter abnehmen. Deutschland hat sich bis 2020 das Ziel gesetzt, die Treibhausgase um 20 Prozent zu senken.

Doch das ist nur der erste Schritt, um die vereinbarten Klimaziele einzuhalten: Auf der Weltklimakonferenz in Paris hat die Staatengemeinschaft 2015 vereinbart, die Klimaerwärmung bei zwei Grad und darunter zu halten. Greenpeace sieht die aktuellen Entwicklungen dagegen skeptisch und berichtet, dass eine Klimaerwärmung von über vier Grad wahrscheinlich ist, wenn die Weltbevölkerung nicht konsequent die gesteckten Ziele umsetzt.

Fossile Brennstoffe: Wie schnell können wir sie ersetzen?

Im World Energy Report gibt die International Energy Agency (IEA) längerfristige Prognosen für die Welt-Energieversorgung. Die Forscher rechneten 2017 damit, dass bis 2040 erneuerbare Energien wie Solar- und Windkraft rund 40 Prozent des weltweiten Strombedarfs decken werden. Kohle soll zunehmend verzichtbar werden, doch Erdgas werden die Menschen der Prognose zufolge weiter als Stromlieferant nutzen. Der steigende Energieverbrauch von Ländern wie China und Indien soll durch grüne Energie gedeckt werden.

Auch Deutschland verfolgt schon konkrete Ziele in dieser Richtung: Die Regierung plant, in spätestens fünf Jahren 40 bis 45 Prozent grünen Strom zu beziehen. Das Wirtschafts- und Energieministerium berichtet, dass 2018 rund 33 Prozent des deutschen Strombedarfs aus erneuerbaren Quellen statt aus fossilen Brennstoffen kamen.

Diese Prognosen beziehen sich allerdings nur auf den Strombedarf – Energie für Heizungen oder für nicht-elektronische Fahrzeuge sind nicht berücksichtigt. Diese nutzen meist den fossilen Rohstoff Erdöl: Greenpeace zufolge wurden 2016 60 Prozent des weltweit konsumierten Erdöls für Transportmittel wie Flugzeuge, Schiffe und Autos genutzt. Um fossile Brennstoffe wie Erdöl als Antriebsenergie zu ersetzen, müssten wir unser Transportsystem ändern und beispielsweise den öffentlichen Nahverkehr ausbauen.

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