Kohle

Kohle ⓘ

Sedimentäres Gestein
Steinkohle, die am häufigsten vorkommende Kohlesorte
Zusammensetzung
Primär	Kohlenstoff
Sekundärer	Wasserstoff Schwefel Sauerstoff Stickstoff

Kohle ist ein brennbares schwarzes oder bräunlich-schwarzes Sedimentgestein, das sich in Gesteinsschichten, den so genannten Kohleflözen, bildet. Kohle besteht größtenteils aus Kohlenstoff mit variablen Mengen anderer Elemente, vor allem Wasserstoff, Schwefel, Sauerstoff und Stickstoff. Kohle entsteht, wenn abgestorbenes Pflanzenmaterial zu Torf zerfällt und durch die Hitze und den Druck der tiefen Vergrabung über Millionen von Jahren in Kohle umgewandelt wird. Riesige Kohlevorkommen stammen aus ehemaligen Feuchtgebieten, den so genannten Kohlewäldern, die während des späten Karbon (Pennsylvanium) und Perm einen Großteil der tropischen Landflächen der Erde bedeckten. Viele bedeutende Kohlevorkommen sind jedoch jünger als diese und stammen aus dem Mesozoikum und Känozoikum. ⓘ

Kohle wird hauptsächlich als Brennstoff verwendet. Obwohl Kohle seit Tausenden von Jahren bekannt ist und genutzt wird, war ihre Verwendung bis zur industriellen Revolution begrenzt. Mit der Erfindung der Dampfmaschine stieg der Kohleverbrauch an. Im Jahr 2020 lieferte Kohle etwa ein Viertel der weltweiten Primärenergie und mehr als ein Drittel der Elektrizität. In der Eisen- und Stahlherstellung und anderen industriellen Prozessen wird Kohle verbrannt. ⓘ

Die Gewinnung und Nutzung von Kohle führt zu vorzeitigen Todesfällen und Krankheiten. Die Nutzung von Kohle schädigt die Umwelt und ist die größte anthropogene Quelle von Kohlendioxid, die zum Klimawandel beiträgt. Im Jahr 2020 wurden durch die Verbrennung von Kohle 14 Milliarden Tonnen Kohlendioxid freigesetzt, das sind 40 % der gesamten Emissionen aus fossilen Brennstoffen und über 25 % der gesamten globalen Treibhausgasemissionen. Im Rahmen der weltweiten Energiewende haben viele Länder die Nutzung von Kohlekraft reduziert oder ganz eingestellt. Der UN-Generalsekretär hat die Regierungen aufgefordert, bis 2020 keine neuen Kohlekraftwerke mehr zu bauen. Die weltweite Kohlenutzung erreichte 2013 ihren Höhepunkt. Um das Ziel des Pariser Abkommens, die Erderwärmung auf unter 2 °C zu begrenzen, zu erreichen, muss der Kohleverbrauch von 2020 bis 2030 halbiert werden, und der Ausstieg aus der Kohle wurde im Klimapakt von Glasgow vereinbart. ⓘ

Der größte Verbraucher und Importeur von Kohle im Jahr 2020 war China. Auf China entfällt fast die Hälfte der jährlichen Weltkohleproduktion, gefolgt von Indien mit etwa einem Zehntel. Indonesien und Australien exportieren am meisten, gefolgt von Russland. ⓘ

Kohle ist auf allen Kontinenten vorhanden. Ihre erdgeschichtliche Hauptentstehungszeit war das Oberkarbon (Pennsylvanium) und die entsprechende Kohle liegt zumeist als Steinkohle vor. Daneben gibt es auch noch jüngere Steinkohlen etwa im Jura und der Kreide Westkanadas. In Bezug auf Mitteleuropa ist auch das „Tertiär“ ein bedeutender Kohlebildungszeitraum. Diese Kohle liegt jedoch weit überwiegend als Braunkohle vor. ⓘ

Verwendet wird Kohle hauptsächlich als Träger fossiler Energie. Bei ihrer Verbrennung wird Wärme freigesetzt, die zum Heizen genutzt werden kann. Kohleverbrennung ist weltweit eine der meistverbreiteten Techniken zur Erzeugung elektrischer Energie. Sie ist ebenso als Ausgangsstoff bei der Koks- und Graphitherstellung sowie der Gewinnung flüssiger Kohlenwasserstoffe und der Eisenverhüttung von Bedeutung. Der Heizwert einer Steinkohleeinheit dient als Vergleichsmaßstab für andere Brennstoffe. ⓘ

Sowohl Inkohlung als auch Kohleverbrennung sind wesentliche Bestandteile des globalen Kohlenstoffzyklus. ⓘ

Die Menge der weltweiten Kohlevorräte ist Gegenstand anhaltender Untersuchungen. Schätzungen aus dem Jahre 2004 rechnen bei gleichbleibendem Verbrauch mit mehreren hundert Jahren bis zu deren Erschöpfung, andere Schätzungen gehen davon aus, dass das Kohlefördermaximum bereits im Jahr 2025 erreicht sein könnte. Fördermengen der einzelnen Kohlearten finden sich unter Kohle/Tabellen und Grafiken. ⓘ

Etymologie

Das Wort nahm im Altenglischen ursprünglich die Form col an, aus dem Proto-Germanischen *kula(n), das wiederum von der proto-indoeuropäischen Wurzel *g(e)u-lo- "lebende Kohle" abstammen dürfte. Zu den germanischen Verwandten gehören das altfriesische kole, das mittelniederländische cole, das niederländische kool, das althochdeutsche chol, die deutsche Kohle und das altnordische kol, und auch das irische Wort gual ist über die indogermanische Wurzel ein Verwandter. ⓘ

Geologie

Kohle besteht aus Makeralien, Mineralien und Wasser. In der Kohle können Fossilien und Bernstein gefunden werden. ⓘ

Entstehung

Beispiel für die chemische Struktur von Kohle ⓘ

Die Umwandlung von abgestorbener Vegetation in Kohle wird als Inkohlung bezeichnet. Zu verschiedenen Zeiten in der geologischen Vergangenheit gab es auf der Erde dichte Wälder in tief liegenden Feuchtgebieten. In diesen Feuchtgebieten begann der Prozess der Inkohlung, als abgestorbene Pflanzenmasse vor biologischem Abbau und Oxidation geschützt wurde, in der Regel durch Schlamm oder saures Wasser, und in Torf umgewandelt wurde. Dadurch wurde der Kohlenstoff in riesigen Torfmooren eingeschlossen, die schließlich tief von Sedimenten begraben wurden. Im Laufe der Jahrmillionen kam es dann durch die Hitze und den Druck der tiefen Vergrabung zum Verlust von Wasser, Methan und Kohlendioxid, und der Anteil des Kohlenstoffs stieg an. Je nach maximalem Druck und Temperatur entstand Braunkohle (auch "Braunkohle" genannt) unter relativ milden Bedingungen und subbituminöse Kohle, bituminöse Kohle oder Anthrazitkohle (auch "Steinkohle" oder "Schwarzkohle" genannt) mit steigender Temperatur und steigendem Druck. ⓘ

Von den Faktoren, die bei der Inkohlung eine Rolle spielen, ist die Temperatur viel wichtiger als der Druck oder der Zeitpunkt der Vergrabung. Subbituminöse Kohle kann schon bei Temperaturen von 35 bis 80 °C entstehen, während für Anthrazit eine Temperatur von mindestens 180 bis 245 °C erforderlich ist. ⓘ

Obwohl Kohle aus den meisten geologischen Perioden bekannt ist, wurden 90 % aller Kohleflöze in den Perioden Karbon und Perm abgelagert, die nur 2 % der Erdgeschichte ausmachen. Paradoxerweise geschah dies während der Eiszeit des späten Paläozoikums, einer Zeit der globalen Vergletscherung. Der mit der Vergletscherung einhergehende Rückgang des globalen Meeresspiegels legte jedoch Kontinentalschelfe frei, die zuvor überflutet waren, und dazu kamen breite Flussdeltas, die durch die verstärkte Erosion infolge des gesunkenen Grundwasserspiegels entstanden. Diese ausgedehnten Feuchtgebiete boten ideale Bedingungen für die Kohlebildung. Die rasche Bildung von Kohle endete mit der Kohlelücke im Perm-Trias-Aussterbeereignis, wo Kohle selten ist. ⓘ

Günstige geografische Bedingungen allein erklären nicht die ausgedehnten Kohleflöze des Karbon. Weitere Faktoren, die zu einer raschen Kohleablagerung beitrugen, waren ein hoher Sauerstoffgehalt von über 30 %, der intensive Waldbrände und die Bildung von Holzkohle förderte, die für zersetzende Organismen nahezu unverdaulich war, ein hoher Kohlendioxidgehalt, der das Pflanzenwachstum förderte, und die Beschaffenheit der Karbonwälder, zu denen Lycophyten gehörten, deren determiniertes Wachstum bedeutete, dass der Kohlenstoff nicht über lange Zeiträume im Kernholz lebender Bäume gebunden war. ⓘ

Eine Theorie besagt, dass einige Pflanzen vor etwa 360 Millionen Jahren die Fähigkeit entwickelt haben, Lignin zu produzieren, ein komplexes Polymer, das ihre Zellulosestämme viel härter und holziger macht. Die Fähigkeit, Lignin zu produzieren, führte zur Entwicklung der ersten Bäume. Bakterien und Pilze entwickelten jedoch nicht sofort die Fähigkeit, Lignin zu zersetzen, so dass das Holz nicht vollständig verrottete, sondern unter Sedimenten begraben wurde und sich schließlich in Kohle verwandelte. Vor etwa 300 Millionen Jahren entwickelten Pilze und andere Pilze diese Fähigkeit und beendeten damit die Hauptperiode der Kohlebildung in der Erdgeschichte. Obwohl einige Autoren auf einige Hinweise auf den Ligninabbau während des Karbon hinwiesen und vorschlugen, dass klimatische und tektonische Faktoren eine plausiblere Erklärung wären, untermauerte die Rekonstruktion der Vorfahren-Enzyme durch phylogenetische Analysen die Hypothese, dass ligninabbauende Enzyme in Pilzen vor etwa 200 MYa erschienen. ⓘ

Ein wahrscheinlicher tektonischer Faktor war das zentralpangäische Gebirge, ein riesiger Gebirgszug entlang des Äquators, der seine größte Höhe in der Nähe dieser Zeit erreichte. Klimamodellierungen deuten darauf hin, dass das Zentralpangäische Gebirge zur Ablagerung riesiger Kohlemengen im späten Karbon beitrug. Die Berge schufen ein Gebiet mit ganzjährig starken Niederschlägen, ohne die für ein Monsunklima typische Trockenzeit. Dies ist die Voraussetzung für die Erhaltung von Torf in den Kohlesümpfen. ⓘ

Kohle ist aus präkambrischen Schichten bekannt, die vor den Landpflanzen entstanden sind. Es wird vermutet, dass diese Kohle aus Algenresten entstanden ist. ⓘ

Manchmal sind Kohleflöze (auch als Kohleflöze bezeichnet) mit anderen Sedimenten in einem Zyklothem überlagert. Man geht davon aus, dass Zyklotheme ihren Ursprung in Gletscherzyklen haben, die Schwankungen des Meeresspiegels verursachten, wodurch große Bereiche des Kontinentalschelfs abwechselnd freigelegt und dann überflutet wurden. ⓘ

Das Ausgangsmaterial von Kohle ist hauptsächlich pflanzlichen Ursprungs. Typische Kohlebildung (Humuskohle, siehe Allgemeines zur Klassifizierung: Kohlenarten) nimmt ihren Anfang in ausgedehnten Sumpfwäldern von Tiefebenen. Die Bäume binden mittels Photosynthese Kohlendioxid aus der Luft und wandeln es in das Kohlenhydrat Zellulose und andere organische Verbindungen um. Nach dem Absterben einzelner Bäume versinken diese im Sumpf und werden so dem normalen aeroben Zersetzungsprozess entzogen – es entsteht zunächst Torf. ⓘ

Die heute (nicht selten nurmehr wirtschaftshistorisch) bedeutendsten Steinkohlelagerstätten entstanden im Oberkarbon vor etwa 323,2 bis 298,9 Millionen Jahren. Das wichtigste Ausgangsmaterial des entsprechenden Torfs bestand im frühen Oberkarbon zu 60 bis 80 % in baumartigen Bärlapppflanzen. Deren Stämme waren noch kaum aus Holz, hatten dafür aber ein sehr dickes Periderm (Borke). Im mittleren Oberkarbon der Appalachen dominierten die stark verholzenden Cordaiten. Im späten Oberkarbon Euramerikas herrschten wiederum schwach verholzende Baumfarne aus der Ordnung Marattiales vor. Die wirtschaftlich wichtigen Braunkohlelagerstätten Mitteleuropas (Niederrhein, Mitteldeutschland, Niederlausitz, Egergraben) sind im „Tertiär“ vor 66 bis 2,588 Millionen Jahren entstanden und damit wesentlich jünger. ⓘ

Je nach paläogeographischer Position des Bildungsraumes unterscheidet man zwischen palustrischen (oder limnischen) und paralischen Kohlebildungen. Unter palustrisch/limnisch versteht man Kohlebildungen in Feuchtgebieten nahe Binnengewässern. Paralisch bedeutet, dass das Kohlelager auf Moorbildungen in einer Küstenebene zurückgeht. Zwischen den einzelnen Kohleflözen sind dann immer wieder marine Sedimente eingeschaltet, die auf kurzzeitige transgressive Phasen zurückgehen. Haben Kohlelagerstätten ihren Ursprung in palustrischen Bildungsräumen innerhalb von Becken in gebirgigen Regionen, kann man speziell von intramontanen Kohlebildungen sprechen. ⓘ

Neue Untersuchungen legen einen engen Zusammenhang nahe zwischen der Bildung der enorm ergiebigen karbonischen Kohlelagerstätten und der Evolution von Weißfäule, das heißt von Pilzarten, die in der Lage waren, Lignin, einen Hauptbestandteil von Holz, abzubauen. Molekulargenetische Verwandtschaftsanalysen in Verbindung mit der Methode der Molekularen Uhr ergaben, dass die Weißfäule wahrscheinlich erst am Ende des Karbons oder im frühen Perm entstand. ⓘ

Chemie der Inkohlung

Das holzige Gewebe von Pflanzen besteht hauptsächlich aus Cellulose, Hemicellulose und Lignin. Moderner Torf besteht hauptsächlich aus Lignin, wobei der Anteil an Zellulose und Hemizellulose zwischen 5 und 40 % liegt. Verschiedene andere organische Verbindungen, wie Wachse und stickstoff- und schwefelhaltige Verbindungen, sind ebenfalls vorhanden. Lignin hat eine Gewichtszusammensetzung von etwa 54 % Kohlenstoff, 6 % Wasserstoff und 30 % Sauerstoff, während Zellulose eine Gewichtszusammensetzung von etwa 44 % Kohlenstoff, 6 % Wasserstoff und 49 % Sauerstoff aufweist. Steinkohle hat eine Zusammensetzung von etwa 84,4 % Kohlenstoff, 5,4 % Wasserstoff, 6,7 % Sauerstoff, 1,7 % Stickstoff und 1,8 % Schwefel, bezogen auf das Gewicht. Dies bedeutet, dass durch chemische Prozesse bei der Inkohlung der meiste Sauerstoff und ein Großteil des Wasserstoffs entfernt werden müssen, so dass Kohlenstoff übrig bleibt, ein Prozess, der Karbonisierung genannt wird. ⓘ

Die Karbonisierung erfolgt in erster Linie durch Dehydratisierung, Decarboxylierung und Demethanisierung. Bei der Dehydratisierung werden Wassermoleküle aus der reifenden Kohle durch Reaktionen wie ⓘ

2 R-OH → R-O-R + H₂O

2 R-CH2-O-CH2-R → R-CH=CH-R + H₂O ⓘ

Bei der Decarboxylierung wird Kohlendioxid aus der reifenden Kohle entfernt, und zwar durch Reaktionen wie ⓘ

RCOOH → RH + CO_{2 ⓘ}

während die Demethanisierung durch eine Reaktion wie folgt abläuft ⓘ

2 R-CH₃ → R-CH₂-R + CH₄

R-CH₂-CH₂-CH₂-R → R-CH=CH-R + CH_{4 ⓘ}

In jeder dieser Formeln steht R für den Rest eines Cellulose- oder Ligninmoleküls, an das die reagierenden Gruppen gebunden sind. ⓘ

Dehydratisierung und Decarboxylierung finden in einem frühen Stadium der Inkohlung statt, während die Demethanisierung erst dann beginnt, wenn die Kohle bereits bituminösen Rang erreicht hat. Die Decarboxylierung bewirkt eine Verringerung des Sauerstoffanteils, die Demethanierung eine Verringerung des Wasserstoffanteils. Die Dehydratisierung bewirkt beides und verringert (zusammen mit der Demethanisierung) die Sättigung des Kohlenstoffgerüsts (Erhöhung der Anzahl der Doppelbindungen zwischen den Kohlenstoffatomen). ⓘ

Mit fortschreitender Verkohlung werden aliphatische Verbindungen (Kohlenstoffverbindungen, die durch Ketten von Kohlenstoffatomen gekennzeichnet sind) durch aromatische Verbindungen (Kohlenstoffverbindungen, die durch Ringe von Kohlenstoffatomen gekennzeichnet sind) ersetzt, und aromatische Ringe beginnen, zu polyaromatischen Verbindungen (verknüpfte Ringe von Kohlenstoffatomen) zu verschmelzen. Die Struktur ähnelt zunehmend Graphen, dem Strukturelement von Graphit. ⓘ

Chemische Veränderungen gehen mit physikalischen Veränderungen einher, wie z. B. einer Abnahme der durchschnittlichen Porengröße. Die Makeralien (organische Partikel) der Braunkohle bestehen aus Huminit, das ein erdiges Aussehen hat. Wenn die Kohle zu subbituminöser Kohle reift, wird der Huminit durch glasartigen (glänzenden) Vitrinit ersetzt. Die Reifung der bituminösen Kohle ist durch die Bitumenisierung gekennzeichnet, bei der ein Teil der Kohle in Bitumen, ein kohlenwasserstoffreiches Gel, umgewandelt wird. Die Reifung zu Anthrazit ist gekennzeichnet durch Debitumenisierung (durch Entmethanisierung) und die zunehmende Tendenz des Anthrazits, mit einem muscheligen Bruch zu brechen, ähnlich wie dickes Glas bricht. ⓘ

Arten

Küstenexposition des Flözes Point Aconi in Nova Scotia ⓘ

Vom United States Geological Survey verwendetes System zur Einstufung von Kohle ⓘ

Wenn geologische Prozesse im Laufe der Zeit unter geeigneten Bedingungen Druck auf totes biotisches Material ausüben, steigt dessen metamorpher Grad oder Rang sukzessive an:

• Torf, ein Vorläufer von Kohle
• Braunkohle (Lignite), die niedrigste und gesundheitsschädlichste Form der Kohle, die fast ausschließlich als Brennstoff für die Stromerzeugung verwendet wird
  • Jet, eine kompakte Form von Braunkohle, manchmal poliert; wird seit dem Jungpaläolithikum als Zierstein verwendet
• Subbituminöse Kohle, deren Eigenschaften zwischen denen der Braunkohle und denen der Steinkohle liegen, wird hauptsächlich als Brennstoff für die Dampfelektrizitätserzeugung verwendet.
• Steinkohle, ein dichtes Sedimentgestein, in der Regel schwarz, manchmal aber auch dunkelbraun, oft mit klar abgegrenzten Bändern aus hellem und mattem Material. Sie wird vor allem als Brennstoff für die Dampfelektrizitätserzeugung und zur Herstellung von Koks verwendet. Im Vereinigten Königreich ist sie als Kesselkohle bekannt und wurde in der Vergangenheit zur Dampferzeugung in Dampflokomotiven und Schiffen verwendet.
• Anthrazitkohle, die hochwertigste Kohleart, ist eine härtere, glänzende schwarze Kohle, die hauptsächlich für die Beheizung von Wohnhäusern und gewerblichen Räumen verwendet wird.
• Graphit ist schwer zu entzünden und wird in der Regel nicht als Brennstoff verwendet; es wird vor allem in Bleistiften oder als Pulver zur Schmierung eingesetzt.
• Kanalkohle (manchmal auch Kerzenkohle" genannt) ist eine Sorte feinkörniger, hochprozentiger Kohle mit einem hohen Wasserstoffgehalt, die hauptsächlich aus Liptinit besteht. ⓘ

Es gibt mehrere internationale Normen für Kohle. Die Klassifizierung von Kohle basiert im Allgemeinen auf dem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen. Die wichtigste Unterscheidung ist jedoch die zwischen Kraftwerkskohle (auch als Kesselkohle bezeichnet), die zur Erzeugung von Elektrizität durch Dampf verbrannt wird, und metallurgischer Kohle (auch als Kokskohle bezeichnet), die bei hohen Temperaturen zur Stahlerzeugung verbrannt wird. ⓘ

Das Hilt'sche Gesetz ist eine geologische Beobachtung, die besagt, dass (innerhalb eines kleinen Gebiets) der Rang (oder die Qualität) der Kohle umso höher ist, je tiefer sie liegt. Es gilt, wenn der thermische Gradient vollständig vertikal verläuft; Metamorphismus kann jedoch unabhängig von der Tiefe zu einer seitlichen Veränderung des Rangs führen. So wurden beispielsweise einige der Kohleflöze des Madrider Kohlefeldes in New Mexico durch Kontaktmetamorphose von einer magmatischen Schwelle teilweise in Anthrazit umgewandelt, während der Rest der Flöze als bituminöse Kohle erhalten blieb. ⓘ

Braunkohle wird heute – gemahlen und getrocknet – fast ausschließlich als Brennstoff für die Stromerzeugung genutzt. Der Anteil der Förderung, der zu Briketts gepresst wird, ist erheblich zurückgegangen. Braunkohle ist bräunlich bis schwarz und hat mit bis zu 50 Prozent einen hohen Feuchtigkeitsanteil. Ihr Kohlenstoffgehalt liegt bei 65-70 % in der wasserfreien Kohle. Der Schwefelgehalt beträgt bis zu 3 %. Sie wird meist im Tagebau gewonnen. ⓘ

In Deutschland gibt es drei große Braunkohle-Reviere:

• die Niederrheinische Bucht,
• das Mitteldeutsche Braunkohlenrevier
• das Lausitzer Revier ⓘ

Das größte deutsche Braunkohleunternehmen ist die RWE Rheinbraun AG in Köln, ihre Briketts werden unter dem Namen Union-Brikett vermarktet. ⓘ

Entstehungszeit der Braunkohle ist das Tertiär. Wie bei der Steinkohle, spielt auch hier das Holz abgestorbener Bäume eine Rolle, welches unter Druck und Luftabschluss den Prozess der Inkohlung durchlief. Jedoch ist Braunkohle in einem jüngeren Erdzeitalter entstanden, deswegen unterscheidet sie sich qualitativ von der Steinkohle zum Beispiel durch einen höheren Schwefelgehalt und eine grobe, lockere und poröse Grundmasse, in der auch große Einschlüsse (mitunter ganze Baumstubben) zu finden sind. ⓘ

Bei der Braunkohle unterscheidet man die Glanzbraunkohle, Mattbraunkohle und die Weichbraunkohle. Die Sorten mit einem hohen Anteil flüchtiger Bestandteile lassen sich in einer Kokerei zu Koks verarbeiten. Je nach Temperatur des Verfahrens erhält man Schwel- oder Grudekoks. Braunkohlenkoks wird in erster Linie im großtechnischen Maße zur Filtration verwendet, wobei das Material die im Labormaßstab übliche Aktivkohle aus Holz ersetzt. ⓘ

Bei der Braunkohlenverfeuerung fällt als Nebenprodukt Braunkohlenflugasche an. ⓘ

Huflattich ist laut Heilpflanzenbuch von Gerhard Madaus von 1938 die einzige Pflanze, die problemlos auf reiner Braunkohle gedeihen kann. ⓘ

Geschichte

Chinesische Kohlebergleute in einer Abbildung der Tiangong Kaiwu Enzyklopädie, veröffentlicht 1637 ⓘ

Die früheste bekannte Verwendung stammt aus der Gegend von Shenyang in China, wo bereits 4000 v. Chr. die Bewohner der Jungsteinzeit damit begannen, aus schwarzer Braunkohle Ornamente zu schnitzen. Kohle aus der Fushun-Mine im Nordosten Chinas wurde bereits 1000 v. Chr. zum Schmelzen von Kupfer verwendet. Marco Polo, der Italiener, der im 13. Jahrhundert nach China reiste, beschrieb Kohle als "schwarze Steine ..., die wie Holzscheite brennen", und sagte, Kohle sei so reichlich vorhanden, dass die Menschen drei heiße Bäder pro Woche nehmen könnten. In Europa findet sich der früheste Hinweis auf die Verwendung von Kohle als Brennstoff in der geologischen Abhandlung On Stones (Lap. 16) des griechischen Wissenschaftlers Theophrastus (ca. 371-287 v. Chr.):

Unter den Materialien, die man ausgräbt, weil sie nützlich sind, sind diejenigen, die man Anthraken [Kohlen] nennt, aus Erde gemacht, und wenn man sie in Brand setzt, brennen sie wie Holzkohle [Anthraken]. Man findet sie in Ligurien ... und in Elis, wenn man sich Olympia auf der Bergstraße nähert; und sie werden von denen benutzt, die mit Metallen arbeiten.

- Theophrastus, Über Steine (16) ⓘ

Steinkohle wurde in der Bronzezeit (3000-2000 v. Chr.) in Großbritannien verwendet, wo sie Bestandteil von Scheiterhaufen war. Im römischen Britannien bauten die Römer bis zum Ende des zweiten Jahrhunderts n. Chr. mit Ausnahme von zwei modernen Kohlerevieren in allen größeren Kohlerevieren in England und Wales Kohle ab". Belege für den Handel mit Kohle, der auf etwa 200 n. Chr. datiert wird, wurden in der römischen Siedlung Heronbridge in der Nähe von Chester und in den Fenlands von East Anglia gefunden, wo Kohle aus den Midlands über den Car Dyke zur Getreidetrocknung transportiert wurde. In den Feuerstellen von Villen und römischen Kastellen, vor allem in Northumberland, die auf die Zeit um 400 n. Chr. datiert werden, wurde Kohlenschlacke gefunden. Im Westen Englands beschrieben zeitgenössische Schriftsteller das Wunder eines ständigen Kohleofens auf dem Altar der Minerva in Aquae Sulis (dem heutigen Bath), obwohl die leicht zugängliche Kohle aus dem späteren Somerset-Kohlefeld in den einfachen Häusern vor Ort verwendet wurde. Es gibt Belege für die Verwendung von Kohle in der Eisenverarbeitung in der Stadt während der Römerzeit. Im rheinischen Eschweiler wurden Vorkommen von Steinkohle von den Römern für die Verhüttung von Eisenerz genutzt. ⓘ

Bergmann in Großbritannien, 1942 ⓘ

Es gibt keine Belege dafür, dass Kohle in Britannien vor dem Hochmittelalter (etwa 1000 n. Chr.) von großer Bedeutung war. Im 13. Jahrhundert wurde Kohle als "Seacoal" bezeichnet; der Kai, an dem das Material in London ankam, war als Seacoal Lane bekannt und wurde in einer Urkunde von König Heinrich III. aus dem Jahr 1253 so bezeichnet. Ursprünglich wurde der Name vergeben, weil viel Kohle an der Küste gefunden wurde, die von den freiliegenden Kohleflözen auf den Klippen darüber gefallen war oder aus Unterwasser-Kohleaufschlüssen herausgespült wurde, aber zur Zeit Heinrichs VIII. wurde der Name auf die Art und Weise zurückgeführt, wie die Kohle auf dem Seeweg nach London gebracht wurde. In den Jahren 1257-1259 wurde Kohle aus Newcastle upon Tyne für die Schmiede und Kalkbrenner beim Bau der Westminster Abbey nach London verschifft. Die Seacoal Lane und die Newcastle Lane, wo die Kohle an den Kais entlang des River Fleet entladen wurde, sind noch erhalten. ⓘ

Diese leicht zugänglichen Quellen waren im 13. Jahrhundert weitgehend erschöpft (oder konnten die wachsende Nachfrage nicht decken), als die unterirdische Förderung durch Schächte oder Stollen entwickelt wurde. Die alternative Bezeichnung war "Grubenkohle", da sie aus Bergwerken stammte. ⓘ

Zu verschiedenen Zeiten und an verschiedenen Orten in der Geschichte der Menschheit wurde mit Kohle gekocht und geheizt (zusätzlich oder anstelle von Brennholz), vor allem zu Zeiten und an Orten, an denen Kohle an der Erdoberfläche verfügbar und Brennholz knapp war, aber eine weit verbreitete Abhängigkeit von Kohle für den heimischen Herd hat es wahrscheinlich nie gegeben, bis ein solcher Wechsel der Brennstoffe in London im späten 16. und frühen 17. Die Historikerin Ruth Goodman hat die sozioökonomischen Auswirkungen dieser Umstellung und ihrer späteren Verbreitung in ganz Großbritannien nachgezeichnet und festgestellt, dass die Bedeutung dieser Umstellung für die industrielle Nutzung der Kohle bisher unterschätzt worden ist. ⓘ

Die Entwicklung der Industriellen Revolution führte zum großflächigen Einsatz von Kohle, als die Dampfmaschine das Wasserrad ablöste. Im Jahr 1700 wurden fünf Sechstel der Weltkohle in Großbritannien abgebaut. In den 1830er Jahren hätte es in Großbritannien keine geeigneten Standorte für Wassermühlen mehr gegeben, wenn die Kohle als Energiequelle nicht zur Verfügung gestanden hätte. Im Jahr 1947 gab es in Großbritannien etwa 750.000 Bergleute, aber die letzte Steinkohlemine im Vereinigten Königreich wurde 2015 geschlossen. ⓘ

Eine Sorte, die zwischen Steinkohle und Anthrazit liegt, war früher als "Dampfkohle" bekannt, da sie häufig als Brennstoff für Dampflokomotiven verwendet wurde. Für diese spezielle Verwendung wird sie in den Vereinigten Staaten manchmal auch als "Seekohle" bezeichnet. Kleine "Dampfkohle", auch trockene kleine Dampfnüsse (oder DSSN) genannt, wurde als Brennstoff für die Warmwasserbereitung in Haushalten verwendet. ⓘ

Im 19. und 20. Jahrhundert spielte die Kohle in der Industrie eine wichtige Rolle. Der Vorläufer der Europäischen Union, die Europäische Gemeinschaft für Kohle und Stahl, stützte sich auf den Handel mit diesem Rohstoff. ⓘ

Nach wie vor gelangt Kohle an Strände in aller Welt, und zwar sowohl durch natürliche Erosion freiliegender Kohleflöze als auch durch vom Winde verwehte Abfälle von Frachtschiffen. In vielen Haushalten in diesen Gebieten wird diese Kohle als wichtige, manchmal sogar als Hauptquelle für Heizmaterial verwendet. ⓘ

Emissionsintensität

Die Emissionsintensität ist das Treibhausgas, das während der Lebensdauer eines Generators pro erzeugter Stromeinheit ausgestoßen wird. Die Emissionsintensität von Kohlekraftwerken ist hoch, da sie etwa 1000 g CO2eq pro erzeugter kWh emittieren, während Erdgas mit etwa 500 g CO2eq pro kWh eine mittlere Emissionsintensität aufweist. Die Emissionsintensität von Kohle variiert je nach Kraftwerkstyp und -technologie und übersteigt in einigen Ländern 1200 g pro kWh. ⓘ

Energiedichte

Die Energiedichte von Kohle beträgt etwa 24 Megajoule pro Kilogramm (etwa 6,7 Kilowattstunden pro kg). Bei einem Kohlekraftwerk mit einem Wirkungsgrad von 40 % werden schätzungsweise 325 kg Kohle benötigt, um eine 100-W-Glühbirne ein Jahr lang zu betreiben. ⓘ

Im Jahr 2017 wurden 27,6 % der Weltenergie durch Kohle gedeckt, wobei Asien fast drei Viertel davon verbrauchte. ⓘ

Chemie

Zusammensetzung

Die Zusammensetzung von Kohle wird entweder als Primäranalyse (Feuchtigkeit, flüchtige Bestandteile, fester Kohlenstoff und Asche) oder als Endanalyse (Asche, Kohlenstoff, Wasserstoff, Stickstoff, Sauerstoff und Schwefel) angegeben. Die "flüchtigen Bestandteile" sind nicht selbst vorhanden (abgesehen von etwas adsorbiertem Methan), sondern bezeichnen die flüchtigen Verbindungen, die beim Erhitzen der Kohle entstehen und ausgetrieben werden. Eine typische bituminöse Kohle kann eine Endanalyse auf trockener, aschefreier Basis von 84,4 % Kohlenstoff, 5,4 % Wasserstoff, 6,7 % Sauerstoff, 1,7 % Stickstoff und 1,8 % Schwefel (auf Gewichtsbasis) aufweisen. ⓘ

Die Zusammensetzung der Asche, die in Form von Oxiden angegeben wird, variiert:

Aschezusammensetzung, Gewichtsprozent

SiO 2	20-40 ⓘ
Al 2O 3	10-35
Fe 2O 3	5-35
CaO	1-20
MgO	0.3-4
TiO 2	0.5-2.5
Na 2O & K 2O	1-4
SO 3	0.1-12

Weitere Nebenbestandteile sind:

Durchschnittlicher Gehalt

Stoff	Gehalt ⓘ
Quecksilber (Hg)	0,10±0,01 ppm
Arsen (As)	1,4-71 ppm
Selen (Se)	3 ppm

Kokskohle und Verwendung von Koks zur Eisenverhüttung

Koksofen in einer Anlage für rauchlose Brennstoffe in Wales, Vereinigtes Königreich ⓘ

Koks ist ein fester kohlenstoffhaltiger Rückstand, der aus Kokskohle (einer aschearmen, schwefelarmen bituminösen Kohle, die auch als metallurgische Kohle bezeichnet wird) gewonnen wird, die zur Herstellung von Stahl und anderen Eisenerzeugnissen verwendet wird. Koks wird aus Kokskohle durch Brennen in einem Ofen ohne Sauerstoff bei Temperaturen von bis zu 1.000 °C hergestellt, wobei die flüchtigen Bestandteile ausgetrieben und der feste Kohlenstoff und die Restasche zusammengeschmolzen werden. Hüttenkoks wird als Brennstoff und als Reduktionsmittel bei der Verhüttung von Eisenerz in einem Hochofen verwendet. Das bei seiner Verbrennung entstehende Kohlenmonoxid reduziert Hämatit (ein Eisenoxid) zu Eisen. ⓘ

Es entsteht auch Kohlendioxid (${\ce {2Fe2O3 + 3C -> 4Fe + 3CO2}}$) zusammen mit Roheisen, das einen zu hohen Anteil an gelöstem Kohlenstoff aufweist und daher für die Stahlerzeugung weiter behandelt werden muss. ⓘ

Kokskohle sollte wenig Asche, Schwefel und Phosphor enthalten, damit diese nicht in das Metall übergehen. Der Koks muss stark genug sein, um dem Gewicht des Abraums im Hochofen standzuhalten, weshalb die Kokskohle bei der konventionellen Stahlerzeugung so wichtig ist. Koks aus Kohle ist grau, hart und porös und hat einen Heizwert von 29,6 MJ/kg. Bei einigen Verkokungsprozessen fallen Nebenprodukte an, darunter Steinkohlenteer, Ammoniak, Leichtöle und Kohlegas. ⓘ

Petrolkoks ist ein fester Rückstand aus der Ölraffination, der dem Koks ähnelt, aber zu viele Verunreinigungen enthält, um für metallurgische Anwendungen geeignet zu sein. ⓘ

Verwendung in Gießereikomponenten

Fein gemahlene Steinkohle, die in dieser Anwendung als Seekohle bezeichnet wird, ist ein Bestandteil von Gießereisand. Während sich das geschmolzene Metall in der Form befindet, verbrennt die Kohle langsam, wobei sie unter Druck reduzierende Gase freisetzt und so verhindert, dass das Metall in die Poren des Sandes eindringt. Sie ist auch in der "Formwäsche" enthalten, einer Paste oder Flüssigkeit mit der gleichen Funktion, die vor dem Gießen auf die Form aufgetragen wird. Meereskohle kann mit der Tonauskleidung (dem "bod") gemischt werden, die für den Boden eines Kupolofens verwendet wird. Beim Erhitzen zersetzt sich die Kohle und die Schüttung wird leicht brüchig, was das Aufbrechen der Löcher für den Abstich des geschmolzenen Metalls erleichtert. ⓘ

Alternativen zu Koks

Stahlschrott kann in einem elektrischen Lichtbogenofen recycelt werden. Eine Alternative zur Eisenerzeugung durch Schmelzen ist direkt reduziertes Eisen, bei dem jeder kohlenstoffhaltige Brennstoff zur Herstellung von Eisenschwamm oder -pellets verwendet werden kann. Zur Verringerung der Kohlendioxidemissionen kann Wasserstoff als Reduktionsmittel und Biomasse oder Abfall als Kohlenstoffquelle verwendet werden. In der Vergangenheit wurde Holzkohle als Alternative zu Koks in Hochöfen verwendet, und das dabei entstehende Eisen ist als Holzkohleneisen bekannt. ⓘ

Vergasung

Die Kohlevergasung als Teil eines IGCC-Kohlekraftwerks (Integrated Gasification Combined Cycle) dient der Erzeugung von Synthesegas, einem Gemisch aus Kohlenmonoxid (CO) und Wasserstoff (H₂), mit dem Gasturbinen zur Stromerzeugung befeuert werden. Synthesegas kann auch durch das Fischer-Tropsch-Verfahren in Kraftstoffe wie Benzin und Diesel umgewandelt werden. Alternativ kann Synthesegas auch in Methanol umgewandelt werden, das direkt dem Kraftstoff beigemischt oder über das Methanol-Benzin-Verfahren in Benzin umgewandelt werden kann. Die Vergasung in Kombination mit dem Fischer-Tropsch-Verfahren wurde von dem südafrikanischen Chemieunternehmen Sasol zur Herstellung von Chemikalien und Kraftstoffen aus Kohle eingesetzt. ⓘ

Bei der Vergasung wird die Kohle mit Sauerstoff und Dampf vermischt und gleichzeitig erhitzt und unter Druck gesetzt. Während der Reaktion oxidieren Sauerstoff- und Wassermoleküle die Kohle zu Kohlenmonoxid (CO) und setzen gleichzeitig Wasserstoffgas (H₂) frei. Dieses Verfahren wurde früher in unterirdischen Kohlebergwerken angewandt und diente auch zur Herstellung von Stadtgas, das über Rohrleitungen zu den Kunden geleitet und dort zur Beleuchtung, zum Heizen und zum Kochen verwendet wurde. ⓘ

3C (als Kohle) + O₂ + H₂O → H₂ + 3CO ⓘ

Wenn der Raffineriebetreiber Benzin herstellen möchte, wird das Synthesegas in eine Fischer-Tropsch-Reaktion geleitet. Dies wird als indirekte Kohleverflüssigung bezeichnet. Wenn jedoch Wasserstoff das gewünschte Endprodukt ist, wird das Synthesegas in die Wassergasverschiebungsreaktion geleitet, bei der mehr Wasserstoff freigesetzt wird:

CO + H₂O → CO₂ + H_{2 ⓘ}

Verflüssigung

Kohle kann durch Hydrierung oder Karbonisierung direkt in synthetische Kraftstoffe umgewandelt werden, die Benzin oder Diesel entsprechen. Bei der Kohleverflüssigung wird mehr Kohlendioxid freigesetzt als bei der Herstellung flüssiger Kraftstoffe aus Rohöl. Durch die Beimischung von Biomasse und den Einsatz von CCS würden die Emissionen etwas geringer ausfallen als beim Erdölverfahren, allerdings zu hohen Kosten. Das staatliche Unternehmen China Energy Investment betreibt eine Kohleverflüssigungsanlage und plant den Bau von zwei weiteren. ⓘ

Der Begriff Kohleverflüssigung kann sich auch auf die Gefahren bei der Verschiffung von Kohle beziehen. ⓘ

Herstellung von Chemikalien

Herstellung von Chemikalien aus Kohle ⓘ

Chemikalien werden seit den 1950er Jahren aus Kohle hergestellt. Kohle kann als Ausgangsmaterial für die Herstellung einer breiten Palette von chemischen Düngemitteln und anderen chemischen Produkten verwendet werden. Der Hauptweg zu diesen Produkten war die Kohlevergasung zur Erzeugung von Synthesegas. Zu den Primärchemikalien, die direkt aus dem Synthesegas hergestellt werden, gehören Methanol, Wasserstoff und Kohlenmonoxid, die die chemischen Bausteine sind, aus denen ein ganzes Spektrum von chemischen Derivaten hergestellt wird, darunter Olefine, Essigsäure, Formaldehyd, Ammoniak, Harnstoff und andere. Die Vielseitigkeit von Synthesegas als Ausgangsstoff für Primärchemikalien und hochwertige Folgeprodukte bietet die Möglichkeit, Kohle zur Herstellung einer breiten Palette von Rohstoffen zu verwenden. Im 21. Jahrhundert gewinnt die Nutzung von Kohleflözmethan jedoch zunehmend an Bedeutung. ⓘ

Jahrhundert gewinnt die Verwendung von Kohleflözmethan jedoch zunehmend an Bedeutung. Da für die Vielzahl der chemischen Produkte, die durch Kohlevergasung hergestellt werden können, im Allgemeinen auch Rohstoffe aus Erdgas und Erdöl verwendet werden können, neigt die chemische Industrie dazu, die kostengünstigsten Rohstoffe zu verwenden. Daher stieg das Interesse an der Nutzung von Kohle tendenziell bei höheren Erdöl- und Erdgaspreisen und in Zeiten hohen Weltwirtschaftswachstums, die die Erdöl- und Erdgasproduktion belastet haben könnten. ⓘ

Bei der Umwandlung von Kohle in Chemikalien werden erhebliche Mengen an Wasser benötigt. Ein Großteil der Kohleverstromung findet in China statt, wo kohleabhängige Provinzen wie Shanxi um die Kontrolle der Umweltverschmutzung kämpfen. ⓘ

Elektrizitätserzeugung

Behandlung vor der Verbrennung

Raffinierte Kohle ist das Produkt einer Technologie zur Aufbereitung von Kohle, bei der Feuchtigkeit und bestimmte Schadstoffe aus niederwertiger Kohle wie subbituminöser Kohle und Braunkohle entfernt werden. Es handelt sich um eine Form von mehreren Vorverbrennungsbehandlungen und -verfahren für Kohle, die die Eigenschaften der Kohle vor ihrer Verbrennung verändern. Der thermische Wirkungsgrad kann durch eine verbesserte Vortrocknung verbessert werden (besonders wichtig bei Brennstoffen mit hohem Feuchtigkeitsgehalt wie Braunkohle oder Biomasse). Ziel der Pre-Combustion-Technologien ist es, den Wirkungsgrad zu erhöhen und die Emissionen bei der Verbrennung der Kohle zu verringern. Precombustion-Technologien können manchmal als Ergänzung zu Postcombustion-Technologien eingesetzt werden, um die Emissionen von mit Kohle befeuerten Kesseln zu kontrollieren. ⓘ

Verbrennung im Kraftwerk

Kraftwerk Castle Gate bei Helper, Utah, USA ⓘ

Eisenbahnwaggons mit Kohle ⓘ

Bulldozer schiebt Kohle im Kraftwerk Ljubljana, Slowenien ⓘ

Kohle, die als fester Brennstoff in Kohlekraftwerken zur Stromerzeugung verbrannt wird, nennt man Kraftwerkskohle. Kohle wird auch verwendet, um durch Verbrennung sehr hohe Temperaturen zu erzeugen. Die Zahl der vorzeitigen Todesfälle aufgrund von Luftverschmutzung wird auf 200 pro GW-Jahr geschätzt, sie kann jedoch in der Nähe von Kraftwerken, in denen keine Wäscher eingesetzt werden, höher oder, wenn sie weit von Städten entfernt sind, niedriger sein. Bemühungen auf der ganzen Welt, den Einsatz von Kohle zu reduzieren, haben dazu geführt, dass einige Regionen auf Erdgas und Strom aus kohlenstoffärmeren Quellen umgestiegen sind. ⓘ

Wenn Kohle zur Stromerzeugung verwendet wird, wird sie in der Regel pulverisiert und dann in einer Feuerung mit einem Kessel verbrannt (siehe auch Kohlenstaubkessel). Die Hitze des Ofens wandelt das Kesselwasser in Dampf um, der dann Turbinen antreibt, die wiederum Generatoren antreiben und Strom erzeugen. Der thermodynamische Wirkungsgrad dieses Prozesses schwankt je nach Vorverbrennungsbehandlung, Turbinentechnologie (z. B. überkritischer Dampferzeuger) und Alter der Anlage zwischen etwa 25 und 50 %. ⓘ

Es wurden einige Kombikraftwerke mit integrierter Vergasung (IGCC) gebaut, die Kohle effizienter verbrennen. Anstatt die Kohle zu pulverisieren und direkt als Brennstoff im Dampfkessel zu verbrennen, wird die Kohle vergast, um Synthesegas zu erzeugen, das in einer Gasturbine zur Stromerzeugung verbrannt wird (so wie Erdgas in einer Turbine verbrannt wird). Die heißen Abgase der Turbine werden verwendet, um in einem Abhitzedampferzeuger Dampf zu erzeugen, der eine zusätzliche Dampfturbine antreibt. Der Gesamtwirkungsgrad von Kraftwerken, die nach dem Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung arbeiten, kann bis zu 94 % erreichen. IGCC-Kraftwerke emittieren weniger lokale Schadstoffe als herkömmliche mit Kohlenstaub befeuerte Kraftwerke; allerdings hat sich die Technologie zur Kohlenstoffabscheidung und -speicherung nach der Vergasung und vor der Verbrennung bisher als zu teuer erwiesen, um sie bei Kohle einzusetzen. Andere Möglichkeiten zur Nutzung von Kohle sind die in der Sowjetunion entwickelte Kohle-Wasser-Suspension (CWS) oder ein MHD-Topping-Cycle. Diese werden jedoch aufgrund mangelnder Rentabilität nicht in großem Umfang genutzt. ⓘ

2017 stammten 38 % des weltweiten Stroms aus Kohle, derselbe Anteil wie 30 Jahre zuvor. Im Jahr 2018 betrug die weltweit installierte Kapazität 2TW (davon 1TW in China), was 30 % der gesamten Stromerzeugungskapazität entspricht. Das am stärksten abhängige große Land ist Südafrika, das über 80 % seines Stroms aus Kohle erzeugt; China allein erzeugt jedoch mehr als die Hälfte des weltweit aus Kohle erzeugten Stroms. ⓘ

Die maximale Nutzung von Kohle wurde 2013 erreicht. Im Jahr 2018 lag der Kapazitätsfaktor von Kohlekraftwerken bei durchschnittlich 51 %, d. h. sie waren etwa die Hälfte ihrer verfügbaren Betriebsstunden in Betrieb. ⓘ

Steinkohleindustrie

Bergbau

Jährlich werden etwa 8000 Mio. t Kohle gefördert, davon etwa 90 % Steinkohle und 10 % Braunkohle. Im Jahr 2018 stammt etwas mehr als die Hälfte davon aus dem Untertagebau. Im Untertagebau ereignen sich mehr Unfälle als im Tagebau. Nicht alle Länder veröffentlichen Statistiken über Bergbauunfälle, so dass die weltweiten Zahlen unsicher sind, aber man geht davon aus, dass die meisten Todesfälle bei Unfällen im Kohlebergbau in China auftreten: 2017 gab es in China 375 Todesfälle im Zusammenhang mit dem Kohlebergbau. Der größte Teil der geförderten Kohle ist thermische Kohle (auch Kesselkohle genannt, da sie zur Erzeugung von Dampf zur Stromerzeugung verwendet wird), aber auch metallurgische Kohle (auch "Metkohle" oder "Kokskohle" genannt, da sie zur Herstellung von Koks zur Eisenerzeugung verwendet wird) macht 10 bis 15 % des weltweiten Kohleverbrauchs aus. ⓘ

Als gehandelte Ware

Ausgedehnte Kohlendocks in Toledo, Ohio, 1895 ⓘ

China fördert fast die Hälfte der Weltkohle, gefolgt von Indien mit etwa einem Zehntel. Auf Australien entfällt etwa ein Drittel der weltweiten Kohleexporte, gefolgt von Indonesien und Russland; die größten Importeure sind Japan und Indien. ⓘ

Der Preis für metallurgische Kohle ist unbeständig und viel höher als der Preis für Kraftwerkskohle, da metallurgische Kohle einen geringeren Schwefelgehalt haben muss und einen höheren Reinigungsaufwand erfordert. Kohle-Terminkontrakte bieten den Kohleproduzenten und der Elektrizitätswirtschaft ein wichtiges Instrument zur Absicherung und zum Risikomanagement. ⓘ

In einigen Ländern kostet neue Onshore-Wind- oder Solarstromerzeugung bereits weniger als Kohlestrom aus bestehenden Anlagen (siehe Stromkosten nach Quellen). Für China wird dies jedoch erst für die frühen 2020er Jahre und für Südostasien erst für die späten 2020er Jahre prognostiziert. In Indien ist der Bau neuer Kraftwerke unwirtschaftlich, und die bestehenden Anlagen verlieren trotz Subventionen Marktanteile an die erneuerbaren Energien. ⓘ

Markttrends

Von den Ländern, die Kohle produzieren, fördert China bei weitem am meisten, nämlich fast die Hälfte der weltweiten Kohle, gefolgt von Indien mit weniger als 10 %. China ist auch der bei weitem größte Verbraucher. Daher hängt die Marktentwicklung von der chinesischen Energiepolitik ab. Obwohl die Bemühungen um eine Verringerung der Umweltverschmutzung bedeuten, dass der globale langfristige Trend zu einer geringeren Kohleverbrennung geht, können die kurz- und mittelfristigen Trends davon abweichen, was zum Teil auf die chinesische Finanzierung neuer Kohlekraftwerke in anderen Ländern zurückzuführen ist. ⓘ

Wichtige Produzenten

Steinkohleproduktion nach Regionen ⓘ

Länder mit einer Jahresproduktion von mehr als 300 Millionen Tonnen sind aufgeführt. ⓘ

Kohleproduktion nach Land und Jahr (Millionen Tonnen) ⓘ

Land	2000	2005	2010	2015	2017	Anteil (2017)
China	1,384	2,350	3,235	3,747	3,523	46%
Indien	335	429	574	678	716	9%
Vereinigte Staaten	974	1,027	984	813	702	9%
Australien	314	375	424	485	481	6%
Indonesien	77	152	275	392	461	6%
Russland	262	298	322	373	411	5%
Rest der Welt	1380	1404	1441	1374	1433	19%
Welt insgesamt	4,726	6,035	7,255	7,862	7,727	100%

Große Verbraucher

Länder mit einem Jahresverbrauch von mehr als 500 Millionen Tonnen sind aufgeführt. Die Anteile beruhen auf Daten, die in Tonnen Öläquivalent ausgedrückt sind. ⓘ

Verbrauch von Kohle nach Land und Jahr (Millionen Tonnen) ⓘ

Land	2008	2009	2010	2011	2012	2013	2014	2015	2016	Anteil
China	2,691	2,892	3,352	3,677	4,538	4,678	4,539	3.970 Kohle + 441 Met-Koks = 4.411	3.784 Kohle + 430 Met-Koks = 4.214	51%
Indien	582	640	655	715	841	837	880	890 Kohle + 33 Met-Koks = 923	877 Kohle + 37 Met-Koks = 914	11%
Vereinigte Staaten	1,017	904	951	910	889	924	918	724 Kohle + 12 Met-Koks = 736	663 Kohle + 10 Met-Koks = 673	9%
Welt Gesamt	7,636	7,699	8,137	8,640	8,901	9,013	8,907	7.893 Kohle + 668 Met-Koks = 8561	7.606 Kohle + 655 Met-Koks = 8261	100%

Wichtigste Exporteure

Kohleexporte nach Ländern und Jahren (Mio. Tonnen) + Kohleimporte nach Ländern und Jahren (Mio. Tonnen) ⓘ
Land	2018
Indonesien	472
Australien	426
Russland	231
Vereinigte Staaten	115
Kolumbien	92
Südafrika	88
Mongolei	39
Kanada	37
Mosambik	16

Für die Exporteure besteht die Gefahr eines Rückgangs der Importnachfrage aus Indien und China. ⓘ

Wichtigste Importeure

Kohleeinfuhren nach Ländern und Jahren (Mio. Tonnen) ⓘ

Land	2018
China	281
Indien	223
Japan	189
Südkorea	149
Taiwan	76
Deutschland	44
Niederlande	44
Türkei	38
Malaysia	34
Thailand	25

Schädigung der menschlichen Gesundheit

Die Verwendung von Kohle als Brennstoff führt zu Gesundheitsschäden und Todesfällen. Der Abbau und die Verarbeitung von Kohle führen zu Luft- und Wasserverschmutzung. Kohlekraftwerke stoßen Stickoxide, Schwefeldioxid, Feinstaub und Schwermetalle aus, die sich negativ auf die menschliche Gesundheit auswirken. Die Gewinnung von Kohleflözmethan ist wichtig, um Unfälle im Bergbau zu vermeiden. ⓘ

Der tödliche Londoner Smog wurde in erster Linie durch die starke Nutzung von Kohle verursacht. Weltweit verursacht Kohle jedes Jahr schätzungsweise 800.000 vorzeitige Todesfälle, vor allem in Indien und China. ⓘ

Die Verbrennung von Kohle ist ein wichtiger Emittent von Schwefeldioxid, das PM2,5-Partikel erzeugt, die gefährlichste Form der Luftverschmutzung. ⓘ

Kohleabgase verursachen Asthma, Schlaganfälle, Intelligenzminderung, Arterienverstopfungen, Herzinfarkte, kongestives Herzversagen, Herzrhythmusstörungen, Quecksilbervergiftungen, Arterienverschlüsse und Lungenkrebs. ⓘ

Die jährlichen Gesundheitskosten in Europa aufgrund der Kohleverstromung werden auf bis zu 43 Milliarden Euro geschätzt. ⓘ

In China würden sich die Luftqualität und die menschliche Gesundheit durch eine strengere Klimapolitik verbessern, vor allem weil die Energieversorgung des Landes so stark von der Kohle abhängig ist. Und es gäbe einen wirtschaftlichen Nettonutzen. ⓘ

Eine Studie aus dem Jahr 2017, die im Economic Journal veröffentlicht wurde, fand heraus, dass in Großbritannien im Zeitraum von 1851 bis 1860 "ein Anstieg des Kohleverbrauchs um eine Standardabweichung die Kindersterblichkeit um 6-8 % erhöhte und dass der industrielle Kohleverbrauch etwa ein Drittel der in diesem Zeitraum beobachteten städtischen Sterblichkeitsrate erklärt." ⓘ

Das Einatmen von Kohlenstaub verursacht die Kohlenarbeiter-Pneumokoniose oder "schwarze Lunge", die so genannt wird, weil der Kohlenstaub die Lungen buchstäblich schwarz färbt, statt der üblichen rosa Farbe. Allein in den Vereinigten Staaten sterben jedes Jahr schätzungsweise 1.500 ehemalige Beschäftigte der Kohleindustrie an den Folgen des Einatmens von Kohlenstaub. ⓘ

Jährlich fallen riesige Mengen an Kohleasche und anderen Abfällen an. Bei der Nutzung von Kohle fallen jedes Jahr Hunderte Millionen Tonnen Asche und andere Abfallprodukte an. Dazu gehören Flugasche, Bodenasche und Rauchgasentschwefelungsschlamm, die Quecksilber, Uran, Thorium, Arsen und andere Schwermetalle sowie Nichtmetalle wie Selen enthalten. ⓘ

Etwa 10 % der Kohle sind Asche: Kohleasche ist gefährlich und giftig für Menschen und einige andere Lebewesen. Kohleasche enthält die radioaktiven Elemente Uran und Thorium. Kohleasche und andere feste Verbrennungsnebenprodukte werden lokal gelagert und entweichen auf verschiedene Weise, wodurch die Anwohner von Kohlekraftwerken Strahlung und Umweltgiften ausgesetzt sind. ⓘ

Schäden an der Umwelt

Luftaufnahme der Stelle, an der Flugasche aus dem Kohlekraftwerk Kingston ausgetreten ist, aufgenommen am Tag nach dem Vorfall ⓘ

Der Kohleabbau und die Verbrennung von Kohle in Kraftwerken und industriellen Prozessen können erhebliche Umweltschäden verursachen. ⓘ

Der Kohlebergbau wirkt sich auch auf die Wassersysteme aus. So wirkt sich der Bergbau beispielsweise auf den Grundwasser- und Grundwasserspiegel und den Säuregehalt aus. Die Freisetzung von Flugasche, wie z. B. die Freisetzung von Flugasche aus dem Kohlekraftwerk Kingston Fossil Plant, kann ebenfalls Land und Wasserwege verseuchen und Häuser zerstören. Kraftwerke, die Kohle verbrennen, verbrauchen auch große Mengen Wasser. Dies kann den Flusslauf von Flüssen beeinträchtigen und hat auch Auswirkungen auf andere Landnutzungen. In Gebieten mit Wasserknappheit, wie der Wüste Thar in Pakistan, würden Kohlebergbau und Kohlekraftwerke erhebliche Wassermengen verbrauchen. ⓘ

Eine der frühesten bekannten Auswirkungen der Kohle auf den Wasserkreislauf war der saure Regen. Im Jahr 2014 wurden etwa 100 Tg/S Schwefeldioxid (SO₂) freigesetzt, mehr als die Hälfte davon durch die Verbrennung von Kohle. Nach der Freisetzung wird das Schwefeldioxid zu H₂SO₄ oxidiert, das die Sonnenstrahlung streut, so dass seine Zunahme in der Atmosphäre eine kühlende Wirkung auf das Klima ausübt. Dadurch wird ein Teil der durch die Zunahme der Treibhausgase verursachten Erwärmung überdeckt. Allerdings wird der Schwefel innerhalb weniger Wochen als saurer Regen aus der Atmosphäre ausgeschieden, während Kohlendioxid über Hunderte von Jahren in der Atmosphäre verbleibt. Die Freisetzung von SO₂ trägt auch zur weit verbreiteten Versauerung von Ökosystemen bei. ⓘ

Auch stillgelegte Kohleminen können Probleme verursachen. Über den Stollen kann es zu Senkungen kommen, die Schäden an der Infrastruktur oder an Anbauflächen verursachen. Der Kohleabbau kann auch zu lang anhaltenden Bränden führen, und es wird geschätzt, dass zu jeder Zeit Tausende von Kohleflözbränden brennen. Der Brennender Berg zum Beispiel brennt seit 1668 und brennt auch im 21. ⓘ

Bei der Herstellung von Koks aus Kohle entstehen Ammoniak, Kohlenteer und gasförmige Verbindungen als Nebenprodukte, die bei Einleitung in den Boden, die Luft oder die Gewässer die Umwelt verschmutzen können. Das Stahlwerk Whyalla ist ein Beispiel für eine koksherstellende Anlage, in der flüssiges Ammoniak in die Meeresumwelt eingeleitet wurde. ⓘ

Unterirdische Brände

Auf der ganzen Welt brennen Tausende von Kohlefeuern. Unterirdische Brände sind oft schwer zu lokalisieren, und viele können nicht gelöscht werden. Die Brände können dazu führen, dass der darüber liegende Boden absackt, ihre Verbrennungsgase sind lebensgefährlich, und ein Ausbruch an die Oberfläche kann Flächenbrände auslösen. Kohleflöze können durch Selbstentzündung oder durch Kontakt mit einem Grubenbrand oder einem Oberflächenbrand in Brand geraten. Blitzeinschläge sind eine wichtige Zündquelle. Die Kohle brennt langsam in das Flöz zurück, bis der Sauerstoff (Luft) die Flammenfront nicht mehr erreichen kann. Ein Grasbrand in einem Kohlegebiet kann Dutzende von Kohleflözen in Brand setzen. Bei Kohlebränden in China werden schätzungsweise 120 Millionen Tonnen Kohle pro Jahr verbrannt, wodurch 360 Millionen Tonnen CO₂ freigesetzt werden, was 2-3 % der jährlichen weltweiten CO₂-Produktion aus fossilen Brennstoffen entspricht. In Centralia, Pennsylvania (einer Gemeinde in der Kohleregion der Vereinigten Staaten), entzündete sich 1962 eine freiliegende Anthrazitader aufgrund eines Müllfeuers in der Mülldeponie der Gemeinde, die sich in einer stillgelegten Anthrazit-Tagebaugrube befindet. Die Versuche, das Feuer zu löschen, blieben erfolglos, und es brennt bis heute unterirdisch weiter. Der australische Burning Mountain wurde ursprünglich für einen Vulkan gehalten, aber der Rauch und die Asche stammen von einem Kohlefeuer, das seit etwa 6.000 Jahren brennt. ⓘ

In Kuh i Malik im Yagnob-Tal in Tadschikistan brennen Kohlelagerstätten seit Tausenden von Jahren und haben riesige unterirdische Labyrinthe voller einzigartiger Mineralien geschaffen, von denen einige sehr schön sind. ⓘ

Das rötliche Schluffgestein, das viele Bergkämme und Felsvorsprünge im Powder River Basin in Wyoming und im westlichen North Dakota bedeckt, wird Porzellanit genannt und ähnelt den Abfällen aus der Kohleverbrennung, den "Klinkern" oder vulkanischen "Schlacken". Klinker ist Gestein, das durch die natürliche Verbrennung von Kohle geschmolzen wurde. Im Powder River Basin sind in den letzten drei Millionen Jahren etwa 27 bis 54 Milliarden Tonnen Kohle verbrannt. Wilde Kohlebrände in diesem Gebiet wurden von der Lewis- und Clark-Expedition sowie von Entdeckern und Siedlern in diesem Gebiet gemeldet. ⓘ

Klimaveränderung

Die größte und langfristigste Auswirkung der Kohlenutzung ist die Freisetzung von Kohlendioxid, einem Treibhausgas, das den Klimawandel verursacht. Kohlekraftwerke trugen ₂018 am stärksten zum Anstieg der weltweiten CO2-Emissionen bei, und zwar zu 40 % der gesamten Emissionen fossiler Brennstoffe und zu mehr als einem Viertel der Gesamtemissionen. Beim Kohleabbau kann Methan, ein weiteres Treibhausgas, freigesetzt werden. ⓘ

Im Jahr 2016 betrugen die weltweiten Brutto-Kohlendioxidemissionen aus der Kohlenutzung 14,5 Gigatonnen. Für jede erzeugte Megawattstunde wird bei der Kohleverstromung etwa eine Tonne Kohlendioxid emittiert, was doppelt so viel ist wie die etwa 500 kg Kohlendioxid, die ein erdgasbefeuertes Kraftwerk freisetzt. Im Jahr 2013 riet der Leiter der UN-Klimabehörde, den größten Teil der weltweiten Kohlereserven im Boden zu belassen, um eine katastrophale globale Erwärmung zu vermeiden. Um die globale Erwärmung unter 1,5 °C oder 2 °C zu halten, müssen Hunderte, möglicherweise Tausende von Kohlekraftwerken vorzeitig stillgelegt werden. ⓘ

Verringerung der Umweltverschmutzung

Normen

Zu den lokalen Verschmutzungsnormen gehören GB13223-2011 (China), Indien, die Richtlinie über Industrieemissionen (EU) und der Clean Air Act (Vereinigte Staaten). ⓘ

Satellitenüberwachung

Die Satellitenüberwachung wird inzwischen zur Gegenprüfung nationaler Daten eingesetzt. So hat beispielsweise Sentinel-5 Precursor gezeigt, dass die chinesische Kontrolle von SO₂ nur teilweise erfolgreich war. Es hat auch gezeigt, dass der geringe Einsatz von Technologien wie SCR zu hohen NO₂-Emissionen in Südafrika und Indien geführt hat. ⓘ

Kombikraftwerke

Einige wenige Kombikraftwerke mit integrierter Vergasung (IGCC) sind mit Kohlevergasung gebaut worden. Obwohl sie die Kohle effizienter verbrennen und daher weniger Schadstoffe ausstoßen, hat sich diese Technologie im Allgemeinen nicht als wirtschaftlich rentabel für Kohle erwiesen, außer möglicherweise in Japan, was jedoch umstritten ist. ⓘ

Kohlenstoffabscheidung und -speicherung

Obwohl die Technologie noch intensiv erforscht wird und für einige andere Anwendungen als die Kohleverbrennung als wirtschaftlich rentabel gilt, wurde die Kohlenstoffabscheidung und -speicherung in den Kohlekraftwerken Petra Nova und Boundary Dam getestet und als technisch machbar, aber nicht als wirtschaftlich rentabel für die Kohleverbrennung eingestuft, da die Kosten für die Photovoltaik gesunken sind. ⓘ

Wirtschaftlichkeit

Im Jahr 2018 wurden 80 Milliarden US-Dollar in die Kohleversorgung investiert, allerdings fast ausschließlich zur Aufrechterhaltung des Produktionsniveaus und nicht zur Eröffnung neuer Minen. Langfristig könnten Kohle und Öl die Welt Billionen von Dollar pro Jahr kosten. Kohle allein könnte Australien Milliarden kosten, während die Kosten für einige kleinere Unternehmen oder Städte in der Größenordnung von Millionen von Dollar liegen könnten. Die Volkswirtschaften, denen die Kohle (durch den Klimawandel) am meisten schadet, könnten Indien und die USA sein, da diese Länder die höchsten sozialen Kosten für Kohlenstoff aufweisen. Bankkredite zur Finanzierung von Kohle stellen ein Risiko für die indische Wirtschaft dar. ⓘ

China ist der größte Kohleproduzent der Welt. Es ist der größte Energieverbraucher der Welt, und Kohle liefert in China 60 % der Primärenergie. Schätzungen zufolge sind jedoch zwei Fünftel der chinesischen Kohlekraftwerke verlustbringend. ⓘ

Die Luftverschmutzung durch die Lagerung und den Umschlag von Kohle kostet die USA aufgrund von PM2,5 fast 200 Dollar pro zusätzlich gelagerter Tonne. Die Kohleverschmutzung kostet die USA jedes Jahr 43 Milliarden Euro. Maßnahmen zur Verringerung der Luftverschmutzung kommen dem Einzelnen finanziell und der Wirtschaft von Ländern wie China zugute. ⓘ

Subventionen

Die Gesamtsubventionen für Kohle im Jahr 2015 wurden auf rund 2,5 Billionen US-Dollar geschätzt, was etwa 3 % des weltweiten BIP entspricht. Ab 2019 stellen die G20-Länder jährlich mindestens 63,9 Mrd. USD an staatlicher Unterstützung für die Kohleproduktion, einschließlich der Kohleverstromung, bereit: Viele Subventionen lassen sich nicht quantifizieren, aber sie umfassen 27,6 Mrd. USD an in- und ausländischer öffentlicher Finanzierung, 15,4 Mrd. USD an steuerlicher Unterstützung und 20,9 Mrd. USD an Investitionen staatlicher Unternehmen (SOE) pro Jahr. In der EU sind staatliche Beihilfen für neue Kohlekraftwerke ab 2020 und für bestehende Kohlekraftwerke ab 2025 verboten. Im Jahr 2018 wurden staatliche Mittel für neue Kohlekraftwerke von der chinesischen Exim-Bank, der japanischen Bank für internationale Zusammenarbeit und indischen Banken des öffentlichen Sektors bereitgestellt. Die Kohle in Kasachstan war 2017 der Hauptempfänger von Subventionen für den Kohleverbrauch in Höhe von 2 Milliarden US-Dollar. Die Kohle in der Türkei profitierte 2021 von erheblichen Subventionen. ⓘ

Gestrandete Vermögenswerte

Einige Kohlekraftwerke könnten zu "Stranded Assets" werden. So riskiert beispielsweise China Energy Investment, das größte Energieunternehmen der Welt, die Hälfte seines Kapitals zu verlieren. Staatliche Stromversorgungsunternehmen wie Eskom in Südafrika, Perusahaan Listrik Negara in Indonesien, Sarawak Energy in Malaysia, Taipower in Taiwan, EGAT in Thailand, Vietnam Electricity und EÜAŞ in der Türkei bauen oder planen jedoch neue Anlagen. Ab 2021 könnte dies dazu beitragen, eine Kohlenstoffblase zu erzeugen, die zu finanzieller Instabilität führen könnte, wenn sie platzt. ⓘ

Politik

Länder, die neue Kohlekraftwerke bauen oder finanzieren, wie China, Indien, Indonesien, Vietnam, die Türkei und Bangladesch, sehen sich zunehmender internationaler Kritik ausgesetzt, weil sie die Ziele des Pariser Abkommens behindern. Im Jahr 2019 kritisierten die pazifischen Inselstaaten (insbesondere Vanuatu und Fidschi) Australien dafür, dass es seine Emissionen nicht schneller senkt als sie es taten, und begründeten dies mit der Sorge vor Überschwemmungen und Erosion an den Küsten. Im Mai 2021 einigten sich die G7-Staaten darauf, die direkte staatliche Unterstützung für die internationale Kohleverstromung zu beenden. ⓘ

Opposition gegen Kohle

Proteste gegen die durch den Klimawandel verursachten Schäden am Great Barrier Reef in Australien ⓘ

Baumhäuser, die aus Protest gegen die Abholzung eines Teils des Hambacher Forstes für den Tagebau Hambach in Deutschland errichtet wurden: Die Abholzung wurde daraufhin 2018 ausgesetzt ⓘ

Der Widerstand gegen die Kohleverschmutzung war einer der Hauptgründe für die Entstehung der modernen Umweltbewegung im 19. Jahrhundert. ⓘ

Abkehr von der Kohle

Um die globalen Klimaziele zu erreichen und diejenigen mit Strom zu versorgen, die derzeit keinen haben, muss die Kohleenergie bis 2040 von fast 10.000 TWh auf weniger als 2.000 TWh reduziert werden. Der Ausstieg aus der Kohle hat kurzfristig Vorteile für die Gesundheit und die Umwelt, die die Kosten übersteigen, aber einige Länder bevorzugen immer noch die Kohle, und es herrscht große Uneinigkeit darüber, wie schnell der Ausstieg erfolgen sollte. Viele Länder, wie z. B. die Powering Past Coal Alliance, haben jedoch bereits den Ausstieg aus der Kohle vollzogen oder sind dabei, ihn zu vollziehen; der bisher größte angekündigte Ausstieg ist Deutschland, das sein letztes Kohlekraftwerk zwischen 2035 und 2038 abschalten wird. Einige Länder nutzen die Idee des "gerechten Übergangs", um beispielsweise einen Teil der Vorteile des Übergangs für die Frühverrentung von Bergleuten zu nutzen. Die tief gelegenen Pazifikinseln befürchten jedoch, dass der Übergang nicht schnell genug vonstatten geht und sie durch den Anstieg des Meeresspiegels überflutet werden. Sie haben daher gefordert, dass die OECD-Länder bis 2030 und andere Länder bis 2040 vollständig aus der Kohle aussteigen. Obwohl China im Jahr 2020 einige Kraftwerke gebaut hat, wurden weltweit mehr Kohlekraftwerke stillgelegt als gebaut: Der UN-Generalsekretär hat ebenfalls erklärt, dass die OECD-Länder bis 2030 und der Rest der Welt bis 2040 aus der Kohleverstromung aussteigen sollten. Der Ausstieg aus der Kohle wurde auf der COP26 im Klimapakt von Glasgow vereinbart. ⓘ

Spitzenwert der Kohle

Ein Kohlebergwerk in Wyoming, Vereinigte Staaten. Die Vereinigten Staaten verfügen über die größten Kohlereserven der Welt. ⓘ

Umstellung auf sauberere Brennstoffe und kohlenstoffärmere Stromerzeugung

Bei der Kohleverstromung wird etwa doppelt so viel Kohlendioxid ausgestoßen - etwa eine Tonne pro erzeugter Megawattstunde - wie bei der Verbrennung von Erdgas mit 500 kg Treibhausgas pro Megawattstunde. Neben der Stromerzeugung ist Erdgas in einigen Ländern auch zum Heizen und als Kraftstoff für Fahrzeuge beliebt. ⓘ

Im Vereinigten Königreich ging der Einsatz von Kohle infolge der Erschließung von Nordseeöl und des darauf folgenden Ansturms auf Erdgas in den 1990er Jahren zurück. In Kanada wurden einige Kohlekraftwerke, wie z. B. das Kraftwerk Hearn, von Kohle auf Erdgas umgestellt. Im Jahr 2017 betrug der Anteil der Kohleverstromung in den Vereinigten Staaten 30 %, gegenüber 49 % im Jahr 2008, was auf das reichliche Angebot an preiswertem Erdgas zurückzuführen ist, das durch hydraulisches Fracking in dichten Schieferformationen gewonnen wird. ⓘ

Steinkohleregionen im Wandel

Einige Kohlebergbauregionen sind in hohem Maße von der Kohle abhängig. ⓘ

Beschäftigung

Einige Bergleute sind besorgt, dass ihre Arbeitsplätze im Zuge der Umstellung verloren gehen könnten. Ein gerechter Ausstieg aus der Kohle wird von der Europäischen Bank für Wiederaufbau und Entwicklung unterstützt. ⓘ

Bioremediation

Der Weißfäulepilz Trametes versicolor kann auf natürlich vorkommender Kohle wachsen und diese verstoffwechseln. Es wurde festgestellt, dass das Bakterium Diplococcus Kohle abbaut, indem es die Temperatur erhöht. ⓘ

Kulturelle Nutzung

Kohle ist das offizielle Staatsmineral von Kentucky und das offizielle Staatsgestein von Utah; beide US-Bundesstaaten haben eine historische Verbindung zum Kohlebergbau. ⓘ

In einigen Kulturen ist es üblich, dass Kinder, die sich nicht benehmen, zu Weihnachten vom Weihnachtsmann statt Geschenken nur einen Klumpen Kohle in ihren Strümpfen erhalten. ⓘ

In Schottland und Nordengland ist es ebenfalls üblich und gilt als Glücksbringer, am Neujahrstag Kohle zu verschenken. Dies geschieht im Rahmen des First-Footing und steht für Wärme für das kommende Jahr. ⓘ

Vorräte

Die Braunkohlevorräte in Deutschland betrugen im Februar 2014 etwa 76,8 Milliarden Tonnen, von denen 40,3 Mrd. t mit dem Stand der heutigen Technologie wirtschaftlich gewinnbar wären. Damit würden die Vorräte bei konstanter Förderung (2013: 183 Mio. t) noch für 220 Jahre ausreichen. ⓘ

Von den deutschen Steinkohlevorräten gelten rund 24 Milliarden Tonnen als gewinnbar. Ausgehend von der Förderquote des Jahres 2004 (25,7 Millionen Tonnen) ergäbe sich daraus eine theoretische Reichweite von über 900 Jahren. Aufgrund der geologischen Gegebenheiten ist jedoch nur ein Teil dieser gewinnbaren Vorräte nach Stand der Technik international wettbewerbsfähig förderbar. Vertreter der deutschen Kohlewirtschaft bezifferten deshalb, unter der Voraussetzung der Beibehaltung der damaligen Fördermenge, die Reichweite der deutschen Steinkohle auf etwa 400 Jahre. ⓘ

Die deutsche Energy Watch Group, eine unabhängige Analytikergruppe um Wissenschaftler der Ludwig-Bölkow-Stiftung (München), kam im Frühjahr 2007 hinsichtlich der weltweiten Kohlereserven und insbesondere hinsichtlich der Reservensituation in Deutschland zu einem anderslautenden Ergebnis:

„Viele Statistiken sind veraltet. […] Vermutlich ist deutlich weniger Kohle verfügbar als weithin angenommen. […] Viele Angaben wurden seit Jahren nicht mehr aktualisiert. Wo dies erfolgte, wurden die Reserven meist nach unten korrigiert, teilweise sehr drastisch.' So hatte die Bundesanstalt für Geowissenschaften die deutschen Steinkohlereserven über Jahrzehnte mit 23 bis 24 Milliarden Tonnen angegeben. Im Jahr 2004 wurden sie auf 183 Millionen Tonnen herabgestuft, also um 99 Prozent reduziert. Auch bei der Braunkohle gab es dramatische Abwertungen um mehr als 80 Prozent. Deutschland ist der größte Braunkohleförderer der Welt. Ähnliche Tendenzen, wenn auch nicht ganz so massiv, gibt es beispielsweise in Großbritannien oder Polen. […] Geht man nun davon aus, dass die Kohle in den kommenden Jahrzehnten die Förderrückgänge bei Erdgas und Erdöl auffangen soll, wäre zunächst eine Ausweitung der globalen Förderung um 30 Prozent denkbar. Diese Zunahme müsste vor allem aus Australien, China, Russland, der Ukraine, Kasachstan und Südafrika kommen. Danach wird die Förderung konstant bleiben, um ab 2025 kontinuierlich abzufallen.“

– Pressemitteilung der Energy Watch Group vom 3. April 2007 ⓘ

Im 2. Quartal 2016 lag der Weltmarktpreis für Kraftwerkskohle bei zirka 56 Euro pro Tonne SKE. ⓘ

Fördermenge

Nach dem 67. BP-Weltenergiereport hatte China im Jahr 2017 einen Anteil von 46,4 % an der weltweiten Kohleförderung, knapp mehr als das Doppelte des Anteils aller OECD-Staaten (22,6 %). Weit abgeschlagen folgten die USA (9,9 %), Australien (7,9 %), Indien (7,8 %), Indonesien (7,2 %) und Russland (5,5 %). Deutschland lag mit 1,0 % der Weltförderung auf Rang 11. ⓘ

Entwicklung der weltweiten Förderung von „Hartkohle“ (Hartbraunkohle, Steinkohle
und Anthrazit) seit 1978 (in Mio. t)

Entwicklung der weltweiten Weichbraunkohleförderung seit 1978 (in Mio. t) ⓘ

Einteilungen und handelsübliche Qualitätsmerkmale

Allgemeines zur Klassifizierung

Die Klassifizierung von Kohle oder Kohlen erfolgt, je nach Schwerpunktsetzung, nach verschiedenen Systemen. In technischer Hinsicht sind insbesondere zwei Begriffe sorgfältig auseinanderzuhalten: Kohlensorten und Kohlenarten. ⓘ

Kohlensorten

Die Kohlensorten sind kohlespezifische, traditionelle Bezeichnungen für Korngrößen, die durch Absieben aus der unsortierten Rohkohle (Förderkohle) separiert (klassiert) werden. Während ursprünglich jedes deutsche Kohlerevier seine eigenen, wenngleich oft ähnlichen, Sortenbezeichnungen hatte, ist 1941 eine einheitliche Sortensystematik eingeführt worden. Nach dieser werden alle Bruchstücke, die größer sind als 80 mm, als Stückkohle bezeichnet. Die kleineren Bestandteile der Stückkohle (150–80 mm) werden Knabbeln genannt. Unterhalb von 80 mm wird weiter unterschieden in

• Nusskohle
  • Nuss 1, 80–50 mm
  • Nuss 2, 50–30 mm
  • Nuss 3, 30–18 mm
  • Nuss 4, 18–10 mm
  • Nuss 5, 10–6 mm
• Feinkohle
  • Feinkohle I, 10–0 mm
  • Feinkohle II, 6–0 mm
• Staubkohle, 0,5–0 mm ⓘ

Kohlenarten

Die Kohlenarten werden nach ihren chemischen und physikalischen Eigenschaften unterschieden, die in engem Zusammenhang mit der geologischen Geschichte der Lagerstätte stehen. Für die Definition der Kohlenart werden vor allem zwei Kriterien herangezogen: Kohlentyp und Kohlenrang.

• Der Kohlentyp ist eng mit der Sedimentationsgeschichte der Kohle verknüpft, speziell mit der Art des Ablagerungsraumes und der Art des abgelagerten organischen Materials. Dabei werden zwei grundlegende Kohletypen unterschieden: Humuskohlen und Sapropelkohlen. Humuskohlen sind Kohlen im eigentlichen Sinn und der deutlich häufigere der beiden Hauptkohletypen. Sie haben ihren Ursprung in feuchten, durch dichte Vegetation gekennzeichneten terrestrischen Ablagerungsräumen („Kohlesümpfe“), gehen größtenteils aus holziger und krautiger Pflanzensubstanz hervor und entwickeln sich über die Zwischenstufe Torf. Makroskopisch sind sie idealerweise durch einen streifigen Aufbau im Zentimeterbereich gekennzeichnet. Sapropelkohlen entstehen hingegen in Stillgewässern und gehen aus nicht-holzigem Material von Landpflanzen (vorwiegend Laub), teils aber auch aus Algen hervor und entwickeln sich aus einem Faulschlamm (Sapropel). Sie haben keinen streifigen Aufbau und brechen muschelig. Oft bilden sie geringmächtige Einschaltungen in Abfolgen von Humuskohlen und bezeugen eine zunehmende Vernässung des Ablagerungsraumes.
• Der Kohlenrang ist ein Ausdruck des Reifegrades oder des Fortschrittes der Inkohlung. Er ist eng mit der weiteren geologischen Geschichte (vgl. → Diagenese) des einmal abgelagerten organischen Materials bzw. des Torfes oder des Faulschlammes verknüpft, vor allem mit dem Betrag der Versenkung in tiefere Bereiche der Erdkruste und der damit verbundenen Zunahme der Umgebungstemperatur. Mit zunehmendem Reifegrad können die makroskopisch und mikroskopisch feststellbaren Unterschiede zwischen Humus- und Sapropelkohlen zunehmend verschwimmen. ⓘ

Zur feineren Untergliederung der Kohlenarten siehe unten. ⓘ

Zusammensetzung der Kohle

Beispielhafte Strukturformel eines Ausschnittes aus dem komplexen organischen Gerüst von Kohle ⓘ

Mikroskopische Aufnahmen einer Steinkohle aus dem Unterperm von China, links jeweils unter weißem Auflicht, rechts jeweils Fluoreszenz; beschriftet sind die verschiedenen Mazerale ⓘ

Kohle besteht aus kristallinem Kohlenstoff, organischer Substanz, Mineralen und Wasser. Die Höhe des Anteils an mineralischer (anorganischer) Substanz wird auch als Kohlegrad bezeichnet. Häufig wird dabei auch vom „Aschegehalt“ gesprochen, weil mineralische Substanz kaum zum Heizwert der Kohle beiträgt, nach der Verbrennung der Kohle übrig bleibt und die Asche bildet. Allerdings enthält die mineralische Substanz unverbrannter Kohle auch sogenannte flüchtige Mineralstoffe, die bei der Verbrennung als Gase entweichen und nicht zur Aschebildung beitragen (beispielsweise in Carbonaten gebundenes Kohlendioxid). In unverbrannter Kohle präsente Minerale sind daher nicht zwangsläufig auch in der entsprechenden Asche vertreten. Die mineralische Substanz kann primär, das heißt im Zuge der Sedimentation (z. B. Tonminerale, Siltpartikel aus Quarz) oder sekundär während der Diagenese (Tonminerale, Calcit) in die Kohle gelangt sein. Kohlegrad bzw. Aschegehalt haben einen maßgeblichen Einfluss auf den Wert bzw. die Qualität einer Kohle. ⓘ

Die organische Substanz besteht hauptsächlich aus Kohlenstoff, Wasserstoff, Stickstoff, Schwefel und Sauerstoff. Sie bildet ein komplexes makromolekulares Gerüst, dessen Struktur und Zusammensetzung je nach Kohlenart und Herkunft der Kohle schwankt. Mit zunehmendem Inkohlungsgrad verschiebt sich das Verhältnis von Kohlenstoff zu Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff und Schwefel in Richtung des Kohlenstoffs (siehe auch Tabelle weiter unten), wobei der Sauerstoffanteil besonders stark und der Wasserstoffanteil geringfügig abnimmt und Schwefel- und Stickstoffanteil annähernd konstant bleiben. ⓘ

Basierend auf ihren optischen Eigenschaften im Dünn- und Anschliff wird die organische Substanz in verschiedene Mazerale unterteilt. Das Anteilsverhältnis dieser Mazerale in einer Kohle beruht in erster Linie darauf, aus welchen Pflanzen(teilen) sie ursprünglich hervorgegangen ist. Anhand des Anteilsverhältnisses wird in der Kohlepetrographie der Kohlentyp, anhand der Reflektivität speziell des Vitrinitanteils wird der Kohlenrang bestimmt. ⓘ

Bezugszustände

Während der Gehalt an organischer Substanz und Mineralen unter normalen Umgebungsbedingungen praktisch unveränderlich sind, kann der Wassergehalt stark schwanken, d. h. Kohle nimmt Wasser auf und gibt es auch wieder ab. Daher sind Bezugszustände definiert, die dies berücksichtigen. Unterschieden werden hauptsächlich die Zustände:

• roh: im Anlieferungszustand (Brennstoff zur Zeit der Probenahme ohne Wasserverlust, entspricht etwa dem Zustand, in dem er verwendet wird)
• an: analysenfeucht (Brennstoff feingemahlen zum Zeitpunkt der Analysen)
• wf: wasserfrei (Brennstoff bei 106 °C getrocknet)
• waf: wasser- und aschefrei (Brennstoff getrocknet und ohne Asche)

Der Bezugszustand waf ist hypothetisch, hier sind der Anteil an Wasser und Asche rechnerisch abgezogen; er dient zur Charakterisierung der organischen Substanz. Alle Bezugszustände können ineinander umgerechnet werden. ⓘ

Analysemethoden

Da einige ihrer Eigenschaften von erheblicher Bedeutung für den materiellen Wert einer Kohle sind (Preisbildung aufgrund von Analysedaten) und national und international mit denselben Methoden bestimmt werden müssen, wurden für die Analyse von Kohlen nationale (DIN) und internationale Normen (ISO) erarbeitet. In Deutschland war hierfür der Arbeitsausschuss „Prüfung fester Brennstoffe“ im Normenausschuss Bergbau (FABERG) des DIN zuständig, international das technische Komitee ISO/TC 27 „Solid Mineral Fuels“ der ISO. ⓘ

Bestimmung des Wassergehalts

Beim Wassergehalt unterscheidet man zwischen grober und hygroskopischer Feuchtigkeit. Grobe Feuchtigkeit bezeichnet das rein mechanisch anhaftende Wasser, hygroskopische Feuchtigkeit ist das in den Kapillaren der Kohlekörner festgehaltene Wasser. Die Bestimmung erfolgt nach DIN 51718. Bei den meisten Kohlen wird die Bestimmung zweistufig durchgeführt: Die grobe Feuchtigkeit bestimmt man im Trockenschrank bei 30±2 °C, die hygroskopische Feuchtigkeit bei 106±2 °C unter Stickstoffatmosphäre. Bei oxidativ stabilen Kohlen (Anthrazit) kann der Gesamtwassergehalt auch einstufig bei 106 °C in Luft bestimmt werden. Eine weitere Methode ist die Xylol-Destillation mit anschließender volumetrischer Wasserbestimmung. ⓘ

Bestimmung der Asche

Als Asche wird der anorganische Rückstand bezeichnet, der nach DIN 51719 durch Verbrennung der Kohle im Ofen bei 815 °C verbleibt. Asche ist ein Gemisch von Alkali-, Erdalkali-, Eisen- und Aluminiumsalzen wie Oxiden, Sulfaten, Silikaten und Phosphaten. ⓘ

Bestimmung des Gehalts der flüchtigen Bestandteile

Flüchtige Bestandteile sind nicht eindeutig zu definieren, die Bestimmung ist ein Konventionsverfahren. Bestimmt werden diese nach DIN 51720: die Kohle wird 7 min auf 900 °C erhitzt. Entweichende Bestandteile, korrigiert um das ebenfalls entweichende Wasser, sind konventionsgemäß die flüchtigen Bestandteile. ⓘ

Kohlenarten

Allgemeines zur Untergliederung

Kohlenarten werden international nicht einheitlich unterteilt. Die Tabelle zeigt eine Zusammenstellung der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR). Wesentliche Kriterien zur Klassifizierung sind Energiegehalt (Heizwert), Flüchtige Bestandteile und Vitrinitreflexion. ⓘ

Vergleich der BGR-Kohleklassifikation mit den Systemen der UN-ECE (in-seam coal) und der USA ⓘ

Kohlearten
UN-ECE	USA	Deutschland
Peat	Peat	Torf
Ortho-Lignite	Lignite	Weichbraunkohle
Meta-Lignite	Lignite/Sub-bituminous coal	Mattbraunkohle
Sub-bituminous coal	Sub-bituminous coal	Glanzbraunkohle
Bitumiuous coal	Sub-bituminous coal/Medium volatile bituminous coal	Flammkohle
	Medium volatile bituminous coal	Gasflammkohle
	Medium volatile bituminous coal	Gaskohle
	Medium volatile bituminous coal	Fettkohle
	Low volatile bituminous coal	Esskohle
Anthracite	Semi-Anthracite	Magerkohle
	Anthracite	Anthrazit

Eine ähnliche Einteilung der Kohlearten erfolgt nach dem Gehalt an Flüchtigen Bestandteilen, diese Einteilung ist vor allem im Ruhrbergbau üblich. Die nächste Tabelle zeigt die Kohlenarten sowie typische Elementarzusammensetzungen. ⓘ

Name	Inkohlung	Wassergehalt der Rohkohle	Flüchtige Bestandteile (waf) in %			Kohlenstoff (waf) in %	Heizwert (waf) in MJ/kg ⓘ
			gesamt	davon Wasserstoff	davon Sauerstoff	(fest+flüchtig)
Braunkohle	niedrig	45–60	60–43	8,0–5,5	30–12	65–75	<25–28 ♦
Flammkohle		4–7	45–40	6,6–5,8	> 9,8	75–81	> 32
Gasflammkohle		3–6	40–35	5,8–5,6	9,8–7,3	81–85	33,0–34,2
Gaskohle		3–5	35–28	5,6–5,0	7,3–4,5	85–87,5	33,9–34,8
Fettkohle		2–4	28–19	5,0–4,5	4,5–3,2	87,5–89,5	34,5–35,6
Esskohle		2–4	19–14	4,5–4,0	3,2–2,8	89,5–90,5	35,2–35,6
Magerkohle		1–3	14–12	4,0–3,75	2,8–2,5	90,5–91,5	35,2–35,5
Anthrazit	hoch	< 2	< 12	< 3,75	< 2,0	> 91,5	35,0–35,3

^♦Aufgrund des hohen Wassergehaltes ist der Heizwert der Rohbraunkohle nur etwa 2/3 so hoch wie der von Steinkohle. ⓘ

Kohle enthält auch Stickstoff im Bereich von etwa 0,8 % bis etwa 2 %, Schwefel im Bereich von etwa 0,2 % bis etwa 3 %, in Einzelfällen auch höher. Mit steigender Inkohlung nehmen die flüchtigen Bestandteile, der Wasserstoff- und Sauerstoff-Gehalt ab, der Heizwert nimmt zu. ⓘ

Steinkohle

Abbau von Steinkohle in einem Flöz 1965 ⓘ

Anthrazit (links) und Koks (rechts) ⓘ

Kohlengrube im Schnitt: 1. Strecke; 2. Abbauort; 3. Förderberg; 4. Galerie; 5. Schacht-Gebäude; 6. Administrativer Komplex; 7. Lager; 8. Kohlenlager; 9. Haldenberg. ⓘ

Steinkohle ist ein Sammelbegriff für höherwertige Kohlen. Entstanden ist sie aus großen Urwaldbeständen, die im Prozess des Absterbens große Mengen Biomasse anhäuften, ähnlich wie in einem Torfmoor zur heutigen Zeit. Diese Ablagerungen wurden teilweise in regelmäßigen Abständen (deswegen gibt es im Steinkohlebergbau meist mehrere Kohleflöze) durch andere Sedimente wie Tone und Sand/Sandsteine abgedeckt. Dadurch wurde das organische Ausgangsmaterial unter Luftabschluss und hohen Drücken und Temperaturen solange verdichtet und umgewandelt, bis ein fester Verbund aus Kohlenstoff, Wasser und unbrennbaren mineralischen Einschlüssen entstand. Die Mineralsubstanz wird bei der Verbrennung verändert und erscheint dann in Form von Asche. Steinkohle zeichnet sich durch eine schwarze, feste Grundmasse aus, in welcher mitunter Einschlüsse und Abdrücke prähistorischer Pflanzen zu finden sind. ⓘ

Ehemalige Abbaureviere in Deutschland:

• Ruhrgebiet (–2018)
• Saarland (1429–2012)
• Ibbenbürener Steinkohlenrevier (Anthrazitkohle, –2018)
• Aachener Revier (1113–1997)
• Provinz Oberschlesien (1750–1945)
• Zwickauer Steinkohlenrevier (1138–1978)
• Lugau-Oelsnitzer Steinkohlenrevier (1844–1971)
• Döhlener Becken (1542–1967) ⓘ

Mit Auslaufen der Steinkohlesubvention 2018 wurde der Abbau von Steinkohle in Deutschland eingestellt. Zuletzt erfolgte er in Bergwerken von bis zu 1.750 Meter Teufe entweder mit dem Kohlenhobel oder dem Walzenschrämlader. ⓘ

Sonstige Begriffe

Pechkohle

Pechkohle wurde in Bayern (Penzberg, Peißenberg, Peiting, Hausham etc.) gefördert. Ihr Alter entspricht dem von Braunkohle. Infolge des höheren Bergdrucks hat sie jedoch Eigenschaften wie Anthrazit. Die Stollen in der Bergbauabteilung des Deutschen Museums in München sind mit Pechkohle an den Wänden errichtet worden. ⓘ

Shungitkohle

An einigen Orten in Finnland und Russland gefundenes Gestein, das bis zu 95 % aus Kohlenstoff besteht, wird als Shungitkohle bezeichnet. ⓘ

Sapropelkohle

In verschiedenen Steinkohle-Lagerstätten kommt in sehr geringem Umfang Sapropelkohle vor, die aus Faulschlamm entstanden ist. Sie ist weich und lässt sich gut bearbeiten, so dass aus ihr z. B. Figuren geschnitzt werden können. ⓘ

Verwendung

Produkte aus Kohle

Briketts

Ein Brikett aus Braunkohle ⓘ

Briketts werden durch Pressen hergestellt, überwiegend aus Braunkohle. Steinkohlebriketts (Eierkohlen) haben für den Hausbrand in Deutschland nur noch geringe Bedeutung, lediglich aus Anthrazit hergestellte werden noch vertrieben. ⓘ

Kohleverflüssigung

Kohleverflüssigung bezeichnet chemische Verfahren, die aus fester Kohle flüssige Kohlenwasserstoffe erzeugen. Das Verfahren der direkten Hydrierung von Kohle diente zur Erzeugung von Gasen, Vergaser- und Dieselkraftstoffen. Die Motivation zum großtechnischen Einsatz der Kohleverflüssigung ist der Ersatz von Erdöl als Ausgangsstoff für die Petrochemie und den Energiesektor. Die Verfahren erlangen an Bedeutung, wenn Erdöl nicht in ausreichender Menge zur Verfügung steht. ⓘ

Umwelt- und Klimaproblematik

Gewinnung

Tagebau Garzweiler, im Hintergrund Braunkohlekraftwerke ⓘ

Wasserdampfschwaden mit Wolkenbildung aus den Kühltürmen des Braunkohlekraftwerks Niederaußem bei Köln ⓘ

Steinkohletagebau El Cerrejón in Kolumbien ⓘ

Die Gewinnung von Kohle im Tagebau ist mit einem immensen Flächenverbrauch verbunden. Während in Deutschland nur Braunkohle im Tagebau abgebaut wird, wird in anderen Ländern z. T. auch Steinkohle auf diese Art gefördert, beispielsweise in der Mine El Cerrejón in Kolumbien, der mit einer Fläche von ca. 690 km² größten Steinkohlemine Südamerikas. ⓘ

Eine weitere Form ist das v. a. in den amerikanischen Appalachen praktizierte Mountaintop removal mining, bei dem zunächst Bergkuppen gesprengt und abgetragen werden, um anschließend die Steinkohle im Tagebau fördern zu können. Alleine in den Appalachen erstrecken sich die Abbaugebiete derzeit (2012) über eine Fläche von ca. 5.700 Quadratkilometer, häufig ursprüngliche Waldflächen. Zudem werden beim Bergbau Schwermetalle wie Arsen und Quecksilber freigesetzt, die die Umwelt belasten sowie die Gesundheit der Anwohner gefährden, auch kommt es häufig zu Überschwemmungen, da durch die Ablagerung des Abraums in Tälern oftmals Flussläufe begraben werden. ⓘ

Um Lagerstätten möglichst vollständig ausbeuten zu können, werden bisweilen ganze Dörfer umgesiedelt, was zu Konfliktpotenzial mit der Bevölkerung führen kann (siehe auch Liste abgebaggerter Ortschaften). Unter Umständen werden auch ökologisch oder kulturell besonders wertvolle Gebiete zerstört – Beispiele dafür sind die Lacomaer Teichlandschaft und das Dorf Lakoma, die dem Tagebau Cottbus-Nord weichen mussten sowie zahlreiche Dörfer im sorbischen Siedlungsgebiet, die in den letzten Jahrzehnten weichen mussten bzw. teilweise bis heute bedroht sind (sh. Mühlrose). ⓘ

In Braunkohletagebauen können ähnlich wie bei weiten, trockenen Äckern in der Landwirtschaft große Staubmengen entstehen. Daher ist der Einsatz von effizienter Staubbekämpfungstechnik unerlässlich. ⓘ

Ein weiterer Aspekt ist die Absenkung des Grundwasserspiegels auf ein Niveau unterhalb der tiefsten Fördersohle im Braunkohletagebau. Dies geschieht mit Tauchpumpen in extra dafür geschaffenen Brunnen. Eine Absenkung des Grundwasserspiegels kann negative Auswirkungen auf die Flora haben, da obere Bodenschichten trockenfallen können. Auch führt die Absenkung zu einem Trockenfallen nahegelegener Brunnen, die ihr Wasser aus dem betroffenen Grundwasserleiter beziehen. ⓘ

Umgekehrt führt eine Stilllegung eines Tagebaus zur Erhöhung des Grundwasserspiegels, sobald die Tauchpumpen abgestellt werden. Dies kann bei den in der Umgebung erbauten Gebäuden zu großen Schäden führen. Ein bekanntes Beispiel dafür ist die Umgebung der Stadt Korschenbroich, deren Bewohner seit der schrittweisen Stilllegung des Tagebaus Garzweiler I mit dem steigenden Grundwasserspiegel zu kämpfen haben. ⓘ

Aus Kohlegruben tritt außerdem das Treibhausgas Methan aus. ⓘ

Kohleausstieg

Um die Umwelt-, Gesundheits- und Klimaschäden durch die Energieerzeugung zu minimieren und um Zwei-Grad-Ziels noch einhalten zu können, wird ein Ausstieg aus der Verstromung von Kohle als notwendig angesehen. Soll das Zwei-Grad-Ziel mit einer Wahrscheinlichkeit von mehr als 50 % erreicht werden, dürfen im Zeitraum 2011 bis 2050 nach Daten des IPCC maximal zwischen 870 und 1.240 Gigatonnen (Mrd. Tonnen) Kohlenstoffdioxid freigesetzt werden. Umgerechnet auf die Reserven bedeutet dies, dass im globalen Kontext etwa ein Drittel der Ölreserven, die Hälfte der Erdgasreserven und mehr als 80 % der Kohlereserven nicht verbrannt werden dürfen. Ein zentrales Element der Energiewende ist daher ein Kohleausstieg. ⓘ

Der noch bis vor wenigen Jahren starke Anstieg des Ausbaus von Kohlekraftwerken verlor zuletzt an Dynamik; seit 2010 wurde weltweit nur ein Drittel der geplanten Kohlekraftwerke tatsächlich realisiert. In China und den USA sinkt der Kohleverbrauch und entkoppelt sich vom Wirtschaftswachstum. Mehrere Regierungen streben eine deutliche Reduzierung oder einen vollständigen Ausstieg aus der Kohle an. Die kanadische Provinz Ontario hat als erste größere Verwaltungseinheit einen Kohleausstieg bis 2014 umgesetzt. Zur Verminderung des CO₂-Ausstoßes und von Smog wollen 12 von 34 chinesischen Provinzen ihren Kohleverbrauch reduzieren. ⓘ