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Was sind fossile Brennstoffe?

Fossile Energieträger sind Brennstoffe, die sich in Jahrmillionen aus Abbauprodukten von toten Pflanzen und Tieren entwickelt haben. Die aus fossilen Energiequellen gewonnene Energie wird als fossile Energie bezeichnet. Zur Klasse der fossilen Energieträger gehören Braunkohle und Steinkohle, Torf, Erdgas sowie Erdöl. Sie alle speichern chemische Energie. Biodiesel und Biogas werden hingegen aus Holz und anderen neuzeitlichen, organischen Abfällen (Biomasse) erzeugt und zählen daher nicht zu den fossilen Brennstoffen.

Sie bilden sich an verschiedenen Stellen der Erde stetig neu, im Verhältnis zum Abbautempo gehen diese Entwicklungsprozesse jedoch extrem langsam vor sich. Aus diesem Grund werden fossile Energien auch nicht zu den erneuerbaren bzw. regenera­tiven Energien gezählt. Erneuerbare Energie umfasst als Gegen­begriff zur fossilen Energie jegliche Energie, die energetischen Prozessen entnommen wird, die sich kontinuierlich erneuern.

Etymologie

Das Wort fossil (lateinisch fossilis: ausgegraben) weist auf ein geologisches Zeitalter hin, das über 10.000 Jahre zurückliegt.

Wie entstehen fossile Brennstoffe?

Egal ob Erdgas, Erdöl, Braunkohle oder Torf – Energieträger fossilen Ursprungs entstehen durch langwierige Abbau- und Transformationsprozesse von Biomasse – also aus Pflanzen und Mikroorganismen – ohne dabei mit Sauerstoff in Kontakt zu kommen.

Erdöl
 

Erdöl besteht aus abgestorbenen Kleinstlebewesen, die am Meeresgrund als organischer Schlamm abgelagert und von Sedimenten überlagert werden. Unter steigendem Druck dieser Schichten und der Absenkung der Erdkruste bei gleichzeitig steigenden Temperaturen bilden sich flüssige und gasförmige Kohlenwasserstoffe. Diese sammeln sich in verschieden durchlässigen Gesteinsschichten an und bilden Reservoire von Erdöl und Erdgas.

Kohlebergbau
 

Braun-und Steinkohle sind feste Sedimentgesteine, die zu fast drei Vierteln aus Kohlenstoff bestehen. Sie entstehen aus pflanzlichen Überresten, die unter Luftabschluss verrotten und anschließend unter hohem Druck und Temperaturen verdichtet werden. Steinkohle gilt dabei als qualitativ hochwertiger als Braunkohle, da sie höher verdichtet ist und somit einen höheren Brennwert vorweist.

Torf
 

Torf hingegen bildet sich in der ersten Phase der Entstehung von Kohle (Inkohlung). Pilze und Bakterien zersetzen in biochemischen Prozessen abgestorbene Pflanzenreste unter Luftabschluss. Als Ergebnis entsteht Torf in den oberen Schichten von ausgetrockneten Gewässern und Mooren.

Gasherd

Wie werden fossile Energieträger genutzt?

Bei fossilen Energieträgern handelt es sich um komplexe Stoffgemische, das heißt um Verbindungen, die auf Kohlenstoff basieren. Sie sind allesamt brennbar, geben also unter Zufuhr von Sauerstoff Wärme ab, die als chemische Energie über längere Zeitspannen hinweg in den Verbindungen gespeichert wurde.

 

Für den Menschen ist diese Energie auf einem relativ einfachen, technischen Weg freizusetzen und zu nutzen. Heutzutage werden fossile Brennstoffe in Kohle-, Öl-, Gas- und Atomkraftwerken durch Verbrennung in elektrische Energie umgewandelt beziehungsweise zu Kraftstoffen aufbereitet. Sie werden in der Energiewirtschaft zum Heizen und zur Wärmegewinnung, Stromerzeugung und als Treibstoffe für Transport und Verkehr genutzt.

Wohlstand

Welche Bedeutung haben fossile Brennstoffe?

Fossile Energien machen in der heutigen Zeit eindeutig den Großteil der weltweit genutzten Energie aus. Ihre Erschließung hat in erheblichem Maße zum Wohlstand eines weiten Teils der Weltbevölkerung beigetragen. Allerdings geht mit der Nutzung fossiler Energieträger auch eine deutlich höhere Umweltbelastung einher als mit der Nutzung regenerativer Energien. Und: Während der Bedarf an fossiler Energie noch stetig steigt, erschöpfen sich die Ressourcen an fossilen Energieträgern allmählich. Dies gilt vor allem für den wohl bekanntesten Energieträger, das vielseitig nutzbare Erdöl.

Energiegehalt und Umweltbelastung

Die chemischen Zusammensetzung von als fossil zu bezeichnenden Energieträgern zeigt, dass es sich immer um eine Verbindung mit Kohlenstoff handelt. Der Kohlenstoffanteil lässt Rückschlüsse auf den Energiegehalt zu, denn bei der Verbrennung wird er unter Erzeugung von Wärme freigesetzt. 

Die so entstehenden CO2-Emissionen sind der Haupttreiber der globalen Erwärmung, künstlich erzeugt durch den Menschen. Um diese zu drosseln, muss der CO2-Ausstoß durch die Nutzung fossiler Brennstoffe drastisch minimiert werden. Andernfalls werden in absehbarer Zeit durch den globalen Temperaturanstieg Umweltkatastrophen mit extremen negativen Auswirkungen auf Ökosysteme, menschliche Gesundheit, Landwirtschaft und die Wirtschaft so stark zunehmen, dass die Konsequenzen für die Erde unvorstellbar sind.

Boxberg Kraftwerk

Europa setzt stärker auf erneuerbare Energien

Fossile Brennstoffe (besonders Erdöl, Kohle und Erdgas) decken als Ressource heutzutage immer noch den Großteil des weltweiten Energieverbrauchs, doch der Trend ist längst rückläufig. Aufgrund der klimaschädlichen Emissionen, die während der Verbrennung dieser Energieträger entstehen, sollen sie schnellstmöglich durch erneuerbare Energiequellen wie Sonne, Wind- und Wasserkraft abgelöst werden. Entstehende Schwankungen bei der Stromversorgung können Smart Grids ausgleichen.

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Fotos: Hartmut Rauhut / Vattenfall, Bernd Schnabel / Vattenfall, Andreas Lind / Vattenfall, Parapix / Vattenfall,