Big Bang HTL 3, Schulbuch

98 Organische Technologie und Ökologie (III. Jg., 6. Sem.) Fossile Rohstoffe 11 Ab der Mitte des 18. Jahrhunderts bestimmte Kohle die Weltwirtschaft, sie war Motor für die Industrialisierung und die wichtigsten Erfindungen dieser Zeit. Später wurden Erdöl und Erdgas als Energieträger immer wichtiger. Erdöl dient zur Treib- stoff- und Stromerzeugung, man gewinnt daraus wichtige Grundchemikalien zur Herstellung von Kunststoffen, Arzneimitteln und Farbstoffen. Der Ölpreis bestimmt Wirtschaftswachstum und Krisen, immer wieder werden Kriege um das Öl geführt. In diesem Buch geht es deshalb in erster Linie um Erdöl und seine Folgeprodukte, sowie um deren chemischen Aufbau. Erdgas und Kohle werden nur in kleinem Rahmen behandelt. 11.1 Schwarzes Gold Entstehung von Erdöl, Erdgas und Kohle Im ersten Kapitel beschäftigen wir uns mit der Entstehung und der chemischen Zusammensetzung von Erdöl, Erdgas und Kohle. Erdöl: Erdöl ist ein kompliziertes Gemisch aus tausenden verschie- denen Kohlenwasserstoffen . Dabei kommen hauptsächlich Alkane , Cycloalkane und Aromaten mit Kettenlängen von C 1 bis C 60 vor. Auch Alkene und Alkine sind enthalten, wenn auch in kleineren Mengen. Weil auch noch andere Elemen- te, wie Schwefel, Stickstoff und Sauerstoff in den Verbindun- gen eingebaut sein können, kommt man auf ein Gemisch, das aus 17000 verschiedenen chemischen Verbindungen be- stehen kann. Allerdings kommen nicht alle diese Verbindun- gen in jedem Erdöl vor. Ein durchschnittliches Öl besteht aus etwa 500 verschiedenen chemischen Substanzen. Erdöl entsteht aus abgestorbenen Kleinst-Meereslebe- wesen (Plankton). ( F1 ) Diese sinken nach ihrem Tod zu Boden und werden von Sand und Tonschichten bedeckt, so- dass ein biomassereiches, lockeres Sediment entsteht. Der betreffende Meeresboden muss dabei sehr ruhig sein, es darf nur wenig Durchmischung mit Frischwasser erfolgen. Nur so kann eine sauerstoffarme bzw. -freie Zone entstehen. Dadurch wird ein vollständiger, „normaler“ biologischer Abbau (Verwesung) verhindert. Stattdessen kommt es zu Fäulnisprozessen und es entsteht Faulschlamm . Bei ho- hem Druck, hohen Temperaturen und in langer langer Zeit können sogenannte Kerogene entstehen, so nennt man die kohlenwasserstoffhaltigen Vorläufer von Erdöl und Erdgas. Das lockere Sediment verfestigt sich dabei zu erdölhaltigen Tonsteinen . Die Kohlenwasserstoffe sind dabei im Gestein wie in einem Schwamm aufgesogen (Erdölmuttergestein). Die meisten Erdölmuttergesteine sind 200–100 Millionen Jahre alt. Woraus ist Erdöl entstanden? Wann ist Erdöl entstanden? Zur Zeit der Dinosaurier? Früher? Später? Wo auf der Welt gibt es die größten Erdölfund- gebiete? Das Erdzeitalter von 350–300 Millionen Jahren vor unserer Zeit heißt „Karbon“. Was glaubst du, worauf dieser Name hindeutet? L F1 F2 F3 F4 Diese lange Zeitspanne des sogenannten Erdmittelalters unterteilt man in zwei Zeitalter: Jura und Kreide. Damals war die Blütezeit der Saurier – die Jurazeit heißt auf eng- lisch „Jurassic“ –, daher kommt auch der Name des Saurier- Films Jurassic Park. Das meiste Erdöl entstand also unge- fähr zur Zeit der Dinosaurier (Es gibt aber auch ältere und jüngere Öle). Zum Vergleich: Den Menschen gibt es seit etwa 0,2 Millionen Jahren). ( F2 ) Öl und Gase können aus dem feinkörnigen und feinporigen Muttergestein in ein gröber poriges Nebengestein, z. B. Sandstein austreten. Genau genommen spricht man erst dann wirklich von Erdöl und Erdgas. Erdöl und Erdgas stei- gen auf, weil durch die Fäulniszersetzung Verbindungen aus kleineren Molekülen entstanden sind. Diese haben eine geringere Dichte als Wasser und steigen daher nach oben. Wenn der Aufstieg oder die seitliche Verlagerung durch undurchlässige Gesteinsschichten gestoppt werden, so entsteht eine Lagerstätte . Am oberen Ende der Lagerstätte sammelt sich Erdgas, darunter Erdöl und nochmal darunter Wasser. Trotzdem darf man nicht vergessen, dass auch in der Lagerstätte das Öl in den Poren des Speichergesteins aufgesogen ist wie in einem Schwamm . Abb. 11.1: a–d Entstehung von Erdöl GN ZA Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags s öbv