19 Holz, Kohle, Heizöl, Erdgas, Propangas usw. werden als fossile Brennstoffe (fossil fuel) bezeichnet. Bei ihrer Verbrennung wird Wärmeenergie frei. Auch der Mensch und die Tiere benötigen zum Überleben „Brennstoffe“. Durch deren Umwandlung im Körper sind sie imstande, Lebensfunktionen, wie z. B. Herzschlag, Bewegung oder Denken, aufrecht zu erhalten. Außerdem muss sowohl beim Menschen als auch bei vielen Tieren der Organismus auf einer bestimmten Temperatur gehalten werden, damit die Körperfunktionen planmäßig und geordnet ablaufen können. Die Existenz der Tiere und des Menschen ist über die Nährstoffe und die Nahrungskette an die Speicherung der Sonnenenergie durch Pflanzen gebunden, die dann von Menschen und Tiere verwertet werden können. Heizwert Alle unsere Brennstoffe haben ihre Wurzeln in der Strahlungsenergie der Sonne. Das Wachstum der Pflanzen ist nur durch die Aufnahme von Sonnenenergie möglich. So begann die Speicherung der Sonnenenergie mit dem Wachstum der ersten Pflanzen auf der Erde und dauert heute noch an (Abb. 9.1). Schon vor vielen Millionen Jahren gab es auf der Erde große Wälder von Schachtelhalm- und Bärlappgewächsen. Aus ihnen bildete sich in einem viele Millionen Jahre andauernden Inkohlungsprozess zuerst Torf, dann Braunkohle und schließlich Steinkohle. Je länger diese Verkohlung dauert, desto mehr erhöht sich der Kohlenstoffgehalt. So wird es verständlich, dass die Steinkohle mit ihrem hohen Kohlenstoffgehalt ein besserer Brennstoff als Braunkohle oder Torf ist (Tab. 9.2). Erdöl und Erdgas sind ebenfalls vor vielen Millionen Jahren aus kleinen Meereslebewesen, vorwiegend Plankton, entstanden. Die Körper der toten Tierchen sanken auf den Meeresboden, wurden von Schlamm und anderen Ablagerungen luftdicht überdeckt und von Fäulnisbakterien in Erdöl bzw. Erdgas umgewandelt. Die beim völligen Verbrennen von 1 kg eines Stoffes frei werdende Wärmeenergie wird Heizwert (heating value) dieses Stoffes genannt (Tab. 9.3). Ähnlich wird auch der Nähr- oder Heizwert von Lebensmitteln bestimmt. Der Heizwert ist ein Maß für die Güte der Brennstoffe. In unseren Koch- und Heizeinrichtungen wird die umgewandelte Wärmeenergie allerdings sehr unterschiedlich (20–95%) ausgenützt. In Wärmekraftwerken werden Kohle, Erdgas und Erdöl verbrannt. Ein Teil der Wärmeenergie wird in elektrische Energie umgewandelt, ein Teil als „Fernwärme“ den Häusern und Gebäuden für die Heizung zugeführt. Wärmeenergie, die bei der Verbrennung der Erdölprodukte Benzin, Dieselöl und Kerosin frei wird, dient zum Antrieb von Kraftfahrzeugen und Flugzeugen. Werden die fossilen Brennstoffe Kohle, Erdöl und Erdgas verbraucht, so sind sie nicht mehr zu ersetzen. Man sagt auch, sie sind nicht regenerierbar. Du siehst, dass es also angebracht ist, bei der Nutzung von fossilen Energieträgern sparsam zu sein! Brauchen wir überhaupt einen Brennstoff? Wir heizen ja mit Fernwärme. 9.1 Pflanzen wandeln Sonnenenergie in Glukose (Traubenzucker) um. Sauerstoff Licht Kohlenstoffdioxid Wasser, Nährstoffe Glukose Holz ca. 50% Torf ca. 60% Braunkohle ca. 70% Steinkohle ca. 80% Anthrazit ca. 95% 9.2 Kohlenstoffgehalt von Brennstoffen. Je mehr Kohlenstoff sie enthalten, desto wertvoller sind sie. Holz 12 000–15 000 Braunkohle 12 000–21 000 Steinkohle 25 000–33 000 Koks 30 000 Alkohol, Spiritus 27000 Petroleum 41 000–43 000 Benzin 43 000 Heizöl (Dieselöl) 45 000 Stadtgas (ca. 2 m3) 33 000–42 000 Propangas (ca. 0,5 m3) 47000–50 000 9.3 Heizwert einiger Stoffe in kJ/kg 9 Heizwert und Nährwert Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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