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Der Titel dieses Artikels ist mehrdeutig Zur Zeitschrift siehe Brennstoff Zeitschrift Ein Brennstoff ist ein chemischer
Flüssigbrennstoff
Ein Brennstoff ist ein chemischer Stoff, dessen gespeicherte Energie sich durch Verbrennung in nutzbare Energie umwandeln lässt.
Einteilung der Brennstoffe
Brennstoffe werden nach verschiedenen Kriterien unterteilt, etwa nach ihrem Aggregatzustand in feste, flüssige und gasförmige Brennstoffe. Je nach Herkunft wird differenziert zwischen natürlichen, veredelten, synthetischen oder rezenten und fossilen Brennstoffen. Brennstoffe können organischer Natur sein, wie Erdöl, Erdgas oder Kohle, oder anorganischer Natur wie Wasserstoff oder Kohlenstoffmonoxid.
Nach Art der Energiefreisetzung werden Brennstoffe unterteilt in chemische Brennstoffe, die durch Oxidation thermische Energie freisetzen und elektrochemische Brennstoffe, die zum Beispiel in Brennstoffzellen zur Stromerzeugung dienen.
Die Qualität eines Brennstoffes wird durch den Heizwert oder den Brennwert beschrieben. Der Heizwert beschreibt dabei den Energieinhalt eines Brennstoffes ohne Berücksichtigung der Kondensationsenthalpie des bei der Verbrennung gebildeten Wasserdampfes, der Brennwert dagegen berücksichtigt diese. Darum ist der Brennwert eines wasserstoffhaltigen Brennstoffs um diesen Energiebetrag größer als sein Heizwert.
Fossile Brennstoffe sind meist über lange, oft Millionen von Jahren dauernde, bio- und geochemische Prozesse entstanden. Die festen Brennstoffe unterlagen dabei einer Inkohlung, der Anreicherung von Kohlenstoff in durch Erdschichten abgeschlossene organische Masse. Die beiden Hauptschritte der Inkohlung sind der Übergang von organischer Masse, die meist aus höheren Pflanzenarten wie Hölzern oder Farnen bestand, zur Braunkohle und der weitere Übergang der Braunkohle zur Steinkohle. Als Ursprung des Erdöls werden niedere Meerestiere und Pflanzen vermutet. Die gesamten bestehenden Brennstoffvorräte nennt man Ressourcen. Diese unterteilen sich in vermutete und nachgewiesene Ressourcen. Nachgewiesene Ressourcen unterteilen sich weiter in abbaubare und vermutlich nicht abbaubare Ressourcen. Ist der technische Abbau einer Ressource gesichert, wird diese Ressource Reserve genannt. Der Energiegehalt fester fossiler Brennstoffe wird oft in sogenannten Steinkohleeinheiten (SKE) angegeben.
Davon unterschieden werden heute nachwachsende Rohstoffe, das sind regelmäßig nachproduzierbare Ressourcen (biogene Brennstoffe wie Holz, Biokraftstoffe, Biogas).
Kernbrennstoffe, wie angereichertes Uran und Plutonium, die durch Kernspaltung oder wie Deuterium und Tritium, die durch Kernfusion Energie freisetzen können, gehören ebenfalls nicht zu den fossilen Brennstoffen.
Aggregatzustand und Verwendung
Brennstoffe kommen in allen drei klassischen Aggregatzuständen (fest, flüssig und gasförmig) zum Einsatz. Sie werden verschiedensten Verwendungszwecken zugeführt.
- Festbrennstoffe, wie vor allem Steinkohle, Braunkohle und Holz, dienen heutzutage in erster Linie der Erzeugung von elektrischem Strom im Dampfkraftwerk. Daneben werden Festbrennstoffe für die Verfahrenstechnik und die Erzeugung von Metall bei der Verhüttung von Eisen und Stahl benötigt. Die Bedeutung für die Beheizung von Gebäuden ist nur noch gering. Der Energiegehalt wird in Steinkohleeinheiten (SKE) angegeben.
- Flüssigbrennstoffe wie verschiedene Erdölderivate (Benzin, Diesel, Heizöl) und Biokraftstoffe haben einen erheblichen Anteil im Verkehrswesen und zur Heizung von Gebäuden. Weiterhin dienen sie als Rohstoff für Produkte in der chemischen Industrie. Der Energiegehalt wird in Öleinheiten (ÖE) angegeben.
- Gasförmige Brennstoffe wie Erdgas und Biogas werden hauptsächlich zur Gebäudebeheizung und zur Stromerzeugung genutzt. Sie werden in der chemischen Industrie ebenfalls als Brenn- und Rohstoff verwendet. Erdgas wird auch in kleineren und mittleren Dampfkesselanlagen zur Erzeugung von Wasserdampf verfeuert. Der Energiegehalt wird in kWh/kg angegeben.
Brennstoffpreise
Der Weltmarktpreis für Brennstoffe schwankt aufgrund vieler Faktoren. Gemessen an der Steinkohleeinheit schwankte der Preis im Zeitraum von 1970 bis 2004:
- bei Erdöl um 900 Prozent
- bei Steinkohle um 200 Prozent
Die Preise für die wichtigsten Brennstoffe haben einen erheblichen Einfluss auf die nationalen Volkswirtschaften. Stark steigende Preise können zum Beispiel eine bereits vorhandene Inflation verstärken.
Brennstoffbedarf
Die Bestimmung des Brennstoffbedarfes ist erforderlich, um Bestell- oder Lagermengen zu bestimmen, die Verbrauchskosten zu schätzen und um Vergleichsrechnungen mit anderen Energieträgern oder Technologien zu erstellen. Das gilt gesamtwirtschaftlich ebenso wie für eine einzelne Feuerungsanlage respektive Verbraucher, seien sie ortsfest installiert oder mobil.
Der Brennstoffbedarf ist unter anderem abhängig von: Leistung der Anlagen, Wirkungsgrad, Laufzeit, Brennstoffart, und speziellen Faktoren wie Regelung und Steuerung.
Nationales
Deutschland
Die meisten der in Deutschland verwendeten Brennstoffe müssen importiert werden. Dieses gilt in erster Linie für die flüssigen und gasförmigen Brennstoffe, da Mitteleuropa auf diesem Gebiet nur geringe eigene Ressourcen besitzt. Feste natürliche Brennstoffe werden dagegen in diesem geographischen Gebiet als Bodenschatz in größeren Mengen gefördert, wobei die bei der Förderung anfallenden Kosten durch Subventionen unterstützt werden, um den heimischen Brennstoff gegenüber den auf dem Weltmarkt gezahlten Preisen konkurrenzfähig halten zu können.
Die Bereitstellung von Brennstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen (biogene Brennstoffe) hat für die Energiewirtschaft und den Verkehrssektor eine wachsende Bedeutung. Im Jahr 2009 wurden 5,5 Prozent der in Deutschland benötigten Endenergie durch biogene Brennstoffe (als Bioenergie) bereitgestellt. Damit machen sie rund zwei Drittel der erneuerbaren Energien (insgesamt 10,1 Prozent) aus. Den überwiegenden Teil der Bioenergie macht Wärme aus. Das Gesamtpotential der Bioenergie in Deutschland ist jedoch begrenzt, so dass nur ein Teil des Energiebedarfs durch sie gedeckt werden kann.
Literatur
- Karl-Heinz Schmidt, Ingo Romey, Fritz Mensch: Kohle – Erdöl – Erdgas: Chemie und Technik. 1. Aufl., Vogel Verlag, Würzburg 1981, ISBN 978-3-8023-0684-6.
Weblinks
Einzelnachweise
- Biokraftstoffe – Basisdaten Deutschland. ( vom 18. Mai 2015 im Internet Archive) 14-seitige Broschüre, Stand: Juni 2010, Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR), Gülzow 2009, online auf Biomassehof-Achental.de, abgerufen am 1. Februar 2017 (PDF; 786 kB).
Autor: www.NiNa.Az
Veröffentlichungsdatum:
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Der Titel dieses Artikels ist mehrdeutig Zur Zeitschrift siehe Brennstoff Zeitschrift Ein Brennstoff ist ein chemischer Stoff dessen gespeicherte Energie sich durch Verbrennung in nutzbare Energie umwandeln lasst Holzfeuer in einem KaminEinteilung der BrennstoffeBrennstoffe werden nach verschiedenen Kriterien unterteilt etwa nach ihrem Aggregatzustand in feste flussige und gasformige Brennstoffe Je nach Herkunft wird differenziert zwischen naturlichen veredelten synthetischen oder rezenten und fossilen Brennstoffen Brennstoffe konnen organischer Natur sein wie Erdol Erdgas oder Kohle oder anorganischer Natur wie Wasserstoff oder Kohlenstoffmonoxid Nach Art der Energiefreisetzung werden Brennstoffe unterteilt in chemische Brennstoffe die durch Oxidation thermische Energie freisetzen und elektrochemische Brennstoffe die zum Beispiel in Brennstoffzellen zur Stromerzeugung dienen Die Qualitat eines Brennstoffes wird durch den Heizwert oder den Brennwert beschrieben Der Heizwert beschreibt dabei den Energieinhalt eines Brennstoffes ohne Berucksichtigung der Kondensationsenthalpie des bei der Verbrennung gebildeten Wasserdampfes der Brennwert dagegen berucksichtigt diese Darum ist der Brennwert eines wasserstoffhaltigen Brennstoffs um diesen Energiebetrag grosser als sein Heizwert Rekord Brikett eine Braunkohle als stapelbarer Bundelstein Fossile Brennstoffe sind meist uber lange oft Millionen von Jahren dauernde bio und geochemische Prozesse entstanden Die festen Brennstoffe unterlagen dabei einer Inkohlung der Anreicherung von Kohlenstoff in durch Erdschichten abgeschlossene organische Masse Die beiden Hauptschritte der Inkohlung sind der Ubergang von organischer Masse die meist aus hoheren Pflanzenarten wie Holzern oder Farnen bestand zur Braunkohle und der weitere Ubergang der Braunkohle zur Steinkohle Als Ursprung des Erdols werden niedere Meerestiere und Pflanzen vermutet Die gesamten bestehenden Brennstoffvorrate nennt man Ressourcen Diese unterteilen sich in vermutete und nachgewiesene Ressourcen Nachgewiesene Ressourcen unterteilen sich weiter in abbaubare und vermutlich nicht abbaubare Ressourcen Ist der technische Abbau einer Ressource gesichert wird diese Ressource Reserve genannt Der Energiegehalt fester fossiler Brennstoffe wird oft in sogenannten Steinkohleeinheiten SKE angegeben Holzbrikett in runder Form Davon unterschieden werden heute nachwachsende Rohstoffe das sind regelmassig nachproduzierbare Ressourcen biogene Brennstoffe wie Holz Biokraftstoffe Biogas Kernbrennstoffe wie angereichertes Uran und Plutonium die durch Kernspaltung oder wie Deuterium und Tritium die durch Kernfusion Energie freisetzen konnen gehoren ebenfalls nicht zu den fossilen Brennstoffen Aggregatzustand und Verwendung Brennendes Erdgas Brennstoffe kommen in allen drei klassischen Aggregatzustanden fest flussig und gasformig zum Einsatz Sie werden verschiedensten Verwendungszwecken zugefuhrt Festbrennstoffe wie vor allem Steinkohle Braunkohle und Holz dienen heutzutage in erster Linie der Erzeugung von elektrischem Strom im Dampfkraftwerk Daneben werden Festbrennstoffe fur die Verfahrenstechnik und die Erzeugung von Metall bei der Verhuttung von Eisen und Stahl benotigt Die Bedeutung fur die Beheizung von Gebauden ist nur noch gering Der Energiegehalt wird in Steinkohleeinheiten SKE angegeben Flussigbrennstoffe wie verschiedene Erdolderivate Benzin Diesel Heizol und Biokraftstoffe haben einen erheblichen Anteil im Verkehrswesen und zur Heizung von Gebauden Weiterhin dienen sie als Rohstoff fur Produkte in der chemischen Industrie Der Energiegehalt wird in Oleinheiten OE angegeben Gasformige Brennstoffe wie Erdgas und Biogas werden hauptsachlich zur Gebaudebeheizung und zur Stromerzeugung genutzt Sie werden in der chemischen Industrie ebenfalls als Brenn und Rohstoff verwendet Erdgas wird auch in kleineren und mittleren Dampfkesselanlagen zur Erzeugung von Wasserdampf verfeuert Der Energiegehalt wird in kWh kg angegeben BrennstoffpreiseSteinkohle Der Weltmarktpreis fur Brennstoffe schwankt aufgrund vieler Faktoren Gemessen an der Steinkohleeinheit schwankte der Preis im Zeitraum von 1970 bis 2004 bei Erdol um 900 Prozent bei Steinkohle um 200 Prozent Die Preise fur die wichtigsten Brennstoffe haben einen erheblichen Einfluss auf die nationalen Volkswirtschaften Stark steigende Preise konnen zum Beispiel eine bereits vorhandene Inflation verstarken BrennstoffbedarfDie Bestimmung des Brennstoffbedarfes ist erforderlich um Bestell oder Lagermengen zu bestimmen die Verbrauchskosten zu schatzen und um Vergleichsrechnungen mit anderen Energietragern oder Technologien zu erstellen Das gilt gesamtwirtschaftlich ebenso wie fur eine einzelne Feuerungsanlage respektive Verbraucher seien sie ortsfest installiert oder mobil Der Brennstoffbedarf ist unter anderem abhangig von Leistung der Anlagen Wirkungsgrad Laufzeit Brennstoffart und speziellen Faktoren wie Regelung und Steuerung NationalesDeutschland Die meisten der in Deutschland verwendeten Brennstoffe mussen importiert werden Dieses gilt in erster Linie fur die flussigen und gasformigen Brennstoffe da Mitteleuropa auf diesem Gebiet nur geringe eigene Ressourcen besitzt Feste naturliche Brennstoffe werden dagegen in diesem geographischen Gebiet als Bodenschatz in grosseren Mengen gefordert wobei die bei der Forderung anfallenden Kosten durch Subventionen unterstutzt werden um den heimischen Brennstoff gegenuber den auf dem Weltmarkt gezahlten Preisen konkurrenzfahig halten zu konnen Holzpellets Die Bereitstellung von Brennstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen biogene Brennstoffe hat fur die Energiewirtschaft und den Verkehrssektor eine wachsende Bedeutung Im Jahr 2009 wurden 5 5 Prozent der in Deutschland benotigten Endenergie durch biogene Brennstoffe als Bioenergie bereitgestellt Damit machen sie rund zwei Drittel der erneuerbaren Energien insgesamt 10 1 Prozent aus Den uberwiegenden Teil der Bioenergie macht Warme aus Das Gesamtpotential der Bioenergie in Deutschland ist jedoch begrenzt so dass nur ein Teil des Energiebedarfs durch sie gedeckt werden kann LiteraturKarl Heinz Schmidt Ingo Romey Fritz Mensch Kohle Erdol Erdgas Chemie und Technik 1 Aufl Vogel Verlag Wurzburg 1981 ISBN 978 3 8023 0684 6 WeblinksWiktionary Brennstoff Bedeutungserklarungen Wortherkunft Synonyme Ubersetzungen Commons Brennstoffe Sammlung von Bildern Videos und AudiodateienEinzelnachweiseBiokraftstoffe Basisdaten Deutschland Memento vom 18 Mai 2015 im Internet Archive 14 seitige Broschure Stand Juni 2010 Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e V FNR Gulzow 2009 online auf Biomassehof Achental de abgerufen am 1 Februar 2017 PDF 786 kB Normdaten Sachbegriff GND 4008186 2 GND Explorer lobid OGND AKS