mini|18–30 mm großer Halbkoks
Grude, auch Grudekoks, Schwelkoks, Tieftemperaturkoks oder Halbkoks, bezeichnet einen durch Schwelung von Kohle erzeugten festen Brennstoff. Bei der Erhitzung unter Luftabschluss werden flüchtige Bestandteile entfernt, sodass ein kohlenstoffreicher, poröser Rückstand entsteht. Grude diente früher in Europa als Brennstoff im Haushalt sowie als Energieträger und Reduktionsmittel in der Industrie.
International wird Grudekoks meist als Semi-Coke (Halbkoks) oder Char bezeichnet und heute vor allem in Asiens produziert.
Entstehung und Eigenschaften Grudekoks ist ein festes Nebenprodukt in Schwelwerken, das nach dem Abtrieb des Teers in den Retorten oder Schwelöfen zurückbleibt und als hochwertiger Brennstoff dient. Er fällt in feinkörniger oder, falls Briketts verschwelt werden, in stückiger Form mit einer Ausbeute von 150 bis 300 kg pro Tonne Ausgangsmaterial an.
In seiner Beschaffenheit ist Grudekoks ein schwarzer, poröser und kohlenstoffreicher Brennstoff mit hohem Heizwert. Der geringere Gehalt an flüchtigen Bestandteilen im Vergleich zur Ausgangskohle sorgt für eine langsame, ruhige und glimmende Verbrennung. Zusammensetzung, Heizwert, Aschegehalt und Festigkeit variieren jedoch stark je nach Kohleart und Schwelverfahren. Aufgrund seiner hochporösen Struktur ist der Brennstoff leicht entzündlich und eignet sich gut für Feuerungszwecke.
Grude enthält 91 % C, 4,5 % O, 2,6 % H, bis 1,3 % S und 0,4 % N. Sein Heizwert beträgt 8100 kcal. Infolge seiner Porosität nimmt Grudekoks beim Lagern aus der Luft 5 bis 10 % Wasser auf, sodass er durchschnittlich einen Heizwert von 6000 kcal besitzt. Er entzündet sich bei 200 bis 240 °C und kann ohne gesteigerte Luftzufuhr die Verbrennung aufrechterhalten. Der Aschegehalt liegt bei etwa 20 %.
Herstellung und Verwendung mini|Braunkohleschwelwerk Wölfersheim (1929) mini|Hausbrand-Werbung für Riebeck’schen Grudekoks
Bei der industriellen Schwelung von Braun- oder Steinkohle bleibt Grude als fester Koksrückstand zurück. Als leicht entzündlicher Brennstoff eignet sich Schwelkoks ideal zur Erzielung einer milden, gleichmäßigen Hitze. Brikettiert fand er lange Zeit als rußfreier Hausbrand Verwendung. Speziell für diesen Brennstoff wurden sogenannte Grudeherde (auch Spar- oder Pfennigherde genannt) gebaut.Erich Rammler, Georg Bilkenroth: Beiträge zur Chemie und Technologie der Brennstoffe. Akademie-Verlag, Berlin 1953, S. 112–125.
Mit der Entwicklung großtechnischer Feuerungsanlagen fand Grudekoks zunehmend Eingang in industrielle Anwendungen. Zunächst wurde er in Form von Staubkohlenfeuerungen in Kesselanlagen zur Dampferzeugung sowie zur Energie- und Stromerzeugung eingesetzt.Adolf Thau: Die Schwelung von Braun- und Steinkohle. Wilhelm Knapp, Halle (Saale) 1927, S. 418–435. Ab Mitte des 19. Jahrhunderts spielte die Braunkohlenschwelung eine zentrale Rolle für die frühe Mineralölindustrie, um Öle und Paraffin zu gewinnen. Im frühen 20. Jahrhundert entwickelte sich die chemische Industrie so weit, dass sie den dabei anfallenden, feinkörnigen Grudekoks im industriellen Maßstab zur Gewinnung chemischer Rohstoffe nutzen konnte.Karl-Heinz Schmidt, Ingo Romey, Fritz Mensch: Kohle, Erdöl, Erdgas: Chemie und Technik. Vogel Verlag, Würzburg 1981, ISBN 3-8023-0684-8, S. 60–68.
Abhängig von der verwendeten Ausgangskohle und dem jeweiligen Schwelverfahren entstehen in der industriellen Praxis verschiedene flüchtige Schwelprodukte, darunter Schwelgas, Schwelteer, Leichtöl und Benzin. Diese Stoffe stellen wertvolle Ausgangsmaterialien für die chemische und mineralölverarbeitende Industrie dar. So lässt sich das Schwelgas reinigen, indem Kohlenwasserstoffe wie Benzol in einer speziellen Ölflüssigkeit (Waschöl) gebunden und so aus dem Gasstrom herausgefiltert werden.
Spätestens ab Mitte der 1920er Jahre gewann neben der Braunkohle- die Steinkohlenschwelung im Zuge der Autarkiebestrebungen zur Gewinnung synthetischer Kraftstoffe an Bedeutung. Dabei entstanden aus der Steinkohle neben Schwelteer und Schwelgas größere Mengen Schwelkoks. Für das Ruhrgebiet wurden Verfahren entwickelt, bei denen der Schwelkoks anschließend vergast und das gewonnene Gas als Ausgangsstoff für die Fischer-Tropsch-Synthese flüssiger Kohlenwasserstoffe diente.Manfred Rasch: Flüssige Treib- und Schmierstoffe. In: Elisabeth Vaupel (Hrsg.): Ersatzstoffe im Zeitalter der Weltkriege. Geschichte, Bedeutung, Perspektiven. Deutsches Museum Verlag, 2021, S. 193–203. Deutsches Museum, abgerufen am 8. September 2026. Dessen ungeachtet entwickelte sich nach Inbetriebnahme der großindustriellen Steinkohlen-Schwelwerke deren rauchlos verbrennender Halbkoks ab 1937 zu einem beliebten und wichtigen Haushaltsbrennstoff. Er ersetzte Anthrazit- sowie Flammkohle und wurde aus feuerungstechnischen und klimatischen Gründen bevorzugt.Horst Brückner: Technische Gase und deren Eigenschaften. 2. Teil. Sonstige technische Gase. Schwelung von Steinkohle. Verlag von R. Oldenbourg, 1937, S. 11.
Die industrielle Herstellung von Grudekoks ging in Westdeutschland nach 1945 stark zurück, da die westalliierten Besatzungsmächte kohlebasierte Verfahren zur Herstellung synthetischer Kraftstoffe untersagten.Anthony N. Stranges: A History of the Fischer-Tropsch Synthesis in Germany 1926–45. In: Studies in Surface Science and Catalysis, Bd. 163 (2007). Fischer-Tropsch-Archiv, abgerufen am 8. September 2026. Schwelkoks als Brennstoff wurde jedoch auch in der Bundesrepublik noch bis zum Ende der 1970er Jahre eingesetzt.Eisen und Stahl; 2. Vierteljahresheft 1975, S. 36. Statistische Bibliothek, abgerufen am 8. September 2026.Verband der Chemischen Industrie e.V.: Chemiewirtschaft in Zahlen 1987, S. 34, Fußnote 4. VCI, abgerufen am 8. September 2026. In der DDR blieb diese Form der Kohleveredlung dagegen bis 1990 von erheblicher industrieller Bedeutung. In Schwelwerken wie Böhlen, Deuben, Espenhain, Krumpa, Profen oder Rositz, entstanden neben Feststoffen wie Koks auch Teer, Mittelöl, Leichtöl und Phenole. Die Industrie nutzte Schwelkoks in Winkler-Generatoren zur Erzeugung von Synthesegas sowie für Wärmeprozesse. Die flüssigen Nebenprodukte flossen anschließend in nachgeschaltete Anlagen zur Weiterverarbeitung, wo sie der Gewinnung von Benzol und anderen chemischen Grundstoffen dienten.Martin Baumert: Autarkiepolitik in der Braunkohlenindustrie. Ein diachroner Systemvergleich anhand des Braunkohlenindustriekomplexes Böhlen-Espenhain, 1933 bis 1965. De Gruyter Oldenbourg, 2021, S. 231–235.
Vorteile von Braunkohlenschwelkoks Braunkohlenschwelkoks zeichnet sich vor allem durch seine physikalische Struktur aus, sowie speziell durch folgende Eigenschaften:
Reaktivität: Durch den Schwelprozess bleibt eine sehr poröse Struktur zurück. Dadurch reagiert der Koks leicht mit Sauerstoff und zündet deutlich schneller als Steinkohlenschwelkoks.Werner Boie: Vom Brennstoff zum Rauchgas. Feuerungstechnische Rechnungen mit Formeln und Tabellen. Springer-Verlag, Berlin/Heidelberg, ISBN 978-3-642-52071-6, S. 24–28.
Reaktionsverhalten: Er brennt nicht mit großer Flamme, sondern glimmt sehr gleichmäßig und langanhaltend.Erich Rammler: Technologie der Braunkohlenveredlung. Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig 1962, S. 142–148.
Kosten: Da Braunkohle im Tagebau relativ leicht und kostengünstig gewonnen werden kann, ist auch Braunkohlenschwelkoks deutlich günstiger als Steinkohlenschwelkoks.Statistik der Kohlenwirtschaft e.V.: Der Kohlenmarkt in der Bundesrepublik Deutschland. Essen 2021, S. 12–15.
Aktivierbarkeit: Aufgrund der hohen Porosität lässt sich Braunkohlenschwelkoks gut zu Aktivkoks weiterverarbeiten, der als Adsorptionsmittel in der Umwelttechnik zur Abgas- und Abwasserreinigung eingesetzt wird.Ministerium für Wirtschaft, Energie, Industrie, Mittelstand und Handwerk des Landes Nordrhein-Westfalen: Stoffliche Nutzung von Braunkohle – Potenziale und Perspektiven. Düsseldorf 2015, S. 14–18.Rheinbraun Brennstoff GmbH: Herdofenkoks HOK® – Sorbens für die effektive Abgasreinigung. Köln 2019, S. 4–7.
Vorteile von Steinkohlenschwelkoks Steinkohlenschwelkoks profitiert von der von Natur aus höheren Dichte und dem höheren Inkohlungsgrad des Ausgangsmaterials, sowie speziell durch folgende Eigenschaften:
Heizwert: Er besitzt eine deutlich höhere Energiedichte und liefert pro Kilogramm mehr Nutzwärme als Braunkohleschwelkoks.Feste und flüssige Brennstoffe HUG, abgerufen am 8. September 2026. Während Braunkohlenschwelkoks typischerweise einen Heizwert um ca. 24 MJ/kg aufweist, liegt Steinkohlenschwelkoks bei 29 MJ/kg.M. Schwahn: Brennstoffdaten und Kennwerte der thermischen Energietechnik. Springer, Berlin 2004, S. 89.
Festigkeit: Der Koks ist stückiger, weniger feinkrümelig und mechanisch stabiler. Er zerfällt beim Transport oder im Ofen nicht so leicht in Staub.Wilhelm Radmacher, Anneliese Hoverath: Die Bestimmung der mechanischen Festigkeit von Steinkohlenkoks. In: Glückauf – Bergmännische Zeitschrift. Jg. 96, Heft 14, 1960, S. 873–879.
Bestandteile: Im Vergleich zur Braunkohle hinterlässt die Verbrennung von Steinkohlenprodukten in der Regel weniger Asche, was die Reinigung von Industrieanlagen erleichtert.Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR): Energierohstoffe – Kohle (Klassifikation und stoffliche Eigenschaften). Hannover 2018, S. 33–35.
Nebenprodukte: Bei der Verschwelung von Steinkohle fallen hochwertige Schwelteere und Gase an, die in der chemischen Industrie beispielsweise zur Gewinnung von Aromaten Verwendung finden.Heinz-Gerhard Franck, Jürgen W. Stadelhofer: Industrielle Aromatenchemie: Rohstoffe · Verfahren · Produkte. Springer-Verlag, Berlin 2013, ISBN 978-3-662-07875-4, S. 23–31.
Entwicklung der Produktion In Deutschland und Europa wird Grudekoks heute aus Umwelt- und Effizienzgründen nicht mehr hergestellt. Das heißt aber nicht, dass in Deutschland kein Grudekoks mehr verwendet wird. Deutschland importiert große Mengen an Koks, Halbkoks und Retortenkohle. So wurden 2024 rund 2,54 Millionen Tonnen dieser Erzeugnisse aus verschiedenen Ländern nach Deutschland eingeführt. International hat das Verfahren der Tieftemperaturverschwelung weiterhin eine industrielle Bedeutung und wird im englischsprachigen Raum als Semi-Coke oder Char bezeichnet.
China kontrollierte im Jahr 2026 schätzungsweise 80 bis 90 % des weltweiten Marktes für Halbkoks, der dort Semi-Coke oder Blue Coke (chinesisch ) genannt wird.Zhao Jiayun, Zhao Yuewu: Application of Yunnan lignite semi-coke in ferrosilicon production. Clean Coal Technology, 2013, 19(06), Page 40–42,51. Office of Clean Coal Technology, abgerufen am 9. September 2026.Semi Coke Market Price & Insight ECHEMI Digital, abgerufen am 9. September 2026. In den kohlereichen Provinzen Shaanxi und Yunnan werden jährlich Millionen Tonnen Schwelkoks hergestellt. Aufgrund seiner hohen chemischen Reaktivität und seines hohen elektrischen Widerstands dient er in der chinesischen Schwerindustrie und Chemie als Reduktionsmittel. Er wird dort vor allem bei der Herstellung von Ferrolegierungen, wie Ferrosilizium, als kostengünstiger Ersatz für den teuren metallurgischen Steinkohlekoks sowie bei der Produktion von Calciumcarbid eingesetzt.Coke, semi-coke of coal, lignite, peat & retort carbo. OEC, abgerufen am 9. September 2026.