Fossile Energie

mini|Fossile Energieträger: Kohle, Erdöl, Erdgas mini|Entwicklung des weltweiten Energieverbrauchs mini|Energieflussdiagramm (Sankey-Diagramm) für die USA im Jahr 2021. Geschätzter Verbrauch: 97,5 Quads (1 quad = 1015 BTU). Angeboten und aufbereitet durch das LLNL.

Fossile Energie wird aus Brennstoffen gewonnen, die in geologischer Vorzeit aus Abbauprodukten von toten Pflanzen und Tieren entstanden sind. Dazu gehören Braunkohle, Steinkohle, Torf, Erdgas und Erdöl. Man nennt diese Energiequellen fossile Energieträger oder fossile Brennstoffe (siehe auch Fossil). Dagegen wird Biomasse aus Holz und weiteren neuzeitlichen organischen Abfällen und Überresten gewonnen.

Fossile Energieträger basieren auf dem Kohlenstoffkreislauf und ermöglichen damit gespeicherte (Sonnen)energie vergangener Zeiten heute zu verwerten. Die technische Erschließung von fossilen Brennstoffen, zunächst fast ausschließlich Kohle, ermöglichte das kontinuierliche Wirtschaftswachstum seit der Industriellen Revolution.Edward Anthony Wrigley, Energy and the English Industrial Revolution, Cambridge University Press 2010, S. 101. Im Jahr 2019 wurden 81 % des weltweiten Energiebedarfs aus fossilen Quellen gedeckt. Bei der weltweiten Stromerzeugung sank der Anteil fossiler Energien von seinem Höchststand 2007 (68,3 %) bis 2024 auf 59,1 % ab, auch wenn die Erzeugung absolut betrachtet noch leicht wuchs. Damit lagen fossile Energien weiterhin deutlich vor erneuerbaren Energien (31,9 %) und Kernenergie (9 %).Global Electricity Review 2025. Ember Climate. Abgerufen am 8. April 2025.

Der Energiegehalt der aufgeführten fossilen Brennstoffe basiert auf dem Kohlenstoff-Gehalt. Bei der Verbrennung mit Sauerstoff werden Energie in Form von Wärme und Oxide freigesetzt, darunter immer Kohlenstoffdioxid. Daher ist die Verbrennung fossiler Energieträger sowohl lokal als auch global „in hohem Maße umweltbelastend“.Valentin Crastan, Elektrische Energieversorgung 2, Berlin Heidelberg 2012, S. 5. Fossile Energieträger sind die Hauptquelle von menschengemachten Treibhausgasemissionen und damit der globalen Erwärmung.Intergovernmental Panel on Climate Change, 2014: Climate Change 2014: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Core Writing Team, R.K. Pachauri and L.A. Meyer (eds.)]. IPCC, Geneva, Switzerland. Je nach Zusammensetzung und Reinheit des fossilen Brennstoffes entstehen auch andere chemische Verbindungen wie Stickstoffoxide und Ruß sowie unterschiedlich feine Stäube.

Vorräte Reserven und Ressourcen Die in der Erde lagernden Vorräte an fossilen Brennstoffen (fossile Energieträger), die nachgewiesen, sicher verfügbar und mit heutiger Technik wirtschaftlich gewinnbar sind, bezeichnet man als Energiereserven. Gleichbleibenden Energiebedarf und gleichbleibende Nutzung unterstellt, reichen die derzeit (Stand 2020) bekannten Welt-Energiereserven an Erdöl und Erdgas je etwa 50 Jahre und an Kohle circa 130 Jahre. Allerdings geht die Internationale Energieagentur (IEA) davon aus, dass sich der weltweite Primärenergiebedarf zwischen 2008 und 2035 um 36 % erhöhen wird, jedoch nur, wenn energiepolitische Maßnahmen wie die Steigerung der Energieeffizienz und der Ausbau der erneuerbaren Energien umgesetzt werden. In einem Vergleichszenario, das ohne diese Maßnahmen auskommt, liegt der Anstieg des Primärenergiebedarfs höher. Abgerufen am 22. September 2014 (PDF). Faktoren für die Verfügbarkeit fossiler Energieträger sind u. a.:

Größe der Energiereserve Effektivität bei der Nutzbarkeit der Energie Umfang des Verbrauchs Ausweichen auf regenerative Ressourcen

Neben den verfügbaren Energiereserven gibt es nachgewiesene und vermutete Vorräte von Energieträgern (so genannte Energieressourcen), die jedoch derzeit aus technischen oder wirtschaftlichen Gründen noch nicht gewinnbar sind.

Die Reserven der fossilen Brennstoffe reichen wohl maximal noch etwa 100 Jahre. Beim Erdöl lag die statische Reichweite der US-Ölförderung, die ca. zwei Drittel des Weltmarktes ausmachte, Mitte der 1920er Jahre bei 6 Jahren und ist seither auf etwa 50 Jahre gestiegen, da neue Vorkommen und höhere Preise hinzukamen, die teurere Förderverfahren zuließen.

Ein wichtiger Faktor ist neben der statischen Reichweite als statistischer Kennwert der Zeitpunkt, an dem die Förderung nicht mehr gesteigert werden kann, sondern zurückzugehen beginnt (Fördermaximum). Da sich dadurch das Verhältnis von Angebot und Nachfrage verändert, kann dies stark steigende Preise zur Folge haben. Die Versorgungslücke im Bereich der Kraftstoffe kann durch geringeren Verbrauch und alternative Antriebe sowie bei der Erzeugung elektrischer Energie durch erneuerbare Energien oder Kernenergie gedeckt werden.

Fossile Energieträger

Kohlenwasserstoffe Erdöl

mini|Erdöl-Raffinerie Erdöl ist ein in der Erdkruste eingelagertes, hauptsächlich aus langkettigen Kohlenwasserstoffen bestehendes homogenes und lipophiles Stoffgemisch. Es entstand aus abgestorbenen Kleinstlebewesen (mehrheitlich einzelligen Algen), die auf dem Meeresgrund in sauerstofffreiem Wasser als an organischen Verbindungen angereicherter Schlamm abgelagert wurden. Weil die Umwelt in geologischen Zeiträumen teils drastischen Änderungen unterworfen ist, stoppte irgendwann die Sedimentation der Algenschlämme und diese wurden von anderen Sedimenten überlagert.

Der Auflastdruck der überlagernden Sedimentschichten sorgte für eine Kompaktion des Schlammes zu einem feinkörnigen Sedimentgestein. Durch kontinuierliche Absenkung der regionalen Erdkruste – diese ermöglichte erst die Ablagerung weiterer Schichten auf dem Schlamm – gelangte das organikreiche Gestein in zunehmend tiefere Krustenbereiche. Dort herrschten infolge des geothermischen Gradienten erhöhte Temperaturen. Unter diesen Bedingungen wurden die festen organischen Verbindungen im Gestein allmählich in flüssige und gasförmige Kohlenwasserstoffe umgewandelt. Da diese Kohlenwasserstoffe relativ mobil sind und zudem eine geringere Dichte haben als das sie umgebende Gestein, wanderten sie in durchlässigem Gestein in Richtung Erdoberfläche. Dort, wo undurchlässige Gesteinsschichten den Aufstieg wirksam behinderten, sammelten sie sich im durchlässigen Gestein an und bildeten Lagerstätten, wobei sich die gasförmigen Kohlenwasserstoffe (hauptsächlich Methan) in der Regel als Erdgas über dem flüssigen Erdöl anreicherten.

Unbehandeltes Erdöl (Rohöl) stellt mit mehr als 17.000 Bestandteilen eine der komplexesten Mischungen an organischen Verbindungen dar, die natürlicherweise auf der Erde vorkommen. Die Nutzungsmöglichkeiten von Erdöl sind sehr vielfältig: Neben der Verbrennung für Heizzwecke und im Verkehr ist es Ausgangspunkt der Petrochemie und damit einer der wichtigen Industrierohstoffe.

Erdgas

mini|Flüssiggastanker Erdgas entstand ähnlich wie Erdöl und tritt häufig mit diesem vergesellschaftet auf. Es besteht vor allem aus Methan, die genaue Zusammensetzung schwankt jedoch. Aufgrund des hohen Methananteils ist Erdgas unverbrannt ein starkes Treibhausgas. Sofern aufbereitet, verbrennt es allerdings sauberer und klimaschonender als andere fossile Brennstoffe. Jedoch tragen auch Förderung, Transport und Verarbeitung zur Freisetzung der Treibhausgase Methan und Kohlenstoffdioxid bei. Genutzt wird Erdgas insbesondere für die Wärme-, Strom- und Wasserstofferzeugung (Dampfreformierung) sowie als Rohstoff in der chemischen Industrie.

Kohle

mini|Braunkohlekraftwerk Kohle (von altgerm. kolo = „Kohle“) ist ein schwarzes oder bräunlich-schwarzes, festes biogenes Sedimentgestein, das zu mehr als 50 Prozent des Gewichtes und mehr als 70 Prozent seines Volumens aus Kohlenstoff besteht.

Kohle ist eine Energiequelle und wird von Menschen als fossiler Brennstoff verwendet. Sie entsteht aus pflanzlichen Überresten, die unter Luftabschluss – z. B. am Grund von Sümpfen und Mooren – verrotten und nach Versenkung in tiefere Bereiche der oberen Erdkruste erhöhten Drücken und Temperaturen ausgesetzt sind.

Als hochwertigere Kohle gilt die Steinkohle, da diese sehr dicht und rein ist, das heißt, sehr wenig Fremdstoffe enthält. Der Brennwert der Steinkohle ist dementsprechend groß. Steinkohle wird deshalb, wie Erdöl, auch Schwarzes Gold genannt. Minderwertiger ist die Braunkohle, die schwächer verdichtet ist und einen größeren Schwefelanteil enthält; ihr Brennwert ist deutlich geringer, daher ist die Verbrennung von Braunkohle die kohlendioxidintensivste Art der Stromerzeugung.Ullrich Förstner, Umweltschutztechnik, Berlin Heidelberg 2012, S. 159

Kohle war der erste in größerem Stil eingesetzte fossile Energieträger. Ihre intensive Nutzung kam im 16. Jahrhundert in England auf. Allerdings stellte Kohle noch bis zur Mitte des 19. Jahrhunderts nur einen kleinen Bruchteil der in Europa konsumierten Energie. Anschließend stieg ihr relativer Anteil am Energiemix bis zur Mitte des 20. Jahrhunderts stark anJürgen Osterhammel, Die Verwandlung der Welt. Eine Geschichte des 19. Jahrhunderts, München 2011, S. 931f., um dann später von Öl und Gas wieder etwas zurückgedrängt zu werden.

Torf

Torf stellt die erste Stufe der Inkohlung dar. Er entsteht unter Luftabschluss in oberflächennahen und trockenfallenden Gewässern. Er ist in getrocknetem Zustand leicht brennbar. Daher wird er häufig in Mooren abgebaut, was aus ökologischer Sicht als problematisch gilt. Als Brennstoff wurde Torf vor allem mit Beginn der Industrialisierung eingesetzt. Um 1880 wurde Torf auch zur Feuerung in der Eisen- und Stahlindustrie verwendet. Seit Beginn des 20. Jahrhunderts betreiben einige Länder, vor allem in Mitteleuropa bis Ende der 1970er Jahre, größere Torfkraftwerke. Finnland nutzt weltweit mit 51 Prozent den höchsten Anteil von Torf als Energieträger, wobei dieser zur Primärenergie des Landes 6–7 Prozent und mit 20 Prozent zum Treibhausgasausstoß beiträgt.Die Rolle von Torfkraftwerken in Finnland auf finn-land.net; abgerufen am 9. Juli 2014.

Wirtschaftliche Rahmenbedingungen Investitionen

2012 wurden nach Angaben des Thinktanks Carbon Tracker unter Mitarbeit von Nicholas Stern weltweit ca. 674 Mrd. $ in die Suche neuer fossiler Energieträger investiert, etwa 1 % der weltweiten Wirtschaftsleistung.Unburnable Carbon 2013: Wasted capital and stranded assets (PDF; 3,3 MB). Internetseite von Carbon Tracker. Abgerufen am 28. April 2013.

Investitionen verlagern sich zunehmend weg von fossilen Brennstoffen. Das aus diesem Sektor abgezogene Investitionsvolumen (sog. Divestment) hat sich im Jahr 2015 um den Faktor 50 erhöht, so die US-Beratungsfirma Arabella Advisors. Insbesondere Pensionsfonds und Privatinvestoren aus den USA, Großbritannien und Australien ziehen sich zurück. Die Investoren verweisen auf wirtschaftliche Risiken der Kohlenstoffnutzung und die höhere Wettbewerbsfähigkeit erneuerbarer Energien.

Die Allianz Group, einer der größten Versicherer weltweit und einer der größten Investoren, hat im November 2015 angekündigt, künftig nicht mehr in Unternehmen zu investieren, die mehr als 30 Prozent ihres Umsatzes bzw. ihrer Energieerzeugung aus Kohle generieren.„Wir werden nicht mehr in Bergbau- und Energieunternehmen investieren, die mehr als 30 Prozent ihres Umsatzes beziehungsweise ihrer Energieerzeugung aus Kohle generieren.“ Allianz steigt aus Kohle-Finanzierung aus. sueddeutsche.de, 23. November 2015.

Norwegen hat entschieden, die Gelder seines Pensionsfonds, einer der weltweit größten Staatsfonds, nicht mehr in Kohlefirmen zu investieren. Der Versicherungskonzern Axa hat sich von Beteiligungen an Kohlekonzernen getrennt. Warren Buffett ist beim Ölkonzern Exxon ausgestiegen.

Im Jahr 2015 wurden 329,3 Milliarden US-Dollar in erneuerbare Energien investiert und damit 4 Prozent mehr als im Vorjahr und dies trotz gesunkener Öl- und Gaspreise und trotz gesunkener Kosten für erneuerbare Energien. 2015 wurde 30 Prozent mehr Wind- und Solarleistung installiert als in 2014. 14. Januar 2016.