Steenkool

Steenkool is een hard gesteente dat als vaste fossiele brandstof kan worden verbrand. Het is voornamelijk koolstof, maar bevat ook waterstof, zwavel, zuurstof en stikstof. Het is een sedimentair gesteente dat wordt gevormd uit turf, door de druk van gesteenten die later op de top worden gelegd.

Turf, en dus ook steenkool, wordt gevormd uit de resten van planten die miljoenen jaren geleden in tropische wetlands leefden, zoals die van het late Carboon (het Pennsylvaniaans). Ook hout dat in een airless ruimte wordt verwarmd, kan houtskool maken, wat net als kolen is.

Kolen kunnen worden verbrand voor energie of warmte. Ongeveer tweederde van de steenkool die vandaag de dag wordt gewonnen, wordt verbrand in elektriciteitscentrales om elektriciteit te maken. Net als bij olie wordt bij de verbranding van steenkool de koolstof samengevoegd met de zuurstof in de lucht en maakt zo veel kooldioxide aan, wat de klimaatverandering veroorzaakt. Daardoor en door andere luchtvervuiling door steenkool wenden de meeste landen zich tot nieuwe energiebronnen, zoals zonne-energie. Maar in sommige delen van de wereld, zoals China, worden nog steeds nieuwe kolencentrales gebouwd.

Kolen kunnen worden geroosterd (zeer heet verhit op een plaats waar geen zuurstof is) om cokes te produceren. Cokes kunnen worden gebruikt bij het smelten om metalen uit hun ertsen te reduceren.

Een stuk bitumineuze steenkool

Een stuk hoogwaardige antracietkolen

Geschiedenis

Steenkool was de belangrijkste brandstof van de Industriële Revolutie. Steenkool was een belangrijk onderdeel van het goederenvervoer per spoor in het Verenigd Koninkrijk in de 20e eeuw en maakte het grootste deel uit van het vrachtvolume van verschillende bedrijven. In het begin van de 21e eeuw werden de meeste kolencentrales in het Verenigd Koninkrijk en verschillende andere landen gesloten om de uitstoot van broeikasgassen te verminderen.

Britse kolenvelden in de negentiende eeuw.

Verschillende soorten kolen en hoe ze gevormd worden

Onder geschikte omstandigheden wordt plantaardig materiaal stap voor stap getransformeerd in

Turf is nog geen steenkool.
Bruinkool (bruinkool) is de vuilste steenkool, is ongeveer 60%-70% koolstof en wordt gebruikt als brandstof voor de opwekking van elektriciteit. Jet is een compacte vorm van bruinkool die soms gepolijst is en al lang als siersteen wordt gebruikt.
Subbitumineuze steenkool wordt gebruikt als brandstof voor de opwekking van stoom-elektrische energie. Ook is het een bron van lichte aromatische koolwaterstoffen voor de chemische synthese-industrie.
Bitumineuze kool is een dicht gesteente, zwart maar soms donkerbruin. Het is een relatief zachte steenkool die gemakkelijk en snel breekt en verbrandt. Het wordt gebruikt als brandstof in elektriciteitscentrales, voor warmte- en krachttoepassingen in de productie, voor de smederij; en om cokes te maken.
Stoomkolen werden ooit op grote schaal gebruikt als brandstof voor stoomlocomotieven. In deze gespecialiseerde toepassing wordt het in de VS ook wel zeekolen genoemd. Kleine stoomkolen (droge kleine stoomnootjes of DSSN) werden gebruikt als brandstof voor de verwarming van het water in huis.
Antraciet is een hardere, glanzende, zwarte steenkool. Het brandt langer en wordt vooral gebruikt voor de verwarming van woningen en commerciële ruimtes.
Grafiet is moeilijk te verbranden en wordt niet zo vaak als brandstof gebruikt. Het wordt nog steeds gebruikt in potloden, gemengd met klei. In poedervorm kan het gebruikt worden als smeermiddel.

Diamant wordt algemeen verondersteld het eindresultaat van dit proces te zijn, maar dit is niet waar. Diamant is koolstof, maar wordt niet gevormd uit steenkool.

Kolen bevatten onzuiverheden. De specifieke onzuiverheden bepalen het gebruik. Cokeskool heeft weinig as of zwavel of fosfor. Die zouden het ijzer van de hoogoven bederven.

Laagje bitumineuze steenkool aan de kust in Nova Scotia

Milieuproblemen

Kolen geven bij verbranding bijna een derde meer kooldioxide per energie-eenheid af dan olie en 80% meer dan aardgas. Bijna de helft van de kooldioxide van mensen is afkomstig van de verbranding van kolen, dus het is de grootste afzonderlijke oorzaak van de opwarming van de aarde. Steenkool draagt bij aan zure regen en smog, vooral wanneer het zonder wassers wordt verbrand. Bij het verbranden van steenkool komen giftige chemicaliën vrij, waaronder roet, kwik en koolmonoxide, die bijdragen aan ziekten als kanker en astma bij zowel mensen als wilde dieren. Kolenwinning, met name het verwijderen van bergtoppen, kan grote delen van het land beschadigen en natuurlijke habitats vernietigen. Hogere steenkoolsoorten verbranden schoner dan lagere soorten, hoewel ze nog steeds meer vervuilen dan andere brandstoffen. Naast luchtvervuiling produceert het verbranden van kolen ook giftige kolenas, die watervervuiling kan veroorzaken als het per ongeluk in het milieu terechtkomt. Er zijn verschillende ondergrondse mijnbranden die over de hele wereld branden. Deze ondergrondse branden geven giftige rook af aan de lucht en kunnen ook de grond boven de mijn doen instorten. De stad Centralia, Pennsylvania, werd geëvacueerd en is nu verlaten als gevolg van een ondergrondse kolenmijnbrand.

Dood en ziekte door vervuiling

Het is moeilijk om exacte cijfers te geven over de effecten van steenkool op de gezondheid. Er wordt beweerd dat door steenkool elk jaar meer dan 800.000 mensen vroegtijdig sterven en miljoenen mensen ziek worden. Kolenmijnwerkers krijgen vaak pneumoconiose (zwarte longziekte) door blootstelling aan kolenstof.

Het verbranden van kolen veroorzaakt grote hoeveelheden luchtvervuiling

Protesten tegen steenkool

Het verzet tegen de steenkoolvervuiling was een van de belangrijkste redenen waarom de moderne milieubeweging in de 19e eeuw is begonnen.

Protestantschade aan het Groot Barrièrerif als gevolg van de klimaatverandering in Australië

Boomhutten om te protesteren tegen het kappen van een deel van het Hambachwoud voor de Hambachmijn in Duitsland: daarna werd de kap in 2018 stopgezet.

Piekkolen

Piekkolen betekent het jaar waarin de meeste steenkool wordt gedolven of verbrand. Veel landen hebben hun piekjaren van steenkool al achter de rug, bijvoorbeeld Duitsland in 1985 en de Verenigde Staten in 2008. Nu zijn die landen bezig met het ontginnen en verbranden van minder kolen. Maar China ontgint nog steeds veel steenkool en helpt een paar landen, zoals Pakistan, meer steenkool te ontginnen en meer kolengestookte centrales te bouwen. Het pieksteenkooljaar voor de wereld is dus misschien voorbij.

Verbruik van steenkool in de wereld

Energie

Vergeleken met andere niet-hernieuwbare energiebronnen is steenkool inefficiënt en produceert het grote hoeveelheden broeikasgassen. Steenkool wordt vaak gevonden en is goedkoop.

Kolen voorzien in ongeveer een kwart van de wereldbehoefte aan verwarming.

Elektriciteit

Kolengestookte centrales produceren 37% van de elektriciteit in de wereld.

Industrie

Bijna 70% van de mondiale staalproductie is afhankelijk van de verbranding van kolen.

Landen

De grootste steenkoolproducent ter wereld is China, dat jaarlijks ongeveer 4 miljard ton produceert, gevolgd door India, de Verenigde Staten, Australië, Indonesië en Rusland met elk minder dan een miljard ton. Verreweg de grootste exporteur is Australië en de grootste importeurs zijn China, India en Japan.

Folklore

In sommige culturen brengt de kerstman kolen mee naar wangedrag van kinderen voor de kerst. Deze legende komt uit de Victoriaanse tijd, toen het gebruikelijk was om kolen te verbranden in de open haard, in plaats van hout. Kinderen die geen speelgoed kregen, zouden op zijn minst kolen krijgen om warm te blijven.

Gerelateerde pagina's

Kolenwinning

Vragen en antwoorden

V: Wat is steenkool?

A: Steenkool is een hard gesteente dat kan worden verbrand als fossiele brandstof. Het bevat vooral koolstof, maar ook waterstof, zwavel, zuurstof en stikstof.

V: Hoe wordt steenkool gevormd?

A: Steenkool wordt gevormd uit de resten van planten die miljoenen jaren geleden leefden in tropische watergebieden (steenkoolmoerassen), zoals die van het late Carboon (het Pennsylvanië). Het is een sedimentair gesteente gevormd uit veen, door de druk van rotsen die er later bovenop zijn gelegd. Houtskool wordt gemaakt door hout te verhitten in een luchtledige ruimte.

V: Wat zijn enkele toepassingen van steenkool?

A: Steenkool kan worden verbrand voor energie of warmte en ongeveer tweederde van de steenkool die tegenwoordig wordt gewonnen, wordt verbrand in elektriciteitscentrales om elektriciteit te maken. Steenkool kan ook worden gebrand (zeer heet verhit op een plaats waar geen zuurstof is) om cokes te maken die kunnen worden gebruikt bij het smelten om metalen uit hun ertsen te halen.

V: Wat zijn de negatieve effecten van het verbranden van steenkool?

A: Wanneer steenkool wordt verbrand, voegt de koolstof zich samen met de zuurstof in de lucht en wordt er veel kooldioxide gevormd, wat klimaatverandering veroorzaakt. Veel mensen sterven vroegtijdig door ziekten als gevolg van luchtverontreiniging door de verbranding van steenkool.

V: Keren landen zich af van het gebruik van steenkool als energiebron?

A: Ja, veel landen schakelen over op andere energiebronnen, zoals zonne- en windenergie, in plaats van te vertrouwen op steenkool voor de energieproductie. In sommige delen van de wereld, zoals China, worden echter nog steeds nieuwe kolencentrales gebouwd.