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Um die Frage „Was zählt zu den fossilen Energieträgern?“ beantworten zu können, ist der Begriff „fossil“ entscheidend. Er leitet sich von dem lateinischen Wort „fossilis“ ab, das für „ausgegraben“ steht. Fossile Energieträger sind also Rohstoffe der Natur, die durch den Abbau aus der Erde gewonnen werden und zur Freisetzung von Energie geeignet sind. Zu den fossilen Energieträgern zählen unter anderem Erdöl, Erdgas, Steinkohle, Braunkohle und Torf. Um aus den genannten Naturstoffen Energie zu gewinnen, müssen Sie zunächst zu Tage befördert und anschließend roh oder in veredelter Form verbrannt werden. Sie geben die gespeicherte Energie durch die chemische Verbrennung mit Sauerstoff ab. Die dadurch entstehende Wärme kann entweder direkt genutzt werden, zum Beispiel durch Verbrennung von Braunkohle zum Heizen von Öfen, oder in mechanische oder elektrische Energie umgewandelt werden, beispielsweise bei der Gewinnung von Strom durch die Verbrennung von Steinkohle in Kohlekraftwerken.

Alle fossilen Energieträger sind vor vielen Millionen Jahren durch Ablagerungen organischer Stoffe entstanden. Eine weitere Gemeinsamkeit ist, dass sie nicht in unbegrenztem Umfang zur Verfügung stehen. Der Abbau von Kohle, Erdöl und Torf kann sehr viel schneller erfolgen, als sich die Ressourcen erneuern können. Außerdem geht ihre Nutzung mit Schäden an der Umwelt einher: Da die fossilen Energieträger auf organischen Kohlenstoff-Verbindungen basieren, kommt es bei der Verbrennung mit Sauerstoff nicht nur zur Entwicklung von Wärme, sondern es entsteht auch Kohlenstoffdioxid. Letzteres ist für mehr als die Hälfte des vom Menschen verursachten Treibhauseffektes verantwortlich und damit auch für die Erderwärmung. Die Verbrennung erzeugt darüber hinaus Stickstoffoxide, Ruß und andere chemische Verbindungen – abhängig davon wie sie zusammengesetzt und wie rein sie sind.