Natur und Technik für den Pflichtschulabschluss: Erdöl


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Erdöl prägt unseren Alltag. Die Entstehung des Erdöls hat Millionen Jahre gedauert, wir benutzen es in ganz wenig Zeit. Wie ist aber das Erdöl entstanden, wie werden seine Produkte getrennt, wo werden sie benutzt und was sind die Konsequenzen? Auf diesen Fragen werden wir jetzt eingehen.

Proben verschiedener Rohöle aus dem Kaukasus, dem Mittleren Osten, der Arabischen Halbinsel und Frankreich

EntstehungBearbeiten

 
2010-11-16 Oil reservoir 1

Nach der heute geltenden Hypothese über die Entstehung des Erdöls, hat alles vor Millionen Jahren am Boden der Meere angefangen. Ab eine Tiefe von ca. 200 m gibt es im Meereswasser kaum Sauerstoff. Alles was stirbt verwest daher in dieser Tiefe nicht. Damals haben sich tote Kleinmeeresorganismen (vor allem Algen und Plankton) am Boden des Meeres in dieser Tiefe gesammelt. Sie haben sich mit anderen Materialien vermischt. So entstand das sogenannte "Muttergestein". Dieses gelangte dann unter anderen Schichten und immer tiefer, wo die Temperatur und der Druck höher sind. Unter diesen Bedingungen und nach viel Zeit haben sich diese tote Organismen zu Erdöl und Erdgas verwandelt. Diese Stoffe steigen normalerweise auf die Erdoberfläche, da sie eine kleinere Dichte als Wasser aufweisen. Auf den Weg hinauf haben sie aber undurchlässige Bodenschichten getroffen und sich unter diesen Schichten gesammelt. Diesen Bodenschichten können wir heutzutage mit riesigen Bohrer durchlöchern. Dann kommt das Erdöl durch dieses Loch nach oben und wir können es benutzen ("anzapfen").

DestillationBearbeiten

 
Erdöldestillation

Jede Substanz hat einen unterschiedlichen Siedepunkt (also eine unterschiedliche Temperatur, in der sie kocht). Diese Eigenschaft wird benutzt, um die verschiedenen Bestandteile des Erdöls durch erwärmen zu trennen (Destillation). Das Erdöl wird zunächst entsalzt. Das ist für den ganzen Prozess notwendig, z. B. um Korrosion der Geräte zu vermeiden. Danach wird es erhitzt, bis es vollständig verdampft. Der Dampf wird zum unteren Teil einer „Kolonne“ (einer hohlen Säule) geführt. In der Kolonne fällt die Temperatur, je höher sich das Erdöl befindet. Ganz unten ist alles immer noch gasförmig und steigt wegen der geringeren Dichte nach oben. Auf einer gewissen Höhe kondensieren die Produkte mit dem höchsten Siedepunkt. Diese, jetzt flüssigen, Produkte werden mit besonderen glockenförmige Einrichtungen gesammelt und entfernt. Durch verschiedene Böden in den verschiedenen Höhen werden jeweils unterschiedliche Produkte mit einem immer geringeren Siedepunkt gesammelt und entfernt. Ganz unten (ca. 400°C) werden z. B. Schmieröle und Bitumen entfernt, bei ca. 360°C Schweröle, bei 300°C Diesel und Heizöl, bei ca. 200°C Kerosene, bei 150°C Leichtbenzin und ganz oben werden Gase wie Methan und Ethan entfernt (die Temperaturen können zwischen unterschiedlichen Kolonnen variieren). Beim Erdöl wird eine besondere Form von Destillation benutzt, die Rektifikation. Im nebenstehenden Bild kann man eine grobe Abbildung des Prozesses sehen.

AnwendungenBearbeiten

Erdöl wird nicht nur beim Transport (Benzin), Heizung und Kraftwerke (Diesel, Erdgas) benutzt, sondern stellt die Basis für viele Produkte unseres Alltags vor: der allgegenwärtige Kunststoff (Plastik) wird vorwiegend aus Erdöl produziert, aber auch Klebstoffe, Medikamente (z. B. Aspirin), Lackinhalte, Schaumstoff, Asphalt usw. usf.

KonsequenzenBearbeiten

Die Anwendungen des Erdöls haben gravierende Konsequenzen auf das ökologische System. Es ist ein wesentlicher Verursacher der Erderwärmung. Kunststoff ist nicht bioabbaubar und häuft sich als Abfall in der Natur an. In den Meeren gibt es schon „Plastik Inseln“. In Großstädten beeinträchtigt die Luftverschmutzung die Gesundheit der Einwohner. Oft werden bei seiner Gewinnung und seinem Transport ökologische Systeme zerstört. Die wirtschaftlichen Konsequenzen sind auch vehement. Sogar Kriege finden statt, um auf die knappen Ressourcen (auch) am Erdöl zu kommen. Das erhöht die wirtschaftliche Abhängigkeit der Staaten, die selber nicht Ölproduzenten sind.