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Problem der SO2-Emission

Viele fossile Brennstoffe, die zur Energiegewinnung genutzt werden, enthalten in unterschiedlichen Anteilen auch Schwefel bzw. Schwefel-Verbindungen . Früher wurde das bei Verbrennungen entstehende SO2 als Abgas in die Luft entlassen. 90 % des in der Atmosphäre vorhandenen Schwefeldioxids sind menschlichen Ursprungs. In der Atmosphäre entsteht aus SO2 schweflige Säure, die langsam zu Schwefelsäure oxidiert wird. Diese hatte neben den Stickoxiden einen entscheidenden Anteil am sauren Regen und den damit verbundenen Umweltschäden. Die Folgen des sauren Regens sind:

  • pH-Werte der Gewässer sinken.
  • Schwermetall-Ionen werden bei niedrigerem pH-Wert leichter mobilisiert.
  • Nährstoffe werden aus den Böden herausgelöst.
  • Absterben von Bäumen, Fischen und anderen Tieren.
  • Erosion von Bauwerken.

Heute wird SO2 durch Entschwefelungsprozesse aus den Rauchgasen herausgefiltert. So konnte in Deutschland von 1980 bis 1990 der Ausstoß an SO2 auf 30 % gesenkt werden.

Tab.1
Schwefelgehalt verschiedener fossiler Brennstoffe
BrennstoffSchwefelgehalt [kg]
Steinkohle10,9
Braunkohle8,0
Schweres Heizöl6,7
Leichtes Heizöl1,7
Kraftstoffe0,8
Erdgas0,2

Zur besseren Vergleichbarkeit ist stets die Schwefelmenge in kg angegeben, die dem gleichen Brennwert (1 GJ = 109 J) des Brennstoffes entspricht.

Abb.1
Schwefeldioxid-Emmission in Deutschland
Quelle: Riedel, Anorg. Chemie, DeGruyter Verlag, 6. Auflage

SO2-Emissionen in der Bundesrepublik Deutschland. Die Gesamtemission betrug 1980 3,2 Mt, 1989 nur noch 0,96 Mt. Die DDR emittierte 1985 – 1989 5,4 Mt jährlich.

Entschwefelungsverfahren
Zur Entschwefelung von Abgasen werden verschiedene Verfahren eingesetzt.
  1. Kalk-Verfahren
  2. Wellmann-Lord-Verfahren
  3. Magnesium-Verfahren
Während beim Kalk-Verfahren Gips als Endstoff entsteht, der in der Bauindustrie Verwendung findet, handelt es sich bei den beiden anderen Verfahren um regenerative Methoden, die zur Abtrennung des SO2 aus den Rauchgasen dienen, um es anschließend technisch beispielsweise zur Schwefelsäure-Herstellung weiter zu verwenden. Hierzu wird das SO2 in einer Lösung (Na2SO3 Wellmann-Lord-Verfahren oder Mg(OH)2 Magnesium-Verfahren) absorbiert und später thermisch zur Weiterverwertung wieder freigesetzt. Die regenerativen Verfahren sind mit einem hohen Energieverbrauch verbunden und werden vorwiegend in den USA und Japan angewendet.