kull

Kull, svart bergart med høyt karboninnhold (60–100 %), som består hovedsakelig av plantemateriale som har blitt begravd av sedimenter og omdannet av trykk og temperatur. Kull er økonomisk viktig som en ikke-fornybar energikilde og står for 30 % av verdens energiproduksjon. Kull blir sett på som den mest forurensende energikilden i bruk i dag, spesielt når det gjelder utslipp av CO2, SO2 og NOx

Naturlig kull består av torv som har blitt omdannet. Ved høyere begravningsdyp og temperatur, omgjøres dette først til brunkull, så steinkull og til slutt antrasitt gjennom en prosess som kalles innkulling. Kull består hovedsakelig av omdannet vedsubstans, især lignin. Kjemisk består naturlige kulltyper av blandinger av et stort og uoversiktlig antall kompliserte organiske stoffer med karbon som dominerende grunnstoff (65–95 %), en del oksygen (30–2 %) og hydrogen (under 5 %), og små mengder nitrogen og svovel.

Trekull, som brukes til blant annet til grilling og filter, er ikke naturlig forekommende, men lages industrielt ved å varme opp tremateriale.

Kull er et fossilt brensel som tradisjonelt har vært brukt som energikilde i husholdning, transport og industri. I dag spiller kull en meget viktig rolle i verdens energiproduksjon som energikilde i kullfyrte varmekraftverk.

Ved sterk oppheting av naturlige kull dannes den viktige industriråvaren koks, som sammen med trekull anvendes i metallurgisk industri som reduksjonsmiddel. Trekull og andre kunstige kulltyper (beinkull, blodkull) brukes dessuten i filtre for væsker og gasser, for eksempel i gassmasker; renseevnen beror på at slike kull (aktivt kull) har en porestruktur som gir dem en meget stor absorberende overflate i forhold til volumet. De anvendes også som legemiddel (medisinsk kull).

I dagligtale betegner kull også materialer som kjemisk sett kan nærme seg det rene grunnstoff (og da som regel grafitt), men som også kan inneholde betydelige mengder tjære og bek, for eksempel kullblokker til utfôring av metallurgiske ovner.

Kullbørster for elektromotorer, kullstifter for batterier og andre elektrotekniske formål og kullelektroder for elektrolytiske og elektrotermiske smelteprosesser er opphetet («brent») etter formingen. Derved fjernes de flyktige bestanddeler; ved høy brenntemperatur inntrer også grafittering. I visse tilfeller, for eksempel i søderbergelektroden, skjer brenningen under bruk.

Materialer av kull tåler høye temperaturer og står godt mot mange kjemikalier, men ikke mot oksidasjonsmidler ved høy temperatur.

Naturlige kull opptrer som lag i sedimentære bergarter. Tykkelsen kan variere fra mindre enn én centimeter til flere meter, tykkere lag er ofte flere hundre kvadratkilometer i utstrekning. Utgangsmaterialet er torv dannet i våtmarksområder, hovedsakelig sumper og myrer i kystsonen. Når disse blir dekket av tykke lag av sedimenter, blir de over geologiske tidsrom på millioner av år omdannet til kull.

I områder med kull ligger kull-lagene vanligvis mellom sandstein og skifer avsatt på kysten og på elvesletter. Denne vekslingen skyldes at havnivået har variert mange ganger gjennom geologisk tid, og har ført til periodiske oversvømmelser av kullsumpene. For eksempel finnes det i det kullførende Ruhr-området i Tyskland omkring 100 drivverdige kullag mellom sandstein og skifer. Denne pakken med sedimenter er til sammen omtrent 4 km tykk. For at slike mengder med sedimenter skal kunne dannes og bevares, må jordskorpen i området ha sunket ned over et langt tidsrom.

Inkullingsgraden øker med tykkelsen på de overliggende sedimenter. Ved mindre begravning enn 2500-3000 meter går innkullingen ikke lenger enn til brunkull. Steinkulltrinnet dannes omkring 3000 til 5000 meter, og ved større begraningsdyp enn dette dannes antrasitt. Varmen fra jorden er den viktigste faktor i innkullingsprosessen, og temperaturen øker med med omkring 20 °C for hver 1000 meter nedover i jordskorpen i områder der det dannes kull. De kjemiske omsetninger som finner sted under innkullingen er nært beslektet med endringer som skjer ved dannelsen av petroleum fra organisk materiale i sedimenter. Se kerogen og petroleum.

En frodig landvegetasjon er en forutsetning for omfattende torvdannelse, som igjen kan gi opphav til kull. De største ansamlinger av kull i verden har blitt dannet når jorden har hatt et varmt og fuktig klima, hovedsakelig i de geologiske periodene karbon, sent i kritt og tidlig tertiær. Kull finnes ikke fra før devon-tiden, da landplantene utviklet seg, og heller ikke fra tidlig trias, da klimaet på jorden var for varmt og tørt til at kull kunne dannes.

Kullreserver finnes hovedsakelig i Nord-Amerika, Europa, Australia og Asia. Verdens samlede påviste og utvinnbare kullreserver er om lag 890 milliarder tonn, omkring sju ganger større enn påviste utvinnbare oljereserver. Sannsynlige kullreserver anslås å være omkring ti ganger så store som de påviste, fordi store områder er dårlig undersøkt.

Kull var verdens viktigste energikilde inntil 1965, da olje tok over denne posisjonen. Produksjonen har likevel stadig vært økende, også som følge av økende behov i metallindustrien. Verdensproduksjonen av kull var i 2015 om lag 7861 millioner tonn; kull utgjorde da bortimot 30 % av den totale energiproduksjonen. Med dagens produksjonsnivå er det anslått at verdens kullreserver vil vare i omtrent 120 år til. Dette er likevel et lavt estimat, da verdens kullreserver er undervurderte og fordi mer kull vil bli drivverdig med stigende priser og bedre teknologi.

I fastlands-Norge finnes bare en ubetydelig og ikke drivverdig kullforekomst av jura-alder på Andøya. På Haltenbanken i Norskehavet er det påvist store kullforekomster av jura-alder ved leting etter olje. På Svalbard finnes det steinkull i lag fra devon, karbon, jura, kritt og tertiær.

Det er gruvedrift bare på Spitsbergen, der Store Norske Spitsbergen Kulkompani bryter kull fra tertiær og russiske gruver bryter kull fra tertiær og karbon. I 1916–25 var det gruvedrift også på Bjørnøya på devonkull. Oppgaver over reservene i de norske kullfeltene på Spitsbergen er svært usikre, i størrelsesorden noen hundre millioner tonn.

Produksjonstall fra 2013 av brunkull, steinkull og antrasitt:

Millioner utvunnede tonn (omregnet til oljeekvivalenter)
Kina 1 840
USA 500,5
Australia 269,1
Indonesia 258,9
India 228.8
Russland 165,1
Sør-Afrika 144.7
Verden 3 881,4

Kilde: BP 2014 Statistical Review of World Energy

Foreslå endringer i tekst

Foreslå bilder til artikkelen

Kommentarer

Har du spørsmål til artikkelen? Skriv her, så får du svar fra fagansvarlig eller redaktør.

Du må være logget inn for å kommentere.