Das Kohlelager als unterschätztes Risiko: Was mit der Kohle nach der Förderung geschieht
Kohleförderung und Kohlelagerung sind zwei völlig unterschiedliche Aufgaben. Der ersten sind Tausende von Studien, Richtlinien und Dissertationen gewidmet. Die zweite bleibt am Rande der Aufmerksamkeit, obwohl Kohle gerade auf dem Lagerplatz der Freiluft, Wind, Sonne und Niederschlägen ausgesetzt ist – und zwar in Mengen, die dem Jahresumschlag eines mittleren Hafens entsprechen. Der Lagerbestand eines großen Terminals erreicht in Zeiten erschwerten Absatzes bis zu drei Millionen Tonnen.
Diese gesamte Kohle ist chemisch aktiv. Sie oxidiert, erwärmt sich und entzündet sich unter bestimmten Bedingungen ohne externe Zündquelle und ohne fremdes Verschulden. In diesem Artikel wird untersucht, was die weltweite Praxis für Lagerplätze bietet, was russische Vorschriften verlangen, wie der bewährte Ablauf zur Beseitigung eines Brandherdes aussieht und welche experimentelle Lösung eine Überprüfung an einem aktiven Terminal verdient.
Die Branche blickt in die Tiefe
Ein Blick in wissenschaftliche Datenbanken zeigt ein bezeichnendes Bild. Seit 2020 wurden weltweit mehr als 1.500 Arbeiten zur Selbstentzündung von Kohle veröffentlicht. Mehr als die Hälfte davon befasst sich mit Bergwerken, Flözen und ausgebeuteten Räumen. Lagern und Kohlehalden sind lediglich zweiunddreißig Arbeiten gewidmet, was zwei Prozent entspricht.
Abb. 1. Publikationen zur Selbstentzündung von Kohle im Zeitraum 2020–2026: Auf eine Arbeit über Lagerplätze kommen siebenundzwanzig Arbeiten über Bergwerke
Diese Priorisierung ist verständlich: Unter Tage arbeiten Menschen, und ein Grubenbrand gefährdet stets Menschenleben. Dieses Ungleichgewicht hat jedoch eine Schattenseite. Moderne Übersichten zu Löschmitteln beschreiben die Inertisierung mit Stickstoff, Dreiphasenschäume und Gele – also Technologien für geschlossene Räume. Der Leiter eines Freilagers mit einer Fläche von mehreren Dutzend Hektar findet darin praktisch keine anwendbaren Lösungen.
Unterschätzt bleibt genau das Lager. Nach der Förderung, dem Transport und der Aufhaldung wird Kohle als bloße Ware wahrgenommen. Dabei bleibt sie ein gefährliches Objekt, für das die Verantwortung beim Betreiberunternehmen liegt.
Warum die Bedingungen auf dem Lagerplatz schlechter sind als unter Tage
Die Selbsterwärmung ist eine Oxidation der Kohle durch Luftsauerstoff. Je leichter der Sauerstoff zugänglich ist, desto aktiver verläuft der Prozess.
Im ausgebeuteten Bereich eines Bergwerks ist wenig Luft vorhanden. In der Regel unterscheidet man drei Zonen. An der Ortsbrust gibt es viel Luft, aber diese führt auch die Wärme ab. In der Tiefe fällt der Sauerstoffgehalt unter acht Prozent, und der Prozess kommt zum Erliegen. Gefährlich ist nur der Zwischenbereich mit einem Sauerstoffgehalt von acht bis achtzehn Prozent: Die Oxidation findet bereits statt, während die Wärme nicht abgeführt wird.
Abb. 2. Unter Tage ist nur ein Streifen gefährlich. Bei einer offenen Halde gibt es keine Erlöschungszone: Die gesamte äußere Schicht befindet sich bei vollem Sauerstoffgehalt und unter Winddruck
Bei einer Halde auf einem Freilager gibt es keine Erlöschungszone. Die obere, ein bis zwei Meter dicke Schicht bleibt locker, ist ständig einundzwanzig Prozent Sauerstoff ausgesetzt, und der Wind drückt die Luft durch die Böschungen. Hinzu kommen die Sonnenerwärmung der dunklen Oberfläche und Niederschläge. Die Rolle der Niederschläge ist nicht offensichtlich: Trockene Kohle gibt bei Befeuchtung Wärme ab, sodass eine Halde, die nach einer Trockenperiode von einem Starkregen getroffen wird, einen zusätzlichen Wärmeimpuls erhält.
Die Praxis bestätigt dies. Im Juli 2026 geriet in Olenegorsk nachts eine Halde auf dem Lagerplatz eines Energieversorgungsunternehmens in Brand; als Ursache wurde der Wechsel von Starkregen und Hitze genannt. Im August 2026 kam es in der Region Altai innerhalb eines einzigen Tages zu zwei Bränden auf Kohlelagern, beide durch Selbstentzündung.
Eine Berechnung, die jedem Unternehmen zugänglich ist
Jede Kohle hat eine Inkubationszeit, also die Zeitspanne, in der sie sich in der Ansammlung bis zu einem gefährlichen Zustand erwärmt. Die normative Klassifizierung lautet wie folgt: unter fünfzig Tagen – sehr neigende Kohlen, von fünfzig bis achtzig Tagen – neigende, über achtzig Tage – nicht neigende Kohlen.
Für die Bewertung genügen zwei Kennzahlen, die auf jedem Lagerplatz vorliegen: die Bestandsmenge und das jährliche Verladevolumen. Das Verhältnis des ersten zum zweiten Wert, multipliziert mit 365, ergibt die durchschnittliche Verweildauer der Kohle auf dem Lagerplatz in Tagen.
Für ein Terminal mit einem Bestand von drei Millionen Tonnen und einem Jahresumschlag von sechzehn Millionen Tonnen beträgt die durchschnittliche Verweildauer achtundsechzig Tage. Dies ist länger als die Inkubationszeit von sehr neigenden Kohlen.
Abb. 3. Anteil des Bestands, dessen Alter die Inkubationszeit überschreitet. Durchgehende Linie – Verladung ohne Berücksichtigung des Alters, gestrichelte Linie – strikte Reihenfolge nach Alter
Das Weitere wird durch die Verladediziplin bestimmt. Bei einer strikten Reihenfolge, bei der die älteste Kohle zuerst verladen wird, liegt etwa ein Viertel des Bestands außerhalb der Inkubationszeit. Bei einer Verladung ohne Berücksichtigung des Alters, wenn die Auswahl der Halde von der Kohlesorte, der Schiffspartie und der Bequemlichkeit der Fördertechnik diktiert wird, nähert sich dieser Anteil der Hälfte an. Der Unterschied zwischen den beiden Varianten beträgt mehr als eine halbe Million Tonnen risikobehafteter Kohle und erfordert keine Investitionskosten: Es genügen die Erfassung des Alters der Halden und die Regel einer prioritären Verladung älterer Chargen.
Es gibt auch einen Schwellenwert. Solange die durchschnittliche Verweildauer kürzer ist als die Inkubationszeit, eliminiert eine strikte Verladereihenfolge das zeitbedingte Risiko vollständig. Für das genannte Beispiel liegt der Schwellenwert bei etwa 2,2 Millionen Tonnen. Ein Bestand oberhalb dieses Wertes lässt sich durch die Verladeorganisation nicht mehr abdecken, sodass zusätzliche Maßnahmen erforderlich sind.
Ablauf der Beseitigung eines Brandherdes
In dieser Frage sind sich die Quellen einig. Russische bundesweite Normen, die Musteranweisung für Kraftwerkslager, der Bericht der Internationalen Energieagentur, der südafrikanische Leitfaden und die Praxis indischer Kohlekraftwerke beschreiben dieselbe Abfolge von Maßnahmen.
Abb. 4. Ablauf der Beseitigung eines Selbsterwärmungsherdes in einer offenen Halde
Der Brandherd wird nicht vor Ort gelöscht, sondern ausgehoben: mit einem Planierfahrzeug, Bagger oder Greifer bis in eine Tiefe von mindestens siebzig Zentimentern. Die ausgehobene Kohle wird auf einer separaten, nicht brennbaren Fläche in einer Schicht von maximal einem halben Meter ausgebreitet. In einer dünnen Schicht übersteigt die Wärmeabgabe die Wärmeentwicklung, und die Kohle kühlt ab. Erst danach wird sie befeuchtet.
Entscheidend ist dabei die Berieselung. Die verbreitete Formel „Kohle wird nicht mit Wasser gelöscht“ ist ungenau. Die korrekte Formulierung lautet: Der Herd wird nicht mit einem Vollstrahl gegossen und es wird kein Wasser in die Halde eingebracht. Dafür gibt es vier Gründe. Wasser durchfeuchtet das Massiv nicht, sondern läuft über Kanäle am Herd vorbei. Auf glühender Kohle bildet es Wasserdampf und bei hoher Temperatur auch Wassergas, das Wasserstoff enthält. Ein kompakter Wasserstrahl schleudert brennenden Feinstaub auf und öffnet die Halde für die Luftzufuhr. Trockene Kohle erwärmt sich beim Befeuchten zusätzlich.
Ein Wasserschleier über der ausgebreiteten Schicht ist dagegen effektiv. Es wird Sprühwasser verwendet, kein Vollstrahl.
Anschließend wird die Aushebung in der Halde mit angefeuchteter Kohle verfüllt und bündig mit der Oberfläche verdichtet; der verdichtete Bereich fängt in der Regel nicht erneut Feuer. Die Halde wird einer täglichen Überwachung unterzogen.
Am häufigsten werden zwei Regeln verletzt. Erste: Der Herd darf bei starkem Wind nicht freigelegt werden, da das Schwelen ab einer Windgeschwindigkeit von fünf Metern pro Sekunde in offenes Brennen übergeht. Zweite: Zu jeder Seite der Halde muss eine Zufahrt für Maschinen erhalten bleiben, da sich Brandherde an Böschungen und Kanten bilden, wo die Verdichtung schlechter ist.
Was auf einem Freilager nicht funktioniert
Inertgase sind in Silos, Kuppellagern und Schiffsträumen effektiv. Auf einer offenen Halde hält sich das Gas nicht.
Schaum dringt nicht in die Kohle ein, und die von ihm gebildete Decke staut Wärme und brennbare Dämpfe. Er eignet sich zur lokalen Abdeckung eines bereits ausgehobenen Herdes, jedoch nicht zum Löschen des Kohlemassivs.
Gele und kostspielige Inhibitoren zeigen im Labor eine Wirkung von einigen Dutzend Prozent. Im Bergwerk werden sie in ein begrenztes Volumen gepumpt, auf dem Lagerplatz hingegen geht es um Hunderte Tausende Tonnen im Regen. Eine vollständige Tränkung eines Bestands von drei Millionen Tonnen würde Hunderte Tausende Tonnen Lösung erfordern.
Skalierbar sind vier Ansätze: die ordnungsgemäße Aufhaldung mit Verdichtung, die alterungsgerechte Verladung, das schnelle Ausheben des Herdes und die Behandlung des Kohlestroms im Moment des Aufhaldens, wenn eine kleine Dosis Flüssigkeit das gesamte Volumen abdeckt und nicht nur die Haldenoberfläche.
Experimenteller Vorschlag: Melasselösung
Eine Gruppe chinesischer Forscher veröffentlichte im Zeitraum 2022–2025 drei Arbeiten über den Einsatz von Melasse, einem Nebenprodukt der Zuckerherstellung, zur Unterdrückung der Selbstentzündung von Kohle.
Die Ergebnisse sind wie folgt. Eine dreißigprozentige Melasselösung haftet etwa vierzigmal besser auf der Kohle als Wasser und bindet Feinstaub einhundertvierzigmal stärker. Zucker bildet auf den Partikeln einen Film, der Feuchtigkeit zurückhält und den Sauerstoffzutritt zur Oberfläche einschränkt. Bei Zugabe von Calcium- und Magnesiumchloriden sinkt der Sauerstoffverbrauch der Kohle um sechzig bis achtzig Prozent. In Feldversuchen im ausgebeuteten Bereich eines Bergwerks sank die Kohlenmonoxidkonzentration um 35–48 Prozent.
Auf die Eigenschaften der Kohle selbst hat Zucker keinen Einfluss; er schränkt lediglich den Kontakt der Kohle mit Sauerstoff ein.
Auf offenen Halden wurde die Methode bisher nicht getestet: Entsprechende Publikationen wurden nicht gefunden. Dies macht ein Feldexperiment unter den Bedingungen eines Hafenlagerplatzes sinnvoll.
Abb. 5. Versuchsschema: Die Lösung wird in das reguläre Befeuchtungssystem eingespeist, ein Düsenkranz behandelt den Kohlestrom im Moment des Aufhaldens, sodass jede Schicht bereits geschützt abgelegt wird
Das Versuchsschema sieht wie folgt aus. In den Tank des regulären Befeuchtungssystems wird anstelle von Wasser die Lösung eingefüllt. Die Kohle, die den Ausleger des Absetzers verlässt, wird im Moment des Freisetzens des Stroms von allen Seiten mit einem Sprühnebel behandelt, und jede Schicht wird bereits behandelt abgelegt. Oberseite und Böschungen der Halde werden wie gewohnt verdichtet. Es entsteht ein doppelter Schutz: Der Film schränkt den Sauerstoffzutritt zu jedem Partikel ein, die Verdichtung schränkt den Lufteintritt in das Massiv ein. Daneben wird eine Kontrollhalde aus derselben Partie gebildet, deren Kohlestrom mit der gleichen Menge reinem Wasser behandelt wird, was die Korrektheit des Vergleichs gewährleistet. Über zwei Monate hinweg werden die Temperatur in drei Tiefen und die Kohlenmonoxidkonzentration an der Oberfläche gemessen, Wärmebildaufnahmen durchgeführt und Proben zur Qualitätsbestimmung entnommen.
Die Grenzen der Methode sind bekannt und müssen berücksichtigt werden. Melasse oxidiert selbst unter Wärmeentwicklung, weshalb die Konzentration der Lösung dreißig Prozent nicht überschreiten darf. Zucker dient als Nährmedium für Mikroorganismen, und mikrobielle Prozesse erzeugen ebenfalls Wärme; das Verhalten behandelter Kohle in einer großen Halde in der warmen Jahreszeit ist nicht erforscht. Die Lösung haftet an Maschinen an und dickt bei Minustemperaturen ein. Der Einfluss des Zusatzstoffes auf die vertraglich festgelegten Qualitätskennzahlen der Kohle erfordert eine laboranalytische Bestätigung.
Eine Verlängerung der Inkubationszeit auch nur um das Doppelte verändert die obige Berechnung grundlegend: Bei einer strikten Verladereihenfolge bleibt nichts unter Risiko. Auch ein negatives Versuchsergebnis ist zu veröffentlichen, da es für die Branche nicht minder informativ ist.
Betrieblicher Schwellenwert für ein Exportterminal
Russische Normen legen den Schwellenwert für sofortige Maßnahmen fest: sechzig Grad oder ein Temperaturanstieg von fünf Grad pro Tag. Für ein Terminal, das Kohle auf dem Seeweg verlädt, liegt der tatsächliche Schwellenwert niedriger. Der Internationale Code für die Beförderung von festem Schüttgut mit Seeschiffen verbietet die Übernahme von Kohle mit einer Temperatur von über fünfundfünfzig Grad an Bord. Eine Halde, die nach den Lagernormen noch keine Sofortmaßnahmen erfordert, wird vom Schiff nicht mehr angenommen, was Stillstand, Liegegeld (Demurrage) und Regressansprüche des Käufers zur Folge hat. Es ist daher zweckmäßig, das Kontrollsystem auf fünfundfünfzig Grad einzustellen.
Es sollte auch berücksichtigt werden, dass Kohlenmonoxid noch vor dem Anstieg der Temperatur auftritt. Russische Normen für Lagerplätze sehen keine Gaskontrolle vor. Ein tragbares Gasmessgerät an der Haldenoberfläche ist preiswert und warnt vor der Entwicklung eines Brandherdes mehrere Tage früher als eine Temperaturmesssonde.
Fazit
Kohle auf dem Lagerplatz ist keine passive Ware, die auf den Versand wartet. Sie ist ein Objekt mit einem eigenen Havarieszenario, das sich langsam, unbemerkt und ohne fremdes Verschulden entwickelt und daher leicht übersehen wird.
Die wesentlichen Maßnahmen sind dabei einfach und kostengünstig: die Verweildauer der Kohle im Lager kennen, ältere Chargen zuerst verladen, Böschungen verdichten, den Herd ausheben statt begießen, Sprühwasser statt Vollstrahl einsetzen. Sie erfordern keine Investitionen, sondern Organisation.
Die Branche hat jahrzehntelang das Verhalten von Kohle unter Tage erforscht. Das Verhalten von Kohle an der Oberfläche, in Halden von mehreren Millionen Tonnen, ist weitaus schlechter erforscht, und diese Lücke müssen die Betreiberunternehmen selbst schließen – unter anderem durch Feldversuche auf aktiven Lagerplätzen.