Station 13 – Energiewirtschaft · Arbeitsblatt 13.1 – Energie-Domino ... Lies in den...

84Perspektiven der Energieversorgung

Aufgabenstellung

Station 13 – Energiewirtschaft

Material:

Lernsequenzen Heft 4 – Struktur der Energieversorgung Lernsequenzen Heft 7 – Die Ökonomie der Energiewirtschaft Arbeitsblatt 13.1 – Energie-Domino Arbeitsblatt 13.2 – Die ideale Energieversorgung

Arbeitsaufträge:

Lies in den Lernsequenzen Heft 4 – Struktur der Energieversorgung Seite 15 bis Seite 18 Kapitel 1.2.2. und in Heft 7 – Ökonomie der Energiewirtschaft Seite 18 bis 26 Kapitel 3.

Sprich mit den Mitschülern an deiner Station die wesentlichen Inhalte durch. Füllt zunächst allein, dann gemeinsam das Arbeitsblatt 13.1 aus und erstellt auf dieser Grundlage gemeinsam eine Argumentations-linie zu folgender Fragestellung:

Die fossilen Primärenergieträger werden auf dem Weltmarkt immer teurer, aber auch die erneuerbaren Energien haben noch hohe Entwicklungskosten – wie sieht der richtige Energiemix für die Zukunft aus?

Verfasse als Diskussionshilfe für dich selbst einen Spickzettel.

Zusatzaufgabe:

Beteilige dich als Experte der Energiewirtschaft in der abschließenden Diskussionsrunde.


Arbeitsblatt 13.1 – Energie-Domino


Die folgende Aufgabe ist im Klassenverband zu bearbeiten.

Schneidet die 14 Dominosteine zunächst aus. (Möchte jeder sein eigenes Domino haben, solltet ihr das Arbeitsblatt kopieren – am besten auf etwas festeres Papier!)

Noch sind die Dominosteine bunt gemischt. Werden aber Fragen und Antworten richtig aneinanderge-legt, muss sich zum Schluss ein geschlossenes Rechteck ergeben. Nun überlegt die richtige Antwort zu einer ersten Frage und prüft auf den Steinen, ob sie sich dort wieder findet. Der passende Stein wird angelegt, und so geht’s immer weiter …

Gewonnen hat die Gruppe, die als erstes das Rechteck vollständig gelegt hat. Ob alle Antworten richtig sind, könnt ihr gemeinsam kontrollieren. Heftet das „Lösungs-Domino“ doch z. B. für alle sichtbar an eine Stellwand.

Wie ist die physikali-sche Definition von Energie zu beschrei-ben?

Die Maßeinheit ist in der Regel die Kilo-wattstunde (kWh)

In welche Energieträ-ger werden die nicht erneuerbaren Ener-gien unterschieden?

Der Nachfrager kann zu jeder Zeit auf ein ausreichendes Energieangebot zurückgreifen.

Welche Branchen umfasst die Energie-wirtschaft?

Die Wertsteigerung eines Produktes auf nacheinander folgen-den Stufen bis zum Konsumenten.

Was beschreibt das „energiepolitische Zieldreieck“?

Es entsteht dabei z. B. aus Erdöl Dieselkraftstoff und Benzin, oder aus Kohle Koks.

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WaS PaSST Wo


Was beschreibt der „Wirkungsgrad“ von Energie?

Sehr viele verschiede-ne! Darunter z. B. die Elektrizitäts-, die Mineralöl- und Atomwirtschaft.

Was meint eigentlich der Begriff Energie-wirtschaft?

Die Zielsetzungen der Umweltverträglichkeit, Versorgungssicherheit und Wirtschaftlichkeit ein unverzichtbarer Bestand-teil einer ausgewogenen Energieversorgung.

Was verstehen wir unter der „Umwand-lung“ von Primär- in Sekundärenergie?

Das Zusammenwir-ken von Verbund-unternehmen, Regionalversorgern und Stadtwerken.

Heute spricht man vom „Wettbewerb im Energiemarkt“. Was ist eigentlich „Wett-bewerb“?

Das Verhältnis von nutzbarer zu aufge-wandter Energie. Es gibt Verluste bei der Umwandlung!

In welcher Maßein-heit wird der Energie-verbrauch gemessen?

Energieträger sind z. B. Wind und fließendes Wasser.

In der Energiewirt-schaft gibt es „Wert-schöpfungsketten“. Was beschreiben diese?

Im Allgemeinen eine Situation, in der mehrere Akteuere um knappe Ressour-cen konkurrieren.

Was ist die elektri-sche Leistung und in welcher Maßeinheit wird sie gemessen?

Die Fähigkeit, Arbeit in Form von Bewe-gung, Verformung oder Erwärmung zu verrichten.

Was sind Beispiele für mechanische Energieformen?

Alle wirtschaftlichen Aktivitäten (Handel, Verteilung etc.), die der Bereitstellung von Energie dienen.

Was versteht man unter Versorgungs-sicherheit?

Man unterscheidet fossile Brennstoffe sowie Kernbrennstoffe.

Was bedeutet das „dreistufige System der öffentlichen Stromversorgung“?

Sie beschreibt die Leistungsfähigkeit eines Gerätes. Die Maßeinheiten ist Watt (W).


Arbeitsblatt 13.1 – Die ideale Energieversorgung: sicher – umweltschonend – wirtschaftlich


Jederzeit aus-reichende und sichere Versorgung umwelt schonend wirtschaftlich

sinnvoll Summe

Mineralölimporte

heimische Braun-kohleimportiertes Erd-gas

Kernenergie

Steinkohleimport

erneuerbare Ener-gien (z. B. Wind, Sonne, Biomasse)

Stromimporte

heimisches Erdgas

heimische Stein-kohle

Energiesparen

Energierohstoffim-porte aus vielen verschiedenen StaatenViele verschiede-nen Energieträger = Energiemix

1. Vergebe Punktzahlen von -3 bis +3, wie sich Deiner Meinung nach die in der linken Spalte angegebenen Maßnahmen auf die drei wichtigsten Anforderungen sicher, umweltschonend und wirtschaftlich an die Energieversorgung in Deutschland auswirken. (-3 = sehr schlecht, -2 = schlecht, -1 = eher negativ, 0 = neutral, 1 = eher positiv, 2 = gut, 3 = sehr gut)

2. Addiere die Punktzahlen und stelle deine persönliche Hitliste der besten und schlechtesten Maßnahmen auf.

3. Erstelle eine Gesamtwertung als Summe aller Einzelwertungen und ermittelt so die nach Eurer Meinung wichtigsten Anforderungen an eine sichere, wirtschaftliche und umwelt-schonende Energieversorgung.


Lösungen


zu Arbeitsblatt 13.1 – Die ideale Energieversorgung: sicher – umweltschonend – wirtschaftlich

Das Arbeitsblatt kommt an dieser Stelle zum zweiten Mal zum Einsatz. Die Schülerinnen und Schüler sollten sich mit ihren Banknachbarn oder ihrer Arbeitsgruppe austauschen. Der anschließende Vergleich im Plenum und eine Diskussion über die – oft unterschiedlichen – Ergebnisse sind an dieser Stelle für alle Beteiligten sehr fruchtbar.

Eine Gesamtwertung lässt sich an der Tafel oder auf der Overheadfolie durchführen, indem die Werte der einzelnen Schüler aufgelistet und addiert werden. Als Ergebnis sollten zunächst die beiden Hitlisten der „guten“ und der „schlechten“ Maßnahmen festgehalten werden und mit den Ergebnissen aus der Einführungsrunde verglichen werden.

Der erneute Einsatz dieses Arbeitsblatts und der Vergleich mit den Ergebnissen der ersten Stunde macht den Schülern einen Lernfortschritt bewusst und bietet dem Lehrer eine Möglichkeit der Lernzielkontrolle. Ergebnis der Erarbeitung kann nicht das Nonplusultra der Energieversorgung sein. Es erscheint vielmehr wichtig, deutlich zu machen, wie komplex das Thema ist und dass Entscheidungen zugunsten der einen oder anderen Maßnahme erst nach gründlicher Abwägung der Argumente erfolgen sollten.


Aufgabenstellung

Station 14 – Verbundnetz

Material:

Lernsequenzen Heft 4 – Struktur der Energieversorgung Arbeitsblatt 14.1 – Stromaustausch Deutschlands mit seinen Nachbarländern

Aufgabenstellung:

Lies Kapitel 2.5 auf Seite 28 bis 32 in den Lernsequenzen Heft 4 – Struktur der Energieversorgung.

Sprich mit deinen Mitschülern an der Station die wesentlichen Inhalte durch.

Bearbeite Arbeitsblatt 14.1 – Stromaustausch Deutschlands mit seinen Nachbarländern.

Beantworte die Fragen auf Arbeitsblatt 14.2 – Stromaustausch – Das Beispiel Schweiz

Erstellt gemeinsam eine Argumentationslinie zu folgender Fragestellung. Warum sind in der Stromerzeugung keine Insellösungen anzustreben?

Verfasse als Diskussionshilfe für dich selbst einen Spickzettel.

Zusatzaufgabe:

Sprich als Experte des Stromverbundnetzes in der abschließenden Diskussionsrunde


Arbeitsblatt 14.1.1 - Stromaustausch Deutschlands mit seinen Nachbarländern.


Zahlen aktuell?

Deutschland führt elektrische Energie ein und aus. Diese Grafik zeigt, mit welchen Nachbar-ländern Deutschland Strom austauscht und wie groß die jeweiligen Mengen sind.

17357

3338

(physikalischerStromfluss in GWh)

1446

1270

450

3158

5336ImportExport

558

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396

751

15481 11835

2786

89224465

13116

144

B

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F

NL

DK

S

PL

CZ

A

CH


Arbeitsblatt 14.1.2 - Stromaustausch Deutschlands mit seinen Nachbarländern


1. Welche drei Länder steuerten 2004 die größten Anteile zum Stromimport in Deutschland bei?

2. In welche drei Länder haben die deutschen Stromversorger 2004 besonders viel elektrische Energie geliefert?

3. Bei zwei Staaten sind die Mengen sowohl bei den Lieferungen als auch beim Bezug elektri-scher Energie verhältnismäßig ausgeglichen. Versuche dafür eine Erklärung zu finden. Ein Tipp: Schaue im Atlas nach, wie diese beiden Länder ihren Strom erzeugen. Wenn du dann noch an die unterschiedlichen Jahreszeiten und an den „rohstoff“ mancher Kraftwerke denkst, ist die Antwort nicht mehr schwer.


Arbeitsblatt 14.2.1 – Stromaustausch – Das Beispiel Schweiz


1. Werden die im Text (er stammt von den schweizerischen Stromver sorgern) gemachten Aussagen durch die beiden Gra-fiken zum Strom austausch an einem Septembertag bestätigt? Berücksichtige bei Deiner Antwort die Besonderheiten der französischen (Exporteur) und italienischen (Importeur) Strom-versorgung!

2. Ist dieser Austausch auch für die deutschen Nachbarn mit Vor teilen verbunden? Wenn ja, mit welchen?

Wie an der Börse:Angebot und Nachfrage bestimmen den StrompreisKilowattstunden haben unterschied-lichen Wert. So kostet ei ne Kilowatt-stunde um elf Uhr an einem Januar-Werktag leicht das Dop pelte einer Kilo wattstun de an einem Juli-Sonn-tag früh. Mit anderen Worten: für den Preis einer Kilowattstunde Spitzenener-gie, den wir beim Ex port erzielen, erhalten wir zu Schwachlastzeiten zwei oder mehr Kilowattstunden aus dem Ausland! Klar, dass dieses vorteilhafte Geschäft den Schweizer Stromkunden zugute kommt.

Berücksichtigt man diese unterschied-lichen Strompreise, so ver steht man auch den Sinn der Pumpspeicherung. Obwohl für das Hochpumpen von Wasser in einen Stausee etwa ein Viertel mehr Strom benötigt wird, als beim neuerlichen Turbinieren dersel-ben Wassermenge erzeugt werden kann, geht die Rechnung auch wirt-schaftlich auf: Gepumpt wird mit bil-liger Schwachlastenergie, turbiniert wird während der Verbrauchsspitzen, wenn hohe Preise für den erzeugten Strom erzielt werden können.

Stromaustausch an einem Septembertag:

tagsüber ...

... und in der Nacht

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Arbeitsblatt 14.2.2 – Stromaustausch – Das Beispiel Schweiz


1. Im Winter zu wenig, im Sommer zu viel! Warum hat die Schweiz beim Strom im Winter einen Einfuhrüber-schuss und im Sommer einen Ausfuhrüberschuss?

2. Was wäre die Folge, wenn die Schweiz ihren Kraft-werkspark ausbauen würde, um auch den hohen Winter-bedarf problemlos decken zu können?

Kernkraftwerke

Speicherkraftwerke

Laufwasserkraftwerke

Konventionelle thermische und andere Erzeugung

40,0 %

30,0 %

25,3 %

4,7 %

Sommerüberschuss und Wintermanko Die Produktionsmöglichkeiten unserer Wasserkraft-werke sind witterungsabhängig. Besonders die Laufwasserkraftwerke erzeugen viel Strom im Sommer, wenn die Flüsse viel Wasser führen. Im Winter dagegen, wenn die Pegelstände niedrig sind, ist die Produktion der Flusskraftwerke bescheiden. Genau gegensätzlich verläuft der Bedarf der Stromverbraucher: In der warmen Jahreszeit ist die Strom nachfrage gering, in der kalten dagegen hoch.

Strommanko im Winter, Überschuss im Sommer

Jan. Feb. März April Mai Juni Juli Aug. Sept. Okt. Nov. Dez.

Einfuhrüberschuss Ausfuhrüberschuss

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Lösungen


zu Arbeitsblatt 14.1 - Stromaustausch Deutschlands mit seinen ???

1. Frankreich, Tschechien, Dänemark

2. Niederlande, Schweiz, Österreich

Die Erzeugung in der Schweiz und in Österreich basiert zu großen Teilen auf der Wasserkraft. Im Som-merhalbjahr ist das Wasserangebot groß, im Winter gering. Deshalb importieren beide Länder im Win-terhalbjahr (Zeiten hoher Nachfrage) und exportieren im Sommerhalbjahr.

zu Arbeitsblatt 14.2 – Stromaustausch – Das Beispiel Schweiz

1. Ja, denn in der Nacht überwiegt der Import, tagsüber dagegen der Export. Italien als Stromimporteur bezieht (nicht nur) über die Schweiz indirekt Strom aus Frank-reich, das mit seinen hohen Erzeugungs-kapazitäten (überwiegend Kernkraftwerke) dauerhaft an hohen Exporten interessiert ist.

2. Ja, denn auf diese Weise bleiben Erzeugungskapazitäten, die nachts sonst nicht genutzt würden, aus-gelastet, die Kraftwerke arbeiten wirtschaftlich. Tagsüber, zu Zeiten besonders hoher Netzbelastung, wird Strom bezogen. Die Folge: Der Kraftwerkspark wird gleichmäßiger ausgelastet als ohne diesen Austausch.

3. Im Sommer ist das Wasserangebot sehr hoch, besonders die Laufwasserkraftwerke erzeugen viel Strom, weil die Flüsse viel Wasser führen. Der Bedarf ist dagegen im Sommer niedriger als im Winter. Im Win-ter wird wegen des geringeren Wasserangebots weniger Strom aus Wasserkraft erzeugt. Der Bedarf ist dagegen besonders hoch. Deshalb importiert die Schweiz im Winter und exportiert im Sommer.

4. Bei Ausbau der Kapazitäten durch Wärmekraftwerke wären die Kraftwerke nur im Winter ausgelastet; im Sommer müssten einige abgeschaltet werden, da die preisgünstige Stromerzeugung in Laufwasser-kraftwerken einen großen Teil des Bedarfs abdeckt.


Aufgabenstellung


Material:

Lernsequenzen Heft 5 – Energieeffizienz Arbeitsblatt 15.1 – Stromverbrauch bei uns zu Hause Arbeitsblatt 15.2 – Energiebilanz Deutschlands Arbeitsblatt 15.3 – Struktur des Energieverbrauchs nach Verbrauchergruppen http://www.stromeffizienz.de/

Arbeitsaufträge:

•LiesdieSeitendreibissechsindenLernsequenzenHeft5-Energieeffizienz.

•SprichmitdeinenMitschülernanderStationdiewesentlichenInhaltedurch.

•BearbeitetalleinArbeitsblatt15.1undlöstgemeinsamdieAufgabenaufdenArbeitsblättern15.2und15.3.

•Informierteuchgemeinsamaufhttp://www.stromeffizienz.de/überStromanwendungenunddiever-schiedenen Wege des Energiesparens.

•OrdnetgemeinsamverschiedeneMaßnahmendenunterschiedlichenMotivenundWegendesEnergie-sparens zu. Gewichtet die verschiedenen Maßnahmen.

•VerfassealsDiskussionshilfefürdichselbsteinenSpickzettel.

Zusatzaufgabe:

Beteilige dich als Experte für Energieeffizienz in der abschließenden Diskussionsrunde.

Perspektiven der Energieversorgung


Arbeitsblatt 15.1.1 – Stromverbrauch bei uns zu Hause

Station 15 – Energiesparen

1. Wie viele Personen hat Euer Haushalt?

2. Art und Anzahl elektrischer Geräte kann von Haushalt zu Haushalt sehr verschieden sein. Welche Geräte werden bei Euch benutzt? Ergänze die Tabelle und recherchiere den Jahresstromverbrauch unter www.stromeffizienz.de. Kreuze in der Tabelle die bei Euch vorhandenen Geräte an; summiere für diese Geräte den zu erwartenden durchschnittlichen Verbrauch pro Jahr.

vorhandene Geräte

Durchschnittlicher Jahres-Stromver-

brauch in kWh bei Personenzahl im

Haushalt

durchschnittlicher Stromverbrauch pro

JahrEnergiespar-Tipp

2 3 > = 4

Beleuchtung 285 330 435

Warmwasserversor gung im Bad 780 1080 1390

Warmwasserversor-gung in der Küche 295 345 415

Kühlschrank 310 330 355 Häufiges Öffnen vermeiden

Elektroherd 390 445 575

Waschmaschine 125 200 265 Trommel voll beladen

Wäschetrockner 225 325 465

Fernseher 150 190 205

Computer 4 Stunden pro Tag + Standby 450 630 690

Summe kWh/Jahr:


Arbeitsblatt 15.1.2 – Stromverbrauch bei uns zu Hause


3. Vergleiche den errechneten durchschnittlichen Verbrauch mit Eurem realen Jahresverbrauch des letzten Jahres (Eltern fragen)!

kWh, das sind % mehr/weniger als der errechnete Durchschnittswert.

4. Bestimme den Bedarf an elektrischer Energie, den ihr im Lauf der Woche zu Hause habt! Lass Dir den Elektrizitätszähler für Eure Wohnung zeigen und lies zu Beginn und am Ende der Woche den Zähler-stand ab. Was ergäbe sich bei gleichbleibendem Verbrauch im Laufe eines Jahres?

Zählerstand zu Beginn

Zählerstand am Ende einer Woche

Elektrische Energie pro Woche

Elektrische Energie pro Jahr

5. Ergänze für jedes Gerät bzw. jede Gerätegruppe einen Energiespar-Tipp in der Tabelle der Aufgabe 2. (siehe auch www.energieeffizienz.de)


Arbeitsblatt 15.2 – Energiebilanz Deutschlands


Prozent

100

90 80 70 60 50 40 30 20 10

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Mio

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Quelle: AG Energiebilanzen, vorläufige Werte 2003 (Primärenergie, Endenergie)

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Arbeitsblatt 15.3 – Struktur des Energieverbrauchs nach Verbrauchergruppen


Mio. t SKE

HaushalteA B100

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50

40

30

20

10

0

Insgesamt

in Deutschland 2003

317,2 Mio. t SKE

C D

1 Vervollständige das Balkendiagramm. Nutze dazu die Angaben aus dem Kreisdiagramm und den angegebenen Gesamtverbrauch.

2 Gib mögliche Gründe dafür an, weshalb der Anteil „Verkehr“ verhältnismäßig hoch ist.

Que

llen:

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Öffentliche Einrichtungen

Gewerbebetriebe

Landwirtschaft

AVerkehr

28 %

BHaushalte

30 %

DKleinverbr.

17 %

CIndustrie

25 %


Lösungen und Erläuterungen


zu Arbeitsblatt 15.1 – Energiebilanz

Die fehlenden Begriffe im Arbeitsblatt sind:

A = Stein- und Braunkohle B = Mineralöle C = Wasser- und Windkraft D = Strom E = Raumwärme (inkl. Kälte)

Umwandlung von Primärenergie zur Endenergie:

Aus dem Arbeitsblatt können die Verluste der Primärenergie auf dem Weg zur Endenergie ermittelt werden (rund ein Drittel).

Die Ursachen dieser Verluste sind:

– Energieumwandlungsverluste; – Eigenbedarf von Kraftwerken und Veredlungsanlagen; – Transportverluste.

Nicht zu den Verlusten zählen Primärenergieanteile, die als Rohstoffe für die Industrie benutzt werden (nichtenergetischer Verbrauch, Anteil am Primärenergieverbrauch etwa 6 bis 7 %). Durch den Vergleich der verschiedenen Anteile innerhalb der Primärenergie und der Endenergie lassen sich die Ursachen der Verluste nahe bringen:

So fällt auf, dass einige Primärenergien in modifizierter Form auch als Endenergien vorkommen, so z. B. Gas, Kohle, Öl. Die Verluste betreffen hier vor allem den Transport und die Aufbereitung z. B. in Raffinerien.

Andere Endenergien sind durch Energieumwandlungen entstanden. Die hier auftretenden Wirkungs- und Nutzungsgrade erklären die Verluste. Die energetischen Umwandlungsverluste in den Wärmekraftwer-ken hängen vor allem mit dem thermischen Wirkungsgrad zusammen.

Umwandlung von Endenergie zur Nutzenergie:

Mit Nutzenergie ist diejenige Form von Energie gemeint, die für den Anwender eine Energiedienstleis-tung bewirkt. Auch hier kann die Umwandlungskette an einigen Beispielen verdeutlicht werden. Beson-ders große Verluste treten bei einem Kraftfahrzeug auf. Die chemische Energie des Kraftstoffs (Endener-gie Mineralölprodukt) wird über den Verbrennungsmotor nur zu etwa 18 % in nutzbare mechanische Energie umgewandelt. Der Löwenanteil aller Nutzenergien betrifft Wärmeanwendungen (hierunter wird auch „Kälte“ gezählt, da sie ein umgekehrt gerichteter Wärmestrom ist). Davon dienen die meisten zur


Bereitstellung von Raumwärme. Alle Übrigen fasst man als Prozesswärme zusammen. Prozesswärme wird beispielsweise benötigt in der Industrie zur Stahlerzeugung, für chemische Reaktionen; im Haushalt für Warmwasserbereitung, Kochen, Backen, Haare trocknen.

Der Anteil der Nutzenergie Licht ist so klein, dass er sich im Balkendiagramm kaum darstellen lässt; man schätzt, dass es 0,1 % bezogen auf die gesamte Primärenergie beträgt. Obwohl etwa zwei Prozent der Endenergie für Beleuchtungszwecke verwendet werden, ist die Ausbeute hier besonders gering. Denn von der eingesetzten elektrischen Energie wird nur ein kleiner Teil in Lichtenergie verwandelt, der Rest etwa 95 % (bei Glühlampen) ist Wärme. Nur etwa die Hälfte der von den Verbrauchern eingesetzten Endenergie wird für die gewünschten Anwendungen tatsächlich genutzt, der Rest ist Abwärme, die an die Umgebung abgegeben wird. Bezogen auf den Primärenergieverbrauch ist es nur etwa ein Drittel Nutzenergie. Leider gibt es für den Nutzenergieverbrauch gegenwärtig keine ausreichenden statistischen Erhebungen oder andere gesicherte Quantifizierungsmöglichkeiten, so dass die o. g. Daten Schätzungen darstellen.

zu Arbeitsblatt 15.2 – Struktur des Energieverbrauchs nach Verbrauchergruppen

Die zu ergänzenden Begriffe und als Balken dargestellte Anteile sind:

A = Verkehr 88,8 Mio. t SKE B = Haushalte 95,2 Mio. t SKE C = Industrie 79,3 Mio. t SKE D = Kleinverbraucher 53,9 Mio. t SKE

Gründe für den hohen Anteil Verkehr: z. B. zunehmende Mobilität, überwiegend PKW und LKW, Tren-nung von Ort des Arbeitsplatzes und Wohnort, niedriger Wirkungsgrad von Verbrennungsmotoren.


Aufgabenstellung

Station 16 – Energie und Umwelt

Material:

Lernsequenzen Heft 6 – Energie und Umweltschutz Arbeitsblatt 16.1 – Prinzip des Treibhauseffekts Arbeitsblatt 16.2 – Ursachen des „anthropogenen“ Treibhauseffekts Arbeitsblatt 16.3 – Mögliche Auswirkungen des Treibhauseffekts

Weiterführende Informationen unter:

http://www.treibhauseffekt.com/referate/index.html http://www.dpg-physik.de/presse/pressemit/2005/dpg-pm-2005-027.html

Arbeitsaufträge:

•LiesindenLernsequenzenHeft6–EnergieundUmweltschutzdieSeiten22und23.

•BearbeitedieArbeitsblätter16.1bis16.3

•SprichmitdenMitschülernandeinerStationdiewesentlichenInhaltedurchunderstelltgemeinsameine Argumentationslinie gegen die auf der Kopie dargestellten Haltung: Alle reden über Energie … bei mir kommt der Strom aus der Steckdose!


Zusatzaufgabe:

Beteilige dich als Umweltexperte an der abschließenden Diskussionsrunde zu Fragen der elektrischen Energieerzeugung.


Arbeitsblatt 16.1 – Prinzip des Treibhauseffekts


1

2

3

4

5

Erkläre die Hauptmerkmale des treibhauseffekts mit einfachen Sätzen!Q

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Arbeitsblatt 16.2 – Ursachen des „anthropogenen“ Treibhauseffekts


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2.


Arbeitsblatt 16.3 – Mögliche Auswirkungen des Treibhauseffekts


Mögliche Auswirkungen des TreibhauseffektsWas wäre, wenn …

Schlagzeilen von tageszeitungen im Jahr 2050

Partnerarbeitordnet die Texte den Feldern auf der Weltkarte zu. Nehmt einen Atlas zu Hilfe.

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Wes

term

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Der Polarkreis: Häfen Sibiriens und Alaskas sind die meiste Zeit des Jahres eisfrei. Kom merzielle Schifffahrt nimmt zu.

Grönland: Schmelzende Eisdecke lässt Mee -resspiegel um 30 cm steigen. Überflutung der Kü stenregionen.

Russland: Jährliche Anbauzeit verlängert sich um 40 Tage. Dürreperioden erfordern neue Be-wässerungsprojekte.

Antarktis: Regenschauer und Schnee lassen Eisschicht wachsen. Durch Treibhauseffekt be-wirkter Anstieg des Meeresspiegels hierdurch teilweise kompensiert.

China: Höhere Niederschläge verbessern Er trä ge im kargen Ackerland Zentral-Chinas.

Kanada: Nachlassen der Niederschläge führt zu Ernteeinbußen in der Kornkammer Ontario.

Der mittlere Westen der USA: Ackerland durch heißere Sommer zunehmend geschädigt.

Colorado: Sinkender Wasserstand des Flusses ruiniert Landwirtschaft und Wasserhaushalt im Westen der USA.

Indien und Bangladesch: Beide Länder von Tai-funen und Überschwemmungen heimge-sucht.

Neufundland und Neuschottland: Wachsende Eisberge gefährden Schifffahrt.

Westeuropa: Große Deichbauprojekte zum Schutz der Küsten fertiggestellt.

Äquatorial-Afrika: Tropische Regenzone ver lagert sich nach Norden. Mehr Nieder schläge für ausge-dörrte Länder Tschad, Sudan, Äthiopien.

2

1

3

4

5

6

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11

12


Lösungen


zu Arbeitsblatt 16.1 – Prinzip des Treibhauseffekts

1. Kurzwellige Sonnenstrahlung durchdringt ungehindert die Atmosphäre. 2. Verbrennungsprodukte (Abgase) – insbesondere Kohlendioxid – und andere Spurengase gelangen in

die Atmosphäre.3. Kurzwellige Sonnenstrahlung wandelt sich am Boden zu langwelliger Wärmestrahlung um.4. Die langwellige Wärmestrahlung wird von den Spurengasen in der Atmosphäre z. T. reflektiert

(zurückgeworfen).5. Die Temperatur an der Erdoberfläche und in der bodennahen Atmosphäre erhöht sich.

zu Arbeitsblatt 16.2 – Ursachen des „anthropogenen“ Treibhauseffekts

Bei der Brandrodung tropischer Wälder bildet sich CO2. FCKW entstehen u. a. bei

der Aufschäumung von Kunststoffen und sind als Kühlmittel in alten Kühl-

schränken eingesetzt.

Bei den Verdau - ungsvorgängen in den

Mägen der wachsenden Rinderherden und in

sumpfigen Reisfeldern entstehen große Mengen Methan.

Stickstoffoxide (NOX), die bei Verbrennungsprozessen z. B. in Motoren, Industrie-be trie ben, Kraftwerken und

Haus halten frei werden, be wirken eine Anreicherung

von Ozon (O3) in der unteren Atmosphäre.

Durch die Abholzung tropischer Wälder kann

weniger CO2 bei der Fotosynthese

umgewandelt werden.

Bei der Verbrennung von fossilen Brennstoffen

entsteht CO2.

Que

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Lösungen


zu Arbeitsblatt 16.3 – Mögliche Auswirkungen des Treibhauseffektes

Que

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1

5

3

4

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111078

26


Aufgabenstellung

Station 17 – Energiebedarf der Zukunft

Material:

Lernsequenzen Heft 1 – Energie Arbeitsblatt 17.1 – Weltenergieversorgung Arbeitsblatt 17.2 – Historische Entwicklung der Weltbevölkerung Arbeitsblatt 17.3 – Die Welt – ein Dorf Arbeitsblatt 17.4 – Karikatur

Weitere Informationen unter: http://www.dsw-online.de/info-service/grafiken.shtml?navanchor=1010041

Arbeitsaufträge:

•LiesdieKapitel3.3&3.4aufdenSeiten26bis28indenLernsequenzenHeft1–Energie.FülltdieLücken im Text Weltenergieversorgung aus (17.1).

•BetrachtedieGrafiken(17.2&17.3)vonderDeutschenStiftungWeltbevölkerung.SprichmitdenMit-schülern an deiner Station die wesentlichen Inhalte durch.

•BetrachtetgemeinsamdieKarikaturaufArbeitsblatt17.3undnehmtStellungzudenaufderFoliedar-gestellten Thesenpaaren.


Zusatzaufgabe:

Beteilige dich als Zukunftsexperte zur Frage der Perspektiven der globalen Energieversorgung an der abschließenden Diskussionsrunde.


Arbeitsblatt 17.1 – Lückentext zur Weltenergieversorgung


Der weltweite an Primärenergie wächst kontinuierlich. Die Nachfrage nach

ist besonders groß. Auch Kohle und sind wichtige

Lieferanten der weltweit benötigen Primärenergie. Diese drei Energieträger gehören zu den

Ressourcen, die nur begrenzt zur Verfügung stehen.

Hinsichtlich des Energieverbrauchs pro Kopf gibt es je nach Land jedoch große Unterschiede. In den

wie den USA oder Deutschland ist er sehr viel als in

Ländern der Dritten Welt.

Das bleibt aber nicht immer so. Es gibt einige Länder, in denen sich die Wirtschaft rasant weiterentwi-

ckelt. Dazu gehören beispielsweise Indien und China. Es wird davon ausgegangenen, dass die Weltbe-

völkerung kontinuierlich wird. Diese Entwicklungen haben Auswirkungen auch

Auswirkungen auf den weltweiten , der ebenfalls zunehmen wird.

Da die Energieträger nur begrenzt zur Verfügung stehen, wird es in Zukunft

darauf ankommen, neue Energiequellen zu erschließen. Dazu gehört zum Beispiel neben der Energie aus

Wasser, Sonne und Biomassen vor allem die . In Deutschland wurde 2007

bereits Prozent des Stromverbrauchs aus erneuerbaren Energiequellen gedeckt.

Zumindest auf absehbare Zeit wird es noch nicht möglich sein, den weltweit zunehmenden Energiebe-

darf nur mit erneuerbaren Energieträgern zu decken. Deshalb werden wir in Zukunft genauso auf einen

vielfältigen angewiesen sein wie auch auf effizientere Technik, damit

Energie verbraucht wird.


Arbeitsblatt 17.2 – Historische Entwicklung der Weltbevölkerung


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Arbeitsblatt 17.3 – Die Welt - ein Dorf


Die Welt als Dorf

Wenn die Welt ein Dorf mit nur 100 Einwohnern wäre …

… Iebten dort:

14 Afrikaner 5 Nordamerikaner 11 Europäer 9 Lateinamerikaner und 61 Asiaten

29 von ihnen wären Kinder unter 15 Jahren. 7 wären älter als 65. 50 Menschen im Dorf sind Frauen. 50 sind Männer.

ZukunftIm Jahre 2050 würden bereits 141 Menschen im Dorf leben. Davon wären:29 Afrikaner7 Nordamerikaner10 Europäer 12 Lateinamerikanerund 81 Asiaten.

2050

Bevölkerung

Armut14 Bewohner wären unterernährt. 14 Menschen hätten kei-nen Zugang zu sauberem Trinkwasser.

FamilienplanungIm Durchschnitt bekämen die Frauen 3 Kinder.


Arbeitsblatt 17.4 – Karikatur


Die Industrieländer haben die Verpflichtung, Energie einsparen und moderne Technologien zu entwi-ckeln. Jeder einzelne kann durch bewussten Umgang mit Energie viel zum Schutz der Umwelt beitragen.

Klimaschutz ist die wichtigste Herausforderung für das nächste Jahrhundert, weil selbst eine geringe Erwärmung für die Erde katastrophale Folgen haben wird. Gegenüber den globalen Problemen der Ener-gieversorgung und des Treibhauseffektes ist der einzelne machtlos.

Es gab schon immer Schwankungen der Jahresmitteltemperatur, vom Treibhauseffekt reden nur Wichtig-tuer. In Zukunft wird der Anteil der Entwicklungsländer am Energieverbrauch steigen, das bedeutet eine größere Eigenverantwortung in den jeweiligen Ländern.


Lösungen


Zu Arbeitsblatt 17.1 – Lückentext zur Weltenergieversorgung

Der weltweite Bedarf an Primärenergie wächst kontinuierlich. Die Nachfrage nach Erdöl ist besonders groß. Auch Kohle und Erdgas sind wichtige Lieferanten der weltweit benötigen Primärenergie. Diese drei Energieträger gehören zu den fossilen Ressourcen, die nur begrenzt zur Verfügung stehen.

Hinsichtlich des Energieverbrauchs pro Kopf gibt es je nach Land jedoch große Unterschiede. In den Industrieländern wie den USA oder Deutschland ist er sehr viel höher als in Ländern der Dritten Welt.

Das bleibt aber nicht immer so. Es gibt einige Länder, in denen sich die Wirtschaft rasant weiterentwi-ckelt. Dazu gehören beispielsweise Indien und China. Es wird davon ausgegangenen, dass die Weltbe-völkerung kontinuierlich anwachsen wird. Diese Entwicklungen haben Auswirkungen auch Auswirkun-gen auf den weltweiten Energiebedarf, der ebenfalls zunehmen wird.

Da die fossilen Energieträger nur begrenzt zur Verfügung stehen, wird es in Zukunft darauf ankommen, neue Energiequellen zu erschließen. Dazu gehört zum Beispiel neben der Energie aus Wasser, Sonne und Biomassen vor allem die Windenergie. In Deutschland wurde 2007 bereits 14 Prozent des Stromver-brauchs aus erneuerbaren Energiequellen gedeckt.

Zumindest auf absehbare Zeit wird es noch nicht möglich sein, den weltweit zunehmenden Energiebe-darf nur mit erneuerbaren Energieträgern zu decken. Deshalb werden wir in Zukunft genauso auf einen vielfältigen Energiemix angewiesen sein wie auch auf effizientere Technik, damit weniger Energie ver-braucht wird.


Die abschließende Expertendiskussion

Für die Abschlussdiskussion sollten mindestens 45 Minuten, besser 90 Minuten ein-geplant werden. Der Raum sollte entsprechend gestaltet werden. Die „Experten“ sitzen wie bei einer TV-Talkshow vorne, das Plenum gegenüber. Es lohnt sich, mit kleinen Extras, wie zum Beispiel Namensschildern (Monika Muster-mann, Expertin für Umweltfragen) die Ernsthaftigkeit der besonderen Unterrichtssituation zu betonen.

Wichtig ist die Rolle des Moderators. Man kann in einer 10ten Klasse nicht davon ausgehen, dass die Schülerinnen und Schüler dieser Aufgabe gewachsen sind. Auf der anderen Seite gibt es immer wieder besondere Begabungen, die eine solche Situation durchaus meistern. Ansonsten sollte die Lehrkraft diese Rolle übernehmen.

Der Moderator muss als erstes die regeln für die Diskussion verkünden:

•DengrundsätzlichenAblaufderVeranstaltung(z.B.EinführungdurchdenModerator,StatementsderExperten, Diskussion der Experten, Fragen aus dem Publikum)

•FestlegungderjeweiligenSprechzeiten(ZeitfürdieeinzelnenStatements,Diskussionszeit,ZeitfürFra-gen aus dem Publikum) und diese im Verlauf der Veranstaltung auch kontrollieren und deren Einhal-tung einfordern.

•MiteinerkurzenVorstellungderExpertenrunde,gegebenenfallseinemgrobenUmrissdesThemas,aber in jedem Fall mit einer einleitenden Fragestellung eröffnet der Moderator dann die Expertendis-kussion.

•DerModeratorbeendetdenjeweiligenVeranstaltungsblockundleitetzumnächstenüber.WerdenFra-gen aus dem Publikum zugelassen, sollte der Moderator hier strukturieren eingreifen, z. B. immer drei Fragen zu einem Block zusammenfassen.

•DerModeratorbeendetdieDiskussionsrundeundbedanktsichbeidenteilnehmendenExpertenfürihre Teilnahme.

Die Zuhörer aus dem Plenum können mit der Aufgabenstellung, einen Artikel für die Schülerzeitung über diese Veranstaltung zu verfassen zu erhöhter Aufmerksamkeit motiviert werden.

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