Stromversorgungslücke? Arbeitsblatt

Transkript

1 Lehrerinformation 1/9 Arbeitsauftrag Die SuS erhalten eine ungeordnete Sammlung von Zahlen, Grafiken und Statistiken. Diese gilt es zu ordnen und zu interpretieren. Im Sitzkreis wird anschliessend das Thema Stromversorgungslücke diskutiert. Ziel Die SuS entwickeln ein Verständnis für die Thematik Stromversorgungslücke und äussern sich kritisch und hinterfragend zu den Zukunftsaussichten des Schweizer Strommarktes. Material Informationstext für die Lehrperson Sozialform PA GA Zeit 20 Die Thematik ist fast tagtäglich in den gängigen Medien anzutreffen. Die SuS sollen sich im Vorfeld mit den Medien auseinandersetzen und Zeitungsartikel, Reportagen etc. in den Unterricht mitbringen. Statistiken/Diagramme evtl. auf Laminate aufziehen, damit eine bessere Handhabung möglich ist. Zusätzliche Informationen: Weiterführende Ideen: Nach Abschluss der Diskussion notieren die SuS ihre persönliche Einstellung zur Stromversorgungslücke und geben sich selber Aufgaben auf, welche die individuelle Stromspartätigkeit betreffen. Videos zur Thematik sind auf folgender Website zu finden: Alle Angaben stammen von den Webseiten und

2 2/9 Aufgabe 1: Studiert in Gruppen die vorliegenden Grafiken und Statistiken. Interpretiert die Angaben und formuliert in eigenen Worten, mit welchen Problemen die Bevölkerung in den nächsten Jahren konfrontiert wird. Meine Erklärung:

3 3/9 Stromproduktion während eines Tages Grafik: Strom.ch Entwicklung Stromproduktion und -bedarf

4 4/9 Anteile der neuen erneuerbaren Energien an der Stromproduktion Statistische Reichweite der nichterneuerbaren Energien Quelle: Bundesamt für Geowissenschaften, Hannover

5 5/9 Aufgabe 2: Vor welchen Herausforderungen stehen die Stromerzeuger aktuell, und was wird sie bis 2020 hauptsächlich beschäftigen? Meine Erklärung: Aufgabe 3: Wie würdet ihr als Gruppe das Problem angehen? Welche Lösungsvorschläge würdet ihr formulieren? Meine Erklärung:

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7 Information für die LP 7/9 Information: Grundproblematik Der wachsende Stromverbrauch der Schweizer Bevölkerung trägt dazu bei, dass vermehrt Strom importiert werden muss, um die Versorgungssicherheit vor allem in den Wintermonaten zu sichern. Im Jahr 2013 verbrauchten Herr und Frau Schweizer 59,3 TWh. Die inländischen Kraftwerke erzeugen in den Sommermonaten einen Überschuss an Strom, da wir zu dieser Jahreszeit weniger Strom benötigen. Dieser Überschuss kann exportiert werden. In den Wintermonaten ist die Schweiz allerdings auf den Stromimport angewiesen. Problematischer wird die Situation, wenn Kernkraftwerke frühzeitig vom Netz genommen werden müssen (z. B. aus politischen Gründen). Die einheimischen Produktionskapazitäten wertvoller Bandenergie werden deutlich abnehmen. Verschärft wird die Situation zudem durch das sukzessive Auslaufen der Stromimportverträge mit Frankreich (ab 2020). Die Stromerzeuger werden also gefordert sein, Lösungen zu präsentieren, welche die Nachfrage abdecken, nachhaltig sind und die Abhängigkeit vom Ausland nicht zu stark ansteigen lassen. Auf der anderen Seite ist der Verbraucher ebenfalls gefordert, seinen Stromverbrauch einzuschränken bzw. haushälterischer mit diesem wertvollen Gut umzugehen. Was sind mögliche Lösungen? Auf der einen Seite stehen neue, erneuerbare Stromerzeugungstechniken, welche jedoch im grossen Stil noch nicht die gewünschte und benötigte Menge Strom liefern können. Nur ein Teil der sogenannten neuen erneuerbaren Energien liefert den dringend benötigten Basisbedarf (Bandenergie) unabhängig von klimatischen Verhältnissen. Auf der anderen Seite müssen auch Importe und der Bau von neuen Grosskraftwerken (z.b. Gas-Kombikraftwerke) in Erwägung gezogen werden. Interpretation der Grafiken Es ist ersichtlich, dass mit steigendem Strombedarf mittel- bis längerfristig mit einer Lücke in der Schweiz zu rechnen ist. Es zeigt sich, dass die neuen erneuerbaren Energien in den nächsten 40 Jahren an Bedeutung gewinnen, jedoch die Kapazitäten von Grosswasserkraftwerken nicht erreichen werden. Grundinformation zu Abkürzungen und Grössenordnungen 1 kwh = 1 Kilowattstunde 1 MWh = 1 Megawattstunde = 1000 kwh 1 GWh = 1 Gigawattstunde = 1 Mio kwh 1 TWh = 1 Terawattstunde = 1 Mrd kwh Leistungseinheiten 1 kw = 1 Kilowatt = 1000 Watt 1 MW = 1 Megawatt = 1000 kw 1 GW = 1 Gigawatt = 1 Mio kw Was entspricht wie viel? 1 kwh = eine Stunde bügeln 1 GWh = Stromproduktion des Kernkraftwerkes Beznau in 84 Minuten 1 TWh = Stromverbrauch der Stadt Bern in einem Jahr

8 Information für die LP 8/9 Definitionen/Erklärungen: Ressourcen/Reserven: Primärenergien sind in der Regel die auf der Erde in fester, flüssiger oder gasförmiger Form natürlich vorkommenden Kohlenwasserstoffe, in erster Linie als fossile Energieträger. Sie sind vor Millionen von Jahren durch pflanzliches oder tierisches Wachstum entstandene Energieressourcen. Dazu gehören Kohle, Erdöl, Erdgas und Torf. Als weitere Primärenergien gelten Uran und Holz. Die Verfügbarkeit der Primärenergien ist ausserordentlich schwierig zu prognostizieren. Die Prognosen der verschiedenen Experten, speziell bei den Preisen, laufen stark auseinander. Einig ist man sich in der Meinung, dass die Öl- und Gasvorräte endlich sind. Einen Unterschied macht man jedoch zwischen den beiden Begriffen Ressourcen und Reserven: Energie-Reserven sind heute bekannt und zu heutigen Kosten abbaubar. Ressourcen gelten mit neuen Technologien als abbaubar, aber dies zu höheren Kosten. Die Erdölreserven betragen Jahre, Erdgasreserven über 60 Jahre. Die schwieriger zu erreichenden Ressourcen bei Öl und Gas sollen zusätzlich nochmals 100 Jahre reichen. Die Kohlereserven und -ressourcen sind um ein Mehrfaches grösser und über die ganze Erde gut verteilt (Reserven: >200 Jahre / Ressourcen: >1000 Jahre). Die grossen Gasreserven liegen in Sibirien und im Nahen Osten, die Ölreserven ebenfalls im Nahen Osten und damit in politisch wenig stabilen Regionen. Die Preisentwicklung bei den fossilen Brennstoffen wird ebenfalls unterschiedlich beurteilt. Allgemein herrscht die Meinung, dass die realen Preise längerfristig ansteigen werden. Wegen der geringeren Reserven wird bei Gas und Öl mit klar grösseren Preissteigerungen als bei Kohle oder Uran gerechnet. Uran-Reserven sind weltweit verteilt und sollten gemäss einer Hochrechnung für die nächsten 40 Jahre ausreichen. Das Ressourcen-Potenzial wird auf über 500 Jahre geschätzt. Konventionell vs. nicht-konventionell Als konventionelles Erdöl wird Erdöl in flüssiger Form bezeichnet, das bei der Förderung natürlich an die Oberfläche fliesst oder an die Oberfläche gepumpt werden kann, ohne dass weitere Verarbeitungsschritte notwendig wären oder das Erdöl verdünnt werden müsste. Als nicht-konventionelles Erdöl müssten eigentlich alle Vorkommen bezeichnet werden, auf welche die Definition für konventionelles Erdöl nicht zutrifft. Tatsächlich gibt es aber bis heute keine klar definierten Kriterien, welche Ressourcenbestände unter den Begriff fallen. In der Praxis zählt man dazu: Schweröle, deren Dichte kg/m3 über- bzw. 20 API (American Petroleum Institute) unterschreitet. Darunter fallen flüssige Schweröle, Bitumen und Teersande. Diese Definition hat den Vorteil der Präzision, nimmt aber keine Rücksicht auf die Art der Produktion. In Brasilien können solche Schweröle zum Beispiel teilweise mit konventioneller Technologie gefördert werden. Ölschiefer sind Gesteinsformationen, die einen hohen Anteil an organischer Materie, so genanntem Kerogen, enthalten. Dieses Kerogen kann unter Einsatz von Hitze (ca. 500 Grad Celsius) verflüssigt und entweder direkt als Brennstoff tiefer Qualität verwendet oder zu höherwertigem Erdöl weiterverarbeitet werden.

9 Information für die LP 9/9 Weitere Primärenergieträger für die Stromproduktion Uran, das chemische Element (U) wurde 1789 entdeckt und erhielt seinen Namen vom Planeten Uranus, der kurz zuvor ebenfalls entdeckt wurde. Für die Energiegewinnung ist das Uran in Form des so genannten Uranisotopes 235 von grosser Wichtigkeit. Durch den Kontakt mit Neutronen wird das Atom gespalten. Die so frei werdende Energie wird für den Antrieb von Turbinen und somit zur Energiegewinnung verwendet. Steinkohle ist ein schwarzes oder bräunlich-schwarzes, festes Gestein, das durch Karbonisierung von Pflanzenresten (Inkohlung) entstand und zu mehr als 50 Prozent des Gewichtes und mehr als 70 Prozent des Volumens aus Kohlenstoff besteht. Die Steinkohle wird auch Schwarzes Gold genannt. Kohle ist eine wichtige Energiequelle und wird vom Menschen als fossiler Brennstoff verwendet. Braunkohle (früher auch Turf genannt) ist ein bräunlich-schwarzes, meist lockeres Sedimentgestein, das durch Karbonisierung von Pflanzenresten entstand und zu mehr als 70 % des Volumens aus Kohlenstoff besteht. Neben geringen Anteilen diverser Spurenelemente kann der Schwefelgehalt von Braunkohle bis zu 3 % betragen. Braunkohle ist ebenfalls ein fossiler Brennstoff, der zur Energieerzeugung verwendet wird.