Biogene Rohstoffe und regenerative Energien

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1 Biogene Rohstoffe und regenerative Energien EU-Projekt Lebenslanges Lernen Leonardo da Vinci Innovationstransfer BioRohstoff-Lehre II DE/08/LLP-LdV/TOI/147115

2 1. Einleitung Biogene Rohstoffe und regenerative Energien 2. Nachhaltige Wirtschaftsweise auf der Erde 3. UN-Weltdekade Bildung für nachhaltige Entwicklung ( ) 4. Industrierohstoffe der Erde 5. Biogene Rohstoffe der Erde Pflanzliche Rohstoffe Tierische Rohstoffe Mikrobielle Rohstoffe und Mikroorganismen Biogene Reststoffe 7. Produktlinien Zucker / Stärke / Proteine / Öle/Fette / Fasern / Holz/Zellulose/Lignozellulose Besondere Inhaltsstoffe / Energetische Nutzung

3 Biogene Rohstoffe und regenerative Energien Nachnutzungskonzept Biorohstoff-Lehrgärten Produktmusterkoffer Umsetzung Beispiele

4 Entwicklung von Weltenergieverbrauch und Weltbevölkerung Quelle: Preussen Elektra aus Rainer Marutzky, Klaus Seeger: Energie aus Holz und anderer Biomasse, 1999, DRW-Verlag

5 Biogene Rohstoffe und regenerative Energien Erschöpfung der endlichen fossilen Rohstoffe Kohle, Erdöl und Erdgas Rohstoffpotenziale aus: Land-, Forstwirtschaft marinen Bereichen Abfallwirtschaft Regenerative Energieressourcen Umweltschutz-, Energie - und Rohstoffprobleme sind für alle Länder relevant und müssen in internationaler Zusammenarbeit gelöst werden.

7 Nachhaltige Wirtschaftsweise auf der Erde Nachhaltigkeit / sustainability / sustainable development ursprünglich aus der Forst- und Landwirtschaft (Hans Carl von Carlowitz 1713): bedeutet bei Nutzungen von Landschaftsökosystemen, dass Leistungsvermögen und Regenerationsfähigkeit von Ökosystemen nicht durch Nutzung geschädigt wird. Definition der Brundtland-Kommission (1987): "Dauerhafte Entwicklung ist Entwicklung, die die Bedürfnisse der Gegenwart befriedigt, ohne zu riskieren, dass künftige Generationen ihre eigenen Bedürfnisse nicht befriedigen können. / Im wesentlichen ist dauerhafte Entwicklung ein Wandlungsprozess, in dem die Nutzung von Ressourcen, das Ziel von Investitionen, die Richtung technologischer Entwicklung und institutioneller Wandel miteinander harmonieren und das derzeitige und künftige Potential vergrößern, menschliche Bedürfnisse und Wünsche zu erfüllen." [ Nachhaltigkeitswissenschaft und Nachhaltigkeitsforschung.

8 Gedanken aus dem Brundtland-Bericht 1987 Nachhaltigkeit ist eine Art menschlicher Bedürfnisbefriedigung, die die Entwicklungschancen der zukünftigen Generationen nicht beeinträchtigt. Es ist ein Weg, die Qualität des Lebens zu erhöhen, ohne dabei die Grenzen der Tragfähigkeit der lebenserhaltenden Ökosysteme zu überschreiten... Erforderlich ist ein tiefgreifender Wechsel in der Art und Weise, wie die Menschheit Ressourcen nutzt und wie wirtschaftliche Investitionen vorgenommen werden... Anthroposophe Materialströme dürfen die Größe und Qualität natürlicher Speicher (wie etwa fossile Rohstoffe und Grundwasservorkommen) nicht ändern Anthropogene Materialflüsse dürfen die lokale Assimilationsfähigkeit nicht übersteigen und sollen sich innerhalb der Schwankungsbreite geogener Flüsse bewegen Erneuerbare Ressourcen dürfen nicht schneller verbraucht werden, als sie unter nachhaltigen Bedingungen bereitgestellt werden können. Die natürliche Vielfalt der Spezies und des Landschaftsbildes muss erhalten und verbessert werden.

10 3. UN-Weltdekade Bildung für nachhaltige Entwicklung ( )...durch Bildungsmaßnahmen zur Umsetzung der in Rio beschlossenen und in Johannesburg bekräftigten Agenda 21, Kapitel 36, beizutragen und die Prinzipien nachhaltiger Entwicklung weltweit in den nationalen Bildungssystemen zu verankern. Die globale Vision der Weltdekade Bildung für nachhaltige Entwicklung ist es, allen Menschen Bildungschancen zu eröffnen, die es ermöglichen, sich Wissen und Werte anzueignen sowie Verhaltensweisen und Lebensstile zu erlernen, die für eine lebenswerte Zukunft und positive gesellschaftliche Veränderung erforderlich sind. (Unesco Hamburger Erklärung) Die Weiterentwicklung und Bündelung der Aktivitäten sowie Transfer guter Praxis in die Breite Die Vernetzung der Akteure der Bildung für nachhaltige Entwicklung Die Verbesserung der öffentlichen Wahrnehmung von Bildung für nachhaltige Entwicklung Die Verstärkung internationaler Kooperationen (Deutscher Nationaler Aktionsplan NAP)

11 Themenkomplexe zu Nachhaltige Entwicklung "Dreieck der Nachhaltigkeit" gleichrangige Ziele des Konzeptes ökonomische Leistungsfähigkeit Ökonomische Ökologische Soziale Entwicklung auf der Erde soziale Gerechtigkeit ökologische Verträglichkeit

12 Soziale Gerechtigkeit z. B.: Gleichberechtigung und soziale Gerechtigkeit in allen Teilen der Welt Generationengerechtigkeit Sozialer Zusammenhalt Lebensqualität Internationale Verantwortung

13 Ökologische Verträglichkeit z. B.: Umwelt- und Artenschutz, Klimaschutz Gesundheitsschutz: Lärm, Strahlung, Immissionsschutz, Luftschadstoffe Gewässerschutz: Trinkwasser, Abwasser, Wasserschadstoffe Abfall, Recycling Bodenschutz, Altlasten Umweltrecht

14 Ökonomische Leistungsfähigkeit z. B.: Globalisierung der Wirtschaft und der Arbeit Globalisierung und Mobilität Internationale Rechtsfragen Urbane Entwicklungen Auswirkungen auf Kultur Qualitätssicherung für Produkte, Technologien und Produktionsprozesse Verbraucherschutz

16 Industrierohstoffe der Erde Organische Rohstoffe Anorganische Rohstoffe Biogene Rohstoffe Fossile Rohstoffe Mineralische Rohstoffe Pflanzen, Tiere Mikrobielle Produzenten Abfall- und Reststoffe Kohle Erdgas Erdöl Gesteine, Sande, Tone Metalle

17 Rohstoff- und Energiequellen der Erde Stoffliche Nutzung Flüssige Rohstoffe Gasförmige Rohstoffe Fossile Rohstoffe Biogene Rohstoffe Feste, mineralische Rohstoffe Wasser Luft Sauerstoff, Stickstoff Wasserstoff Edelgase Erdöl Erdgas Kohle Torf Abfallstoffe Pflanzen Tiere Mikrobielle Rohstoffe Abfallstoffe Erze, Metalle Gesteine, Lehme, Sande, Tone Mineralien gelöste anorganische Stoffe im Wasser Abfallstoffe Energetische Nutzung Gasförmige Rohstoffe Feste, mineralische Rohstoffe Fossile Rohstoffe Biogene Rohstoffe Solarenergie Wind kraft Flüssige Rohstoffe Wasserkraft Geothermie Wasser Wasserstoff Sauerstoff (Brennstoffzelle) Kernbrennstoffe Uran und andere radioaktive Elemente Erdöl Erdgas Kohle Torf Abfallstoffe Pflanzen Tiere Mikrobielle Rohstoffe Abfallstoffe Biomasse Wind elektrische und thermische Nutzung der Sonnenenergie Erdwärme

19 Biogene Rohstoffe der Erde pflanzliche und tierische Rohstoffe (land- und forstwirtschaftliche Rohstoffe) z. B. Schurwolle, Leder, Häute, Talg, Gelatine, Molke, Kasein u.a. organische Abfall-/Reststoffe im weitesten Sinne z. B. Stroh, Gülle, Waldrestholz, Haus- und Biomüll u.a. mikrobielle Rohstoffe / Rohstoffe aus dem maritimen Bereichen Die Bezeichnung Biogene Rohstoffe geht also weit über den der nachwachsenden Rohstoffe hinaus. Einsatz in fast allen Industriebereichen als bedeutende Alternative zur Gewinnung von Materialien, Werkstoffen und Energieträgern aus fossilen Rohstoffen In der chemischen Industrie könnten 90 % der chemischen Grundstoffe aus biogenen Rohstoffen gewonnen werden; z. Z. sind es ca. 10 %. Anteil der Biomasse für energetische Nutzung in der Bundesrepublik Deutschland 2006 nur ca. 3 % des Primärenergiegesamtbedarfes; als potentiell möglich werden 10 bis 13 % im Jahr 2030 eingeschätzt, d. h. anteilig 30 bis 50 % der regenerativen Energiequellen. Die drohende Erschöpfung der fossilen Rohstoffvorräte Kohle, Erdöl, Erdgas wird derzeitig weltweit diskutiert. Die steigenden Preise für Rohöl sind ein Anzeichen für diese Entwicklung, politische ökologische und sozialökonomische Auswirkungen haben globale Dimensionen.

20 Biogene Rohstoffe sind ein Teil der solaren Kreislaufwirtschaft und einer nachhaltigen Wirtschaftsweise. - in kurzen Zeiträumen mögliche Regenerierbarkeit pflanzlicher und tierischer Rohstoffe - biogene Rohstoffe tragen dazu bei, das Gleichgewicht des CO 2 -Kreislaufes auf der Erde zu erhalten - bieten Chancen für innovative Entwicklungen in der Wirtschaft, für neue Produktions- und Einkommensalternativen - die Bewertung des Prozesses zur Nachhaltigkeit in der Entwicklung, zur Kreislaufwirtschaft - zur Beachtung der potentiellen Gefahren für die Gesundheit der Menschen und für die Umwelt, zur Abfallwirtschaft, zur Ressourcenschonung usw. Ziel ist eine hohe Wertschöpfung durch die Nutzung der von der Natur hoch synthetisierten Rohstoffe. Dabei werden neben traditionellen mechanischen, physikalischen und chemischen Aufbereitungs - und Gewinnungsmethoden in Zukunft auch weit mehr die Gentechnologie und biotechnologische Verfahren eine entscheidende Rolle bei Erreichen der Konkurrenzfähigkeit der Produkte spielen. Die stoffliche Vielfalt der in der Natur ablaufenden biologischen und biochemischen Prozesse bieten der Menschheit ungeahnte Möglichkeiten zur wirtschaftlichen Nutzung. Bisher werden z. B. nur ca. 1 % der Inhaltsstoffe der pflanzlichen Rohstoffe der Erde genutzt. Heute ist auf der Grundlage wissenschaftlicher Erkenntnisse und analytischen Möglichkeiten gezielt Forschung und Entwicklung möglich, um diese Vielfalt zu erschließen und ökonomisch und ökologisch dieses Potential zu sinnvoll zu nutzen.

22 Biogene Rohstoffe - Produktlinien Zucker Stärke Proteine Öle/Fette Fasern Holz/Zellulose/Lignozellulose Besondere Inhaltsstoffe energetische Nutzung basiert auf der Nutzung der stofflichen Struktur der biogenen Rohstoffe, d.h. nach physikalischen, chemischen, biochemischen und biologischen Eigenschaften alle biogenen Rohstoffe lassen sich diesen o.g. Produktlinien zuordnen Grundstrukturen basieren auf Kohlenwasserstoffverbindungen, die eine Vergleichbarkeit mit synthetisch hergestellten organischen Produkten ermöglicht und sich damit für die industrielle Nutzung Alternativen zu den fossilen Rohstoffen Kohle, Erdöl, Erdgas ergeben

23 Zuordnung biogene Rohstoffe Produktlinien Pflanzliche Rohstoffe Tierische Rohstoffe Mikrobielle Rohstoffe und Mikrorganismen Biogene Abfall- und Reststoffe Produktlinien Zucker Zucker Zucker Zucker Stärke Stärke Stärke Stärke Proteine Proteine Proteine Proteine Öle/Fette Öle/Fette Öle/Fette Öle/Fette Fasern Fasern Fasern Holz/ Zellulose/ Lignozellulose Holz/ Zellulose/ Lignozellulose Besondere Inhaltsstoffe Besondere Inhaltsstoffe Besondere Inhaltsstoffe Besondere Inhaltsstoffe Energetische Nutzung Energetische Nutzung Energetische Nutzung Energetische Nutzung

24 Nutzung der Synthesevorleistungen der Natur als innovative Rohstoffquellen der Zukunft im non food Bereich Energetische Nutzung Wärme und Strom aus Biomasse Verbrennung, Vergasung, Vergärung von Biomasse Biokraftstoffe Biogas, Bioethanol, Pflanzenöle Stoffliche Nutzung Zucker Stärke Proteine Öle/Fette Fasern Besondere Inhaltsstoffe Holz/Zellu-lose, Lignozellulose Chem. Grundstoffe Chemikalien Chem. Grundstoffe Chem. Grundstoffe Chem. Grundstoffe Chem. Grundstoffe Kosmetika Pharmaka Kosmetika Pharmaka Kosmetika Pharmaka Kosmetika Pharmaka Kosmetika Pharmaka Tenside, Waschmittel Waschmittel Waschmittel Waschmittel Reinigungsmittel Wachse, Gummi Kautschuk Harze, Wachse,Balsame Kunststoffe, Polymere Kunststoffe Cateringartikel Technische Polymere Technische Polymere Textilien Bekleidung Kunststoffe Farbstoffe Kasein Anstrichstoff Farben, Lacke Farbstoffe Farbstoffe Hilfsmittel für Bauindustrie Baustoffe, Papiere und Pappen Hilfsfmittel für Papier-Textil- Lederindustrie Baustoffe Baustoffe,Dämmst offe, Verbundwerkstoffe, Papier, Verpackung Bauholz, Spanplatten, Zellstoffe und Derivate Lösungsmittel Hilfsmittel für Gießereien Klebstoffe Klebstoffe Hydrauliköle Schmierstoff Vliese, Filtermaterialien Gerbstoffe Gerbstoffe