Nachwachsende und fossile Rohstoffe Arbeitsblatt

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1 Lehrerinformation 1/8 Arbeitsauftrag Was sind nachwachsende Rohstoffe? Die SuS erfahren die Bedeutung und vergleichen die nachwachsenden mit fossilen Rohstoffen. Mit Informationstexten und verschiedenen Fragen dazu erarbeiten sie sich das notwendige Wissen. Sie erfahren zudem, warum wir unsere natürlichen Ressourcen schonen und schützen müssen. Ziel Die SuS wissen, was nachwachsende und fossile Rohstoffe sind, und kennen die Chancen und Gefahren. Material Arbeitsblätter Lösungsblätter Sozialform EA/PA Zeit 30 Zusätzliche Informationen: Quellen und weiterführende Informationen: Film Natürlich Film The pack that grows back (Möglichkeit zur Ausleihe eines Demopakets) - (Informationsmaterial und Arbeitsblätter) - (Bauer Hubert erklärt das Thema ganz einfach)

2 2/8 Aufgabe: Lies die Texte und löse die gestellten Aufgaben. Waschmittel, Verpackungen oder Lacke: Zahlreiche Produkte werden mit nachwachsenden Rohstoffen hergestellt. Doch was sind nachwachsende Rohstoffe? Und was sind denn Rohstoffe, die nicht nachwachsen? Nachwachsende Rohstoffe sind land- und forstwirtschaftlich erzeugte Produkte, die für Bereiche genutzt werden, welche nicht der Ernährung dienen. Das sind also Rohstoffe aus Pflanzen, die auf dem Acker immer wieder wachsen und aus denen Verschiedenes hergestellt werden kann. Rohstoffe sind natürlich vorkommende organische und nicht organische Stoffe; sie dienen zur Herstellung verschiedenster Produkte oder können, wie z. B. Holz oder Erdgas der Gewinnung von Energie dienen. Bestimmte Rohstoffe werden abgebaut und erneuern sich nicht mehr von selbst, wie z. B. die fossilen Rohstoffe Erdöl, Erdgas und Kohle. Fossile Rohstoffe sind Rohstoffe, welche aus abgestorbenen pflanzlichen und tierischen Organismen entstehen. Der Unterschied zu den nachwachsenden Rohstoffen besteht darin, dass sie nicht angebaut oder angepflanzt werden. Strom oder Wärme aus nachwachsenden Rohstoffen nennt man Bioenergie. Hier siehst du einige Pflanzen und die Rohstoffe, die man daraus herstellen kann. Kannst du die Lücken füllen? Pflanze Hanf Rohstoff Faser Raps Zuckerrübe Kartoffel Sonnenblume Öl Baum

3 3/8 Mit nachwachsenden Rohstoffen hat man jeden Tag zu tun: Duschgel enthält oft natürliche Reinigungsmittel aus Zucker oder Pflanzenöl Kartoffeln enthalten Stärke; daraus kann man Bioplastik machen Papier wird aus Holz hergestellt und aus Holz werden Häuser gebaut Unsere Kleider sind aus Baumwolle Rohstoffpflanzen dienen den Menschen seit Urzeiten als Rohstoff- und Energiequellen. Diese kommen aus der Land und Forstwirtschaft und werden nachwachsende Rohstoffe genannt. Durch die Nutzung von Kohle, Erdöl und Erdgas wurden sie zunehmend verdrängt. Der gesteigerte Verbrauch an fossilen Rohstoffen zeigt verschiedene negative Auswirkungen: Luftverschmutzung, CO 2 -Ausstoss, Klimaänderung wegen des Treibhauseffekts, Belastung von Gewässern und Böden sowie Verknappung der fossilen Ressourcen. Die Nutzung nachwachsender Rohstoffe kann wesentlich zu einer nachhaltigen Entwicklung von Industrie, Verkehr und Wirtschaft beitragen. Aus ihnen können Brennstoffe, Treibstoffe, Fasern, Zucker, Stärke, Zellulose, Proteine, Fette, Öle, Lacke und andere spezielle Chemikalien hergestellt werden. Fossile Rohstoffe werden somit geschont. Versuche, das Kreuzworträtsel zu lösen! 1. Damit können Autos fahren 2. Es kommt von Schafen und man kann Pullover daraus machen 3. Es ist aus Holz, man kann darauf schreiben 4. Strom, Wärme und Kraftstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen 5. Rohstoffpflanzen wachsen auf dem 6. Der Rohstoff für Holzhäuser kommt aus dem 7. Aus Kartoffelstärke macht man

4 4/8 Aufgabe: Überleg dir, welche Vor- und Nachteile die unterschiedlichen Rohstoffquellen haben könnten denk dabei an die Landwirtschaft, die Umwelt und die Industrie. Kennzeichne die Vorteile mit einem Plus-, die Nachteile mit einem Minus-Zeichen. Lies anschliessend den Text auf dem nächsten Blatt vielleicht findest du in diesem Text noch mehr Hinweise? Rohstoffe im Vergleich Nachwachsende Rohstoffe Fossile Rohstoffe Landwirtschaft Umwelt Industrie

5 5/8 Rohstoffe im Vergleich Erdöl und Erdgas sind heute die wichtigsten fossilen Rohstoffe. Aus ihnen werden viele Dinge unseres täglichen Lebens hergestellt. Die Palette reicht von Kunststoffen über Lacke und Farben, synthetische Textilien bis hin zu Arzneimitteln. Herkömmliche Treibstoffe wie Benzin, Dieselkraftstoff oder Kerosin für Flugzeugmotoren werden aus Erdöl hergestellt. Erdgas dient in vielen Haushalten der Beheizung und Warmwasserbereitung. Neben den vielen Vorteilen sind aber auch die Nachteile zu nennen: Beide Rohstoffe sind auf der Welt nicht in unendlichen Mengen vorhanden. Auch wenn in den letzten Jahrzehnten neue Erdgas- und Erdölfelder entdeckt wurden, werden diese Quellen irgendwann versiegen. Erdöl und Erdgas sind nicht gleichmässig auf der Welt verteilt. Dadurch sind oft lange Transportwege notwendig. Dies kostet zum einen Energie, zum anderen ist der Transport wie auch die Förderung selbst nicht immer ohne Risiken. Voraussetzung für eine gesicherte Versorgung der Industriestaaten ist, dass Förder- und Verbraucherländer zusammen- und nicht gegeneinander arbeiten. Werden Erdöl und Erdgas verbrannt, bildet sich Kohlenstoffdioxid. Dieses an sich unschädliche Gas entsteht immer bei der Verbrennung organischer Stoffe. Kohlenstoffdioxid trägt zur Aufheizung der Erdatmosphäre bei. Deshalb wird es auch Treibhausgas genannt. Eine Erwärmung der Erdatmosphäre könnte zum Abschmelzen der Polkappen, damit zum Anstieg der Meeresspiegel und zu katastrophalen Überschwemmungen und Klimaveränderungen führen. Pflanzen benötigen zum Wachsen Sonnenenergie, Wasser, Kohlenstoffdioxid und Nährstoffe. Gleichzeitig geben sie Sauerstoff ab. Werden pflanzliche Produkte verbrannt, wird nur so viel Kohlenstoffdioxid freigesetzt, wie vorher aus der Luft gebunden wurde. Die Nutzung pflanzlicher Rohstoffe führt also beim Verbrennen nicht zu einer zusätzlichen Freisetzung des Treibhausgases Kohlenstoffdioxid. Pflanzliche und tierische Rohstoffe enthalten chemische Grundstoffe, die aus Erdöl nur mit einem vergleichbar grösseren Aufwand hergestellt werden könnten. Derzeit werden nicht alle landwirtschaftlichen Flächen für die Nahrungsmittelproduktion benötigt. Äcker können brachliegen oder es werden Nutzpflanzen für industrielle und chemische Zwecke angebaut. Dabei können neue Züchtungen die Wirtschaftlichkeit von Pflanzen noch steigern. Auch kann durch den Anbau unterschiedlicher Pflanzen einer Artenverarmung entgegengewirkt werden. Viele nachwachsende Rohstoffe ermöglichen es, Produkte zu gewinnen, die umweltverträglich und leicht abbaubar sind. Dies gilt schon heute zum Beispiel für viele Waschmittel auf der Basis von Pflanzenölen.

6 6/8 Früher und heute Die Verwendung nachwachsender Rohstoffe ist nichts Neues: Holz wurde schon immer für Balken, Bretter und Werkzeuge, aber auch für den Bau von Häusern und Schiffen verwendet. Holz war lange die universelle Energiequelle zum Heizen und Kochen. Bis in das 19. Jahrhundert wurden zum Färben von Geweben aller Art fast nur Pflanzenfarbstoffe verwendet. Bereits die Ägypter, Griechen und Römer kannten Gerbstoffe aus Baumrinden, Hölzern oder Blättern, um Leder haltbar zu machen. Aus pflanzlichen und tierischen Fetten wird seit Jahrhunderten Seife hergestellt. Die Europäische Union (EU) macht es vor. Zusätzlich zu der Forstwirtschaft werden auf über 1,4 Millionen Hektar landwirtschaftlich nachwachsende Rohstoffe angebaut: davon sind 800'000 ha Raps, 500'000 ha schnellwachsende Baumarten, 100'000 ha Flachs, 14'200 ha Hanf, 9'400 ha Zuckerrüben, 6'250 ha Rohrglanzgras und andere mehr. Diese Kulturen werden von der EU finanziell unterstützt. Auch in der Schweiz werden nachwachsende Rohstoffe sowohl von der Forst- als auch von der Landwirtschaft produziert. Holz als klassischer nachwachsender Rohstoff der Waldwirtschaft wird auf rund 30 % der Landesfläche angebaut. Vom jährlichen Holzzuwachs (10 Mio. m 3 ) werden aber nur 5 Mio. m 3 verwertet. Die Waldwirtschaft kämpft mit Problemen aufgrund umweltschonender, kostenintensiver Pflege- und Nutzungsverfahren und starker Konkurrenz von ausländischem Billigholz. Die Potenziale nachwachsender Rohstoffe sind bei Weitem noch nicht ausgeschöpft. Um aber eine umfangreiche Nutzung nachwachsender Rohstoffe zu ermöglichen, sind weitere Anstrengungen in Forschung und Entwicklung nötig. Ziel ist es, den Anteil nachwachsender Rohstoffe bei der Herstellung vieler Produkte zu erhöhen und dort, wo heute ausschliesslich Stoffe auf der Basis von Erdöl eingesetzt werden, Alternativen auf pflanzlicher und tierischer Basis zu finden. Dabei ist die Zusammenarbeit unterschiedlicher Wissenschaftsgebiete notwendig. Pflanzenzüchter müssen Pflanzen bereitstellen, die die gewünschten Inhaltsstoffe in hohen Ausbeuten liefern. Ingenieure haben die Aufgabe, neue Erntegeräte und Verarbeitungsmaschinen zu konstruieren. Chemiker suchen nach Möglichkeiten, Pflanzeninhaltsstoffe einfach abzutrennen und sie in hochwertige, verkaufsfähige Produkte umzuwandeln. Dabei arbeiten sie wieder mit Ingenieuren zusammen, die die Materialeigenschaften und Verarbeitungswege neuer Werkstoffe erproben und optimieren. Die Wirtschaftlichkeit der neuen Produkte wird schliesslich von Wirtschaftswissenschaftlern überprüft. Trotz aller Bemühungen kann es aber nicht darum gehen, Erdöl und Erdgas vollständig zu ersetzen. Dazu reicht einerseits die vorhandene landwirtschaftliche Fläche nicht aus, andererseits gibt es Produkte, die sich auch in Zukunft konkurrenzlos billig und in hoher Qualität nur aus Erdöl und Erdgas herstellen lassen werden. Ein Beispiel ist der Kunststoff Polyethylen, der heute in riesigen Mengen erzeugt und verbraucht wird.

7 Lösungsblatt 7/8 Lösungen: Pflanze Hanf Raps Zuckerrübe Kartoffel Sonnenblume Baum Rohstoff Faser Öl Zucker Stärke Öl Holz A B B C I I K O 2 W O L L E P D R L I 6 W A L D 3 P A P I E R S S T 4 B I O E N E R G I E L K

8 Lösungsblatt 8/8 Nachwachsende Rohstoffe Fossile Rohstoffe Landwirtschaft Vorteile Produktions- und Einkommensalternative zu Nahrungspflanzen Neue Züchtungen steigern die Wirtschaftlichkeit Nachwachsender Rohstoffe In der Landwirtschaft nicht vorhanden Umwelt Vorteile Umweltverträglicher Anbau Biologische Abbaubarkeit vieler Produkte Der Artenverarmung könnte entgegengewirkt werden Bei der Verbrennung wird nur so viel Kohlenstoffdioxid freigesetzt, wie (kurze Zeit vorher) beim Wachsen der Pflanze gebunden wurde Bindet Kohlenstoffdioxid und wirkt so dem Treibhauseffekt entgegen Nachteile Gewinnung und Transport können umweltgefährdend sein Bei der Verbrennung wird Kohlenstoffdioxid frei, das bereits vor Jahrmillionen aus der Luft gebunden wurde Begrenzte Ressourcen werden rasch aufgezehrt Industrie Vorteile Produkte, die nicht aus fossilen Rohstoffen hergestellt werden können, sind verfügbar Produkte haben gute Kundenakzeptanz Nachteile Hohe Forschungskosten Ernteschwankungen Vorteile Gute Verarbeitungsmöglichkeiten Bewährte Verarbeitungsverfahren Manche Produkte bisher teilweise nicht ersetzbar Niedrige Preise