(1) Was heißt da Energieproblem? (2) Einfach Kurzi fragen: Zu was gibt s Steckerleisten (3) bei Prakti sogar im Angebot (4) mehr ist geil Mann!!!

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1 Energie 1. Kapitel: Ressourcen sind knapp (1) Was heißt da Energieproblem? (2) Einfach Kurzi fragen: Zu was gibt s Steckerleisten (3) bei Prakti sogar im Angebot (4) mehr ist geil Mann!!! Der globale Energiebedarf wächst und wächst. Wir verbrauchen Energie, wenn wir uns fortbewegen. Maschinen und Anlagen werden mit Energie betrieben. Die Produktion von Gütern benötigt Energie. Auch die Produktion von Lebensmitteln ist nur mit Energie möglich. Doch die globale Energieversorgung wird zum drängenden Problem. Dafür gibt es eine Reihe von Gründen. Beispiele sind: Ressourcenknappheit, Wachstum in den so genannten Schwellenländern, ein starker Anstieg der Weltbevölkerung und letztlich auch ihre Ernährung. Die Ressourcen von fossilen Energiequellen wie Erdgas, Erdöl oder Kohle sind begrenzt. Fossil kommt vom lateinischen fossilis und bedeutet so viel wie ausgegraben. Fossile Energieträger sind so genannte Bodenschätze, die in einem Prozess von Millionen von Jahren in der Erdkruste entstanden sind. Rund 36% des weltweiten Energiebedarfes wird durch Erdöl gedeckt. Bei gleicher Fördermenge wie heute ist diese Ressource bis 2046 aufgebraucht. 24% des Energiebedarfes wird weltweit durch Erdgas gedeckt. Bei gleichbleibender Fördermenge ist der derzeit bekannte Bestand bis 2048 erschöpft. Stein- und Braunkohle decken rund 27% des globalen Energiebedarfs. Die heute bekannten Vorkommen werden in ca. 200 Jahren abgebaut sein. Auch Uran, der Grundstoff für die Atomenergie, wird in rund 100 bis 200 Jahren zur Neige gehen und die Menschheit für weitere Jahrtausende nur noch als strahlender Atommüll beschäftigen. 1

2 2. Kapitel: Weltbevölkerung, Ernährung und Industriealisierung (1) Irgendwann fährt mein Roller auch mit Bio-Sprit (2) einfach aus der Landwirtschaft (3) Muss ja nicht aus allem Brot gemacht werden Zwischen steigendem Energiebedarf bei knappen Ressourcen fossiler Energieträger und dem Hunger auf der Welt gibt es eine unmittelbare Verbindung. Von 1950 bis zum Jahr 2000 ist die Weltbevölkerung von rund 2,5 auf 6,1 Milliarden Menschen angewachsen. Bis ins Jahr 2050 werden nochmals rund drei Milliarden Menschen hinzukommen und die Weltbevölkerung wird auf rund 9 Milliarden Menschen ansteigen. Um von der Versorgung und dem Preis der aus Erdöl gewonnenen Treibstoffe unabhängig zu sein, wird vermehrt auf Ersatz aus nachwachsenden Rohstoffen zugegriffen. In Europa wird so genannter Bio-Diesel häufig aus Rapsöl hergestellt. Grundstoffe können aber beispielsweise auch Soja-, Sonnenblumenoder Palmöle sein. In Brasilien beispielsweise reagiert die Autoindustrie auf die Energiekrise mit Motoren, die mit einer Mischung aus Benzin und Ethanol betrieben werden. Das Ethanol hierfür wird aus Zuckerrohr gewonnen. Anbauflächen für solche nachwachsenden Rohstoffe stehen allerdings in Konkurrenz zur Lebensmittelversorgung der Bevölkerung. Eine wachsende Weltbevölkerung will aber nicht nur ernährt werden, sondern die Menschen in allen Ländern der Welt sollen sich möglichst auch entwickeln können. Volle Leistung steht nicht nur den Industrienationen zu. Alle Menschen und Länder der Welt haben das Recht sich zu entwickeln. Viele Entwicklungsländer holen wirtschaftlich auf und stehen heute an der Schwelle zur Industrialisierung. Man bezeichnet diese Staaten daher als Schwellenländer. Zu den größten gehören in Asien China und Indien, aber auch Brasilien in Südamerika oder Südafrika zählen wir dazu. Eine Industrialisierung dieser Staaten wird einen enormen Anstieg des Energiebedarfs zur Folge haben. Die Probleme sind global: Die Verknappung der Ressourcen, das Recht auf Fortschritt der Entwicklungs- und Schwellenländer und das rasche Wachstum der Weltbevölkerung spitzen die Lage bei der Energieversorgung zu. Konflikte um die Verteilung werden zunehmen. Ein weiteres drängendes Problem ist der Klimaschutz. 2

3 3. Kapitel: Ökologische Grenzen (1) Was heißt hier Klimawandel (2) solchen Dreckschleudern sollte man einfach den Strom abdrehen! Hohen Energiebedarf decken wir mit Kraftwerken, die beispielsweise mit fossilen Energieträgern betrieben werden. Sowohl diese Kraftwerke, als auch das Verbrennen von Treibstoffen verursachen Emissionen und verschmutzen unsere Luft. Wenn fossile Energieträger verbrennen, entsteht CO 2. CO 2 ist die chemische Verbindung von einem Teil Kohlenstoff und zwei Teilen Sauerstoff zu Kohlenstoffdioxid. Kohlenstoffdioxid oder im allgemeinen Sprachgebrauch auch Kohlendioxid genannt ist mitverantwortlich für den Klimawandel. Der Anstieg des CO 2 -Gehaltes in der Erdatmosphäre ist eine Ursache für die Erderwärmung. Diese hat weitreichende Klimaveränderungen zur Folge. Beispielsweise das Abschmelzen der Polkappen, einen Anstieg des Pegels der Weltmeere, Stürme und Überflutungen oder in anderen Regionen wiederum Trockenheit. Der globale Energiebedarf wird derzeit zu rund einem Drittel allein durch das Verbrennen von Erdöl in Kraftwerken gedeckt. Da wir aber nicht nur über Kraftwerke Kohlendioxid freisetzen, muss die CO 2 -Emission weltweit begrenzt werden. Auch die Industrienationen müssen sich an diesem Prozess beteiligen und anderen Ländern die Chance geben, sich wirtschaftlich entwickeln zu können. Ein Ansatz dazu ist die Verpflichtung der Industrienationen auf Begrenzung oder Reduzierung der CO 2 -Emissionen bis zum Jahr 2012, welche in dem nach dem Weltklimagipfel im japanischen Kyoto benannten Kyoto-Protokoll festgeschrieben sind. Pro Kopf verursachen die USA weltweit den höchsten Ausstoß von CO 2 und sind somit der größte Klimasünder. Außer den USA, unter der Präsidentschaft von George W. Bush, haben sich im Kyoto-Prozess alle führenden Industrienationen dem Klimaschutz verpflichtet. 3

4 4. Kapitel: Umdenken und Energiebedarf senken (1) Ach was Ressourcenknappheit (2) Hier Power Hero in Folge 734 findet der einen monsterhaften Ölsee (3) Musst du nur richtig nach suchen Der Reichtum in den Industrienationen erklärt sich nicht zuletzt durch die Verfügbarkeit großer Depots an fossilen Energien. Depots und Ressourcen, die unweigerlich zur Neige gehen. Soll es bei der Energieversorgung nicht zum weltweiten Zusammenbruch kommen, brauchen wir alternative Konzepte und Energiesysteme. Auch ein Umdenken ist nötig: Energiesparen ist beim Energieverbrauch unvermeidlich. In jedem Unternehmen, in jedem privaten Haushalt und in jedem öffentlichen Raum, wie beispielsweise in der Schule, lässt sich Energie einsparen. Das senkt Kosten und schont Ressourcen. In vielen Schulen gibt es in-zwischen Energiespar-Projekte. Klassen machen eine Energieanalyse ihrer Schule und suchen nach Mängeln und Möglichkeiten, Energie zu sparen. Sie wenden sich an den Schulträger mit ihren Vorschlägen, um Mängel zu beseitigen und energiesparend zu investieren. Und sie tun selbst etwas, um Energie zu sparen und klären auf. Aus dem Maßnahmenkatalog eines Schulenergieprojekts: Thermostateinstellungen kontrollieren und regulieren Stoßlüften Temperatur mit Klassenthermometer messen Licht ausschalten während der großen Pausen Ausschalten von Geräten, keine Stand-by-Funktionen Plakate zum Energiesparen erstellen und aufhängen Bearbeitung des Themas im Unterricht Doch nicht nur zuhause und in der Schule sind Kreativität und Handeln gefragt. Umweltverträgliche und energiesparende Technologien sind längst als Zukunftsmärkte erkannt und werden von der Politik gefördert. Es wird geforscht und entwickelt, wie beispielsweise an so genannten Niedrigenergiefahrzeugen. Unter den Begriffen Passivhaus, Niedrig- oder Nullenergiehaus versteht man Konzepte, die vor allem durch eine kompakte Bauweise, Wärmedämmung, Lüftungssysteme und mit Hilfe von Erdwärme Ressourcen schonen und Heizkosten senken. Förderprogramme für Forschung und Entwicklung sind vor allem im Bereich erneuerbarer Energien zu finden. 4

5 5. Kapitel: Alternativen nutzen: Regenerative Energien (1) Das müsste funktionieren (2) ein Roller, der sich durch den Fahrtwind selbst antreibt (3) Dafür krieg ich den Hobelpreis (4) da müssen sich aber ein paar für ihr VERSETZUNGSGEFÄHRDET entschuldigen Ja, und wäre unser Kurzi in der letzten Physikstunde anwesend gewesen, wüsste er, dass es dieses Perpetuum Mobile, diese Konstruktion, die einmal in Gang gesetzt ewig in Bewegung bleibt und dabei Arbeit verrichten soll, ohne dass ihr von außen Energie zugeführt wird, niemals funktionieren kann, weil sie gegen die Grundkräfte der Physik verstößt. Als Alternative zu fossilen Energiequellen wie Erdöl, Erdgas, Braun- oder Steinkohle und Brennstoffen wie Uran für die Atomkraft, gelten so genannte erneuerbare oder regenerative Energieträger. Zu diesen gehören: Windkraft, Wasserkraft, Solarstrahlung, Biomasse, Geothermie und Gravitation. Die Bewegungsenergie von Wind- und Wasserkraft wird schon lange von den Menschen genutzt. Oft in Mühlen zum Mahlen von Getreide zu Mehl, aber auch beispielsweise in so genannten Sägewerken zum Antrieb einer Säge. Leistungsfähige Windkraftanlagen gibt es erst seit Mitte der 1980er Jahre. In Deutschland wird im weltweiten Vergleich am meisten Strom durch Windenergie produziert und bereits über 6% des gesamten Energiebedarfs damit gedeckt. In Alpenländern wie Österreich und der Schweiz spielt beispielsweise die Wasserkraft eine herausragende Rolle bei der Nutzung von erneuerbaren Energien. Weltweit werden große Wasserkraft-Projekte, wie zum Beispiel der Drei- Schluchten-Damm in China, errichtet oder zur Deckung des steigenden Energiebedarfs geplant. Wasserkraft ist wegen der enormen Eingriffe in Landschaft und Ökosysteme oftmals umstritten. 5

6 Oft wird von privaten Haushalten mit so genannten Photovoltaik-Anlagen Strom aus Sonnenenergie erzeugt. Die Wärme aus Sonnenkollektoren kann zusätzlich zur Wassererwärmung und Raumheizung genutzt werden. Biomasse meint organische, also nachwachsende Energiequellen. Wie beim so genannten Bio-Diesel. Aber auch solche Heizanlagen für Holzpellets zählen zur Energieerzeugung durch Biomasse. Ebenso wird Erdwärme als Energiequelle genutzt, beispielsweise bei Heizsystemen. Diese Technologie wird als Geothermie bezeichnet. Mit Erdwärme wird aber auch Strom erzeugt. In speziellen Anlagen werden Heißwasserdepots genutzt oder Wasser durch die Erdwärme erhitzt. Es gibt Zonen mit hoher Erdwärme hier rot dargestellt. Die höchste Energieleistung aus Erdwärme wird in Ländern mit einer hohen Anzahl von Vulkanen wie den USA, Japan und Indonesien gewonnen. Die Gravitation ist eigentlich eine der vier Grundkräfte der Physik und bezeichnet die gegenseitige Anziehung von Masse. Sie wird beispielsweise in Gezeitenkraftwerken als Energiequelle genutzt. Doch die Nutzung und der Ausbau erneuerbarer Energien werden die globalen Probleme bei der Energieversorgung und des Klimaschutzes nicht lösen können. Ein Umdenken wird der erste unausweichliche Schritt auf einem langen Weg zur Lösung dieser globalen Probleme sein. 6

7 6. Kapitel: Zusammenfassung Der globale Energiebedarf wächst aufgrund von Ressourcenknappheit, wirtschaftlichem Wachstum vor allem in den so genannten Schwellenländern und einem starken Anstieg der Weltbevölkerung. Bei der Herstellung von Biodiesel durch Speiseöle oder Ethanol aus Zuckerrohr steht die Energieversorgung in direkter Konkurrenz zur Welternährung. Die Industrienationen verpflichten sich im Kyoto-Protokoll zu einer Reduzierung der CO 2 -Emissionen bis zum Jahre Energieprojekte in Schulen haben zum Ziel über das Energiesparen aufzuklären, Energieanalysen zu erstellen sowie Schulträgern und Schülern Hinweise zum Energiesparen zu geben. Zu den erneuerbaren oder regenerativen Energien gehören Windkraft, Wasserkraft, Solarstrahlung, Biomasse, Geothermie und Gravitation. 7