Hol die Gruftis raus!

Hol die Gruftis raus! Schenk deinem alten Handy ein neues Leben. Materialien für Unterricht und Projekttage im Rahmen der Kampagne Verantwortung und Nachhaltigkeit. Mach mit! Mach mit! 1

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Verantwortung und Nachhaltigkeit. Mach mit! Inhaltsverzeichnis Einführung Arbeitspaket 1: Rohstoffe in (d)einem Handy Arbeitspaket 2: Der Ökologische Rucksack eines Mobiltelefons Arbeitspaket 3: Der Soziale Rucksack eines Mobiltelefons Arbeitspaket 4: Handy Fluch oder Segen? Arbeitspaket 5: Nachhaltiger Umgang mit Mobiltelefonen Arbeitspaket 6: Handyrecycling Prozess Arbeitspaket 7: Handyrecycling Handlung Arbeitspaket 8: Nachhaltige Produktion von Mobiltelefonen 5 11 25 39 55 71 83 97 109 Ideen für Projekttage: Nachhaltige Handynutzung und/oder Handyrecycling Das perfekte Handy 119 121 131 Glossar Anhang 155 161 Mach mit! 3

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Verantwortung und Nachhaltigkeit. Mach mit! Einführung Problemstellung: Trendentwicklung der Mobiltelefonie im Kontext der Nachhaltigkeit Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) beherrschen immer mehr unseren Alltag und sind zum Symbol unserer schnellen, modernen sowie ressourcen- und energieintensiven Lebensstile geworden. Die Zahl der registrierten Mobilfunkanschlüsse betrug Ende 2012 weltweit etwa 6,4 Milliarden 1 und ein Ende des Handybooms ist vorerst nicht abzusehen. In Europa wuchs in 2012 die Handy-Dichte auf etwa 123,3 Verträge pro 100 Einwohner. Damit einhergehend stieg auch die Anzahl der verkauften Handys. In Bezug auf die Mobiltelefon-Ausstattung gehört Deutschland zu den internationalen Spitzenreitern. Im Jahr 2011 wurden bundesweit rund 29 Millionen neue Mobiltelefone verkauft 2. Besonders Jugendliche gehören zu der gesellschaftlichen Gruppe mit einer sehr hohen Handy-Dichte von etwa 99%. Die dynamische Entwicklung der Mobiltelefonie ist mit einem schnell steigenden Energie- und Ressourcenverbrauch verbunden. Der ökologische Rucksack eines Mobiltelefons beträgt etwa 74 kg a, insbesondere die Phase der Ressourcengewinnung wiegt dabei schwer. Betrachtet man das Produkt an sich, so stellen ca. 28% des Materialgehalts Metalle dar. Darunter befinden sich viele sogenannte Technologiemetalle, die für Zukunftstechnologien, wie Umwelttechnik oder Elektroautos, von zentraler Bedeutung sind. Dazu gehören u.a. Platin, Palladium, Tantal, Indium, Lithium, Kobalt und Silber. Die Recyclingquote von Mobiltelefonen ist weltweit sehr niedrig. Laut einer weltweiten Kundenbefragung, die im Jahr 2008 von Nokia durchgeführt wurde, geben nur 3% aller Handy-Besitzer ihre nicht mehr genutzten Mobiltelefone zum Recycling 3. Etwa die Hälfte der gefragten Personen gab an, keine Informationen zu Recyclingmöglichkeiten zu haben; 74% der Handynutzer sagten, nie über Handy-Recycling nachzudenken. So lagern in Deutschland derzeit über 100 Millionen alte Handys in Schränken und Schubladen der Haushalte 4. In ihnen befinden sich wertvolle Rohstoffe, u.a. etwa 900 t Kupfer, 16 t Silber, 2,4 t Gold und 0,5 t Palladium. Im Vergleich zur Rohstoffgewinnung enthält 200 kg Golderz durchschnittlich etwa so viel Gold wie in 40 Handys enthalten ist 5. Viele der in einem Handy enthaltenen Rohstoffe unterliegen Nutzungskonkurrenzen und damit Preis- und Lieferschwankungen, belasten bei ihrer Gewinnung oder Verarbeitung die Umwelt oder schüren soziale oder politische Spannungen in ihren Herkunftsländern. Ein adäquates Recycling dieser Rohstoffe ist für eine nachhaltige Entwicklung darum eine notwendige Bedingung. Neben der Rückgabe ausgedienter Mobiltelefone zu einem fachgerechten Recycling ist aber auch die Nutzungsdauer und die damit verbundenen Anschaffungszyklen neuer Mobiltelefone von großer Bedeutung für eine nachhaltige Entwicklung. Die kurzen Nutzungsphasen und der schnelle Austausch der Geräte, der nicht zuletzt Mach mit! 5

auf die Marketingstrategien der Hersteller und Netzbetreiber zurückzuführen ist, führt zu einem stark ansteigenden Ressourcenverbrauch der Branche. Dem kann auch ein fachgerechtes Recycling ausgedienter Geräte nicht entgegenwirken stattdessen müssen beide Aspekte betrachtet werden, um zu einer nachhaltigen Entwicklung beitragen zu können. Insgesamt hat eine nachhaltigere Nutzung in Kombination mit adäquatem Recycling von Mobiltelefonen und damit weiteren IKT-Geräten eine große Bedeutung für die Umsetzung der Nachhaltigkeitsstrategie in Deutschland. Nachhaltiger Umgang mit Mobiltelefonen: Herausforderung für Bildung für Nachhaltigkeit Vor dem Hintergrund der Nachhaltigkeitsdebatte und einer notwendigen Reduzierung des Ressourcen- und Energieverbrauchs sollte der Umgang mit Mobiltelefonen, stellvertretend für weitere IKT-Geräte, wirtschaftlich und gesellschaftlich neu definiert werden. Wir brauchen einen öffentlichen Diskurs zu diesem Thema und (neue) Geschäftsmodelle, die auf einen nachhaltigeren Umgang mit Mobiltelefonen zielen. Das fehlende Recycling ist nur ein Aspekt der komplexen Problematik, das regelmäßige Anschaffen neuer Handys, um noch voll funktionstüchtige Handys zu ersetzen, hat unter Nachhaltigkeitsaspekten höhere Relevanz. Wir müssen umdenken, umsteuern, unsere Strukturen im Kopf verändern, um heutige ressourcen- und energieschwere Konsum- und Produktionsmuster zu verändern. Für die Umsetzung nachhaltiger Produktions- und Konsummuster ist es notwendig, grundlegende Zusammenhänge über ökologische und gesellschaftliche Wechselbeziehungen zu verstehen. Von daher ist Bildung für Nachhaltige Entwicklung (BNE) eine unabdingbare Bedingung für die praktische Umsetzung der komplexen Ziele einer Nachhaltigkeitsstrategie: Bildung für nachhaltige Entwicklung ( ) hat zum Ziel, die Menschen zur aktiven Gestaltung einer ökologisch verträglichen, wirtschaftlich leistungsfähigen und sozial gerechten Umwelt unter Berücksichtigung globaler Aspekte zu befähigen. 6 Bildung wird hier in erster Linie als Kompetenzförderung verstanden; im Zentrum der BNE in Deutschland steht das Konzept der Gestaltungskompetenz 7. Es soll nicht nur Wissen über Nachhaltigkeit vermittelt, sondern Menschen zum konkreten Handeln befähigen. Ziel ist also, die Zusammenhänge zwischen menschlichen Aktivitäten und Umweltbelastungen zu verstehen und zukunftsfähige Handlungsoptionen zu entwickeln. Das bedeutet einerseits: Die Menschen müssen wissen, wie nachhaltige Entwicklungsprozesse vorangebracht und woran nicht nachhaltige Entwicklungsprozesse erkannt werden können. Andererseits heißt Gestaltungskompetenz: Die Menschen erwerben die Werte und Fähigkeiten, die sie dazu motivieren und es ihnen erlauben, sich selbstständig und gemeinsam mit anderen für nachhaltige Entwicklung einzusetzen und diese substanziell voranzubringen. 8 BNE im Sinne eines lebenslangen Lernens ist somit ein Weg, um Handlungsbarrieren zu nachhaltigen Handlungsmustern zu überwinden. Daher ist BNE eine neue strategische Ausrichtung im Bildungsbereich mit hoher Forschungs- und Politikrelevanz 9. Zentrales Anliegen ist es, zu vermitteln, dass sich die Zukunft aktiv gestalten lässt. Für eine gesellschaftliche Transformation in Richtung Nachhaltigkeit sind besonders transformative Bildungskonzepte wie das der BNE von Bedeutung, denn transformative Bildung generiert ein Verständnis für Handlungsoptionen und Lösungsansätze, indem der Stand der Forschung [ ] verständlich aufbereitet und aktiv in die Gesellschaft kommuniziert 10 wird. BNE schafft somit Transformationswissen, Lernräume und Multiplikationsprozesse und ist daher ein entscheidendes Vehikel für einen gesellschaftlichen Übergang zur Nachhaltigkeit. Fokus der Bildungsaktivitäten: Kompetenzvermittlung Die vorliegenden Materialien und die darauf aufbauenden Bildungsaktivitäten in Schulen und außerschulischen Lernorten zielen zum einen auf die Vermittlung von fachlicher Kompetenz und zum anderen auf die Förderung von Gestaltungskompetenzen, die einen nachhaltigen Konsum fördern, ab 11. In den Materialien werden aktuelle Informationen zum Thema Ressourcenverbrauch und Konsum, insbesondere in Verbindung mit dem rasanten Wachstum der Mobiltelefonie für den Unterricht aufbereitet.. Es sollen die Mach mit! 6

Kompetenzen zum nachhaltigen Umgang mit IKT-Geräten am jugendalltagsnahen Beispiel des Mobiltelefons gefördert werden, um handelnd im Sinne einer nachhaltigen Umgestaltung tätig werden zu können. Der Erwerb von Gestaltungskompetenz bei den Schülerinnen und Schülern soll vor allem auf folgende Teilkompetenzen ausgerichtet sein: die Vermittlung von Fach- und Sachverständnis, vorausschauend zu denken. Diese Kompetenz ist notwen- dig, um Kreativität sowie Fantasie für individuelle Handlungsoptionen entwickeln zu können; die Entwicklung der Fähigkeit, interdisziplinär denken und argumentieren zu können. Da insbesondere Problemfelder einer nachhaltigen Entwicklung, die sich beim Thema Nachhaltige Ressourcennutzung im Kontext von Globalisierung nahezu zwangsläufig ergeben, grundsätzlich nicht aus einer fachwissen- schaftlichen Perspektive allein heraus bearbeitet werden können, ist für das Erkennen und Verstehen von Systemzusammenhängen und für einen angemessenen Umgang mit Komplexität analytisch und syn- thetisch verstandenes Lernen im Kontext unverzichtbar. Lernen im Kontext bedeutet, dass schulische und außerschulische Lernprozesse in problem- und themenorientierter Interdisziplinarität angelegt sein müssen; die Vermittlung von Partizipationsfähigkeit, die sich auf die Teilhabe an Entscheidungs- und Entwick- lungsprozessen in den unterschiedlichsten Handlungsfeldern des schulischen und außerschulischen Lebens beziehen muss: auf den Unterricht, auf die Schulgemeinschaft, die soziale Gestaltung des Schul- lebens und die Einbettung der Schule in kommunale, regionale und überregionale Zusammenhänge sowie den persönlichen Gestaltungsraum außerhalb der Schule. Didaktisch-Methodischer Ansatz: ODE Offene Didaktische Erschließung Die didaktische Grundlage für die vorliegenden Materialien bildet die Methode der Offenen Didak-tischen Erschließung (ODE) 12. Diese Methode wurde von der Forschungsgruppe Nachhaltiges Produzieren und Konsumieren des Wuppertal Instituts entwickelt und wurde mehrmals bei der Entwicklung von bundesweiten Bildungskampagnen angewendet, wie z.b. der Kampagne des Wissenschaftsjahres 2012 Die Rohstoff-Expedition. Entdecke, was in (deinem) Handy steckt oder der Bildungskampagne des Forums für Verantwortung der ASKO Europa Stiftung und der Europäischen Akademie Otzenhausen Mut zur Nachhaltigkeit 13. Die ODE kombiniert die Erkenntnisse der Umweltpsychologie und konstruktivistischer Didaktik in einer Theorie des normenorientierten Deutungslernens. Das Deutungslernen findet sich in der konstruktivistisch inspirierten Didaktik im Kontext des didaktischen Prinzips: Deutungsmusteransatz 14. Lernen wird in einer konstruktivistisch fundierten Didaktik als selbstreferenzieller, autopoietischer Prozess verstanden, der von Außen nicht unmittelbar beeinflusst werden kann. Die Methode wird durch eine offene, interdisziplinäre Herangehensweise an Themen und Darstellung der systemischen Zusammenhänge charakterisiert. Ziel ist es systemisches Denken, Kreativität und kritische Reflexion zu fördern. Offen meint dabei, dass der Zugang vom Thema her nicht spezifisch definiert sein muss, da es vielfältige Zugänge gibt, um Systemfunktionen mehrdimensional und multifunktional zu erschließen. Konkret bedeutet dies z.b. ein modulares System von Forschungsdesigns/-methoden anzubieten, die je nach präferiertem Zugang ausgewählt werden können. Erschließung bedeutet in diesem Zusammenhang, dass das Handlungsfeld für sich selbst reflektiert und antizipiert wird, um es dann in Bezug zum eigenen sozialen wie gesellschaftlichen Kontext zu setzen. Dabei werden die individuellen und sozialen Konstrukte (verdichtet zu Deutungsmustern) thematisiert und neu bewertet. Es besteht Freiheit bezüglich der methodischen Herangehensweise bei der Vermittlung von Inhalten. Bevorzugt werden Methoden, die eine selbstständige Erschließung des Themas fördern und den Dialog zwischen den Lernenden ermöglichen, um die Fähigkeit, interdisziplinär zu denken und argumentieren, zu unterstützen. Die vorliegenden Materialien (entwickelt als Baukastensystem) sind somit flexibel anschlussfähig an unterschiedliche Unterrichtsformate: regulärer Unterricht, Projekttage, Arbeitsgemeinschaften u.a.. Mach mit! 7

Zielsetzung und Aufbau der Materialien Um die Jugendlichen für einen Dialog zum Thema Nachhaltige Ressourcennutzung am Beispiel von Mobiltelefonen zu gewinnen und die Konsummuster zu ändern, ist es notwendig, mit Hilfe der Lernmaterialien und Aktionen den Schritt vom Wissen zum Handeln zu fördern. Ein verantwortungsvolles Handeln bedarf der Berücksichtigung grundlegender systemischer Zusammenhänge zwischen den ökologischen, wirtschaftlichen und sozialen Aspekten des Ressourcenverbrauchs und den eigenen Handlungs- und damit auch Konsumentscheidungen. Denn bei der Wahl solcher Entscheidungen ist immer zu berücksichtigen, dass die Hauptursache für die meisten ökologischen Probleme ein weit überhöhter Ressourcen- und Energieverbrauch ist. Aufbauend auf den Erfahrungswerten des Wuppertal Instituts und des IASS und den Erfahrungen aus dem gemeinsamen BMBF-Projekt Rückgabe und Nutzung gebrauchter Handys 15 sollen die vorliegenden Materialien dazu beitragen, Jugendliche für das Thema Umgang mit knappen Ressourcen und nachhaltigem Konsum am Beispiel Handy zu sensibilisieren. Dazu führt das Saarland eine modular aufgebaute Kampagne mit unterschiedlichen Formaten und Materialien durch. Aktuelle Informationen zur Kampagne sind online erhältlich unter: www.handy.saarland.de Folgende Inhalte finden sich in den vorliegenden Materialien: 1. Rohstoffe in (d)einem Handy 2. Ökologischer Rucksack eines Mobiltelefons 3. Sozialer Rucksack eines Mobiltelefons 4. Handy Fluch oder Segen? 5. Nachhaltiger Umgang mit Mobiltelefonen 6. Handyrecycling Prozess 7. Handyrecycling Handlung 8. Nachhaltige Produktion von Mobiltelefonen 9. Ideen für Projekttage: Nachhaltige Handynutzung und/oder Handyrecycling, Das perfekte Handy Jedes Lernmaterial besteht aus drei Teilen. Das Übersichtsblatt (Teil 1) und die Einführung für die Lehrkräfte (Teil 2) umfassen die theoretischen Hintergrundinformationen zu dem jeweiligen Thema des vorliegenden Materials. Diese werden durch Fakten unterlegt, es werden Ursachen und Trends sowie Möglichkeiten aufgezeigt, wie sich der Einzelne im Alltag nachhaltiger verhalten kann und in welchen Kontext sich die Thematik eingliedert. Dieser Informationsteil dient den Lehrkräften als Grundlage, um die Schülerinnen und Schüler auf die Aufgabe (Teil 3) vorzubereiten. Das vorliegende Set von Materialien ist nach dem Baukastenprinzip (siehe oben didaktisch-methodischer Ansatz) entwickelt worden. Sie sind sowohl als Ganzes wie auch als einzelne Teile flexibel anschlussfähig an die anderen Arbeitspakete und lassen sich miteinander kombinieren oder nacheinander im Unterricht einsetzen. Die Projekttage bauen auf den einzelnen Lernmaterialien auf und bilden eine mögliche Kombination verschiedener Elemente der Materialien. Sie können selbstverständlich auch anderweitig kombiniert und eingesetzt werden. Je nach inhaltlicher Schwerpunktsetzung der Unterrichtsstunde und dem Stand des Wissens der Schülerinnen und Schüler können die einzelnen Materialien in vollem Umfang oder nur ausschnittweise umgesetzt werden. Die angegebenen Übersichten zu Bezug zum Lehrplan stellen lediglich Beispiele für den schulischen Einsatz dar. Ergänzend zu den vorliegenden Materialien können die Factsheets, welche im BMBF-Projekt zur Nutzung und Rückgabe gebrauchter Handys entwickelt wurden, eingesetzt werden, da sie an einigen Stellen detailliertere Hintergrundinformationen bereit stellen. Sie befinden sich ebenfalls im vorliegenden Ordner. Beim Einsatz der Factsheets ist allerdings zu beachten, dass sich die Zahlen und Berechnungen der im Mobiltelefon enthaltenen Stoffe insbesondere der Metalle immer weiter aktualisieren und somit können sie in den Factsheets teilweise von den hier aufgeführten Zahlen abweichen. Mach mit! 8

Literatur Einführung a Diese Zahl bezieht sich auf ältere Handymodelle, der Materialverbrauch von Smartphones ist wahrscheinlich höher. 1 ITU (2014): ICT facts and figures 2014. (auf: http://www.itu.int/itu-d/ict/statistics/) Zugriff: 06.08.2014. 2 Bitkom (2011): BITKOM zum Handymarkt. Pressemitteilung vom 15.08.2011 (auf: http://www.bitkom. org/files/documents/bitkom_presseinfo_handy-_und_smartphone-markt_15_08_2011.pdf) Zugriff: 06.08.2014. 3 Nokia (2008): Environmental Report 2008 (auf: http://www.nokia.com/environment/our- responsibility/ environmental-report-2008/2008-in-short) Zugriff: 06.08.2014. Die Umfrage basiert auf Interviews mit 6.500 Menschen aus 13 Ländern, darunter Finnland, Deutschland, Italien, Russland, Schweden, Großbritannien, die Vereinigten Arabischen Emirate, die USA, Nigeria, Indien, China, Indonesien und Brasilien. 4 Bitkom (2014): Erstmals mehr als 100 Millionen Alt-Handys zu Hause. Pressemitteilung vom 22.01.2014. (available online, retrieved May 2014: http://www.bitkom.org/de/presse/30739_78445. aspx) Zugriff: 06.08.2014. 5 Hagelüken, C. (2013): Recycling kritischer Metalle Anforderungen, Verfahren und deren Grenzen, Tagung Seltene Erden und kritische Metalle, Evangelische Akademie Baden, Bad Herrenalb, 13. Januar 2013. 6 BMBF (2002): Bericht der Bundesregierung zur Bildung für eine nachhaltige Entwicklung. Bonn: Bundesministerium für Bildung und Forschung. S. 4. 7 Haan, Gerhard de (2008): Gestaltungskompetenz als Kompetenzkonzept der Bildung für nachhaltige Entwicklung. In Bormann I, Haan G de (Hrsg.) Kompetenzen der Bildung für nachhaltige Entwicklung, VS Verlag, Wiesbaden: 23 43. 8 DUK (2011): Die Umsetzung der UN-Dekade Bildung für nachhaltige Entwicklung (2005-2014) in Deutschland : Zwischenbericht Mitte 2007 bis Mitte 2010, Deutsche UNESCO-Kommission, Bonn. S. 9. 9 Deutscher Bundestag (2012): Fraktionsübergreifender Antrag zur Förderung von Bildung für nachhaltige Entwicklung. Antrag der Fraktionen CDU/CSU, SPD, FDP und BÜNDNIS 90/DIE GRÜNEN, Drucksache 17/9186. 10 WBGU (2011): Welt im Wandel: Gesellschaftsvertrag für eine Große Transformation. Hauptgutachten 2011. Berlin: Wissenschaftlicher Beirat der Bundesregierung Globale Umweltveränderungen. S. 24. 11 Zu dem Konzept der Gestaltungskompetenzen im Kontext der BNE siehe Haan, G.d./Harenberg, D. (1999). Förderprogramm Bildung für eine nachhaltige Entwicklung. Bund-Länder-Kommission für Bildungsplanung und Forschungsförderung (BLK), (Hrsg.): Materialien zur Bildungsplanung und Forschungsförderung, H.27. Bonn. Mach mit! 9

12 Bliesner, A., Liedtke, C., Welfens, M.J., Baedeker, C., Rohn, H. (2013): Norm-oriented interpretation learning and resource use: the concept of open-didactic exploration as a contribution to raising awareness of a responsible resource use, in: Resources, ISSN 2079-9276 4 www.mdpi.com/journal/resources Stengel, O., Liedtke, C., Baedeker, C., Welfens, M.J. (2008): Theorie und Praxis eines Bildungskonzepts für eine nachhaltige Entwicklung. In: Umweltpsychologie, 12, 2, 29-42. 13 Nordmann, J., Welfens, M.J., Fischer, D., Nemnich, C., Bookhagen, B., Bienge, K., Niebert, K., (2014): Die Rohstoff-Expedition, Entdecke, was in (deinem) Handy steckt, Springer Spectrum, Berlin. Liedtke, C., Welfens, M.J. (2008): Didaktische Module "Vom Wissen zum Handeln", sechs Bände: (1) Nachhaltige Entwicklung, (2) Konsum, (3) Ressourcen und Energie, (4) Klima und Ozeane, (5) Wasser Ernährung, Bevölkerung, (6) Wirtschaft/neue Weltordnung, ASKO EUROPA-STIFTUNG 2008, Saarbrücken. 14 Siebert, H. (2005): Pädagogischer Konstruktivismus. Lernzentrierte Pädagogik in Schule und Erwachsenenbildung. 3.überarb. und erw. Aufl. in: Reich, K.; Voß, R. (Hg.): Reihe Pädagogik und Konstruktivismus. Weinheim. 15 Welfens, M.J., Nordmann, J., Seibt, A., Schmitt, M. (2013): Acceptance of mobile phone return programmes for increased resource efficiency by young people experiences from a German research project. Journal Resources 2013, 2(3), pp. 385-405. Bookhagen, B., Nordmann, J., Dyrnes, I.; Stengel, O., Schmidt, N-H. (2013): Acceptance of Mobile Phone Return Programs: A Case Study Based Analysis; paper presented at the First International Conference on Information and Communication Technologies for Sustainability (ICT4S), 14-16, The Netherlands. Das Lern- und Arbeitsmaterial Entdecke, was in (D)einem Handy steckt! wird im November 2014 als Schulbuch im Springer Verlag erscheinen: Nordmann, J., Welfens, M. J., Fischer, D., Nemnich, C., Bookhagen, B., Bienge, K., Niebert, K. (2014): Die Rohstoff-Expedition. Entdecke, was in (d)einem Handy steckt, Berlin: Springer Berlin, (2. Aufl.), 160 Seiten. Mach mit! 10

Arbeitspaket 1 Rohstoffe in (d)einem Handy Inhalt Teil 1: Übersichtsblatt Teil 2: Einführung für Lehrkräfte Teil 3: Aufgabenbeschreibung für Schülerinnen und Schüler Teil 3: als Kopiervorlage Mach mit! 11

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Arbeitspaket 1 Rohstoffe in (d)einem Handy Teil 1 Übersichtsblatt Kurzbeschreibung Konzeption und methodisch-didaktische Umsetzung Benötigte Arbeitsmaterialien Dieses Material soll den Schülerinnen und Schüler am Beispiel des Handys ein Gefühl für die Rohstoffintensität unserer elektronischen Alltagsgegenstände vermitteln. Die Schülerinnen und Schüler sollen nach Abschluss der Einheit wissen, dass in kleinen Geräten wie Handys über 45 verschiedene Elemente stecken. Darüber hinaus werden sie wichtige Stoffgruppen sowie einige ausgewählte Elemente und ihre Funktion im Handy benennen können. Je nach Unterrichtsfach und erwünschter Vertiefung können darauf aufbauend z.b. chemische und physikalische Eigenschaften von Metallen behandelt werden. Der Abbau der Erze und Konflikte im Rohstoffhandel bieten sich als Vertiefung an. Die Einheit zielt darauf ab, eine konkrete Vorstellung von Rohstoffen und unserem Rohstoffverbrauch zu vermitteln. Die Entwicklung dieser Vorstellung wird durch die praktische Aufgabe unterstützt, bei der die Schülerinnen und Schüler selbst ein Handy auseinanderbauen, die einzelnen Bauteile benennen und in Kleingruppen darüber diskutieren, aus welchen Materialien diese Bauteile möglicherweise aufgebaut sind. So werden einige der nicht direkt erkennbaren Stoffe wie Metalle konkret benannt und im Handy ihren Bauteilen und Funktionen zugeordnet. Eine sinnvolle haptische Ergänzung zu dieser Aufgabe stellt die Handy-Rohstoffbox dar. Sie enthält neun Minerale und Gesteine, aus denen die für die Handyproduktion benötigten Elemente gewonnen werden. Mit Hilfe eines Spiels können die Gesteine bestimmt, die darin enthaltenen Elemente benannt und diese den entsprechenden Handy-Bauteile zugeordnet werden. Damit können die Schülerinnen und Schüler nicht nur Rohstoffe direkt in die Hand nehmen, ihnen wird auch der Lebenszyklus eines Handys vom Gestein über das Element bis hin zum Bauteil auf spielerische Art verdeutlicht. Je nach Fach und Themenschwerpunkt kann eine Vertiefung erfolgen, z.b. in welchen Ländern wird Gold abgebaut, unter welchen Umständen findet der Abbau statt und über welche Umwege gelangt es ins Handy? Was sind Konfliktmineralien? Kann man diese Konfliktmineralien durch andere ersetzen? Altes Handy (ein Gerät pro Kleingruppe), als Werkzeug kleine Schraubendreher Kreuzschlitz (Größe 000+00) und Torx-Sechsrund (Größe 5+6), Möglichkeiten zur Recherche (Computer, Smartphone) Optional: Rohstoffkoffer (kann über das Projektbüro in der Staatskanzlei ausgeliehen werden) Mach mit! 13

Empfohlene Teilnehmerzahl Zeitaufwand Möglicher Bezug zu Lehrplänen Verweise auf Factsheets und andere Materialien Arbeit in Kleingruppen mit max. 5 Schülerinnen und Schülern 2 Unterrichtsstunden, je nach Vertiefungsschwerpunkt GeS Chemie 10 Metalle als Alltagsstoffe und Wirtschaftsfaktor Gym Erdkunde 7 Rohstoffe Gym Chemie 8 Stoffe und Stoffeigenschaften RS Erdkunde 9M Entwicklungsländer FS 6, 10 AP 2, 7, 8, 9 Mach mit! 14

Arbeitspaket 1 Rohstoffe in (d)einem Handy Teil 2 Einführung für Lehrkräfte Mobiltelefone bestehen etwa zur Hälfte (Gewichtsprozent) aus Kunststoffen (Plastik), zu rund 30% aus verschiedenen Metallen und etwa 20% aus Glas und Keramik, dazu kommen noch wenige Prozent sonstige Stoffe (bspw. Flüssigkristalle, Flammenhemmer). Jedes Handy ist anders und diese Werte stellen nur einen ungefähren Durchschnitt dar, bspw. haben Smartphones in der Regel einen höheren Glasgehalt. Insgesamt kommen in Mobiltelefonen mehr als 45 verschiedene Elemente vor (siehe Abb. 1). Es finden sich in Mobiltelefonen fast 20 verschiedene Kunststoffe; Ausgangprodukte für die Herstellung von Kunststoff sind ungesättigte Kohlenwasserstoffverbindungen (Bestandteile von Erdöl, Kohle und Erdgas). In der Kunststoff-Synthese wird heute fast nur noch das Rohöl genutzt. Mach mit! 15

Die für die Handyproduktion benötigten Stoffe werden in verschiedenen Ländern abgebaut, daher über weite Strecken transportiert und schlussendlich in den Einzelteilen des Mobiltelefons verbaut. Die Einzelteile (ein Handy besteht aus rund 200 Einzelkomponenten) werden ebenfalls in verschiedenen Ländern hergestellt, zum nächsten Ort transportiert und zusammengebaut, so dass Teile des Handys vom Abbau bis zum fertigen Bauteil rund 40.000 km (einmal um die Erde) zurückgelegt haben können 16. Viele Metalle, die sich in Mobiltelefonen finden, werden zu den seltenen Metallen gezählt. Hierzu gehören z.b. Tantal, das aus dem Erz Coltan gewonnen wird, und Indium. Über die Seltenheit von Metallen entscheiden unter anderem ökonomische und geopolitische Entwicklungen wie die Verfügbarkeit von Ressourcen und die Nachfrage nach ihnen. Die seltenen Metalle sind nicht mit den Seltenen Erden zu verwechseln. In jedem einzelnen Mobiltelefon kommt nur eine geringfügige Masse von seltenen Metallen vor, beachtet man jedoch, dass 2012 weltweit 1,75 Milliarden Endgeräte verkauft wurden 17, so ergibt sich eine beachtliche Masse an verwendeten Metallen. In einer Milliarde Handys stecken durchschnittlich 9.000 t Kupfer, 24 t Gold, 160 t Silber, 5 t Palladium und 340 kg Platin 18. Dies sind Zahlen, die zeigen, wie sehr wir eine nachhaltige Nutzung und Erwirtschaftung von Metallen in den Fokus rücken müssen, denn viele Metalle werden nicht selten sowohl unter menschenunwürdigen als auch umweltschädlichen Bedingungen abgebaut. Hier ist zu erwähnen, dass diese Zahlen pro Handy sich auf ältere Handymodelle beziehen und meist von Recyclingunternehmen stammen, so dass sie lediglich einen ungefähren Querschnitt von vielen verschiedenen Geräten zeigen. Die neueren Smartphones sind noch nicht ausreichend untersucht, auch gibt es sehr viele verschiedene Geräte mit unterschiedlichen Gehalten (z.b. je nach Displaygröße). Metall Vorkommen im Handy (Gew. %) Anwendung im Handy (Bsp.) Kupfer und seine Verbindungen ca. 15 % Silizium 5-15 % Glas, Mikrochips Lithium ca. 3-4 % Akku Drähte, Verbindungen, Bestandteil der Leiterplatte Aluminium ca. 3-4 % Abdeckplatten auf Leiterplatine Eisen ca. 3 % Schrauben, Federn Kobalt ca. 2-3 % Akku Nickel ca. 2 % Legierungen auf Leiterplatine Zinn ca. 1 % Teil des Lötmaterials in geringen Mengen unter 1 % Chrom u/o Titan keine Angabe im Gehäuse, auf Leiterplatine Silber ca. 0,16 % Tastaturmatte, Leiterplatte Palladium 0,015 % Vielschichtkondensatoren Gold 0,024 % Bond-Drähte, SIM-Kontakte Indium ca. 0,002 % LCD-Display Platin ca. 0,00034 % Kontakte Tantal 0,004 % Mikrokondensatoren Antimon keine Angabe in bleifreien Löten, in den Kunststoffgehäusen und der Tastatur als Flammenhemmer Mach mit! 16

In (älteren) Handymodellen, die rund 100 g wiegen, befinden sich durchschnittlich: Kunststoffe (40% bis zu 60%) (Herstellung größtenteils aus Erdöl) im Gehäuse in der Tastaturmatte (oft auch aus Silizium-Kautschuk) als Bestandteile der Leiterplatte Metalle (ca. 30%) (Herstellung aus metallhaltigen Erz-Mineralen) für Leiterbahnen und Kontakte sind meistens auf der Platine zu finden in fast allen technischen Bauteilen Glas und Keramik (ca. 15-20%) (Herstellung hauptsächlich aus Quarz und Tonmineralen) LCD-Anzeige (Glas aus Quarzsand) Isolatoren aus Tonmineralen (Keramik) Bei Mobiltelefonen ist die Produktion der Leiterplatten und den darauf befindlichen Bauteilen aufgrund der vielen Metalle besonders ressourcenintensiv und damit umweltbelastend, insbesondere bezüglich des Einsatzes von Chemikalien für die Gewinnung seltener Metalle, Wasser und Energie und dem Anfallen von Abfällen und Emissionen. An einigen Beispielen soll hier die ressourcenintensive Gewinnung von Metallen aufgezeigt werden: In einigen Erzen (Gesteine oder Minerale, die in abbauwürdiger Form Metalle enthalten) stecken nur wenige Gramm Metall, z.b. Golderze enthalten durchschnittlich nur 4-5 g Gold pro Tonne Golderz. Es entstehen daher große Mengen an Abraum (vgl. AP2). Auch der Abbau von Palladium verursacht hohe Mengen an Abraum (es finden sich durchschnittlich nur 2-4 g Palladium pro Tonne Erz). Im Jahre 2010 wurden ca. 20% der weltweiten Palladium-Produktion für die Herstellung von Handys und Laptops verwendet. Es werden (teilweise giftige) Chemikalien benötigt, um das Metall aus dem Gestein zu lösen. Weiterhin kommen Wasser für die Prozesse und Energie für die Maschinen dazu, z.b. benötigt man für die Herstellung von 1 t Aluminium mit der energieaufwändigen Schmelzflusselektrolyse rund 13.000-16.000 kwh das ist in etwa der Stromverbrauch eines 4-Personen-Haushalts in vier Jahren (siehe auch AP 6). Die Kunststoffe sollten bzgl. Ressourcenintensität nicht vergessen werden, auch wenn Kunststoffe bei Mobiltelefonen im Vergleich zum Materialwert gegenüber den Metallen in den Hintergrund treten: Rund 42% des weltweit geförderten Erdöls werden für Heizung, Elektrizität und Prozessenergie verwendet, 46% für Treibstoffe, 12% für die chemische Industrie davon 4% für die Produktion von Kunststoffen 19. Die Wichtigkeit des Erdöls für die chemische Industrie sollte nicht vergessen werden: Als Kraftstoff für Autos wird das Erdöl nur einmalig verwendet, während es als Basis für Medikamente, Waschmittel und Kunststoffe einen (teilweise lebenswichtigen) langfristigen und damit mehrfachen Nutzen erhält. Vorkommen der Metalle im Handy In Abb. 3 (S. 20) sind einige Beispiele von Metallen in Bauteilen im Handy dargestellt. Diese Abb. kann auch an die Schüler ausgegeben werden. Die Erläuterung erfolgt hier in der Reihenfolge der rot markierten Bauteile: Auf der Leiterplatte finden sich die meisten Metalle. Die Leiterplatte besteht aus kunststofffaserverstärktem Kupfer, winzige Mikro-Kondensatoren enthalten Tantal, Microchips werden aus Silizium und Gallium hergestellt, Beryllium ist zur Erhöhung der Festigkeit in z.b. Federn und dünnen Drähten (s.u.) enthalten. Die ca. 0,024 g Gold, die sich im Handy finden, werden größtenteils zur Legierung von Kontakten verwendet (bspw. die SIM-Kontakte müssen Feuchtigkeit und Abrieb standhalten) oder finden sich in extrem dünnen Drähten, sog. Drahtbonden am Ansatz der Mikrochips. Gold ist ein sehr guter Leiter und kann zu extrem dünnen Drähten gezogen werden; aus 1 g Gold lässt sich ein Bond-Draht von rund 3 km Länge ziehen 20. Kein anderes Metall könnte derzeit diese Funktion mit derselben Leistung ersetzen (dünn und daher vergleichsweise leicht, material- und platzsparend, gute Leitfähigkeit). Das Halbmetall Silizium findet sich als Grundstoff für die Mikrochips, zusätzlich als Taktgeber in winzigen Oszillatoren als Schwingquarz auf den Halbleiterchips (auch die Sendeanlagen benötigen Schwingquarze). Silizium wird aus Quarzsand hergestellt. Die Mikrochips können auch aus Galliumarsenid bestehen. Die Schrauben zur Mach mit! 17

Display Lautsprecher Kunststoffgehäuse Tastatur Kunststoffgehäuse Leiterplatte Kunststoffgehäuse Akku 56 % 28 % 16 % Kunststoffe Metalle Glas / Keramik Gehäusebefestigung bestehen meist aus Eisen und können mit Aluminium oder Nickel legiert sein. Abdeckplatten (z.b. auf der Leiterplatine) müssen leicht und robust sein und werden aus Aluminium gefertigt, häufig legiert mit Silber, aber auch Chrom, Nickel und anderen Metallen. Das Display besteht aus speziellem Glas, der Grundbaustoff ist ebenfalls Silizium. Indium befindet sich im Glas der LCD-Displays als bisher unverzichtbares Indiumzinnoxid (ITO, IndiumTinnOxide). Dieses ist transparent, besitzt fast metallische Leitfähigkeit und ermöglicht bei Displays eine dünne, leitfähige Beschichtung. Die verschiedenen Farben des Displays werden durch die Seltenen Erdmetalle (SEE) erzeugt. Die Akkumulatoren (kurz: Akkus) bestehen größtenteils aus Lithium, ein Großteil der heutigen Akkus sind Lithium-Ionen-Akkus, wie Ihre Schüler auf der Akkubeschreibung durch die Angabe Li-Ion leicht prüfen können. Die positive Elektrode des Akkus enthält Lithium-Metalloxide, hier wird häufig das Kobaltoxid verwendet, es können aber auch Nickel-, Mangan- oder Eisenoxide sein. Mach mit! 18

Die SEE finden sich auch in den Lautsprechern, hier wird häufig Neodym für die Magnete verwendet. Eine kurze Nebenbemerkung zu den SEE: das häufigste Element der Seltenen Erden ist Cer, Lanthan und Neodym sind die bekanntesten. Tantal und Indium gehören, wie oft fälschlich erwähnt, nicht zu den Seltenen Erden! Hinweise zu den Arbeitsbögen: Je nachdem welche Vorkenntnisse Ihre Schülerinnen und Schüler bereits zu Metallen besitzen, bleibt es Ihnen überlassen, anfangs im Plenum Fakten zu Metallen, deren Aussehen und Charakteristika zu wiederholen. Es geht in diesem Modul nicht darum, dass die Schülerinnen und Schüler alle Metalle nennen können (das wird bei über 35 Metallen nicht möglich sein). Die Schülerinnen und Schüler sollen sich darüber bewusst werden, wie viele Metalle tatsächlich im Handy stecken und wie viele Rohstoffe dafür benötigt werden und dass deren Abbau mit vielen Problemen verbunden ist. Insbesondere erhält hier der von Schülerinnen und Schülern oft nicht gezogene Bezug zwischen dem Periodensystem, dem Metall Kupfer und der Alltagsanwendung (den Drähten im Handy) eine greifbare und sichtbare Komponte in den offengelegten Bauteilen. Viele Schülerinnen und Schüler vergessen, dass auch Gold und Platin Metalle sind. Ein Magnet und eine Lupe eignen sich für die Untersuchung der Bauteile im Handy (beides findet sich in der Handy-Rohstoffbox, falls Sie diese verwenden). Es bleibt Ihnen überlassen, ob Sie die Schülerinnen und Schüler interaktiv auf eigene Faust das Handy untersuchen lassen (die Schülerinnen und Schüler können klopfen, horchen, ob Kunststoff oder Metall), mit dem Fingernagel kratzen (in den meisten Fällen lässt sich so Glas und Kunststoff unterscheiden) etc. oder ob Sie Hilfestellungen geben (bspw. durch gezielte Fragen wie: Welche Metalle sind magnetisch? Woraus besteht der Akku (Li-Ion steht auf fast jedem Akku) oder ob Sie zeitgleich eine Internetrecherche machen lassen: Eine hilfreiche Webseite zur Untersuchung der Bauteile findet sich mit dem Online-Tool der Verbraucherzentrale: http://www.checked4you.de/doc350738a.html Bitte machen Sie die Schülerinnen und Schüler darauf aufmerksam, dass die Handys danach wieder zusammengesetzt werden sollten (dies ist keineswegs einfach!), so können Sie die Handys mehrfach verwenden. Die Lehrerlösung gibt Ihnen zur Vorbereitung einige Beispiele für Bauteile und Inhaltsstoffe (detailreich dargestellt), diese spiegeln die häufig von Schülerinnen und Schüler der 7.-10. Klasse genannten Bauteile und Bestandteile wieder. Dementsprechend können Sie den Arbeitsbogen anpassen: Bauteil Display Akku Leiterplatte Abdeckungen (dünne silbrig-erscheinende Platten) Gehäuse Tastatur (falls vorhanden) Aus welchen Stoffen besteht das Bauteil? Glas (Grundstoff Silizium); bei Flüssigkristallanzeigen Indium Lithium; häufig Kobalt Platine: Aus kunstofffaserverstärktem Kupfer; mit Loten (z.b. Löt-Legierung aus Zinn, Zink, Silber, Kupfer und grünem Lötstopplack) Auf Platine viele Metalle, z.b. Gold (Bond-Verbindungen), Kupfer (Drähte, Verbindungen), Silizium (Mikrochips, Schwingquarz), Tantal (Kondensatoren), Eisen (Schrauben, Federn), Keramik (Vielschichtkondensatoren), es finden hier auch Platin, Palladium, Titan, Chrom, etc. (fast alle Metalle, die man kennt, kommen auf der Platine vor). Aluminium, oft legiert mit Zink, Nickel, Kupfer Kunststoffe (aus Erdöl hergestellt) Gummi/Kunststoffe Mach mit! 19

Literatur Arbeitspaket 1 16 Hagelüken (2013): Daten von Umicore in persönlicher Email erhalten. 17 Gartner (2013): Worldwide mobile device sales to end users reached 1.6 billion units in 2010; smartphone sales grew 72 percent in 2010. (auf: http://www.gartner.com/it/page.jsp?id=1543014) Zugriff 20.07.2014. 18 Hagelüken, Christian (2013): Recycling kritischer Metalle Anforderungen, Verfahren und deren Grenzen, Tagung Seltene Erden und kritische Metalle, Evangelische Akademie Baden, Bad Herrenalb, 13. Januar 2013. 19 Fachverband der Chemischen Industrie Österreichs (2014): Basiswissen über Kunststoffe, (auf: http://www.kunststoffe.fcio.at/de/kunststoffe.fcio.at/wissenswertes%20%c3%bcber%20kunst stoff/basiswissen%20zu%20kunststoffen/was%20sind%20kunststoffe/was+sind+kunststoffe.aspx) Zugriff 06.08.2014. 20 Bookhagen, Britta (2012): Rohstoffkoffer: Was steckt im Handy? LehrerInnenbroschüre. 76 S. Verlag Naturhistorisches Museum Wien, ISBN 978-3-902421-73-9. Mach mit! 20

Arbeitspaket 1 Rohstoffe in (d)einem Handy Teil 3 Aufgabenbeschreibung für Schülerinnen und Schüler als Kopiervorlage Mach mit! 21

Was steckt in (d)einem Handy? Bildet zunächst kleine Gruppen (4-5 Personen) und bestimmt eine Person je Gruppe, die eure Ergebnisse aufschreibt. Aufgabe 1 Nehmt euch ein nicht mehr funktionstüchtiges Handy und baut es auseinander. Bitte geht vorsichtig mit dem Werkzeug um. Nehmt immer zuerst den Akku aus dem Handy heraus, bevor ihr etwas abnehmt oder abschraubt. Wechselt euch ab, damit jede/r aus eurer Gruppe etwas ausbauen kann. Und merkt euch, wie ihr das Handy zerlegt - ihr sollt es danach wieder zusammenbauen. Benennt die einzelnen Bauteile (linke Spalte der Tabelle). Wenn ihr den Namen nicht kennt, denkt euch einen passenden aus oder beschreibt das Bauteil. Beschäftigt euch nun mit den Materialien des Handys: Aus welchem Stoff/welchen Stoffen bestehen die einzelnen Bauteile? Besprecht diese Frage in der Gruppe und tragt die Ergebnisse in der Tabelle ein (rechte Spalte der Tabelle). Benennt die Stoffe so genau wie möglich. Einfach nur Metalle zählt nicht! Bauteil Aus welchen Stoffen besteht das Bauteil? Mach mit! 22

Was steckt in (d)einem Handy? Aufgabe 2 Tragt nun in dem ausgeteilten Periodensystem ein, welche Elemente eurer Meinung nach im Handy enthalten sind. Ein kleiner Tipp: Im Handy sind mindestens 30 verschiedene Metalle. Mach mit! 23

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Arbeitspaket 2 Der Ökologische Rucksack eines Mobiltelefons Inhalt Teil 1: Übersichtsblatt Teil 2: Einführung für Lehrkräfte Teil 3: Aufgabenbeschreibung für Schülerinnen und Schüler Teil 3: als Kopiervorlage Mach mit! 25

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Arbeitspaket 2 Der Ökologische Rucksack eines Mobiltelefons Teil 1 Übersichtsblatt Kurzbeschreibung Konzeption und methodisch-didaktische Umsetzung Benötigte Arbeitsmaterialien Empfohlene Teilnehmerzahl Das Material bietet eine Einführung in die Thematik Nachhaltigkeit und IKT-Geräte am Beispiel eines Mobiltelefons. Es beschreibt das Konzept des Ökologischen Rucksacks und stellt diesen exemplarisch für ein Mobiltelefon dar. Neben einer textlichen / mündlichen Einführung durch die Lehrkraft, die gemeinschaftlich im Klassenverbund erfolgt, sollten sich die Schülerinnen und Schüler daran anknüpfend über die Bearbeitung verschiedener Aufgaben in die Thematik vertiefen. Ziel der Aufgabe ist es, den Schülerinnen und Schüler aufzuzeigen, dass es sich bei einem Handy um ein globales Produkt handelt und es über seinen Lebenszyklus hinweg eine lange Reise um die Welt zurücklegt und viele Ressourcen beansprucht. Somit besitzt der Hinweis auf der Handyverpackung Made in China (oder Malaysia, USA usw.) mitunter wenig Aussagekraft. Zu diesem Zweck sollen die Schülerinnen und Schüler die Reise ihres Handys zurückverfolgen, indem sie die einzelnen Stationen: Rohstoffgewinnung, Weiterverarbeitung, Produktion/Montage, Vertrieb auf einer Weltkarte markieren und zueinander in Beziehung setzen. Zur Recherche der einzelnen Stationen der Wertschöpfungskette wäre es hilfreich, wenn den Schülerinnen und Schüler ein Computer mit Internetzugang zur Verfügung stünde, um Rohstoffe, Ursprungsländer sowie die weiteren Stationen der Handyproduktion zu recherchieren. Eine erste Anlaufstelle kann die Webseite der Rohstoff-Expedition (www.die-rohstoff-expedition. de) oder der Verbraucherzentrale NRW ( www.vz-nrw.de/handyrohstoffe und www.checked4you.de/doc350738a.html) darstellen. Gegebenenfalls könnten die Schülerinnen und Schüler auch mit ihrem Handy recherchieren, sofern genügend Schülerinnen und Schüler über ein Smartphone mit Internetzugang verfügen und die Schulpolitik den Einsatz des Handys zulässt. Weltkarte (bei Gruppenarbeit eine große Wand- oder Aufstellkarte, bei Einzelarbeit auf einer DinA3 oder DinA4 Seite), Zettel, Klebestreifen, Faden/Schnur in verschiedenen Farben für die unterschiedlichen Rohstoffe Arbeit in Kleingruppen (ca. 3-4 Personen) oder Einzelarbeit ist gleichermaßen möglich Mach mit! 27

Zeitaufwand Möglicher Bezug zu Lehrplänen Verweise auf Factsheets und andere Materialien 2-4 Unterrichtsstunden, je nach Vorwissen und Vertiefung Gym Erdkunde 7 Rohstoffe Gym Erdkunde 8 Leben in einer globalisierter Welt FS 3 und 4; weiterführend auch FS 1, 2, 5 a-c AP 1, 3, 5 Mach mit! 28

Arbeitspaket 2 Der Ökologische Rucksack eines Mobiltelefons Teil 2 Einführung für Lehrkräfte Mit jedem Produkt und jeder Dienstleistung, die wir kaufen, kaufen wir auch automatisch deren Ökologischen Rucksack. Da er dem Produkt nicht sichtbar anhaftet, geschieht dies meist ohne Wissen des Konsumenten und fließt somit auch kaum in die Konsumentscheidung mit ein. Gleichzeitig ist er jedoch von großer Bedeutung für eine Entwicklung hin zu einem nachhaltigeren Konsum- und Produktionssystem. Denn der Ökologische Rucksack hilft uns zu verstehen, wie viel Natur wir durch unser Konsumverhalten verbrauchen und wie wir schonender mit ihr umgehen können 21. In jedem Produkt, das wir kaufen, stecken Energie und Ressourcen, die auf den ersten Blick nicht zu sehen sind. Gefüllt wird der ökologische Rucksack mit all den Stoffen, die aus der Natur entnommen werden, um sie für die Rohstoffgewinnung, Herstellung, Verpackung, Transport und Gebrauch bis hin zur Entsorgung eines Produktes einzusetzen. Alle diese Stationen zusammengefasst, werden auch als Lebenszyklus eines Produktes bezeichnet. Der ökologische Rucksack ist also der in Kilogramm angegebene Materialbedarf eines Produktes über seinen gesamten Lebenszyklus hinweg 22. Dem Endprodukt ist der ökologische Rucksack nicht nur nicht anzusehen, er wiegt in den meisten Fällen auch ein Vielfaches mehr als das eigentliche Produkt. So wiegt beispielsweise ein Computer (mit Monitor, Tastatur, Drucker und Maus) zwischen 6 bis 10 kg sein ökologischer Rucksack bringt jedoch zwischen 500 kg bis zu 1,5 t auf die Waage. Eine Jeans, die etwas über 500 g wiegt, verschlingt nicht nur viele tausend Liter Wasser, die beispielsweise in der Rohstoffgewinnung (Baumwollanbau) und Nutzung (Wäsche) benötigt werden, sondern schleppt in ihrem Ökologischen Rucksack über 30 kg Material mit sich herum. Auch Dienstleistungen lassen sich so bewerten. Eine im Laden gekaufte CD beispielsweise hat einen Ökologischen Rucksack von 1.600 g. Lädt man hingegen 56 Minuten Musik als MP3-Dateien aus dem Internet, so sind es nur 670 g. Allerdings muss man bei letzterer beachten, dass sich der ökologische Rucksack einer MP3- Mach mit! 29

Musikdatei deutlich vergrößern und ggf. sogar die CD überholen kann, wenn sie mehrfach heruntergeladen und neu zusammen gestellt wird 23. Für diesen Vorgang werden umfassende Serverstrukturen und Energie für deren Bereitstellung benötigt; die hierfür genutzten Ressourcen fließen alle in den Ökologischen Rucksack der Musikdatei mit ein. Ausschlaggebend ist hierbei also das Nutzerverhalten, also der persönliche Umgang mit der Musikdatei. Abb. 2: Ökologischer Rucksack: 56 Minuten Musik auf einer CD 1,6 0,67 Ökologischer Rucksack: 56 Minuten Musik als MP3-Download Lern- u. Arbeitsmaterial. Bonn. S. 7 Dieser Vergleich zeigt deutlich, dass die lebenszyklusweite Betrachtung eines Produktes durch den ökologischen Rucksack sehr wichtig ist. Berechnet man den ökologischen Rucksack, so ist erkennbar, in welchen Phasen des Lebenszyklus die meisten Ressourcen genutzt werden und wie Hersteller oder Verbraucher dazu beitragen können, die Ressourcen der Erde besser zu nutzen und sie damit auch zu schonen. Je nach Produkt oder Dienstleistung liegen die schwerwiegenden Aspekte in unterschiedlichen Phasen des Lebenszyklus, also bei der Rohstoffgewinnung, Produktion (einschließlich der Produktion von Vorprodukten, Transporte und Vertrieb), Nutzung (einschließlich aller Verbräuche, Transporte und Reparaturen) oder Entsorgung / Recycling (vgl. Abb. 3). Für die Berechnung des Ökologischen Rucksacks zerlegt man das Produkt gedanklich in seine Bestandteile, diese wiederum in einzelne Materialien und schaut sich an, wie viel von jedem enthalten ist und wie das Produkt hergestellt wurde. Es lässt sich alles auf eine Liste an Aufwendungen seien es Rohstoffe, Energie oder Transporte zurückführen, für die jeweils ein bestimmter Ressourcenaufwand notwendig ist. Im Konzept des Ökologischen Rucksacks werden alle diese Materialinputs getrennt nach fünf verschiedenen Inputkategorien erfasst und ausgewiesen. Diese fünf Kategorien sind: abiotische Rohstoffe (mineralische Rohstoffe, z.b. Erze, Sand, Kies; fossile Energieträger, z.b. Kohle, Erdöl; nicht verwertete Rohförderung, z.b. Abraum; bewegte Erde, z.b. Aushub von Erde und Sediment), biotische Rohstoffe (pflanzliche Biomasse aus Bewirtschaftung und nicht bewirtschafteten Bereichen, z.b. Pflanzen, Tiere), Bodenbewegung in der Land- und Forstwirtschaft (mechanische Bodenbearbeitung, Erosion), Wasser (Oberflächenwasser, Grundwasser, Tiefengrundwasser) und Luft (Verbrennung, chemische Umwandlung, physikalische Veränderung (Aggregatzustand)). Mach mit! 30

Weiterführende Materialien zur Berechnungsmethode des Ökologischen Rucksacks finden Sie auf der Website des Wuppertal Instituts unter http://wupperinst.org/projekte/themen-online/mips/ Diese lebenszyklusweite Betrachtung ist notwendig, weil den Produkten oft nicht angesehen werden kann, zu welchen Umweltbeeinträchtigungen es während ihrer Herstellung gekommen ist und mit welchen die Nutzung verbunden ist. Die möglichen Umweltwirkungen eines Produktes oder einer Dienstleistung können anhand der Berechnung des lebenszyklusweiten Materialinputs bewertet werden. Eine vereinfachte Regel lautet: Je größer der Ökologische Rucksack eines Produktes ist, desto umweltschädlicher ist es. Nicht berücksichtigt bei dieser einfachen Formel ist die Giftigkeit von Stoffen, die der Umwelt zusätzlich zusetzen kann. Zudem wird durch eine lebenszyklusweite Betrachung die globale Bedeutung eines einzelnen Produktes deutlich. Die für ein Mobiltelefon benötigten Rohstoffe kommen aus einer Vielzahl an Ländern, die Produktion der einzelnen Komponenten und der Zusammenbau des ganzen Mobiltelefons findet meist in unterschiedlichen Ländern statt, während das Mobiltelefon danach noch eine weite Reise bis zum Konsumenten zurücklegt. Der Ökologische Rucksack eines Mobiltelefons Einen besonders schweren Rucksack haben Produkte, die gerade in den letzten Jahren immer beliebter geworden sind: Handys und Smartphones. In diesen technischen Geräten steckt viel Natur. Das liegt in erster Linie an den Metallen, die fast 30% des Mobiltelefons ausmachen. Ein Beispiel hier ist Kupfer ein wichtiger Bestandteil des Mobiltelefons, der sich in erster Linie in Drähten, Verbindungen und der Leiterplatine befindet. Rund 10 g Kupfer werden in einem Mobiltelefon verbaut, hierfür werden knapp 3,5 kg abiotische Rohstoffe benötigt, wel- Mach mit! 31

che Teil des gesamten Ökologischen Rucksacks darstellen. Hinzu kommen weitere Bestandteile eines Handys wie andere Metalle oder Kunststoffe. Zudem müssen Verpackung und Energieverbrauch ebenfalls berücksichtigt werden; letzterer setzt sich aus den genutzten Rohstoffen wie Kohle, Öl, Gas und erneuerbaren Energien zusammen. So trägt ein Mobiltelefon insgesamt einen ca. 75,3 kg schweren Ökologischen Rucksack mit sich herum 24. Die nachfolgende Abbildung zeigt den Ökologischen Rucksack eines Mobiltelefons (Daten beziehen sich auf ein herkömmliches Mobiltelefon, kein Smartphone), in dem das Eigengewicht des Mobiltelefons (80g) dem Gewicht des gesamten Ressourcenverbrauchs gegenübergestellt wird. Bei der Berechnung des Ökologischen Rucksacks wird das Eigengewicht des Produktes nicht mit eingerechnet. Es zeigt sich, dass der Ökologische Rucksack mit ca. 75,3 kg mehr als 940-mal schwerer ist als das Mobiltelefon selbst: Bei der Betrachtung des gesamten Lebenszyklus des Mobiltelefons zeigt sich, dass in der Phase der Rohstoffgewinnung der höchste Ressourcenbedarf anfällt (47%) und das, obwohl einige der Metalle als sogenannte Sekundärmetalle (recycelte Metalle) anteilig angenommen wurden. Zweitwichtigste Phase ist die Nutzung des Mobiltelefons. Sie macht in dieser Berechnung rund 42% des gesamten Ökologischen Rucksacks aus. Die Verarbeitung fällt mit 11% weniger ins Gewicht als die Nutzung. Am wenigsten wird in der Entsorgungsphase an Ressourcen aufgewendet (0,1%). Allerdings muss hier angemerkt werden, dass bei der Berechnung der vierten Phase aus Datenverfügbarkeitsgründen lediglich der Transport zur Verbrennungs-/ Recyclinganlage berücksichtigt ist, nicht die für den Recyclingprozess benötigten Ressourcen. Vor dem Hintergrund der aktuellen Verkaufszahlen von Mobiltelefonen allein im Jahr 2013 wurden weltweit 1,8 Milliarden Endgeräte verkauft 25 bekommt der Ökologische Rucksack eine wichtige Bedeutung, da er aufzeigt, wie ressourcenaufwändig die Herstellung und Nutzung dieser Geräte ist. Bedenkt man zudem, dass in Deutschland schätzungsweise über 100 Millionen Handys ungenutzt in Schubladen schlummern, wird schnell klar, dass dies wertvolle Schätze sind, die als Rohstoffquelle genutzt und recycelt werden können. Mach mit! 32