20100205/iken draeger/ufu verbundprojekt powerado-plus 1 fachseminare zu erneuerbaren energien...

20100205/Iken Draeger/UfU Verbundprojekt powerado-plus 1

Fachseminare zu erneuerbaren EnergienImpulskarten für die Gruppenarbeit in

Thema 1

Quelle: BMU / H.-G. Oed

Forschungsvorhaben im Rahmen der Richtlinie zur Förderung von Untersuchungen zur Fortentwick-lung der Gesamtstrategie zum weiteren Ausbau der Erneuerbaren Energien (EE) Laufzeit: April 2009 bis März 2012 Das diesem Bericht zugrunde liegende Vorhaben wurde mit Mitteln des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit unter dem Förderkennzeichen 0325118 gefördert. Die Verantwortung für den Inhalt dieser Veröffentlichung liegt bei den Autoren.

Verbundprojekt powerado-plus20100205/Iken Draeger/UfU 2

Klimawandel und EnergiewendeGeografie/Deutsch/Kunst

• Erwärmung der Erdoberfläche

• Erwärmung der Meere:

Meeresanstieg,

Strömungsveränderungen

• Abschmelzen der Polkappen

• Gletscherschmelze

• extreme Wetterlagen:

Wirbelstürme, Regenfälle,

Überschwemmungen

• Desertifikation

Fotos: Eisscholle © Steffi Pelz, www.pixelio.de; Schelfeis: © Gabi Huckelmann, www.pixelio.de; Sturm: © tutto62, www.pixelio.de; Regen: © Ute Bibow, www.pixelio.de; Verwüstung: © Robson, www.pixelio.de; Überschwemmung USA 2005: Michael Zschiesche, UfU


Klimawandel und EnergiewendeGeografie/Politik/Sozialkunde

Zunehmende klimabedingte Änderungen in Temperatur- und

Niederschlagsmustern sowie häufigere und stärkere

Extremwetterereignisse, Dürren und Überschwemmungen führen zu

erschwerten Bedingungen für die Landwirtschaft. Folge sind wachsende

Ernährungsunsicherheit und Hungersnöte, viele Menschen werden zum

Verlassen ihrer Heimat gezwungen. Weitere Folgen des Klimawandels

vor allem in tropischen Ländern sind Trinkwasserknappheit sowie die

Ausbreitung von Krankheiten wie Malaria und Dengue-Fieber.

(Klimawandel, S. 12)


Klimawandel und EnergiewendeGeografie

Quelle: Umwelt-Prognose-Institut (UIP) 2000


Klimawandel und EnergiewendeKunst/Deutsch/Geografie

Quelle: Bohrplattform Troll Norwegen: Shell, www.shell.de; Steinkohle Förderturm DSK Deutsche Steinkohle AG; restl. Fotos: H.-G. Oed, BMU


Klimawandel und EnergiewendeGeografie/Geschichte/Deutsch

Quelle: © BizziNet.de


Klimawandel und EnergiewendePhysik/Chemie/Deutsch

Der Klimawandel wird überwiegend vom Menschen verursacht, er lässt

sich nicht allein durch natürliche Ursachen erklären. Zu diesem Schluss

kommt das Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), das

vom Umweltprogramm der UN und von der Weltorganisation für

Meteorologie ins Leben gerufen wurde, in seinem Klimabericht 2007. Seit

Beginn der Industrialisierung ist die CO2-Konzentration um 30 % auf 387

ppm gestiegen (in den letzten 420.000 Jahren hatte sie nie 290 ppm

überschritten). Die Methankonzentration steigerte sich sogar um 140 %.

Die Auswirkungen der Erderwärmung auf Mensch und Natur sind

vielfältig und komplex. Durch positive Rückkopplung werden die Effekte

an vielen Stellen weiter verstärkt. (Schulpaket CO2-frei, UfU)


Klimawandel und EnergiewendePhysik/Chemie/Deutsch

Nur wenn es bis 2020 gelingt, eine Trendwende in der Emissionsentwicklung herbeizuführen (die technisch möglich ist), lassen sich die Folgen des Klimawandels begrenzen. Eine radikale Energiewende ist dafür notwendig. Die Energiewende muss drei Komponenten umfassen: Energieeffizienz, Erneuerbare Energien und Energiesparen. Insbesondere die Industrieländer als Hauptverursacher sind aufgefordert zu handeln, um einen Temperaturanstieg über den kritischen Wert von 2°C zu verhindern. Um das zu erreichen, müssen sie ihre Emissionen bis 2050 um 80 % reduzieren, denn die Treibhausgase bleiben über Jahre in der Atmosphäre und bauen sich nur sehr langsam ab. Ein Drittel der CO2-Emissionen ist nach 100 Jahren weiter wirksam, nach 1000 Jahren ist es immer noch ein Fünftel. Aber auch die Schwellen- und sogenannten Entwicklungsländer müssen ihre Energieversorgung mit Unterstützung der Industrieländer umstellen. (Schulpaket CO2-frei, UfU)


Klimawandel und Energiewende Politik/Sozialkunde/Geschichte

Quelle: © Bundesverband Windenergie e.V., www.wind-energie.de


Klimawandel und EnergiewendeGeschichte/Geografie/Physik



Klimawandel und EnergiewendeGeschichte/Geografie/Deutsch

Quelle: Rolf Behringer, Solare Zukunft e.V.


Klimawandel und EnergiewendeGeschichte/Mathematik/Physik

Quelle: Le Monde diplomatique, 2007IPCC: Intergovernmental Panel on Climate Change


Klimawandel und EnergiewendeDeutsch/Politik/Geografie



Die Industriestaaten sind aufgrund der intensiven Nutzung fossiler

Energien die Hauptverursacher des Klimawandels. Aber der Klimawandel

trifft alle - egal wie viel Tonnen CO2 man pro Jahr produziert. Als die am

stärksten vom Klimawandel betroffenen Staaten nennen Experten: – Die am schwächsten entwickelten Länder, da sie nicht über Mittel für

Schutzmaßnahmen verfügen.– Kleine Inselstaaten: Sie liegen oft nur knapp über dem Meeresspiegel,

der weiter steigt.– Länder Afrikas: Der Zwischenstaatliche Ausschuss über

Klimaänderung (IPCC) bezeichnet die Länder Afrikas als die „gegenüber dem Klimawandel am stärksten verwundbaren“.

(Klimawandel, S. 12)



Die armen Menschen in den Entwicklungsländern leiden am meisten

unter den Folgen des Klimawandels, obwohl sie am wenigsten dazu

beigetragen haben. Denn sie verfügen nicht über die notwendigen

Ressourcen und Möglichkeiten wie Technik, Finanzen und politischen

Einfluss, um den Folgen zu begegnen. Die amerikanische Publizistin

Susan George brachte es wie folgt auf den Punkt: „Wir sind alle an Bord

der Titanic, und nur wenige reisen Erste Klasse“. (Klimawandel, S. 12)

Diejenigen, die am wenigsten für die Klimakrise verantwortlich sind,

werden am meisten darunter leiden. (Zukunftsfähiges Deutschland in

einer globalisierten Welt, S. 22)



Quelle: BMU-Publikation „Erneuerbare Energien in Zahlen – nationale und internationale Entwicklung“


Klimawandel und EnergiewendeChemie/Physik/Geografie

Quelle: Schulpaket CO2-frei zum Energiesparkonto für Schulen

Natürlicher Treibhauseffektund von Menschen verursachter Treibhauseffekt


Klimawandel und EnergiewendeMathematik/Geografie/Physik

Foto: Patrizier Design / Fotolia.com

Inder 1 Tonne CO2/a Europäer 9 Tonnen CO2/a US Bürger 20 Tonnen CO2/a

Bei einem weiteren Ausstoß von Treibhausgasen (… auf diesem Niveau) ist zu erwarten, dass bis 2100 die globale Mitteltemperatur um 1,4 °C bis 5,8 °C und der Meeresspiegel um 10-90 cm steigen wird.


Klimawandel und EnergiewendeGeografie/Mathe/Arbeit-Wirtschaft/Technik

Energiesicherheit und zentrale Energieerzeugung– Beispiel: ungleiche Verteilung der Erdölvorkommen weltweit

Quelle: BGR (2009)


Energie im AlltagDeutsch/Kunst/Arbeit-Wirtschaft-Technik

Die neue Freiheit: Heute kann jeder selbst bestimmen, ob er

Öko-Strom erzeugt, mit Bio-Gas heizt oder die alten

Energiefresser im Haus durch neue umweltfreundliche

Hausgeräte ersetzt. Die Entscheidungen fallen leicht, denn

sie sparen Geld und Energie – und bringen oft jede Menge

Fördermittel. (ÖKO-TEST Spezial Umwelt & Energie, S. 38)


Energie im Alltag



Energie im AlltagMathematik/Kunst/Geografie

Quelle: UBA


Energie im AlltagArbeit-Wirtschaft-Technik/Physik/Geografie

Unter „Grauer Energie“ versteht man die materialgebundene Energie. Sie

bezieht sich auf den Lebenszyklus eines Produkts. Graue Energie

umfasst die Energie, die durch Rohstoffgewinnung, Herstellung,

Transport, Nutzung, Recycling oder Entsorgung eines Produkts anfällt.

Graue Energie ist in allen Alltagsprodukten enthalten: Nahrung und

Verpackungsmaterialien, Elektrogeräte im Haushalt, das Haus selber.

Der Verbrauch von grauer Energie ist in einem Haushalt normalerweise

größer als der direkte Energieverbrauch durch Strom, Öl und Gas.

(Schulpaket CO2-frei, UfU)


Energie im AlltagPhysik/Biologie/Arbeit-Wirtschaft-Technik

Quelle: Brennholz: © A. Maesing, www.pixelio.de; Hackschnitzel: BMU; Steinkohle: © frager, www.pixelio.de; Braunkohle: DEBRIV Bundesverband Braunkohle; Holzheizkessel: HDG Bavaria Heizsysteme, www.hdg-bavaria.com


Energie im AlltagPhysik/Mathematik/Kunst

Quelle: Michael Scharp, IZT und Martin Dinziol, DGS


Energie im AlltagDeutsch/Kunst/Physik



Energie im AlltagPolitik/Deutsch/Mathematik

Meinungsumfrage der Forsa im Auftrag der Agentur für Erneuerbare Energien 2008:

• 97 Prozent der Deutschen unterstützen den verstärkten Ausbau erneuerbarer Energien.

• Unter den bundesweit Befragten bezeichneten fast alle die verstärkte Nutzung erneuerbarer

Energien als "sehr wichtig" (81 Prozent) oder "wichtig" (16 Prozent).

• Drei Viertel der deutschen Bevölkerung begrüßen einen raschen Ausbau der erneuerbaren

Energien sehr. Mit dieser Unterstützung können erneuerbare Energien nicht nur dann

rechnen, wenn sie weit ab von der eigenen Haustür errichtet und betrieben werden,

sondern auch dann, wenn die dafür notwendigen Anlagen in der Nachbarschaft der

Befragten stehen.

• So werden z.B. Windenergieanlagen bereits von 55 Prozent der Befragten in deren

Nachbarschaft akzeptiert. Sehr viel höher noch ist die Zustimmung in den Regionen, in der

Windenergie bereits genutzt wird. So liegt die Zustimmung bei denjenigen, die bereits

Erfahrungen mit Windenergieanlagen in der Nachbarschaft haben bei 69 Prozent.


Energie im AlltagPhysik/Geschichte/Kunst

Quelle: Dynamo Grafik: Michael Scharp, IZT nach Leuschern und Schmidt; Dynamo-Foto: Stahlkocher, www.wikipedia.de; Wechselstromerzeuger von Pixii (Niethammer Verlag S.Hirzel 1906): Wiese, www.wikipedia.de



Quelle: H.-G. Oed, BMU; © montrean, © R.B., © Petra Morales, www.pixelio.de (bearbeitet Michael Scharp, IZT)


Energie im AlltagDeutsch/Arbeit-Wirtschaft-Technik/Sozialkunde

Die vergessenen Kosten: Der Preis unserer Energieversorgung



Energie im AlltagDeutsch/Arbeit-Wirtschaft-Technik/Sozialkunde

Konventionelle Energieträger

Erneuerbare Energieträger



Energie im AlltagPhysik/Arbeit-Wirtschaft-Technik/Deutsch

Quelle: Deutsche Energieagentur


Energie im AlltagKunst/Physik/Arbeit-Wirtschaft-Technik

Neue Gebäude mit hoher Energieeffizienz:

Das Plusenergiehaus

Quelle: Architekt Rolf Disch / Freiburg


Energie im AlltagKunst/Physik/Arbeit-Wirtschaft-Technik

Quelle: www.baulinks.de

Ältere Gebäude

Einsparung bis zu 60 % der Heizenergie!D.h. ein Einfamilienhaus kann dadurch ca. 5 Tonnen CO2 einsparen.


Überblick zu EEKunst/Deutsch/Physik

Quelle: H.-G. Oed, BMU


Überblick zu EEGeografie/Kunst/Physik

Quelle: Erde: DGS; Sonne: NASA; Mond: © usteen, www.pixelio.de (bearbeitet: Michael Scharp, IZT und Rolf Behringer, Solare Zukunft e.V.)


Überblick zu EEPhysik/Chemie/Biologie

Quelle: Michael Scharp, IZT


Überblick zu EEPhysik/Biologie/Arbeit-Wirtschaft-Technik



Überblick zu EEMathematik/Arbeit-Wirtschaft-Technik/Physik



Überblick zu EEDeutsch/Arbeit-Wirtschaft-Technik/Kunst

Quelle: Bernd Müller, BMU


Überblick EEMathematik/Physik/Arbeit-Wirtschaft-Technik

Quelle: Agentur für Erneuerbare Energien, www.unendlich-viel-energie.de


Überblick EEMathematik/Physik/Geografie



Überblick EEDeutsch/Geografie/Arbeit-Wirtschaft-Technik



Überblick zu EEDeutsch/Kunst/Sozialkunde

Meinungen

• „Solarzellen sind schön, aber

Windenergieanlagen sind eine Schande für unsere

Landschaft.“

• …


Überblick EEMathematik/Kunst/Physik

Quelle: Frank van Mierlo, Wikipedia (bearbeitet Rolf Behringer, Solare Zukunft e.V.)

Globaler Energieverbrauch


EE im ÜberblickDeutsch/Sozialkunde/Politik

Vorurteile über EE• Viel zu teuer• Windkraftanlagen brauchen mehr Energie in der Herstellung und

während des Betriebs, als dass sie je erzeugen• Solarkollektoren rentieren sich nie• Unzuverlässig• ...


Überblick EEDeutsch/Arbeit-Wirtschaft-Technik/Physik

Strom aus Wind und Photovoltaikanlagen ist wegen des sowohl jahres- als auch

tageszeitlich fluktuierenden Primärenergieangebots durch eine höhere Volatilität

(Schwankungen) und Unsicherheit gekennzeichnet. Hingegen ist ein lastabhängiger Einsatz

von Biomasseanlagen, Klär-, Deponie- und Grubengasanlagen, Geothermie- sowie

Speicherkraftwerken möglich. Die Stromerzeugung in Laufwasserkraftwerken ist kurzfristig

mit relativ geringem Prognosefehler vorhersagbar. Sie unterliegt aber jahreszeitlichen

Schwankungen. (ifeu 2007, S. 41)

Lastmanagement, also die gezielte Beeinflussung der Höhe und zeitlichen Struktur der

Stromnachfrage, kann die Integration wechselnder Einspeiser wesentlich vereinfachen und

damit einen wichtigen Beitrag zur Netzintegration der EE leisten. Dänemark ist heute

führend bei der Integration dezentraler Erzeuger in das elektrische Versorgungsnetz.

(vgl. ifeu 2007, S. 42)


Überblick EEMathematik/Arbeit-Wirtschaft-Technik/Physik



Überblick EEArbeit-Wirtschaft-Technik/Politik/Mathematik



Überblick EEArbeit-Wirtschaft-Technik/Mathematik



Überblick EEArbeit-Wirtschaft-Technik/Mathematik/Physik



SolarenergiePhysik/Chemie/Kunst

Quelle: Florian Kliche, UfU


SolarenergieGeografie/Physik/Kunst

Quelle: Solarzellen: www.photovaltaikforum.com; Solardach mit Schnee: © Klaus-Uwe Gerhardt, www.pixelio.de


SolarenergieGeografie/Deutsch/Arbeit-Wirtschaft-Technik

Quelle: Enrica Hölzinger, Deutscher Wetterdienst, in: Schulpaket Solarsupport, UfU


SolarenergieGeografie/Physik/Kunst

Quelle: Solarzelle mit Sonnenblume: © ReinerSturm, www.pixelio.de; Solarthermische Anlagen: DGS; Solarkocher: © suedberliner, www.pixelio.de; Sonne: NASA, www.nasa.gov; Solarhaus: BMU


SolarenergiePhysik/Arbeit-Wirtschaft-Technik/Deutsch

Quelle: DGS


SolarenergiePhysik/Arbeit-Wirtschaft-Technik/Deutsch

Quelle: Flachkollektor und Solarthermiehaus: DGS; Röhrenkollektor: Viessmann, www.viessmann.de


SolarenergieKunst/Arbeit-Wirtschaft-Technik/Physik

Quelle: Absorptionsversuch: Michael Scharp, IZT und Rolf Behringer, Solare Zukunft e.V.; Solarkisten: Rolf Behringer, Solare Zukunft; Solarkocher selbstgebaut: www.umweltschulen.de


SolarenergieGeografie/Mathematik/Physik

Faustformel zum solaren Ertrag

Die Sonne strahlt an einem idealen Sonnentag im

Jahresdurchschnitt 1000 W/m². Ungefähr 10 % der

Einstrahlung können in elektrische Leistung umgewandelt

werden. Die elektrische Leistung beträgt also im Durchschnitt

100 W/m². Die Energiemenge, die uns die Sonne in

Deutschland jährlich pro m² kostenlos zur Verfügung stellt,

entspricht damit etwa 100 Litern Heizöl.


SolarenergieGeografie/Politik/Arbeit-Wirtschaft-Technik

Solarthermische Kraftwerke sind in erster Linie für den Einsatz in

Ländern des Sonnengürtels geeignet. Weltweit ist die solarthermische

Stromerzeugung auf dem Vormarsch und hat ein enormes Potenzial. Die

Bundesregierung unterstützt den Ausbau solarthermischer Kraftwerke

u.a. beim Solarplan der Union für das Mittelmeer sowie in der

internationalen Klimaschutzinitiative. Zusätzlich fördert das

Bundesumweltministerium kontinuierlich Forschung und Entwicklung von

solarthermischen Kraftwerken und bereitet damit auch den Weg für

Projekte wie dem Wüstenstromprojekt der „Desertec Industrieinitiative“.

(BMU-Newsletter zur Forschung im Bereich erneuerbarer Energien,

Ausgabe 04/2009, S. 2)


SolarenergieMathematik/Physik/Arbeit-Wirtschaft-Technik

Entwicklung der Kollektorfläche und Wärmebereitstellung aus solarthermischen Anlagen in Deutschland 1990 - 2008

273

348

431

540

680

837

1.02

0

1.25

5

1.58

1

1.87

8

2.13

7

2.43

7

2.77

1

3.21

1

3.63

6

4.13

1215164127

0

500

1.000

1.500

2.000

2.500

3.000

3.500

4.000

4.500

1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008

[1.0

00 m

2 ]

0

2.000

4.000

6.000

8.000

10.000

12.000

[GW

h]

Wärmebereitstellung [GWh]

installierte Fläche, kumuliert [m²]

Quelle: BMU Publikation "Erneuerbare Energien in Zahlen – nationale und internationale Entwicklung", KI III 1; Stand: Juni 2009; Angaben vorläufig

Quelle: BMU-Publikation „Erneuerbare Energien in Zahlen – nationale und internationale Entwicklung“, Angaben vorläufig


SolarenergieGeografie/Physik/Deutsch

Quelle: DGS


SolarenergiePhysik/Chemie/Deutsch



SolarenergieMathematik/Physik/Arbeit-Wirtschaft-Technik



SolarenergieDeutsch/Politik/Geografie

Das Projekt Desertec: Strom aus der Sahara

Welt

EuropaMittlerer Osten

Nordafrika

Quelle: www.desertec.org (bearbeitet Rolf Behringer, Solare Zukunft e.V.

Ein zentraler Einwand ist: „Bevor dieses Projekt zum Tragen gebracht werden kann wird der weitere Ausbau der Stromerzeugung aus Erneuerbaren Energien in Deutschland zu niedrigeren Kosten und Preisen möglich sein als der Solarstromimport aus Nordafrika.“ (Eurosolar)


BioenergieBiologie/Physik/Kunst

Quelle: C.A.R.M.E.N. e.V., www.carmen-ev.de (bearbeitet: Michael Scharp, IZT und Uwe Hartmann, DGS)


BioenergieBiologie/Chemie/Deutsch

Die Natur hält einen gigantischen Werkzeugkasten bereit, viel mehr als wir

wissen. Wenige tausend Enzyme sind überhaupt erst bekannt, etwa 130 von

ihnen werden industriell genutzt. Mikroorganismen bringen Erdbeer- oder

Pfirsicharoma in den Joghurt. Sie kämpfen in Waschmaschinen gegen

Schokoladenflecken und in Hautcreme gegen Falten. Sie bleichen Jeansstoff,

entfernen Rost, gerben Leder, produzieren Gummi und in Zukunft sollen sie noch

viel mehr leisten: Energie gewinnen, so die größte Hoffnung. Doch das ist auch

die größte Herausforderung. Die Natur selbst weiß, wie es geht: Pflanzen

sammeln Sonnenlicht und verwandeln es per Fotosynthese in Energie. Einzeller

im Meer nehmen Kohlendioxid auf und sondern Kohlenwasserstoff ab; also quasi

Benzin. Algen können bis zu zwei Drittel ihres Eigengewichts an Öl produzieren.

(Zeit Wissen: Wahres Essen, S. 90)


BioenergieBiologie/Chemie/Physik

Langsam beginnt der Mensch, das Werkzeug der Natur auch bei der Energiegewinnung zu

nutzen. Der Anteil der Bioenergie am Energieverbrauch wächst stetig: Derzeit sind es sechs

Prozent; bis zum Jahr 2050 soll, so das Bundesumweltministerium, die Hälfte des

Energieverbrauchs aus regenerativen Quellen gespeist werden. Der größte Hersteller von

Biodiesel im Jahr 2007 war: Deutschland. Doch das ist erst der Anfang. Noch werden

Biokraftstoffe wie Biodiesel oder Bioethanol ausschließlich aus Kulturpflanzen hergestellt.

Die auch als Nahrung dienen können. „Tankt oder Teller“, so ein gängiger Vorwurf. Noch

wird bei der Verwertung der Pflanzen nur ein Teil genutzt, noch werden Abfallprodukte

entsorgt statt weiterverwendet. „Archaisch“ seien die ersten menschlichen Gehversuche bei

der Gewinnung von Biogas, schimpft Holger Zinke, „vom gezielten Einsatz moderner

Biotechnologie keine Spur. Wir kippen organische Abfälle zusammen und warten:

Irgendwelche Mikroorganismen, die zufällig in der Brühe schwimmen, werden die Sache

schon zum Gären bringen“. Sie ist und eben Milliarden von Jahren voraus, die Natur.

(Zeit Wissen: Wahres Essen, S. 90f)


BioenergieGeografie/Physik/Politik

Im Rahmen der Klimaschutzinitiative des BMU 2009 wurde für Vietnam

ein Biogas-Programm aufgelegt, das Gülle aus Schweinemastbetrieben

für die Erzeugung von Biogas nutzbar macht. Schweinefleisch ist in

Vietnam ein Hauptnahrungsmittel. Gerade Kleinstbetriebe haben keine

Möglichkeit der fachgerechten Entsorgung der Gülle, sondern kippen

diese vielfach in offene Lagunen oder Flüsse. Dies stellt nicht nur eine

erhebliche Gefahr für die menschliche Gesundheit dar, sondern setzt

auch große Mengen des Treibhausgases Methan frei.

(BMU-Pressedienst, Nr. 086/09)


BioenergiePolitik/Geografie/Biologie

Nachhaltigkeitsverordnung für das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) 2009:

Für die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien dürfen zukünftig nur noch Pflanzenöle

eingesetzt werden, die nachhaltig hergestellt worden sind. Dies sieht die

Nachhaltigkeitsverordnung für das Erneuerbare-Energien-Gesetz (Biomassestrom-

Nachhaltigkeitsverordnung) vor, die heute im Bundesgesetzblatt veröffentlicht worden ist

und am 24. August 2009 in Kraft tritt. Die Nachhaltigkeitsverordnung sieht vor, dass flüssige

Biomasse, die nach dem EEG vergütet wird (zum Beispiel Raps-, Palm- und Sojaöl), so

hergestellt werden muss, dass ihr Einsatz zur Stromerzeugung im Vergleich zu fossilen

Energieträgern mindestens 35 Prozent weniger Treibhausgase freisetzt. Des Weiteren

dürfen die Pflanzen nicht auf Flächen mit hohem Naturschutzwert, wie etwa Regenwäldern

oder Feuchtgebieten, angebaut worden sein. (BMU-Pressedienst, Nr. 247/09)


BioenergieMathematik/Arbeit-Wirtschaft-Technik/Chemie



BioenergieKunst/Deutsch/Biologie

Quelle: Zuckerrüben: © L.M., www.pixelio.de; Kuh: © H. Lang, www.pixelio.de; Weizen: © cajul, www.pixelio.de; Ölpalme: Marc Andeson, www.pBase.com; Mais: © qay, www.pixelio.de; Holz: BMU; Misthaufen: © typecosmic, www.pixelio.de; Raps: BMU


BioenergieGeografie/Kunst/Deutsch

Quelle: Michael Knoll


BioenergieDeutsch/Arbeit-Wirtschaft-Technik/Physik



WindenergieKunst/Geschichte/Physik

Quelle: Gestänge einer Windmühle: © Jürgen, www.pixelio.de; Windmühle: © Bundesverband Windenergie e.V. (www.wind-energie.de; Windenergieanlagen: © Marco Bernebeck, www.pixelio.de; Detail: BMU; Offshore-Anlagen: Siemens, www.siemens.de

Seit Jahrhunderten wird die Energie des Windes zur Fortbewegung und für den Antrieb von Maschinen genutzt.

Heute wird Windenergie vor allem für die Stromerzeugung eingesetzt. In Schleswig-Holstein decken Windkraftanlagen schon fast 30 Prozent des Strombedarfs. Mit Windkraftanlagen wird Strom CO2-frei erzeugt, ohne schädliche Abgase oder problematische Abfälle. Strom aus Wind ist umweltverträglich und klimaschonend. (Bundesverband Windenergie e.V.)


WindenergiePhysik/Arbeit-Wirtschaft-Technik/Deutsch



WindenergiePhysik/Arbeit-Wirtschaft-Technik/Kunst



WindenergiePhysik/Arbeit-Wirtschaft-Technik/Deutsch

Quelle: Michael Scharp, IZT und Malte Schmidthals, UfU


WindenergieDeutsch/Politik/Sozialkunde



WindenergiePhysik/Arbeit-Wirtschaft-Technik/Geografie



WindenergieMathematik/Physik/Arbeit-Wirtschaft-Technik

Für den Transport einer großen Windkraftanlage sind sieben Schwerlasttransporter erforderlich. Der Transporter mit den Rotorblättern hat mit Zugmaschine eine Länge von über 40 Metern. Wegen der Überlänge der Fahrzeuge und ihres hohen Gewichts fahren die Transporte meistens in der Nacht und werden von Polizeifahrzeugen begleitet.

Für die Montage der Windkraftanlage werden zwei Kräne benötigt. Der große Raupenkran hat zusammengesetzt ein Gewicht von 500 Tonnen. Er wird in Einzelteile zerlegt von neun Tiefladern transportiert und auf der Baustelle zusammengesetzt.



WindenergiePhysik/Arbeit-Wirtschaft-Technik/Geografie



WindenergiePhysik/Arbeit-Wirtschaft-Technik/Mathematik

Quelle: © Bundesverband Windenergie e.V. (www.wind-energie.de)


WindenergiePhysik/Mathematik/Arbeit-Wirtschaft-Technik

Leistung einer 5 Megawatt-Anlage



WindenergieMathematik/Physik/Deutsch

Leistung der Windenergie



WindenergiePhysik/Geografie/Mathematik

Ressourcenschutz durch Windenergie



WindenergieGeografie/Arbeit-Wirtschaft-Technik/Deutsch



WindenergieMathematik/Physik/Arbeit-Wirtschaft-Technik


2020: Windenergie das günstige Arbeitspferd der EE55.000 Megawatt installierte Leistung bis 2020


WindenergiePhysik/Arbeit-Wirtschaft-Technik/Mathematik

Die Technik - 500 Mal mehr Energieertrag seit 1980



WindenergieBiologie/Geografie/Physik

Ökologische Effizienz - Windenergie im Vergleich



WindenergieGeografie/Physik/Kunst

Quelle: © Bundesverband Windenergie e.V., www.wind-energie.de (bearbeitet Michael Scharp, IZT)


WasserenergieKunst/Physik/Geografie

Quelle: Seaflow Strömunsturbine, ISES; Marine Current Turbines: MCT; Hohenwartetalsperre: © Marco Bernebeck, www.pixelio.de; Wassermühle Scharzachtal: © Yarik, www.aboutpixel.de; Wasserkraftwerk Ypps-Persenburg: © Adolf Riess, www.pixelio.de; Wasserturbinenrad: © Paul Meister, www.pixelio.de


WasserenergieGeografie/Deutsch/Biologie

Quelle: NASA, http_watercycle.gsfc.nasa.gov (bearbeitet: Michael Scharp, IZT und Malte Schmidthals, UfU)


WasserenergieSozialkunde/Politik/Geografie

Wasser ist knapp im „Sozialismus des 21. Jahrhunderts“. Auch in Antimano, einem Stadtteil der venezolanischen Hauptstadt Caracas, muss es in Behältern herbeigeschafft werden. Wegen geringer Regenfälle ist der Pegel in den Dammreservoirs gefährlich niedrig, das beeinträchtigt auch die Stromversorgung. Der Verbrauch ist in den vergangenen fünf Jahren um 25 Prozent gestiegen. Ein guter Planwirtschaftler hätte da vorgesorgt, doch Präsident Hugo Chávez behilft sich mit einem konventionellen kapitalistischen Appell: Sparen! Er selbst müsse nur drei Minuten duschen, und „ich stinke nicht“. Elektrizität zu verschwenden, sei „ein Verbrechen“, um der Strafverfolgung zu entgehen, will er mit gutem Beispiel vorangehen und im Präsidentenpalast die Klimaanlage drosseln. Doch Vertrauen ist gut, Kontrolle aber besser, daher bereitet die Regierung ein Gesetz vor, das Stromverschwendung unter Strafe stellt. Für den kommenden Monat wurden Unterbrechungen in der Wasserversorgung angekündigt. (Jungle World Nr. 44, 29. Oktober 09)


WasserenergieDeutsch/Geografie/Physik

Wasserenergie ist die älteste Form der Energiegewinnung. Wasserräder an Flüssen trieben Mühlen und Sägewerke an. Das Wasser trieb Räder an, aus deren Drehbewegung mechanische Energie entstand, um das Mahlwerk oder die Klopfsäge zu betreiben.

Wasserkraftwerke haben unter den erneuerbaren Energien einen besonderen Stellenwert. Sie liefern kontinuierlich Strom und leisten somit einen wichtigen Beitrag für die Bereitstellung der Grundlast.

Wasserenergie lässt sich speichern!

Quelle: Voith Siemens Hydro Power, Wikipedia, Pelton wheel


GeothermiePhysik/Geografie/Deutsch



GeothermieKunst/Deutsch/Geografie

Quelle: Erdquerschnitt: DGS (bearbeitet Michael Scharp, IZT und Uwe Hartmann, DGS; Thermalbad Brotterode: © Simmen, www.pixelio.de; Geysir Island: © Jochen Dose, www.pixelio.de; Geothermisches Kraftwerk: © Phillip Schindler, www.pixelio.de; Vulkanausbruch Hawaii: USGS United States Geological Survey, www.usgs.gov;


GeothermieGeografie/Physik/Arbeit-Wirtschaft-Technik

Quelle: Bundesverband WärmePumpe e.V., www.waermepumpe-bwp.de, Temperaturprofil nach BINE basisEnergie 8, www.bine.info (bearbeitet: Michael Scharp, IZT und Uwe Hartmann, DGS)



Quelle: Quaschning – Erneuerbare Energiesysteme, DGS, www.volker-quaschning.de



Quelle: Helmut Tenzer, Geothermische Vereinigung (bearbeitet: Michael Scharp, IZT und Uwe Hartmann, DGS)


GeothermiePhysik/Mathematik/Deutsch

Quelle: Michael Scharp, IZT und Uwe Hartmann, DGS


MobilitätPhysik/Arbeit-Wirtschaft-Technik/Deutsch

Mit welchem Treibstoff fährt das Auto der Zukunft? Seit Jahren wird

Wasserstoff als Öko-Alternative zu Benzin gepriesen - unklar war bisher

nur, woher die nötige Menge kommen soll. Forscher der Ohio University

haben nun einen guten Vorschlag gemacht: aus Urin. Sie haben eine

Brennstoffzelle gebaut, die aus harnstoffhaltigen Lösungen Wasserstoff

erzeugt und daraus Energie gewinnt. Klingt praktisch: Man stelle sich

den typischen Porsche-Fahrer vor, wie er rechts ranfährt, zum Tank

schreitet und die Hose runterlässt. Er hätte dann auch ein neues

Statussymbol: die Größe der Tanköffnung. (Zeit Wissen: Wahres Essen,

S. 53)


MobilitätBiologie/Geografie/Physik



MobilitätChemie/Physik/Arbeit-Wirtschaft-Technik

• Erdgasfahrzeuge stoßen 25 % weniger CO2

und 75 % weniger giftige Kohlenwasserstoffe

aus als Benziner. Statt Erdgas kann man

auch regenerativ erzeugtes Biomethan

tanken, dadurch wird die Abgasbelastung

noch geringer.

• Die Umstellung auf Erdgas kostet bis zu 5.000

Euro.

• In Crashtests wurde keine erhöhte

Explosionsgefahr festgestellt.

(ÖKO-TEST Spezial Umwelt & Energie, S. 21)Quelle: Brigitte Hiss, BMU


MobilitätMathematik/Politik/Arbeit-Wirtschaft-Technik



MobilitätDeutsch/Sozialkunde/Kunst

„Die Hälfte der PKW-Fahrtstrecken entfällt auf Freizeit- und Urlaubstrips.“

Für viel Fahrer scheint der Weg das Ziel: Fahren aus Spaß. „Autos sind

die emotionalsten Produkt, die wir kennen“, bestätigt Professor

Ferdinand Dudenhöffer, Chef des renommierten Center Automotive

Research (CAR) in Duisburg. „Das Image eines Automodells färbt auf

seinen Besitzer ab, die Marke signalisiert die Zugehörigkeit zu einer

bestimmten gesellschaftlichen Gruppe.“ Das Auto ist ein Symbol für

Rangordnung und Prestige. (ÖKO-TEST Spezial Umwelt & Energie, S. 7)


MobilitätArbeit-Wirtschaft-Technik/Deutsch/Politik

Autofahrer zahlen zwar Milliarden an Energie-, Öko- und Kfz-Steuer –

mehr als die reinen Kosten der Infrastruktur. Doch bleiben bisher

erhebliche Schäden unberücksichtigt, die insbesondere durch die vielen

Unfälle, den Lärm und die Luftverschmutzung entstehen. Deren Kosten

trägt zum Teil die Gemeinschaft der Krankenversichten, oder sie gehen

zu Lasten anderer Mitbürger. Wenn alle Sparten ihre tatsächlichen

Kosten tragen, verteuert sich das Fliegen und Autofahren stärker als das

Bahnfahren – und gelenkt von den Preisen wandert mehr Verkehr auf die

Schiene. (ÖKO-TEST Spezial Umwelt & Energie, S. 8)


MobilitätGeografie/Arbeit-Wirtschaft-Technik/Sozialkunde

Die traditionell zu niedrigen Transportkosten haben auch weitreichende

Folgen für den internationalen Handel. Das sah schon 2002 die Enquete-

Kommission des Deutschen Bundestags „Globalisierung der

Weltwirtschaft“: „Billige Transportleistung verführt zur Verlagerung

verschiedener Fertigungsbereiche über das sinnvolle Maß hinaus.“ Ob

die Transporte durch das Verursacherprinzip allerdings so teuer würden,

dass es nicht mehr lohnt, Arbeit in Billiglohnländer auszulagern, ist

fraglich. Nordseekrabben würden wohl weiterhin zum Pulen nach

Marokko und zurück nach Deutschland gekarrt. Aber manche

Arbeitsteilung über weite Strecken – auch innerhalb Deutschlands –

käme auf den Prüfstand. (ÖKO-TEST Spezial Umwelt & Energie, S. 9)


MobilitätGeografie/Chemie/Physik

Seit dem Jahr 1990 wuchs die Tragkraft aller Seeschiffe um 65 Prozent, die der Containerschiffe hat sich sogar versechsfacht. Die gut 50.000 Seeschiffe verfeuern Schweröl, eine zähflüssige Masse, die erhitzt werden muss, damit sie der Dieselmotor überhaupt verdauen kann. Die enthält durchschnittlich 2,7 Prozent Schwefel und noch andere Schadstoffe. In den Häfen laufen die Stromgeneratoren mit Schweröl weiter. Der Extremfall sind die Kreuzfahrtschiffe. Die Queen Mary 2 betreibt ein Kraftwerk, dass eine Stadt mit 200.00 Einwohnern versorgen könnte. Damit die Riesenpötte überhaut noch Häfen wie Hamburg erreichen können wird die Fahrrinne ausgebaggert – zu Lasten der Umwelt. Das Umweltbundesamt propagiert (für die Binnenschifffahrt) eine bessere und billigere Alternative: Wie ein Katamaran konstruierte Schiffe mit geringem Tiefgang. Mit modernen Motoren würden die auch weniger Schadstoffe ausstoßen. (ÖKO-TEST Spezial Umwelt & Energie, S. 10)


MobilitätMathematik/Arbeit-Wirtschaft-Technik/Deutsch

In den vergangenen 20 Jahren hat sich die weltweite Flugleistung – gemessen in

Personenkilometern – um 100 Prozent erhöht. Der Bund für Umwelt und

Naturschutz (BUND) errechnete, dass eine Stunde Flug so viel Schadstoffe

verursacht wie ein Mensch in Bangladesh in einem Jahr mit all seinen Aktivitäten.

Auf die Flugzeuge entfallen rund acht Prozent der deutschen Klimalasten. Ab

2012 müssen die in Europa ankommenden und startenden Flieger am CO2-

Handel teilnehmen. Sie bezahlen dann aber nur für 15 Prozent der Emissionen,

für den großen Reste erhalten sie Gratiszertifikate. Die Bahn soll jedoch bei ihrem

Strom in voller Höhe für die CO2-Emissionen zahlen. Auf die Flugpreise kassieren

die EU-Staaten keine Mehrwertsteuer, auch Kerosin bleibt steuerfrei. So sparen

die Flieger nach EU-Berechnungen europaweit rund 30 Milliarden Euro. (ÖKO-

TEST Spezial Umwelt & Energie, S. 11)



Die Internationale Automobil-Ausstellung (IAA) hat in diesem Jahr einen Blick in eine ganz andere Art der Mobilität geboten: Möglichst umweltfreundlich soll sie sein und trotzdem Spaß machen, verspricht die Branche. Der Elektrosportflitzer gilt als Paradebeispiel für dieses Konzept. 37 Prozent der Autofahrer wären nicht abgeneigt, ein Elektromobil zu kaufen. Die Stromer (Elektroautos) sind den ebenfalls emissionsarmen Wasserstoff- und Brennstoffzellen Pkws inzwischen voraus. (ÖKO-TEST Spezial Umwelt & Energie, S. 16f)

Um die großen Potenziale des Elektroantriebs zur Reduktion der CO2-Emissionen allerdings wirklich ausschöpfen zu können, muss der Strom hierfür aus erneuerbaren Energien kommen. Ansonsten verschieben wir die Emissionen einfach vom Auto zu den Kraftwerken. (BMU: www.bmu.de/verkehr/elektromobilitaet/doc/44795.php, Zugriff 11.11.09)



Fahren ohne Abgase, Tanken direkt aus der Steckdose – das Klingt gut. Aber so einfach ist es nicht. Unter Umweltaspekten ein Grundproblem: Wie wird der Strom fürs E-Auto erzeugt? Hauptkritikpunkte sind außerdem die geringe Reichweite und die langen Ladezeiten der Stromer. In der Praxis sind diese Einwände allerdings zu relativieren. Die bisher möglichen 100 bis 200 Kilometer Reichweite pro Vollladung würden für 98 Prozent der Autofahrten genügen, denn die sind kürzer als 100 Kilometer. Und da die meisten Autos auch nur eine Stunde pro Tag bewegt werden, machen mehrstündige Ladezeiten wenig aus. Zum jetzigen Zeitpunkt wären erschwingliche E-Mobile attraktive Stadtautos. Der Erfolg der E-Mobile steht und fällt mit der Speicherkapazität. (ÖKO-TEST Spezial Umwelt & Energie, S. 19)


MobilitätPhysik/Chemie/Arbeit-Wirtschaft-Technik

Wasserstoff (H2) ist theoretisch ein genialer Kraftstoff: Er hat den dreifachen Energiegehalt von Benzin, ist massenhaft verfügbar und bei seiner Verbrennung entsteht nur Wasser. Man kann Wasserstoff wie Benzin direkt im Motor verbrennen oder ihn in Brennstoffzellen zur Energiegewinnung einsetzen. In der Brennstoffzelle reagieren Sauerstoff und Wasserstoff, so entsteht Strom. Doch es gibt auch eine ganze Reihe Handicaps. Die Gewinnung von reinem H2 ist sehr energieaufwendig – und nutzt man dafür konventionelle Ressourcen, ist Wasserstoff alles andere als ein umweltfreundlicher Kraftstoff. Um H2 im großen Stil mit regenerativen Energien zu gewinnen, müsste folglich die grüne Energieerzeugung stark ausgebaut werden. (ÖKO-TEST Spezial Umwelt & Energie, S. 20)


MobilitätKunst/Deutsch/Chemie

Quelle: ICE: H.-G. Oed, BMU; Stau: © Uwe Steinbrich, www.pixelio.de; Verkehr: BMU; Flugzeug: © Felix Guler, www.pixelio.de


MobilitätMathematik/Physik/Arbeit-Wirtschaft-Technik

Mit Windstrom fahren Autos billiger und sauberer!

Quelle: © Bundesverband Windenergie e.V., www.wind-energie.de (bearbeitet Iken Draeger, UfU)


MobilitätMathematik/Physik/Arbeit-Wirtschaft-Technik



Arbeitsfeld EEArbeit-Wirtschaft-Technik/Mathematik/Physik



Arbeitsfeld EEMathematik/Arbeit-Wirtschaft-Technik/Deutsch

Aktuell sind rund 214 000 Menschen in Deutschland im Bereich

erneuerbare Energien beschäftigt. Bei einem weiteren Ausbau der

erneuerbaren Energien wird mit einem Anstieg der Beschäftigung auf

300 000 Arbeitsplätze bis 2020 und 330 000 bis 2030 gerechnet.

Optimistische Schätzungen erwarten 2030 mehr als 400 000

Arbeitsplätze. (ifeu 2007, S. 17)

Größter Arbeitgeber mit aktuell rund 43 % der Beschäftigten ist die

Biomassebranche, gefolgt vom Bereich Windenergie mit 34 %. Auf die

Solarbranche entfallen 16 % der Arbeitsplätze, im Bereich Wasserkraft

sind gut 4 % beschäftigt. (vgl. ifeu 2007, S. 17)


Arbeitsfeld EEMathematik/Arbeit-Wirtschaft-Technik/Physik

Zwischen 1997 und 2007 konnte der EE-Beitrag am

Endenergieverbrauch um nahezu das Dreifache auf 224 PJ/a

gesteigert werden. Ihr Anteil erhöhte sich von 3 % auf 8,6 %.

Das entspricht einer durchschnittlichen jährlichen

Wachstumsrate von knapp 11 %. (Nitsch 2008, S. 5)

(PJ=Petajoule; 1 PJ=1 Billiarde J; 3,6 PJ=1 TWh)


Arbeitsfeld EEArbeit-Wirtschaft-Technik/Mathematik/Deutsch



Arbeitsfeld EEArbeit-Wirtschaft-Technik/Mathematik/Kunst



Arbeitsfeld EEArbeit-Wirtschaft-Technik/Mathematik/Geografie



Arbeitsfeld EEArbeit-Wirtschaft-Technik/Mathematik/Deutsch



Arbeitsfeld EEArbeit-Wirtschaft-Technik/Deutsch/Kunst

Ausbau der Erneuerbaren Energien schafft neue Arbeitsplätze und Berufsfelder

Qualifikationsgruppen nach Bühler et all.

Facharbeiter41%

Kaufm. Angestellte

27%

Akademiker19%

Meister/Techniker8%

Angelernte5%

Eigene Darstellung, Quelle: Bühler/Klemisch/Ostenrath 2008; Lehr/O‘Sullivan, 2009, in: Lewerenz, Jana (2009)


Ausblick EEMathematik/Politik/Arbeit-Wirtschaft-Technik



Ausblick EEArbeit-Wirtschaft-Technik/Politik/Kunst



Ausblick EEPhysik/Arbeit-Wirtschaft-Technik/Deutsch

Regenerativ erzeugt Energien haben den Nachteil, dass das Angebot

schwankt. Bei frischen Böen zum Beispiel erzeugen Windräder viel

Power, bei Flaute läuft nichts. Ideal wäre es, wenn man den Öko-Strom

speichern könnte. Hier kommen Elektrofahrzeuge ins Spiel. Ihre

Batterien wären als Puffer einsetzbar. Sie werden mit grünem Strom

vollgeladen und speisen die Energie, die sie nicht selbst brauchen,

wieder ins Netz. Ein intelligentes Lade- und Abrechnungssystem

vorausgesetzt, könnte jeder E-Mobilbesitzer mit dem Strommakeln Geld

verdienen. (ÖKO-TEST Spezial Umwelt & Energie, S. 19)


Ausblick EEMathematik/Arbeit-Wirtschaft-Technik/Physik

Von 87,5 TWh/a im Jahr 2007 kann der Beitrag der EE zur

Stromerzeugung im Leitszenario 2008 bis 2020 auf 178

TWh/a steigen. (Nitsch 2008, S. 9)

Windkraftanlagen stellen 2020 mit 87 TWh/a 15 % der

gesamten Stromerzeugung. Bis 2050 steigt der Beitrag der

Windenergie mit 209 TWh/a auf 36 %.

(vgl. Nitsch 2008, S. 9)


Ausblick EEMathematik/Arbeit-Wirtschaft-Technik

Der Mittelwert der Kosten aller installierten EE-Neuanlagen

lag 2007 bei 11 ct/kWhel. Bis 2020 sinkt er Prognosen nach

kontinuierlich auf 8 ct/kWhel, bis 2030 auf 6,7 ct/kWhel und

bis 2050 auf 5,5 ct/kWhel. (Nitsch 2008, S. 16)

(ct/kWhel=Cent pro Kilowattstunde elektrischen Stroms)


Ausblick EEMathematik/Geografie/Arbeit-Wirtschaft-Technik



Ausblick EEArbeit-Wirtschaft-Technik/Deutsch/Geografie

Erneuerbare Energien reduzieren die externen Kosten der Energiebereitstellung und -

nutzung deutlich. (ifeu 2007, S. 15)

Der bei vielen EE-Sparten in der Vergangenheit zu beobachtende Trend der Kostenreduktion

wird sich weiter fortsetzen. Zusammen mit der zu erwartenden Preissteigerung bei Öl und

Gas werden langfristig EE betriebs- und volkswirtschaftlich günstiger sein. (ifeu 2007, S. 13)

Es kann davon ausgegangen werden, dass die Aufwendungen zur Förderung erneuerbarer

Energien durch das EEG durch vermiedene externe Kosten kompensiert werden. (ifeu

2007, S. 15)

Ein auf erneuerbare Energien und Effizienz setzendes Energiesystem stellt sich langfristig

günstiger dar als ein auf fossilen Rohstoffen beruhendes System. Werden zusätzlich externe

Kosten der Energiesysteme betrachtet, beispielsweise Kosten durch Klimaschäden,

Versauerung oder andere Umwelteffekte, so verschiebt sich der Kosten-Break Even-Punkt

weiter zu Gunsten der erneuerbaren Energien. (ifeu 2007, S. 14)


Ausblick EEPolitik/Deutsch/Arbeit-Wirtschaft-Technik

Die neuen Regierungsparteien gehen mit klaren Positionen an die Solarförderung ran: Die FDP gab auf ihrem Parteitag im Mai 2009 eindeutig die Richtung vor. Dort heißt es: „Die bisherigen Vergütungen für Strom aus erneuerbaren Energien müssen entsprechend dem technologischen Fortschritt und den dadurch gesunkenen Entstehungskosten weiter gesenkt werden.“ Auch die CDU sieht die derzeitigen Vergütungen kritisch: „Wenn die Kosten für Photovoltaik-Subventionen weiter so extrem steigen, ist eine Überprüfung des EEGs (Erneuerbare Energien Gesetz) in 2010 notwendig. Einig sind sich die beiden Partner im Ziel: Bis 2020 sollen erneuerbare Energien 20 Prozent des gesamten Energieverbrauchs in Deutschland decken. (ÖKO-TEST Spezial Umwelt & Energie, S. 42)


Ausblick EEPolitik/Deutsch/Arbeit-Wirtschaft-Technik



Ausblick EEDeutsch/Mathematik/Geografie



Ausblick EEPolitik/Mathematik/Physik



Ausblick EEDeutsch/Mathematik/Physik



Ausblick EEPolitik/Geografie/Sozialkunde

Der Zugang zu Energiedienstleistungen ist eine Frage des

Einkommens. In zahlreichen weniger entwickelten Ländern

ist er der Mehrzahl der Menschen verschlossen. EE können

in „armen“ Ländern Wege aus der Armut weisen. Vor allem

die Produktion von Biomasse über den Eigenbedarf für den

Hausbrand hinaus kann die Ländbevölkerung – zu Teilen –

zu Energiewirten machen. (ifeu 2007, S. 9)


Ausblick EEPolitik/Arbeit-Wirtschaft-Technik/Geografie

Wesentlich bei erneuerbaren Energien ist die extreme Dynamit aus

Kostendegression, technischem Fortschritt und steigenden fossilen

Ressourcenpreisen. (vgl. ifeu 2007, S. 30)

Öl und Gas werden fast vollständig importiert. Gegenüber 2002 hat sich

der Preis für leichtes Heizöl verdoppelt, für Gas ist er um über 40 %

gestiegen. EE im Wärmebereich würden dagegen fast vollständig aus

Deutschland stammen und damit neben der Unabhängigkeit von

Importen in Deutschland für Umsätze sorgen. (vgl. ifeu 2007, S. 33)


Ausblick EEGeografie/Arbeit-Wirtschaft-Technik/Politik

Die für die meisten EE mögliche effiziente Erzeugung in

kleinen dezentralen Anlagen vereinfacht die Elektrifizierung

auch abgelegener ländlicher Regionen. Die EE-Technologie

kann angepasst an die lokalen Gegebenheiten gewählt

werden. Die Betroffenen können sehr viel leichter als bei

zentralen Großanlagen an den Entscheidungsprozessen

beteiligt werden. Je nach Organisationsform verbleiben die

Gewinne aus der Stromerzeugung in der Region.

(ifeu 2007, S. 9)


Ausblick EEMathematik/Arbeit-Wirtschaft-Technik/Kunst

Nahwärme ist für den Einsatz von EE und Kraft-Wärme-Kopplung (KWK)

förderlich. Sie erleichtert eine Integration unterschiedlicher EE im

Wärmebereich (wie Biomasse, Solarenergie und Geothermie) und eine

schrittweise Transformation von fossilen zu erneuerbaren Brennstoffen.

(vgl. ifeu 2007, S. 35)

Leitstudie 2008: „Die Nachfrage nach Wärme sinkt bis 2020 mit 4600

PJ/a auf 82 % des heutigen Wertes und bis 2050 auf knapp 50 %.“

(Nitsch 2008, S. 13)

(PJ=Petajoule; 1 PJ=1 Billiarde J; 3,6 PJ=1 TWh)


Ausblick EEGeografie/Mathematik/Kunst

Die Zukunft schon heute



EE und Klimaschutz Mathematik/Chemie/Physik

Quelle: Umweltbundesamt (UBA)


EE und KlimaschutzDeutsch/Mathematik/Geografie



EE und KlimaschutzGeografie/Sozialkunde/Arbeit-Wirtschaft-Technik

EE sind unter verschiedenen Aspekten vorteilhaft für die

Versorgungssicherheit: Sie können zum Aufbau einer

sicheren Energieversorgung in unterentwickelten Regionen

beitragen. Mittels großer vernetzter interkontinentaler

Stromverbünde können sonnenreiche Regionen ohne

energetische Bodenschätze zu Lieferländern elektrischer

Energie werden. Erneuerbare Energien können zudem bei

akuten Verknappungen konventioneller Energieträger am

Markt stabilisierend wirken. (ifeu 2007, S. 8)


EE und KlimaschutzPolitik/Arbeit-Wirtschaft-Technik

Der jetzt angestoßene Strukturwandel der

Stromversorgung (Erneuerbare Energien,

Energieeffizienz und Ausbau der Kraft-

Wärme-Kopplung mit einem stark

dezentralen Anteil) wäre mit einer

Laufzeitverlängerung der Kernkraftwerke

grundsätzlich in Frage gestellt. (vgl. Nitsch

2008, S. 24)

Wichtig ist der Ausbau eines

europäischen Stromverbundes zur

optimalen Nutzung großer EE-Potentiale.

(vgl. Nitsch 2008, S. 25)Quelle: H.-G. Oed, BMU


EE und KlimaschutzPolitik/Arbeit-Wirtschaft-Technik/Deutsch

Klimapolitische Zielsetzungen der BRD (Stand 2006, UBA):

• Erneuerung des Kraftwerkparks (-23 Mio. t CO2/Jahr)

• Verdopplung der Kraft-Wärme-Kopplung (-20 Mio. t CO2/Jahr)

• Steigerung des Anteils der EE auf 27 % bis 2020 (-55 Mio. t CO2/Jahr)

• Wärmeeinsparung durch Gebäudesanierung, effiziente Heizungsanlagen

und in Produktionsprozessen (-41 Mio. t CO2/Jahr)

• Wärme aus EE (-14 Mio. t CO2/Jahr)

• mehr Effizienz sowie EE im Verkehr (-30 Mio. t CO2/Jahr)

• Maßnahmen im Nicht-Energiebereich (Lachgas, Methan) (-40 Mio. t

CO2/Jahr)


EE und KlimaschutzPolitik/Mathematik/Deutsch

Erneuerbare Energien Gesetz (EEG)

Das deutsche Gesetz für den Vorrang erneuerbarer Energien, in der geläufigen Kurzfassung Erneuerbare Energien Gesetz (EEG) genannt, soll den Ausbau von Strom- und Wärmeerzeugung aus erneuerbaren Quellen fördern. Es dient vorrangig dem Klimaschutz und gehört zu einer ganzen Reihe gesetzlicher Maßnahmen, mit denen die Abhängigkeit von fossilen Energieträgern wie Erdöl, Erdgas oder Kohle verringert werden soll. Das deutsche EEG gilt als Erfolgsgeschichte der Einspeisevergütung und wurde von 47 Staaten übernommen. Am 1. Januar 2009 ist die novellierte Fassung für den Strombereich in Kraft getreten. Sie hat das Ziel, den Anteil erneuerbarer Energien bis 2020 auf 25-30 % zu erhöhen.

Quelle: Schulpaket Solarsupport, UfU


EE und KlimaschutzPhysik/Arbeit-Wirtschaft-Technik/Deutsch

Auf Grund der Zusatzkosten werden fossile Kraftwerke mit CCS (Carbon

Capture and Storage) mittelfristig in einem ähnlichen Kostenbereich sein

wie die Stromproduktion aus EE. CCS kann weder kurz-

(Technologieverfügbarkeit) noch langfristig (Speicherpotenzial;

Kostenkonkurrenz zu EE und Effizienz; Rohstoffbedarf), allenfalls

mittelfristig einen Beitrag zum Klimaschutz leisten. CCS wird

großtechnisch erst in 20-25 Jahren verfügbar sein. Es kommt damit zu

spät für die Kraftwerke, die derzeit gebaut werden. CCS-Kraftwerke sind

nicht CO2-frei, sondern CO2-arm. (ifeu 2007, S. 21)


EE und KlimaschutzDeutsch/Politik/Arbeit-Wirtschaft-Technik

Nächste Schritte sind der EE-Ausbau im Mietwohnungsbau und bei

Nichtwohngebäuden, der Ausbau dezentraler Kraft-Wärme-Kopplung

(KWK), die Weiterentwicklung des Erneuerbare Energien Gesetz im

Wärmebereich (EEWärmeG), die Ausdehnung der Nutzungspflicht von

EE im Altbaubereich, ein Strukturwandel hin zur netzgebundenen

Wärmeversorgung durch Kommunen und Stadtwerke, die Steigerung der

Stromeffizienz sowie die Eindämmung bzw. Verlagerung des stark

wachsenden Güterverkehrs. (vgl. Nitsch 2008, S. 25)


EE und KlimaschutzMathematik/Deutsch/Chemie

Erneuerbare Energien sparen derzeit (Stand: 2006) ca. 100 Mio. Tonnen

CO2 ein. Im Jahr 2020 könnten erneuerbare Energien über 180 Mio.

Tonnen CO2 vermeiden. (ifeu 2007, S. 28)

Im Leitszenario 2008 werden bis 2050 gegenüber 1990 insgesamt 780

Mio. t CO2/a vermieden, was einer Reduktion um 78,5 % entspricht.

Davon tragen EE mit 416 Mio. t CO2/a gut die Hälfte bei.

(Nitsch 2008, S. 7)

Insgesamt überwiegt im Stromsektor der Beitrag der EE zur CO2-

Minderung eindeutig, während im Wärmesektor die Effizienzsteigerung

den deutlich größten Teil der Emissionsminderung bewirkt.

(Nitsch 2008, S. 7)


EE und KlimaschutzBiologie/Geografie/Chemie

EE aus Wasser, Wind, Sonne und Geothermie leisten einen

entscheidenden Beitrag zur Senkung der Umweltschäden und externen

Kosten z.B. durch Treibhausgase, Versauerung, Eutrophierung

(Überdüngung), Sommersmog oder toxische Emissionen. Direkte

gesundheitsschädliche Emissionen aus der Biomassenutzung sind je

nach Technologie denen der Nutzung fossiler Brennstoffe vergleichbar.

Der wesentliche Unterschied aller EE zu fossilen Energien ist ihre

weitgehende CO2- bzw. Klimaneutralität. (ifeu 2007, S. 9)


EE und KlimaschutzPolitik/Arbeit-Wirtschaft-Technik/Deutsch

Technische und politische Innovationen sind im Forschungsfeld EE oft

eng miteinander verwoben. Das Bundesministerium für Umwelt,

Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) nutzt unterschiedliche

Förderinstrumente. Dazu gehören die finanzielle Förderung von

Technologien am Anfang ihrer Markteinführung, die Schaffung

längerfristiger Perspektiven u.a. durch das Erneuerbare Energien Gesetz

(EEG) und die Festlegung von Ausbauzielen sowie die

schadensverursachergerechte Verteuerung fossiler Konkurrenzpfade.

(vgl. ifeu 2007, S. 46 )


EE und KlimaschutzArbeit-Wirtschaft-Technik/Geografie/Politik



EE und KlimaschutzKunst/Mathematik/Physik



EE und KlimaschutzPolitik/Mathematik/Physik



EE und KlimaschutzKunst/Deutsch/Geografie

Quelle: Greenpeace

Bild: Greenpeace Kampagne „Wear nothing activists to do-nothing politicians: Stop global warming now!“


EE und KlimaschutzPolitik/Sozialkunde/Deutsch

Die im Kyoto-Protokoll festgeschriebenen bescheidenen Zielvorgaben wurden von der Mehrzahl

der Länder bis heute noch nicht erfüllt; das betrifft Australien, Deutschland, Japan, Kanada,

Spanien, die Schweiz und, nicht zu vergessen, die USA, deren Kongress das Kyoto-Protokoll nie

ratifiziert hat. Es verwundert daher kaum, dass sich immer mehr kritische Stimmen zu Wort

melden, die den Sinn von derartigen Konferenzen, die keine entscheidenden Verbesserungen im

Klimaschutz bewirken, grundsätzlich in Frage stellen. Unter dem Dach des Netzwerks „Climate

Justice Now!“ haben sich im Jahr 2007 radikale Basisgruppen aus Nord und Süd

zusammengeschlossen, die Organisation versteht sich als Gegenstück zu dem von 365 NGO in

85 Ländern getragenen „Climate Action Network“, das an der Konferenz teilnimmt, aber

Maßnahmen zur Bekämpfung des Klimawandels und insbesondere den projektbezogenen Clean

Development Mechanism (CDM) grundlegend ablehnt. [...] Die Forderung nach der Reduktion

von Emissionen wird vom Netzwerk „Climate Justice Now!“ mit einer grundsätzlichen Kritik an der

kapitalistischen Produktionsweise verknüpft. Beide Netzwerke gehen davon aus, dass jeder

klimapolitische Ansatz, der auf einer wachstumsorientierten Wirtschaftsweise basiert, zum

Scheitern verurteilt ist. (Jungle World Nr. 47, 19. November 2009, S. 12f)


EE und KlimaschutzPolitik/Arbeit-Wirtschaft-Technik/Sozialkunde

In ihrem neuen Buch „Das Ende der Welt, wie wir sie kannten“ kritisieren die beiden Wissenschaftler

Harald Welzer und Claus Leggewie die gegenwärtige „Wachstumsreligion“, die dazu führe, dass die

Klimakrise ignoriert werde. Dennoch gehen sie davon aus, dass der Kapitalismus das Potential

besitzt, „grün“ zu werden, und dass auch der Einzelne aktiv dazu beitragen kann, den Klimawandel

erfolgreich zu bekämpfen. Ihre Formel dafür heißt: Klimawandel ist Kulturwandel. [...] Welzer und

Leggewie beleuchten zwei Themenkomplexe. Zum einen die Frage danach, wie „grünes“,

„nachhaltiges“ Wirtschaften aussehen könnte, zum anderen die Herausforderung einer Erneuerung

der Demokratie von unten. Beide Aspekte gemeinsam sollen dazu dienen, der Klimakrise besser

beizukommen, als dies gegenwärtig der Fall ist. [...] Der Zuwachs an Demokratie bedeutet für die

Autoren Partizipation, Ehrenamt und ein am Gemeinwohl orientiertes Handeln. Praktiziert werden soll

das, was man neuerdings als „strategischen Konsum“ bezeichnet. Mit anderen Worten: in den

Biomarkt gehen, Energiesparlampen benutzen und Fahrrad fahren, so nachzulesen auf dem

Konsumentenportal www.utopia.de. Diese Forderungen sind dann doch etwas zu bescheiden, gerade

in Zeiten, wo immer mehr Menschen in Deutschland oft nicht über die ökonomischen Mittel und das

Wissen verfügen, um „strategisch“ zu konsumieren. (Jungle World Nr. 47, 19. November 2009, S. 13)


EE und KlimaschutzPhysik/Geografie/Politik

Beitrag der erneuerbaren Energien zur Stromerzeugung in Deutschland 1990 - 2008

0

20.000

40.000

60.000

80.000

100.000

120.000

1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008

[GW

h]

Wasserkraft Windenergie Biomasse * Photovoltaik

* feste, f lüssige, gasförmige Biomasse, biogener Anteil des Abfalls, Deponie- und Klärgas; Strom aus Geothermie auf Grund geringer Strommengen nicht dargestellt; StrEG: Stromeinspeisungsgesetz; BauGB: Baugesetzbuch; EEG: Erneuerbare-Energien-Gesetz;

EEV Endenergieverbrauch; Quelle: BMU Publikation "Erneuerbare Energien in Zahlen – nationale und internationale Entw icklung", KI III 1; Stand: Juni 2009; Angaben vorläufig

EEG 1. April 2000

neues EEG 1. August 2004

StrEG 1. Januar 1991

EEG 2009ab 1. Januar 2009

Novelle BauGBNovember 1997

Anteil am EEV15,1 %



EE und KlimaschutzPolitik/Geografie/Physik



EE und KlimaschutzPolitik/Sozialkunde/Geografie

Ergebnisse bis Kyoto: Ziele und Mechanismen



Bildverzeichnis

AGEE Stat 2009: Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V., http://www.nachwachsenderohstoffe.de/service/daten-und-fakten/bioenergie.html.

Agentur für Erneuerbare Energien: www.unendlich-viel-energie.de/de/service/mediathek/grafiken.html.

Baulinks.de: http://www.baulinks.de/webplugin/2007/i/0825-mineralwolle.jpg.

BGR (2009): Energierohstoffe 2009 – Reserven, Ressourcen, Verfügbarkeit, Autoren: Sören Rehder, Bernhard Cramer, Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (Hrsg.), online: http://www.bgr.bund.de/cln_092/nn_322882/sid_22AD4FBFF9E1F605D2B67E7294E489FE/nsc_true/DE/Themen/Energie/energie__node.html?__nnn=true.

BMU: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit, www.bmu.de/bilderdatenbank/content/41229.php.

BMU-Publikation „Erneuerbare Energien in Zahlen – nationale und internationale Entwicklung“, Stand Juni 2009: www.erneuerbare-energien.de/inhalt/42038/2720/.

Bundesverband Windenergie e.V., www.wind-energie.de.

Desertec: http://www.desertec.org/de/aktuelles/.

Deutsche Energieagentur (DENA): http://www.zukunft-haus.info/de/service/presse/pressemitteilungen-diese-seite-nicht-einblenden/energieverbrauch-der-heizung-oftmals-unterschaetzt.html.

DGS: Deutsche Gesellschaft für Sonnenenergie e.V., www.dgs.de.

Dreyer, Florian: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Gezeitenkraftwerk.png Econsense (2007): Fact Sheet Energy consumption, contents by Ecologic, online: http://www.weltkarte-der-klimapolitik.econsense.de/factsheets.html.

http://www.nachwachsenderohstoffe.de/service/daten-und-fakten/bioenergie.html

http://www.unendlich-viel-energie.de/de/service/mediathek/grafiken.html

http://www.baulinks.de/webplugin/2007/i/0825-mineralwolle.jpg

http://www.bgr.bund.de/cln_092/nn_322882/sid_22AD4FBFF9E1F605D2B67E7294E489FE/nsc_true/DE/Themen/Energie/energie__node.html?__nnn=true

http://www.bgr.bund.de/cln_092/nn_322882/sid_22AD4FBFF9E1F605D2B67E7294E489FE/nsc_true/DE/Themen/Energie/energie__node.html?__nnn=true

http://www.bmu.de/bilderdatenbank/content/41229.php

http://www.erneuerbare-energien.de/inhalt/42038/2720/

http://www.wind-energie.de/

http://www.desertec.org/de/aktuelles/

http://www.desertec.org/de/aktuelles/

http://www.zukunft-haus.info/de/service/presse/pressemitteilungen-diese-seite-nicht-einblenden/energieverbrauch-der-heizung-oftmals-unterschaetzt.html

http://www.zukunft-haus.info/de/service/presse/pressemitteilungen-diese-seite-nicht-einblenden/energieverbrauch-der-heizung-oftmals-unterschaetzt.html

http://www.dgs.de/

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Gezeitenkraftwerk.png

http://www.weltkarte-der-klimapolitik.econsense.de/factsheets.html


Bildverzeichnis

Greenpeace: www.greenpeace.org/international/news/naked-glacier-tunick-08182007.

Lehr/ O‘Sullivan et al (2009): Lehr, Ulrike/ O’Sullivan, Marlene (2009): Struktur der Beschäftigung im Bereich EE – Entwurf. Nicht veröffentlichter Bericht.

Le Monde Diplomatique (2007): www.naturefund.de/uploads/tx_templavoila/Klimawandel_1_750.jpg.

IZT: Institut für Zukunfsforschung und Technologiebewertung, www.izt.de.

Köller, Jürgen (2006): www.mathematische-basteleien.de/wuerfel.htm.

Mierlo, Frank van: http://en.wikipedia.org/wiki/File:Available_Energy-4.png.

Pelamis wave energy converter: http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Pelamis_at_EMEC.jpg?uselang=de.

Peltonturbine: http://en.wikipedia.org/wiki/File:Peltonturbine-1.jpg.

PIXELIO: www.pixelio.de.

Powerado und powerado plus: www.powerado.de (Spiel), www.izt.de/powerado (Dokumente), www.ufu.de/powerado (Bildungsmaterialien).

Reiseführer EE: powerado Modul 07c, www.ufu.de/powerado oder www.izt.de/powerado.

Schulpaket CO2-frei zum Energiesparkonto für Schulen (2010): Unabhängiges Institut für Umweltfragen e.V., www.ufu.de/downloads.

Schulpaket Solarsupport Klassen 4-6 und Klassen 7-10 (2009): Unabhängiges Institut für Umweltfragen e.V., www.solarsupport.org.

Solare Zukunft e.V.: www. www.solarwerkstatt-famos.de.

http://www.greenpeace.org/international/news/naked-glacier-tunick-08182007

http://www.naturefund.de/uploads/tx_templavoila/Klimawandel_1_750.jpg

http://www.izt.de/

http://www.mathematische-basteleien.de/wuerfel.htm

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Available_Energy-4.png

http://commons.wikimedia.org/wiki/Image:Pelamis_at_EMEC.jpg?uselang=de

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Peltonturbine-1.jpg

http://www.pixelio.de/

http://www.powerado.de/

http://www.izt.de/powerado

http://www.ufu.de/powerado

http://www.ufu.de/powerado

http://www.izt.de/powerado

http://www.ufu.de/downloads

http://www.solarsupport.org/

http://www.solarwerkstatt-famos.de/


Bildverzeichnis

UBA (2009): Klimaänderung, Wichtige Erkenntnisse aus dem 4. Sachstandsbericht des Zwischenstaatlichen Ausschusses für Klimaänderungen der Vereinten Nationen, Autorin: Dr. Claudia Mäder, Umweltbundesamt (Hrsg.), Dessau, online: http://www.umweltbundesamt.de/uba-info-medien/mysql_medien.php?anfrage=Kennummer&Suchwort=3840 .

UfU: Unabhängiges Institut für Umweltfragen e.V., www.ufu.de.

Umwelt-Prognose-Institut (UIP) 2000: www.

Voith Siemens Hydro Power, http://en.wikipedia.org/wiki/File:Walchenseewerk_Pelton_120.jpg.

http://www.umweltbundesamt.de/uba-info-medien/mysql_medien.php?anfrage=Kennummer&Suchwort=3840

http://www.ufu.de/

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Walchenseewerk_Pelton_120.jpg

20100205/iken draeger/ufu verbundprojekt powerado-plus 1 fachseminare zu erneuerbaren energien...

Documents