Jedes Jahr im Herbst, wenn die internationale Klimakonferenz stattfindet, rückt die Klimapolitik mehr und mehr in den Fokus der Weltöffentlichkeit. Welche Ziele verfolgt Klimapolitik generell? Und worüber wird auf diesen Konferenzen verhandelt? Die Bedrohung durch den Klimawandel wird immer konkreter. Die Warnungen der Wissenschaftler immer drastischer. Und auch auf politischer Ebene nimmt der Druck zu. Die alljährlichen Klimaverhandlungen werden zu Veranstaltungen mit vielen tausend Teilnehmern und einer ähnlichen Zahl von Lobbyisten und Journalisten. Worüber wird eigentlich diskutiert? Und was wird dort beschlossen? Diese Unterrichtseinheit hat das Ziel, bei aller Komplexität der Klimapolitik, grundlegende Rahmenbedingungen verständlich zu machen. Vorstellungen von Klimapolitik austesten mit "KEEP COOL mobil" Im Vordergrund dieser Unterrichtseinheit steht die selbstständige Auseinandersetzung der Schülerinnen und Schüler mit dem Thema Klimapolitik. Anhand des mobilen Serious Game "KEEP COOL mobil" haben sie die Gelegenheit, sich in ihrer Rolle auf der internationalen Bühne auszuprobieren und ihre Vorstellungen von Klimapolitik auszutesten. Nach einer Spielrunde oder während einer spannenden Spielphase sollte eine Reflektion darüber stattfinden, was im Rahmen des Spiels passiert (ist). Hier hat die Lehrkraft die Gelegenheit, wichtige Ereignisse aus dem beendeten (oder an einer markanten Stelle unterbrochenen) Spielgeschehen aufzugreifen und im Plenum zu rekapitulieren. Beschäftigung mit realem klimapolitischen Geschehen Anhand der Spielereignisse kann die Brücke zum realen klimapolitischen Geschehen geschlagen werden. Die Schülerinnen und Schüler beschäftigen sich in dieser Unterrichtseinheit auch mit Meilensteinen realer Klimapolitik. Hier kann thematisiert werden, wie gut eigene Vorstellungen, Erfahrungen aus dem Spiel und reale Klimapolitik zusammenpassen – oder auch nicht. Auch eine wichtige Komponente dieser Einheit: Welche Ideen haben die Schülerinnen und Schüler selbst, was hinsichtlich des Klimawandels getan werden muss? Themen der Klimapolitik Ausgehend von den Ursachen und Folgen des Klimawandels, entwickeln die Schülerinnen und Schüler zunächst ihre eigenen Ideen, stellen sie vor und diskutieren sie. Divergierende Interessen der Klimapolitik Anhand des mobilen Serious Game "KEEP COOL mobil" schlüpfen die Schülerinnen und Schüler in die Rolle politischer Entscheider. Können Sie ihre Interessen durchsetzen? Chronologie der Klimapolitik Abschließend beschäftigen sich die Schülerinnen und Schüler mit der tatsächlichen Klimapolitik. Wann wurden welche Maßnahmen beschlossen? Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen grundlegende Handlungsfelder der Klimapolitik kennen. ordnen Meilensteine der Klimapolitik zeitlich und thematisch ein. bekommen anhand des Lernspiels "KEEP COOL mobil" eine Vorstellung von den divergierenden Interessen verschiedener Akteure. verstehen im Zusammenhang mit "KEEP COOL mobil", welche besondere Rolle Großstädte spielen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler nutzen ein mobiles Endgerät eigenverantwortlich, um an einem Spiel zur Klimapolitik teilzuhaben. kommunizieren in dem mobilen Serious Game "KEEP COOL mobil" mit anderen Spielerinnen und Spielern. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler kommunizieren in "KEEP COOL" mit anderen Spielerinnen und Spielern. treffen Absprachen zur Rollenverteilung in "KEEP COOL mobil". nehmen im Rahmen von "KEEP COOL mobil" die Perspektive eines Akteurs ein. vollziehen im Rahmen von "KEEP COOL mobil" Perspektiven anderer Spieler nach, analysieren und respektieren sie. Politische Handlungsfelder des Klimawandels Für diese Unterrichtseinheit ist es hilfreich, wenn die Schülerinnen und Schüler grundlegende naturwissenschaftliche und geografische Kenntnisse zu Ursachen und Folgen des Klimawandels mitbringen - aber nicht obligatorisch. Anhand von Arbeitsblatt 1 beschäftigen sie sich mit den politischen Handlungsfeldern. Zur Unterstützung enthält das Material eine sehr knappe Zusammenfassung der Ursachen und Folgen. Die nachfolgenden Fragen regen zur vertieften Beschäftigung an. Die Schülerinnen und Schüler sollten Zeit haben zu recherchieren und sich mit anderen Lernenden auszutauschen (Arbeit in Kleingruppen). Die Rolle der Industrieländer Die Schülerinnen und Schüler beschäftigen sich anhand von Arbeitsblatt 1 mit der globalen Verteilung von Ursachen und Folgen des Klimawandels. Die Industrieländer haben den größten Teil der bisherigen Emissionen zu verantworten. Die Hauptleidtragenden sind aber andere Staaten. Inselstaaten wie beispielsweise Tuvalu sind durch den Anstieg des Meeresspiegels in ihrer kompletten Existenz bedroht. Aber auch Staaten mit weiten Landesteilen mit geringen Erhebungen (zum Beispiel Bangladesh) sind stark bedroht. Staaten mit ausgeprägten Trockenzeiten und gleichzeitig hoher Abhängigkeit vom landwirtschaftlichen Ertrag (zum Beispiel in der Sahel-Zone) haben ebenfalls sehr stark unter dem Klimawandel zu leiden. Anpassungsmaßnahmen Um den Klimawandel zu begrenzen, muss der Anteil klimarelevanter Gase in der Atmosphäre verringert werden. Das heißt also, dass der Ausstoß von CO 2 drastisch reduziert werden muss. Auch wenn das geschieht, wird zunächst der Temperaturanstieg noch weitergehen. Dementsprechend werden auch die Folgen des Klimawandels noch zunehmen. Anpassungsmaßnahmen sind notwendig, um die unvermeidbaren Schäden möglichst gering zu halten. Das kann der Bau von Dämmen sein, um sich vor Fluten zu schützen. Oder der Ausbau von Bewässerungssystemen, um die Folgen von Trockenheit abzumildern. Aufforstungsmaßnahmen können sowohl den Wasserhaushalt als auch die Bodendegradation positiv beeinflussen. Die Liste möglicher Anpassungsmaßnahmen ist lang. Bedeutung des Klimawandels für Großstädte Will man die Welt verändern, fängt man am besten bei den Großstädten an. Etwas mehr als 50 Prozent der Weltbevölkerung lebt bereits in urbanen Räumen. Tendenz steigend. Sie machen zwei Drittel des globalen Energieverbrauchs aus und einen ebenso großen Anteil an CO 2 -Emissionen. Großstädte und Ballungsräume sind gleichzeitig besonders betroffen vom Klimawandel, denn 90 Prozent von ihnen befinden sich in Küstennähe und sind somit in besonderem Maße vom Klimawandel bedroht. Großstädte sind häufig die Keimzellen für Innovationen. Sie bieten mehr Potential für eine effiziente und nachhaltige Infrastruktur als ländliche Räume. Und die Verantwortung und Einflussnahme von politischen Entscheidungsträgern ist unmittelbarer als auf nationaler oder gar internationaler Ebene. Anmeldung und Start des Spiels In "KEEP COOL mobil" übernimmt jeder Spieler die Rolle einer Metropole (zum Beispiel Sao Paolo, Berlin, Shanghai oder Mexico City). Die Metropolen sind dabei vier Ländergruppen zugeordnet: Europa USA & Partner BRIC (Schwellenländer Brasilien, Russland, Indien und China) G77 (Entwicklungsländer) Spielablauf Nachdem der Spielleiter das Spiel freigegeben beziehungsweise gestartet hat, laufen die Ticks und der Spieler kann definierte Aktionen durchführen. Aktionen sind etwa: Fabriken oder Gebäude (Anpassungsmaßnahmen) bauen/abreißen Forschungen betreiben (Forschungsfonds) in Kontakt/Verhandlung treten mit einem anderen Spieler Gelder anderen Spielern senden oder von anderen Spielern erhalten Informationen zu anderen Spielern einholen (inklusive Einsicht ins Spielerprofil) eigene Statistiken und Ergebnisse betrachten Zufällige Extremereignisse In unregelmäßigen Abständen und ohne vorherige Ankündigung werden die Jugendlichen in ihren Metropolen mit (zufällig eingestreuten) Extremereignissen wie zum Beispiel Dürren, Überschwemmungen oder Stürmen konfrontiert. Der Spieler muss entscheiden, ob er seine Region durch Schutzmaßnahmen absichert oder langfristig in klimafreundliche Energie investiert. Weitere Informationen zum Spiel und dessen Einsatz im Unterricht finden Sie hier . Reflexion Welche Rollen gibt es im Spiel? Welche Ziele verfolgen die Akteure? Die Schülerinnen und Schüler sollen begründen, warum sie sich für eine bestimmte Rolle entschieden haben. Was müssen die Spieler tun, um ihre Ziele zu erreichen? Was macht es den Spielern schwer, ihre Ziele zu erreichen? (Divergierende Interessen der verschiedenen Akteure, divergierende Interessen innerhalb der eigenen Wählerschaft) Welche Konflikte kamen im Spiel vor? Gibt es diese Konflikte auch in der Realität? Warum haben die Städte eine besondere Rolle in der Klimapolitik? Wissenschaftliche Studien und Klimaverträge Arbeitsblatt 3 enthält eine Liste von 15 wichtigen Meilensteinen der internationalen Klimapolitik. Von der Veröffentlichung der wissenschaftlichen Studie "Grenzen des Wachstums" über die erste Klimarahmenkonvention 1992 in Rio de Janeiro bis zum Klimavertrag 2015 in Paris. Die zeitliche Abfolge Jeder Schülerin und jeder Schüler (eventuell in kleinen Teams) bekommt einen Ausdruck der Zusammenfassung zu einem Jahr (wobei die Jahreszahl auf diesem Ausdruck fehlt). Aufgabe ist es, sich mit den Mitschülerinnen und -schülern auszutauschen und die Meilensteine der Klimapolitik in die richtige Reihenfolge zu bringen. Die ersten beiden Seiten sind für die Lehrkraft. Sie enthalten die entsprechenden Jahreszahlen, um die Reihenfolge überprüfen zu können. Reflexion Was war einfach? Was war schwierig? Welche Angaben halfen den Schülerinnen und Schülern, sich zu orientieren? Gab es Informationen, die sie überrascht haben? Wenn ja, welche? Resonanz auf das Ergebnis der Klimakonferenz Das Ergebnis der Klimakonferenz Ende 2015 in Paris wurde von vielen Beteiligten und Beobachtern als großer Erfolg bewertet. Und tatsächlich wurde noch nie zuvor ein so umfangreicher Klimavertrag von allen Ländern der Erde unterzeichnet. Trotzdem gibt es auch kritische Stimmen, denen die Vereinbarungen nicht weit genug gehen.

Um ein internationales Klimaabkommen zu verabschieden, müssen die Interessen von fast 200 Staaten berücksichtigt werden. Eine Mammutaufgabe, an der Schritt für Schritt und mit viel diplomatischem Geschick gearbeitet werden muss. Die Länder der Erde beteiligen sich an der Klimapolitik mit unterschiedlichsten Voraussetzung. Das fängt damit an, dass die Staaten in sehr unterschiedlichen Maßen klimarelevante Gase emittieren und daher auch in sehr unterschiedlichem Umfang für den Klimawandel verantwortlich sind. Klar ist, dass insgesamt der Ausstoß von CO 2 und Methan reduziert werden muss. Heißt das dann auch, dass aufstrebende Länder nicht den Lebensstandard von Industriestaaten erreichen dürfen? Und auch die Bedrohungen durch den Klimawandel sind unterschiedlich verteilt. Nicht jeder Staat ist in seiner kompletten Existenz bedroht, so wie manche Inselstaaten. Auch sind die Ressourcen, um sich gegen die negativen Auswirkungen des Klimawandels zu schützen, unterschiedlich verteilt. Aufgrund der ungleichen globalen Verteilung von Hauptverursachern und -leidtragenden des Klimawandels steht die internationale Klimapolitik vor besonderen Herausforderungen. Deshalb sollen sich die Schülerinnen und Schüler zunächst mit dieser Problematik beschäftigen, bevor sie durch das Klimaspiel "KEEP COOL mobil" selbst zum klimapolitischen Akteur werden. Welche Erfahrungen und Erkenntnisse bietet ihnen das Spiel? Und wie gut passt das zur realen Klimapolitik? Diesen Fragen sollen die Schülerinnen und Schüler im Anschluss an "KEEP COOL mobil" nachgehen. Zum Ende der Unterrichtseinheit stehen die politischen Instrumente gegen den Klimawandel im Fokus. Klimawandel: Globale Verteilung von Ursachen und Folgen Die Länder, die am meisten Klimagase emittieren, sind nicht gleichzeitig diejenigen, die am stärksten unter den Folgen zu leiden haben. Divergierende Interessen der Klimapolitik Wer hat welche Interessen? In einer Spielrunde von "KEEP COOL mobil" schlüpfen die Schülerinnen und Schüler in die Rollen von politischen Entscheidern. Politische Instrumente zum Klimaschutz Abschließend sollen sich die Schülerinnen und Schüler mit klimapolitischen Steuerungsinstrumenten beschäftigen. Welche eigenen Ideen haben sie? Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen Handlungsfelder der Klimapolitik kennen. können Interessenskonflikte und Einflussmöglichkeiten in der Klimapolitik nachvollziehen. lernen klimapolitische Maßnahmen und Gesetze kennen. werden für die globale Verteilung von Verursachern und Leidtragenden als eine Ursache für divergierende klimapolitische Interessen sensibilisiert. probieren sich im Serious Game "KEEP COOL mobil" im Spannungsfeld divergierender politischer Interessen aus und entwickeln eigenständig eine Strategie. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler nutzen ein mobiles Endgerät eigenverantwortlich, um an einem Spiel zur Klimapolitik teilzuhaben. kommunzieren in "KEEP COOL mobil" fach- und themenbezogen mit den Mitspielerinnen und -spielern. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler treffen Absprachen zu Rollenverteilung und Nutzung bezüglich "KEEP COOL mobil". nehmen im Rahmen von "KEEP COOL mobil" die Perspektive eines Akteurs ein. kommunizieren in dem mobilen Serious Game "KEEP COOL mobil" mit anderen Spielerinnen und Spielern. Fragen des internationalen Klimaabkommens Der Klimawandel hat längst begonnen und bereits heute entstehen große Schäden, zum Beispiel durch Wetterextreme und den Anstieg des Meeresspiegels. Wer soll für diese Schäden aufkommen? Die Staaten (und deren Bewohner), die am meisten schädliche Klimagase emittieren? Und wie verändern sich die Emissionen? Nehmen sie ab oder nehmen sie zu? Fragen, die für das internationale Klimaabkommen von essentieller Bedeutung sind. Emissionen in China Chinas Emissionen haben in den letzten Jahrzehnten rasant zugenommen. Absolut gesehen ist China inzwischen mit großem Abstand Hauptemittent an CO 2 . Mit 7,6 t CO 2 pro Kopf emittierte 2014 das chinesische Volk pro Kopf allerdings immer noch weniger als zum Beispiel wir in Deutschland, die wir im Durchschnitt 9,3 t pro Kopf emittiert haben. Zum Vergleich: Die Bewohner der USA emittierten im Jahr 2014 im Durchschnitt 16,5 t. Warum sind die Emissionen in China so stark gestiegen? Nur ein Teil ist darauf zurückzuführen, dass Teile der chinesischen Gesellschaft einen höheren materiellen Wohlstand haben. Ein Teil der chinesischen Emissionen entsteht durch die Produktion von (billigen) Gütern für Konsumenten weltweit - also auch für uns in Deutschland. In Deutschland Auch Deutschland ist bereits vom Klimawandel betroffen. Hitzeperioden machen insbesondere älteren Menschen schwer zu schaffen. Sie beeinträchtigen aber auch die Ernte und haben Auswirkung auf die Erträge in der Landwirtschaft, vor allem wenn Niederschläge lange Zeit ausbleiben. Andererseits können extreme Regenfälle Hochwasser an Flüssen und somit Flutkatastrophen auslösen. Eine andere Art von Wetterextrem in Deutschland sind besonders starke Hitzegewitter mit zerstörerischen Orkanböen und Hagelschauern. All diese Phänomene gab es eigentlich schon immer, durch den Klimawandel treten sie aber häufiger und extremer auf. Weltweit Andere Länder leiden stärker unter dem Klimawandel. Inselstaaten wie beispielsweise Tuvalu oder die Fidschi-Inseln, aber auch Staaten mit geringer Meereshöhe wie Bangladesch, sind durch den Anstieg des Meeresspiegels massiv bedroht. Auch sehr schwierig ist es für Länder in Trockenregionen, die ohnehin wenig Wasser zur Verfügung haben. Wenn dann noch eine außergewöhnliche Dürre eintritt, kann das katastrophale Folgen haben. Dazu zählen Länder in der Subsahara-Region, wie beispielsweise Äthiopien oder der Sudan. Aber auch Syrien hat unter den Folgen des Klimawandels zu leiden. Sowohl im Sudan wie auch in Syrien werden die katastrophalen ökologischen Umstände als eine Mitursache für die Bürgerkriegssituationen gesehen. Klimapolitik und Flüchtlinge Viele Leidtragende des Klimawandels leben in weit entfernten Regionen. Trotzdem sind sie auch ein Teil unserer Welt. Denn unser Lebensstil trägt zur Zerstörung der Lebensgrundlagen in entfernten Regionen bei. Wenn die Perspektiven im eigenen Land schlecht sind, versuchen Menschen in anderen Ländern zu überleben. Sie fliehen, weil ihre Lebensgrundlagen zerstört werden. Das kann die Verfolgung durch ein autokratisches politisches System sein, es kann eine Kriegssituation sein oder die Zerstörung der ökologischen Lebensbedingungen (Dürre, Überflutung), wobei insbesondere die letzten beiden Gründe nicht selten miteinander verknüpft sind. Leid auf Reisen Der seit Frühjahr 2011 herrschende Bürgerkrieg in Syrien treibt Millionen Menschen in die Flucht. Nicht zuletzt führte er zu einer außergewöhnlich hohen Zahl an Flüchtlingen, die insbesondere im Jahr 2015 Deutschland erreichten. Sowohl auf politischer Ebene als auch in der Zivilgesellschaft ist es das bestimmende Thema in dieser Zeit. Anmeldung und Start des Spiels In "KEEP COOL mobil" übernimmt jeder Spieler die Rolle einer Metropole (zum Beispiel Sao Paolo, Berlin, Shanghai oder Mexico City). Die Metropolen sind dabei vier Ländergruppen zugeordnet: Europa USA & Partner BRIC (Schwellenländer Brasilien, Russland, Indien und China) G77 (Entwicklungsländer) Spielablauf Nachdem der Spielleiter das Spiel freigegeben beziehungsweise gestartet hat, laufen die Ticks und der Spieler kann definierte Aktionen durchführen. Aktionen sind etwa: Fabriken oder Gebäude (Anpassungsmaßnahmen) bauen/abreißen Forschungen betreiben (Forschungsfonds) in Kontakt/Verhandlung treten mit einem anderen Spieler Gelder anderen Spielern senden oder von anderen Spielern erhalten Informationen zu anderen Spielern einholen (inklusive Einsicht ins Spielerprofil) eigene Statistiken und Ergebnisse betrachten Weitere Aktionen Weitere "Aktionen" ergeben sich aus weiteren formalisierten Kommunikationsmöglichkeiten (siehe Spielbausteine und -features): Einflussnahme in der Konferenzphase abstimmen Forschungspartner (andere Städte) suchen Katastrophenhilfe gewähren/erbitten um Kredite bitten Zufällige Extremereignisse In unregelmäßigen Abständen und ohne vorherige Ankündigung werden die Jugendlichen in ihren Metropolen mit (zufällig eingestreuten) Extremereignissen wie zum Beispiel Dürren, Überschwemmungen oder Stürmen konfrontiert. Der Spieler muss entscheiden, ob er seine Region durch Schutzmaßnahmen absichert oder langfristig in klimafreundliche Energie investiert. Weitere Informationen zum Spiel und dessen Einsatz im Unterricht finden Sie hier . Vertreter aus verschiedenen Ländergruppen Die Schülerinnen und Schüler in der Rolle als Vertreterin oder Vertreter einer Metropole, in der sie Einfluss auf die Klimapolitik im jeweiligen Land haben, sollten sich zunächst überlegen, welche klimapolitischen Ziele für das jeweilige Land am wichtigsten sind. Welche Forderungen könnten gestellt werden? Um die Vielfalt der Interessen abzubilden, sollten aus verschiedenen Ländergruppen - Industriestaaten (zum Beispiel Deutschland, USA, Australien), Entwicklungsländer (zum Beispiel Äthiopien, Mosambik, Kambodscha) und Schwellenländer (zum Beispiel Brasilien, China, Indien) - je ein Vertreter in einer Spielrunde "KEEP COOL mobil" vertreten sein. Interessengruppen in Deutschland Eine Vielfalt von politischen und wirtschaftlichen Interessen gibt es auch innerhalb eines Landes. Welche Interessensgruppen gibt es in einem Land wie Deutschland? Welche Interessen verfolgen sie und warum? Welche Konflikte gibt es zwischen den einzelnen Gruppen. Welche Konflikte gibt es aber auch innerhalb einer Gruppe? Und lassen sich nachhaltige Entwicklung und Wirtschaftswachstum miteinander vereinbaren? Kohlenstoffsteuer Das Prinzip ist einfach und einleuchtend: Wer CO 2 emittiert, muss dafür eine Steuer entrichten. Das ist einerseits ein Anreiz, weniger CO 2 zu emittieren. Andererseits wird Geld eingenommen, das für Klimaschutzmaßnahmen zur Verfügung gestellt werden kann. Anpassungsfinanzierung Forest Carbon Partnership Facility (FCPF) ist ein Beispiel für eine Anpassungsfinanzierung . Dabei handelt es sich um einen Fonds der Weltbank, mit dem Ziel, die Entwaldung zu verhindern. Damit sollen Waldbesitzer dafür entschädigt werden, dass sie ihren Wald nicht einer wirtschaftlich lukrativeren Nutzungsform zuführen (zum Beispiel Rodung und Anbau von Soja oder Nutzung als Viehweide). Mechanismus für umweltverträgliche Entwicklung Der Mechanismus für umweltverträgliche Entwicklung (Clean Development Mechanism, CDM) ist auch Teil der globalen Klimaverhandlungen. Ein Beispiel: Indien möchte Wirtschaftswachstum und Wohlstand um jeden Preis. Industriestaaten wie Deutschland und die USA wollen Indien dazu bewegen, den Energiehunger mit erneuerbaren Energiequellen zu stillen, statt durch Kohle. So könnten beide Seiten und das Weltklima profitieren. Die Industriestaaten liefern Technologie, Indien bekommt günstige Konditionen und der Welt blieben viele Tonnen CO 2 erspart. Resonanz auf das Ergebnis der Klimakonferenz Das Ergebnis der Klimakonferenz Ende 2015 in Paris wurde von vielen Beteiligten und Beobachtern als großer Erfolg bewertet. Und tatsächlich wurde noch nie zuvor ein so umfangreicher Klimavertrag von allen Ländern der Erde unterzeichnet. Trotzdem gibt es auch kritische Stimmen, denen die Vereinbarungen nicht weit genug gehen.

Wie lange können fossile Energieträger noch genutzt werden? Was macht ökonomisch Sinn, was ist ökologisch vertretbar und was sind die sozialen Folgen? Diese Unterrichtseinheit behandelt aktuelle Forschungsfelder und fordert zur Diskussion über die strategische Ausrichtung der Energiepolitik auf. Unser materieller Wohlstand basiert zu einem sehr großen Teil auf der Nutzung fossiler Energieträger. Strom und Wärme werden traditionell durch die Verbrennung von Kohle, Öl und Erdgas erzeugt – sowohl für die Industrie als auch für die private Nutzung. Die Energiewende, also der Umbau der Energieversorgung weg von fossilen Energieträgern hin zur Nutzung erneuerbarer Energien, braucht Zeit. Gründe hierfür sind vielfältig und zur Dauer des Übergangs gibt es unterschiedliche Einschätzungen. Sicher ist jedoch, dass fossile Energiequellen noch viele Jahre genutzt werden. Lohnt es sich also, die bestehenden Technologien weiterzuentwickeln? Zum Einstieg in das Thema spielen die Schülerinnen und Schüler das „KEEP COOL mobil“. Während des Spiels können gemeinsam Forschungen zu verschiedenen Energiebereichen durchgeführt werden, die einen bestimmten Einfluss auf den Spielfortgang haben. Diese Forschungstätigkeiten sollen anschließend vertieft werden, speziell die Forschungstätigkeiten für sogenannte „Schwarze Fabriken“, also aus dem Bereich der fossilen, klimabelastenden Energienutzung. Hierfür stehen vier Arbeitsblätter zur Verfügung, sodass vier Gruppen gebildet werden können. Nach einer ersten Erarbeitungsphase sollen die Schülerinnen und Schüler ihre Ergebnisse vorstellen und diskutieren. In einer zweiten Arbeitsphase beschäftigen sich die Schülerinnen und Schüler mit den fossilen Energieträgern als Teil des gesamten Energiemixes. Auch hierfür steht ein Arbeitsmaterial zur Verfügung, das am zielführendsten in Gruppenarbeit bearbeitet wird. Zum Abschluss sollten auch diese Ergebnisse präsentiert und im Plenum diskutiert werden. Forschungsprojekte im Spiel „KEEP COOL mobil“ Die Spielerinnen und Spieler haben die Möglichkeit, gemeinsame Forschungsprojekte durchzuführen und sich dadurch einen wirtschaftlichen Vorteil zu verschaffen. Forschungsfelder der fossilen Energieversorgung Früher oder später versorgen wir uns zu 100 Prozent aus erneuerbaren Energien. Bis dahin wird weiter zu fossilen Energieträgern geforscht. Energiemix der Zukunft Die Schülerinnen und Schüler werden Energieminister eines fiktiven Landes. Welche Rolle spielen die verschiedenen Energiequellen? Woran soll geforscht werden? Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler lernen Forschungsthemen aus dem Bereich der fossilen Energienutzung kennen: Fracking, Tiefsee-Ölförderung, Kraftwerkstechnologie, Flugverkehr, Bauwirtschaft. analysieren Chancen und Risiken dieser Technologien. nehmen die fossile Energienutzung als Teil des Energiemix wahr. erörtern Zukunftsvisionen, wägen Handlungsoptionen ab und entwerfen einen vereinfachten Plan für die zukünftige Energieversorgung eines Landes. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler kommunizieren in dem mobilen Multiplayer-Spiel „KEEP COOL mobil“ mit anderen Spielern. entwickeln gemeinsam eine Gruppenarbeit gemeinsam zur Zukunft der Energieversorgung. präsentieren ihre Ergebnisse und diskutieren im Plenum. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler recherchieren im Internet. nutzen das mobile Multiplayer-Spiel „KEEP COOL mobil“. Anmeldung und Start des Spiels In "KEEP COOL mobil" übernimmt jeder Spieler die Rolle einer Metropole (zum Beispiel Sao Paolo, Berlin, Shanghai oder Mexico City). Die Metropolen sind dabei vier Ländergruppen zugeordnet: Europa USA & Partner BRIC (Schwellenländer Brasilien, Russland, Indien und China) G77 (Entwicklungsländer) Spielablauf Nachdem der Spielleiter das Spiel freigegeben beziehungsweise gestartet hat, laufen die Ticks und der Spieler kann definierte Aktionen durchführen. Aktionen sind etwa: Fabriken oder Gebäude bauen/abreißen (Anpassungsmaßnahmen) Forschungen betreiben (Forschungsfonds) in Kontakt/Verhandlung treten mit einem anderen Spieler Gelder anderen Spielern senden oder von anderen Spielern erhalten Informationen zu anderen Spielern einholen (inklusive Einsicht ins Spielerprofil) eigene Statistiken und Ergebnisse betrachten Mehr Informationen zum Spielablauf von "Keep Cool mobil" finden Sie hier. Forschungsprojekte bei Keep Cool mobil Während des Spiels haben die Spielerinnen und Spieler die Möglichkeit, „grüne“ (erneuerbare) oder „schwarze“ (fossile) Forschungsprojekte zu starten und können andere Mitspielerinnen und -spieler einladen, mit ihnen zu forschen. Da zu Forschungszwecken Geld in einen Forschungs-Fonds eingezahlt werden muss, ist es sogar sinnvoll, gemeinsam zu forschen. Forschungsprojekte zahlen sich für alle teilnehmenden Metropolen aus: Der Neubau einer grünen oder schwarzen Fabrik – je nach Forschungsart – kostet nach erfolgreichem Abschluss eines Forschungsprojektes weniger Geld. Auf diese Art und Weise können die Spielerinnen und Spieler die wirtschaftliche Entwicklung ihrer Metropolregion langfristig lenken – doch Vorsicht – massive Investitionen in fossile Energieträger beschleunigen die Gesamterwärmung der Erdatmosphäre. Klimafolgen können mit Fortschreiten der Spielrunde stärker und häufiger auftreten. Reflektion Wie in der realen Welt, können auch in "Keep Cool mobil" diejenigen Akteure Profit erzielen (im Spiel: Siegpunkte und Siegpunkte aus politischen Forderungen), die auf schwarze Fabriken und somit auf die Weiternutzung und Förderung fossiler Energieträger setzen. Wirtschaftlich gesehen macht das Sinn, denn bis die Energieversorgung das Label „100 Prozent erneuerbar“ trägt, vergehen auch in der Realität noch einige Jahre. Der Effekt der Weiternutzung fossiler Energieformen nach heutigen Standards und mit den derzeitigen CO 2 -Emissionen allerdings ist mit Blick in die Zukunft besorgniserregend – die dadurch konstant steigende Erderwärmung bildet sich auch im Spielverlauf einer Runde "Keep Cool mobil" ab. Hieran und an den Klimafolgen kann die Lehrkraft exemplarisch aufzeigen, dass die Erforschung bestehender fossiler Energieversorgungssysteme wichtig ist, um neben dem Voranbringen erneuerbarer Energien auch Optimierungspotentiale zu nutzen. Eine effizientere Technik spart nicht nur Kosten, sondern auch CO 2 -Emissionen. Die Energiewende lässt auf sich warten Die Nutzung fossiler Energieträger ist der Hauptgrund für den Klimawandel. Wir verbrennen Kohle und Gas zur Stromerzeugung. Wir verbrennen Benzin, Diesel und Kerosin als Treibstoff für unsere Mobilität. Erst allmählich werden erneuerbare Energien genutzt. Der Umstieg braucht Zeit. Das liegt einerseits an technischen Hürden. Aber auch ökonomische Interessen spielen eine Rolle. Denn je länger eine Technologie genutzt werden kann, desto eher amortisieren sich die Investitionen in Forschung und Innovation. Die großen Energieversorger sind daher träge und wollen die hohen Gewinnmargen ihrer Kraftwerke möglichst lange abschöpfen. Übergangsfrist für fossile Energieversorgung Bis wir unsere Energieversorgung mit dem Label "100 Prozent erneuerbar" versehen und komplett umgestellt haben werden, vergehen noch einige Jahre. Aber sollen die bestehenden Kraftwerke und Energieversorgungssysteme einfach so weitermachen wie bisher, ohne Optimierungspotentiale zu nutzen? Eine effizientere Technik spart nicht nur Kosten sondern auch CO 2 -Emissionen. An sich also ein lohnendes Forschungsfeld. Oder etwa nicht? Forschungsgebiete der fossilen Energieversorgung Anhand der Arbeitsblätter 1 bis 4 sollen sich die Schülerinnen und Schüler mit ausgewählten Forschungsthemen aus dem Bereich der fossilen Energieversorgung beschäftigen. Die Arbeitsblätter enthalten kurze Zusammenfassungen, weiterführende Internetadressen und Aufgaben. 1. Neue Rohstoffvorräte 2. Kraftwerkstechnik 3. Flugverkehr 4. Bauwirtschaft Hier bietet es sich an, vier kleinere Gruppen zu bilden. Nach einer Erarbeitungsphase sollen die Schülerinnen und Schüler ihre Ergebnisse vorstellen und diskutieren. Fossile Energieträger sind endlich Es dauert Jahrmillionen, um fossile Energieträger wie Kohle und Öl entstehen zu lassen. Nach menschlichen Zeitmaßstäben sind die fossilen Vorräte also endlich. Und die Lagerstätten sind unterschiedlich leicht auszubeuten. Selbstverständlich werden zunächst die Lagerstätten genutzt, die einfach auszubeuten sind. Je näher wir dem Ende der weltweiten Ressourcen kommen, desto schwieriger wird es, die Rohstoffe zu fördern. Deshalb werden neue Fördertechnologien erforscht, die bislang unwirtschaftliche Lagerstätten interessant werden lassen. Schwer zugängliche Rohstoffquellen Oberflächennahe Ölsande und Ölschiefer, Erdgas in dichten Speichergesteinen, flach und sehr tief liegende Erdgasvorkommen, Gas in Kohleflözen und Gashydrat, diese Rohstofflagerstätten waren lange Zeit nicht wirtschaftlich nutzbar. Durch Fortschritte bei der Erkundung der Lagerstätten als auch bei der Förderung, werden große Mengen fossiler Energieträger zusätzlich nutzbar. Was ist Fracking? Der Begriff Fracking leitet sich von Hydraulic Fracturing ab, also dem „hydraulischen Zerbrechen“, und zwar von Untergrund-Gestein. Dadurch sollen mehr gasförmige und lösliche Stoffe (Erdöl und Erdgas) zugänglich gemacht werden. Wissenschaftler sprechen von „Stimulierung“. Erreicht wird dieses Aufbrechen, indem man chemische Substanzen mit sehr hohem Druck (mehrere hundert Bar) in das Gestein presst. Die Chancen Im Vordergrund stehen ökonomische Interessen. Durch Fracking werden noch mehr Rohstoffe pro Lagerstätte genutzt. Oder es wird die Nutzung von bislang ökonomisch nicht nutzbaren Lagerstätten erst möglich. Abgesehen von den technischen und wirtschaftlichen Aspekten, spielen auch geopolitische Interessen eine Rolle. So setzten die USA unter anderem deshalb so stark auf Fracking, weil es dadurch unabhängiger wird von Rohstoffimporten aus dem mittleren Osten. In Deutschland überwiegen die Bedenken vor den schädlichen Auswirkungen. Dementsprechend ist Fracking bei uns (Stand Juli 2016) nur sehr eingeschränkt erlaubt. Die Risiken Die chemischen Substanzen, die mit hohem Druck in den Untergrund gepumpt werden, sind hochgiftig. Sie enthalten krebserregende Kohlenwasserstoffe, Schwermetalle und teilweise auch radioaktive Substanzen. Immer wieder dringen diese Schadstoffe an die Oberfläche oder ins Grundwasser. Die Bohrschlämme müssen in speziellen Deponien entsorgt werden. Umweltverbände rechnen vor , dass bereits im Jahr 2016 bis zu 35 Millionen Tonnen Sondermüll entsorgt werden müssen. Die Chancen Ob in der Tiefsee Öl gefördert wird, hängt vorrangig davon ab, ob es sich wirtschaftlich lohnt. Durch entsprechende Forschungsaktivitäten können Verfahren entwickelt werden, die den Kostenaufwand für die Förderung reduzieren. Und wenn die Nachfrage steigt, kann das geförderte Öl auch noch teuer verkauft werden. So kann sich insgesamt das wirtschaftliche Verhältnis von Aufwand zu Nutzen dahingehend verschieben, dass sogar die Tiefseeförderung ein lohnendes Geschäft wird. Neben den rein wirtschaftlichen Interessen gibt es auch geopolitische Interessen. Die Unabhängigkeit von Staaten mit hohen Öl- und Gasvorkommen kann auch eine große Rolle spielen. Die Risiken Das Bohren in großen Wassertiefen ist mit besonderen technischen Anforderungen verbunden. Der Druck in großen Tiefen ist enorm. In 2.800 Metern Tiefe ist der Druck der Wassersäule doppelt so groß wie der einer Autopresse. Entsprechend teuer sind die eingesetzten technischen Geräte und Verfahren. Schwierigkeiten bereiten auch die Temperaturunterschiede. In diesen Tiefen ist der geförderte Rohstoff teilweise sehr heiß. Beim kilometerlangen Aufstieg zur Bohrplattform können durch das Abkühlen störende Effekte wie Wachsbildung auftreten. Wenn ein Störfall eintritt, ist er viel schwieriger zu kontrollieren. Schon allein aufgrund der Entfernung zum Bohrloch, aber auch aufgrund der extremen Bedingungen in solchen Tiefen. Trauriges Beispiel ist die Katastrophe am 20. April 2010 auf der Plattform "Deepwater Horizon", einer Bohrplattform im Golf von Mexico. Höhere Wirkungsgrade Übliche Kohlekraftwerke erreichen hinsichtlich der Stromerzeugung einen Wirkungsgrad von 30 bis 40 Prozent. Moderne Kohlekraftwerke erreichen bis zu 45 Prozent. Eine weitere Steigerung auf über 50 Prozent wird angestrebt. Möglich sein soll das durch höhere Temperaturen und höheren Druck. Bisherige Materialien der Kraftwerkstechnik würden diesen Belastungen nicht oder nur sehr kurz standhalten. Deshalb wird an neuen Materialien geforscht, die auch extremen Bedingungen lange standhalten. Eine andere Möglichkeit, den Wirkungsgrad zu erhöhen, ist die Verbrennung von Kohle mit reinem Sauerstoff. Allerdings ist bislang die Herstellung von reinem Sauerstoff sehr aufwendig. Aus diesem Grund versucht man das Herstellungsverfahren zu optimieren oder andere, effizientere Verfahren zu entwickeln. Häufige Lastwechsel Kraftwerke müssen zunehmend flexibel auf unterschiedlichen Strombedarf reagieren können. Grund hierfür ist der steigende Anteil der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien. Sie hängt vom Wetter ab und schwankt entsprechend. Der Stromverbrauch ist aber unabhängig vom Wetter. Diese Differenz müssen Kraftwerke ausgleichen (dabei können fossile oder erneuerbare Brennstoffe eingesetzt werden). Je nach Wetterlagen können kurzfristige und häufige Lastwechsel auftreten. Entsprechend müssen Kraftwerke hoch- oder runtergefahren werden. Jeder Lastwechsel führt zu Temperatur- und Druckwechseln in der Kraftwerkstechnik. Die Folge ist, dass die Materialien stärker beansprucht werden und schneller verschleißen. Abhilfe können neue Materialien bringen. Aber auch die Wartungstechnik muss auf die höheren Belastungen reagieren, um sicherzustellen, dass Bauteile rechtzeitig ausgetauscht werden. Chancen und Risiken Höhere Wirkungsgrade haben zur Folge, dass bei gleicher erzeugter Strommenge weniger CO 2 freigesetzt wird. Das ist natürlich grundsätzlich zu begrüßen. Gleichzeitig besteht das Risiko, dass durch sogenannte Rebound-Effekte der Vorteil der modernen Technik wieder zunichte gemacht wird. Das bedeutet, dass der Stromverbrauch in gleichem Maß oder sogar mehr steigt als der Wirkungsgrad des Kraftwerks. Leider sind solche Rebound-Effekte nicht selten. Als Beispiel hierfür sei die Autobranche genannt: Motoren werden immer sparsamer, gleichzeitig werden die Autos immer leistungsstärker. Auch die Atomenergie beruht auf einem fossilen Energieträger, dem Uran. Zwar emittieren Kernkraftwerke prinzipiell kein CO 2 . Aufgrund des außerordentlichen Gefährdungspotentials und der ungelösten Entsorgungsproblematik verliert diese Art der Energieversorgung nicht nur in Deutschland an Bedeutung. Selbst nach dem Atomausstieg wird die Entsorgung von Atommüll und der Rückbau stillgelegter Atommeiler noch lange als Herausforderung beziehungsweise als Forschungsfeld relevant bleiben. Belastung für das Klima Der Flugverkehr hat bislang einen Anteil von 2 Prozent an den globalen CO 2 -Emissionen. Der Anteil am anthropogenen Klimawandel liegt allerdings bei 5 Prozent, da nicht nur CO 2 , sondern auch weitere klimarelevante Gase in großen Höhen freigesetzt werden. Zudem muss davon ausgegangen werden, dass in Zukunft noch mehr geflogen wird als heute. Kein Wunder also, dass zu umweltverträglicheren Alternativen geforscht wird. Propellerantriebe der Zukunft Bei der sogenannten Open-Rotor-Technologie kommen große, vielblättrige Rotoren zum Einsatz. Sie sollen bis zu 30 Prozent weniger Treibstoff verbrauchen. Es gibt aber auch Nachteile. So erreichen Flugzeuge mit diesem Antrieb nur geringere Fluggeschwindigkeiten als mit herkömmlichen Triebwerken. Außerdem sind die Antriebe deutlich lauter. Und der dritte große Nachteil ist die Größe der Triebwerke. Sie passen nicht unter die Flügel und müssen stattdessen im Heckbereich integriert werden. Dadurch werden neue Bauarten von Flugzeugen notwendig. Biokraftstoff Könnte man Biokraftstoffe im Flugverkehr einsetzen, wäre die CO 2 -Bilanz deutlich besser. Denn im Prinzip wird nur die Menge an CO 2 freigesetzt, die vorher eine Pflanze aus der Atmosphäre entnommen hat, um ihre Biomasse aufzubauen. Beachtet werden muss allerdings auch, ob die Quellen, aus denen die Biomasse stammt, nachhaltig bewirtschaftet wurden. Wenn nämlich Regenwald gerodet wird, um dort Soja für Biokraftstoff anzubauen, dann ist die Ökobilanz nicht mehr so rosig. Brennstoffzelle Ähnliches gilt für die Idee, Energie aus Brennstoffzellen zu nutzen. Die meisten Brennstoffzellen erzeugen Strom aus Wasserstoff und Sauerstoff, und zwar mit einem beachtlichen Wirkungsgrad. Theoretisch können 80 Prozent der Energie in Strom umgewandelt werden. In der Praxis werden jedoch „nur“ 45 Prozent erreicht. In der Gesamt-Ökobilanz muss allerdings berücksichtigt werden, wie das Wasserstoff-Gas hergestellt wurde. Dafür muss nämlich zunächst eine Menge Energie investiert werden. Nur wenn diese Energie aus erneuerbaren Quellen stammt, stellen Brennstoffzellen eine Entlastung des Klimas dar. Der Gesamt-Wirkungsgrad (Wasserstoff-Herstellung – Stromerzeugung – Antriebsenergie) kann zwar theoretisch bis zu 45 Prozent betragen, in der Praxis dürfte er jedoch deutlich darunter liegen. Auch der Preis der Technologie ist für den Massenmarkt noch nicht attraktiv. Ressourcenverbrauch und CO 2 -Emissionen Die Bauwirtschaft hat einen sehr hohen Anteil an unserem Ressourcenverbrauch. Aus ökologischer Sicht ist insbesondere das Bauen mit Beton problematisch. Beton besteht aus Sand, Kies und dem Bindemittel Zement. Zement wird aus Kalkstein, Ton, Sand, Eisenerz und Gips hergestellt. Bei der Zementherstellung werden enorme Mengen an CO 2 freigesetzt. Einerseits entsteht CO 2 als chemisches Produkt beim Brennen von Kalkstein. Andererseits wird CO 2 durch Verbrennungsvorgänge frei, die für die hohen Temperaturen von über 1.400 °C benötigt werden. Laut IPCC gehen weltweit 7 Prozent der anthropogenen (vom Mensch gemachten) CO 2 -Emissionen auf das Konto der Zementherstellung. Auch Ersatzbrennstoffe machen schlechte Luft Zur Einsparung fossiler Brennstoffe werden bei der Zementherstellung zunehmend sogenannte „Ersatzbrennstoffe" verwendet. Unter anderem Altöl, Lösemittel, Haus- und Gewerbemüll, Autoreifen, Tiermehl. Auch wenn Filteranlagen einen Teil der Schadstoffe aus den Abgasen entfernen können, ein mehr oder weniger großer Rest an Schadstoffen entweicht in die Umwelt. Forschung zur Zementherstellung Wissenschaftler haben ein Verfahren entwickelt, das deutlich weniger CO 2 emittiert. Statt 1.450°C sollen weniger als 300°C ausreichen, um den alternativen Zement herzustellen. Zudem wird weniger Kalk benötigt, wodurch sich die CO 2 -Emissionen weiter senken lassen. Forschung im Bereich Betonbau An der Hochschule Bochum wurde ein Verfahren entwickelt, um bei gleicher Bauweise den Betonanteil zu verringern. Dazu werden Hohlkörper aus recyceltem Kunststoff in den Beton gemischt. Auf diese Weise werden über 20 Prozent weniger Primärenergie verbraucht. Außerdem sind die Bauteile leichter, wodurch die gesamte Gebäudekonstruktion schlanker ausfallen kann. Das spart weitere Ressourcen und dadurch auch CO 2 -Emissionen. Bislang haben sich die Schülerinnen und Schüler schwerpunktmäßig mit fossilen Energieträgern beschäftigt. Diese sind aber nur ein Teil der Energieversorgung. Zur Energieversorgung tragen auch die erneuerbaren Energien einen erheblichen Teil bei. Beim Strom ist das bereits über 25 Prozent, Tendenz stark steigend. Die Zukunft der Energieversorgung Legen Sie die Zukunft der Energieversorgung schon heute in die Hände Ihrer Schülerinnen und Schüler (später werden ohnehin sie es sein, die bestimmen werden). Arbeitsblatt 5 bietet hierfür eine einfache Vorlage, um auf einem sehr hohen Abstraktionsniveau die Planung bis ins Jahr 2100 durchzuführen. Es kommt dabei weniger auf „richtig“ oder „falsch“ an, sondern darauf, dass sich die Schülerinnen und Schüler gemeinsam in kleinen Gruppen über Ideen und Ansätze zu einer generellen Strategie und den damit verbundenen Entscheidungsfaktoren unterhalten. Welche Gewichtung haben ökonomische und ökologische Fragestellungen? Wo sind die Investitionen am sinnvollsten? Welche sozialen Konsequenzen haben die Entscheidungen (Energiepreis, Bau von Stromleitungen, Gesundheitsrisiken, Folgen des Klimawandels …), im eigenen Land, aber auch weltweit?