In dieser Unterrichtseinheit informieren sich Schülerinnen und Schüler im Rahmen eines BlogQuests über Vor- und Nachteile der "Wasserstoff-Autos".Die Finanz- und Wirtschaftskrise breitet sich auch in Deutschland aus. Viele Unternehmen scheuen sich, in diesen schwierigen Zeiten Investitionen vorzunehmen. Diese sind aber, insbesondere was Zukunftstechnologien betrifft, sinnvoll und könnten einen Wettbewerbsvorteil verschaffen. Vor diesem Hintergrund beauftragt in der Unterrichtseinheit ein fiktiver Autokonzern mehrere Beratungsbüros (Schülerarbeitsgruppen) mit der Beantwortung der Frage: Gehört der Wasserstofftechnologie im Automobilbereich die Zukunft? Nach der Recherche auf vorgegebenen Webseiten und der Sichtung anderer Informationsquellen verfasst jede Schülergruppe eine Stellungnahme, mit der sie dem Konzernvorstand eine begründete Handlungsempfehlung gibt.Zurzeit dominiert die Finanz- und Wirtschaftskrise die Nachrichten. Niemand kann seriös das Ausmaß und das Ende der Krise vorhersagen. Vor der Krise wurde in der Öffentlichkeit viel über die Zukunft der Automobilindustrie diskutiert. Dass die Branche abgasärmere Autos zu bauen hat, wird allgemein erwartet. Aber die Frage, wie die Abgasreduzierung zu erreichen ist, ist noch offen. Die Wasserstofftechnologie ist eine Möglichkeit zur Kohlenstoffdioxid-Reduktion. Ob sie sich letztendlich durchsetzen wird, ist heute aber noch offen. In Krisenzeiten ist es für die Autoindustrie noch wichtiger, ihre geringen Ressourcen sinnvoll einzusetzen und nicht auf die falsche Technik zu setzen. Der hier vorgestellte BlogQuest lässt sich gut in den Regelunterricht einbauen, da in den Lehrplänen eigenständiges Recherchieren zu dem Thema Wasserstoff als zukünftige Energiequelle empfohlen wird. Der BlogQuest kann auch im Rahmen eines Projekt- oder Methodentages zum Einsatz kommen. Lehrplanbezug und Voraussetzungen Die Einordnung des WebQuests in die Lehrpläne von Hauptschule und Realschule sowie in die Typologie des WebQuest-Erfinders Bernie Dodge wird dargestellt. Hinweise zum Unterrichtsverlauf Zeiteinteilung und Ablauf der Unterrichtseinheit werden skizziert. Selbst gesteuertes, problemlösendes und (quellen-)kritisches Arbeiten stehen dabei im Mittelpunkt. Die Schülerinnen und Schüler sollen gemäß der Bildungsstandards im Fach Chemie für den Mittleren Schulabschluss Wasserstoff mit seinen typischen Eigenschaften nennen und beschreiben. (F1.1) die Wortgleichung zur Verbrennungsreaktion von Wasserstoff erstellen. (F3.4) anhand der technischen Verwendung von Wasserstoff die Umkehrung chemischer Reaktionen beschreiben. (F3.5) am Beispiel der Wasserstofftechnologie Verknüpfungen zwischen gesellschaftlichen Entwicklungen und Erkenntnissen der Chemie aufzeigen. (E8) zum Thema Wasserstofftechnologie unterschiedliche Internetquellen für ihre Recherchen nutzen. (K1) die Ergebnisse ihrer Internetrecherche situationsgerecht und adressatenbezogen präsentieren. (K7) fachlich korrekt und folgerichtig argumentieren. (K8) ihre Arbeit als Team planen, strukturieren, reflektieren und präsentieren. (K10) einen Zweig der Automobilindustrie darstellen, in denen chemische Kenntnisse zum Thema Wasser und Wasserstoff bedeutsam sind. (B1) Thema Gehört dem Wasserstoffauto die Zukunft? - Eigenschaften, Herstellung und Verwendung von Wasserstoff Autoren Lars Jakob, Andre Steinmann; überarbeitet von Stephen Amann, Sven-Heiko Bubel, Rolf Goldstein Fach Chemie Zielgruppe Klasse 8, Haupt- und Realschule Zeitraum 5 Stunden Technische Voraussetzungen Computer mit Internetzugang in ausreichender Anzahl (idealerweise für Einzel- oder Partnerarbeit) 8.6 Wasser und Wasserstoff (Wasserstoff als möglicher Energieträger) Als Arbeitsmethode wird das eigenständige Informieren zum Thema "Wasserstoff als möglicher Energieträger" empfohlen. 8.6 Ohne Wasser kein Leben (Darstellung, Eigenschaften, Nachweis von Wasserstoff und Wasserstoff als Energiequelle der Zukunft) Als Arbeitsmethode wird die Internetrecherche zum Thema Energiequellen der Zukunft empfohlen. Hessisches Kultusministerium (Herausgeber): Lehrplan Chemie. Bildungsgang Hauptschule, Jahrgangsstufen 5 bis 9/10. 2002 Hessisches Kultusministerium (Herausgeber): Lehrplan Chemie. Bildungsgang Realschule, Jahrgangsstufen 5 bis 10. 2002 Sekretariat der Ständigen Konferenz der Länder in der Bundesrepublik Deutschland (Herausgeber): Beschlüsse der Kultusministerkonferenz. Bildungsstandards im Fach Chemie für den Mittleren Schulabschluss. München/Neuwied: Luchterhand, 2005 Technische Voraussetzungen Die BlogQuest-Materialien dieser Unterrichtseinheit sind HTML-Seiten, die mit jedem gängigen Browser betrachtet werden können. Pro Kleingruppe sollte mindestens ein Computer mit Internetzugang vorhanden sein. Fachliche Voraussetzungen Wasser mit seiner chemischen Zusammensetzung wird direkt zuvor im Unterricht behandelt. Dabei wird Wasserstoff als Zersetzungsprodukt des Wassers eingeführt. Aufgabentyp "Entscheidungen treffen" WebQuests können nach ihrem Erfinder Bernie Dodge unterschiedlichen Aufgabentypen zugeteilt werden (WebQuest: A Taxonomy of Tasks, 2002). Der hier vorgestellte WebQuest lässt sich dem Aufgabentyp "Entscheidungen treffen" (Judgement Tasks) zuordnen. Dieser Aufgabentyp beinhaltet Kompetenzen aus anderen Aufgabentypen wie "Informationen zusammenstellen" (Compilation Tasks) und "Sachverhalte analysieren" (Analytical Tasks). Darüber hinaus ist aber eine Entscheidung zu treffen, die nachvollziehbar begründet werden muss. Hierbei wird nicht nur reproduziert, sondern problemlösend und (quellen-)kritisch gearbeitet. Gerade dieser Aufgabentyp ist sehr praxisnah und bereitet die Schülerinnen und Schüler auf das spätere Berufsleben oder Studium vor. BlogQuests: Erstellen von WebQuest mit Blogs Der hier vorgestellte WebQuest wurde mit einem Blog erstellt (daher auch die Bezeichnung BlogQuest). Ursprünglich handelt es sich bei Blogs um internetbasierte Tagebücher, in denen man Artikel verfassen und Seiten gestalten kann. Es gibt zahlreiche Provider, wie zum Beispiel Blogger, blog.de oder overblog. Der vorliegende BlogQuest wurde mithilfe von Wordpress erstellt. Die Arbeit mit dieser Online-Plattform ist nach einer kurzen Einarbeitungsphase sehr einfach, da man hier als Autorin oder Autor viele Optionen vorfindet, die von konventioneller Bürosoftware bekannt sind. Die Arbeitsoberfläche von Wordpress ist übersichtlich strukturiert, man benötigt für die Nutzung keine Programmierkenntnisse in HTML oder PHP. Und weil man den BlogQuest ohnehin online erstellt, entfällt auch der Schritt des Hochladens. Blogs ermöglichen somit eine schnelle und komfortable Erstellung von WeqQuests. Dies ist auch mit kostenfrei nutzbaren WebQuest-Generatoren möglich. Die mit diesen Werkzeugen erstellten HTML-Seiten muss man jedoch noch in einen verfügbaren Webspace hochladen. Lost in Hyperspace - BlogQuest über BlogQuests Der BlogQuest wurde 2008 im Rahmen eines geförderten e-Learning-Projekts an der Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main durch Studierende entwickelt. Die Unterrichtseinheit richtet sich an Schülerinnen und Schüler der Haupt- und Realschule. Inhaltlich knüpft sie an das Thema "chemische Zusammensetzung von Wasser" an. Die Arbeit mit dem Blogquest gestaltet sich für die Lernenden recht einfach. Sie arbeiten sich, beginnend mit der "Einleitung", von Seite zu Seite vor. Eine entsprechende Erklärung für die Schülerinnen und Schüler befindet sich auch auf der Startseite des WebQuest-Dokuments. Sie arbeiten zunächst in Gruppen (vier bis fünf Personen) und informieren sich gemäß der von ihnen übernommenen Sachbearbeiterrollen mithilfe der vorgegebenen Webseiten (Herstellung und Eigenschaften von Wasserstoff, Verwendungsmöglichkeiten und Probleme). Sie können arbeitsteilig vorgehen (aus Zeitgründen empfohlen) oder die Aufgaben gemeinsam bearbeiten. Die Ergebnisse ihrer Recherchen tragen die einzelnen Kleingruppen in einem Exposé zusammen. Durch Einsatz der Schneeball-Methode wird mithilfe aller Schülervorschläge ein gemeinsames Endergebnis ausformuliert. In der ersten Unterrichtsphase werden die Arbeitsgruppen gebildet. Die Lernenden können selbst entscheiden, ob sie innerhalb eines Teams arbeitsteilig (empfohlen) oder arbeitsgleich arbeiten. Die Zuordnung der Schülerinnen und Schüler zu den Gruppen erfolgt per Los oder durch eine andere geeignete Methode. Die Lernenden müssen sich als Sachbearbeiterinnen und Sachbearbeiter über folgende Themen informieren: Herstellung und Eigenschaften von Wasserstoff, kurz und nur die wichtigsten (ein Lernender) Verwendungsmöglichkeiten von Wasserstoff (zwei Lernende) Probleme - Speicherung, Sicherheit (ein bis zwei Lernende) Selbst gesteuertes Arbeiten Die Arbeit mit dem BlogQuest erfolgt in den Schülergruppen eigenständig und überwiegend selbst gesteuert. Der Lehrkraft kommt die Rolle eines Lerncoaches zu. Ergänzende Materialien Für ihre jeweiligen Forschungsgebiete stehen den Schülerinnen und Schülern im Quellenbereich des BlogQuests ausgewählte Links (siehe oben) zur Verfügung. Darüber hinaus ist es wünschenswert, wenn die Lernenden selbstständig in der Schul- oder Stadtbibliothek weitere Materialien beschaffen. Die Schülerinnen und Schüler sollen in ihrer Empfehlung die wichtigsten Vor- und Nachteile der Wasserstofftechnologie aufführen. Außerdem ist die Handlungsempfehlung zu begründen. Das Exposé sollte auch einen generellen Ausblick auf die mögliche Zukunft der Wasserstofftechnologie in der Automobilbranche geben. Der Umfang des Beratungsexposés sollte zwei DIN-A4-Seiten (Schriftgröße 12, Zeilenabstand 1,5) nicht überschreiten. Die Präsentation erfolgt nach der Schneeball-Methode. Zunächst finden sich zwei je zwei Gruppen zusammen und präsentieren sich gegenseitig ihre Ergebnisse. Die Dauer der Vorträge sollte fünf Minuten nicht überschreiten. Anschließend diskutieren beide Gruppen ihre Ergebnisse und einigen sich auf ein gemeinsames Ergebnis. In einem zweiten Schritt finden sich jeweils zwei Großgruppen zusammen und verfahren analog. Am Ende stehen zwei Ergebnisse, die im Plenum diskutiert werden. Gemeinsam mit der Lehrkraft formuliert die Klasse das optimale Beratungskonzept für den Automobilkonzern.

Wasser ist ein Lebensmittel - mehr noch, ohne Wasser können wir uns kein Leben vorstellen. Im Zentrum dieser Unterrichtseinheit steht das technische Problem, Wasser durch Filter zu reinigen. lSchon früh in der Entwicklung von Zivilisationen wurde den Menschen bewusst, wie wichtig sauberes Trinkwasser ist. Zu diesem Zweck wurden bereits in der Steinzeit einfache Wasserfilter aus Rinden, später aus Moosen gebaut. Die heutige Filtertechnik ist sehr ausgeklügelt, mit ihr lassen sich Verunreinigungen bis in den Nanometer-Bereich beseitigen. Diese Unterrichtseinheit greift das Problem der Reinigung von Wasser auf. Wasser ist, zumal bei jüngeren Schülerinnen und Schülern, ein dankbares Unterrichtsthema, das sich ohne Weiteres an alltäglichen Erfahrungen anknüpfen lässt. Diese Erfahrungen lassen sich aber auch recht leicht mit dem Stichwort "sauberes Wasser" problematisieren. Im Zentrum dieser Unterrichtseinheit steht das technische Problem, Wasser durch Filter zu reinigen. Damit lässt sie sich in den naturwissenschaftlichen Unterricht in der Sekundarstufe I - in reduzierter Form auch im Sachunterricht im Primarbereich - einbauen. Hat man Zeit und organisatorische Möglichkeiten, lassen sich insbesondere im Technik-Unterricht eigene Filtersysteme erproben. Darüber hinaus kann man sich dem Thema fächerübergreifend kulturgeschichtlich nähern und betrachten, wie die Entwicklung technischer Möglichkeiten Hand in Hand ging mit der Entwicklung der Zivilisation. Bedeutung sauberen Wassers Die Bedeutung von Wasser für die Menschheit und das Erkennen nicht sichtbarer Inhaltstoffe im Wasser führt die Schülerinnen und Schüler in die Thematik ein. Wie wird das Wasser sauber? In Übungen sammeln die Schülerinnen und Schüler erste Erfahrungen mit der Wasserfiltration. Was können Filter leisten? Der Aufbau eines starken Filters sowie der Blick auf moderne Filtertechniken und weiterführende Aspekte können die Unterrichtseinheit abschließen. Die Schülerinnen und Schüler sollen für die Bedeutung sauberen Wassers sensibilisiert werden. den Stellenwert der Filtration von Wasser für die menschliche Zivilisation einschätzen lernen. die Verschmutzung von Wasser untersuchen. verschiedene Techniken zur Filtrierung von Wasser sowie deren jeweilige Wirksamkeit kennenlernen. die Details moderner Techniken (Querstromfilterung, Wafer-Membran) verstehen lernen (ab Klasse 7). Thema Das Wasser - Filtration und Reinhaltung Autor Martin Wetz Fach Biologie, Naturwissenschaften, fächerverbindender Unterricht, Sachkunde Zielgruppe Klassen 3 bis 9 Zeitraum 2-4 Unterrichtsstunden Voraussetzungen und Kontext Wenn diese Unterrichtseinheit in einen größeren Zusammenhang eingebettet ist, in welchem bereits viel über Wasser und dessen Bedeutung und Eigenschaften erarbeitet worden ist, kann man direkt mit dem Problem der Wasserreinigung beginnen. Falls dies nicht geschehen ist und diese Einheit einzeln durchgenommen werden soll, so ist als Hinführung die Bedeutung von Wasser für die Menschheit zu besprechen. Hierfür sollten ein bis zwei Unterrichtsstunden eingeplant werden. Wo wird Wasser genutzt? Aus mutmaßlich vielen Einzelnennungen (Trinken, Duschen, Gießen und so weiter) sollten die Schülerinnen und Schüler möglichst eigenständig Oberbegriffe bilden, um - eventuell unter Hilfestellung - auf die Bereiche Landwirtschaft, Industrie, Haushalt zu kommen. Die dabei möglicherweise entstehenden Diskussionen, wie zum Beispiel ob das Gießen des Kräutertopfs am Küchenfenster Landwirtschaft oder Haushalt ist, mögen aus Erwachsenensicht unproduktiv erscheinen, sind aber Teil der für Kinder wichtigen Begriffsbildung. Wie wird Wasser genutzt? Hier wären die Funktionen des Wassers zu erarbeiten: Wasser als Lebensmittel (für Menschen, Tiere und Pflanzen), Wasser als chemischer Grundstoff in der Industrie sowie als Lösungsmittel. Jeder dieser Punkte kann für sich ausführlicher unter biologischen und chemischen Aspekten behandelt werden. In welchen Mengen wird Wasser genutzt? Abschätzungen sind in der Regel für die Schülerinnen und Schüler motivierend. Die Ergebnisse der Abschätzungen beziehungsweise die korrekten Zahlenangaben können modellhaft visualisiert werden, zum Beispiel die Anzahl Mineralwasserflaschen, die eine Familie pro Woche verbraucht, die zum Zähne Putzen oder zum Duschen verwendet wird. An dieser Stelle können die Schülerinnen und Schüler nebenbei eine Vorstellung davon erhalten, dass es sinnvolle und weniger sinnvolle Maßeinheiten gibt. Filtration von Wasser Als Einstieg in das eigentliche Thema "Filtration von Wasser" dient die Frage nach der Bedeutung sauberen Wassers. Wozu wird sauberes Wasser benötigt? Und was genau heißt "sauberes" Wasser? Woran kann man es erkennen? Die erste Frage kann fragend-entwickelnd geklärt werden, insbesondere die Folgen verschmutzten Trinkwassers können demonstriert werden. Bei der zweiten Frage kann das Vorwissen der Schülerinnen und Schüler eingebracht werden. Zusätzlich lassen sich eine Reihe von Beispielen zeigen, die belegen sollen, dass man dem Wasser seine Inhaltsstoffe nicht unbedingt immer "ansieht", weil es eben ein sehr gutes polares Lösungsmittel ist: Zwei identisch aussehende Bechergläser sind mit Wasser gefüllt (gleiche Füllhöhe verstärkt das Erstaunen): In dem einen ist Leitungswasser, in dem zweiten zusätzlich Zucker oder Salz (Meerwasser!) gelöst. Die Schülerinnen und Schüler schmecken den nicht sichtbaren Unterschied. Zwei identisch aussehende Bechergläser sind wie oben mit Wasser gefüllt: In dem einen ist Leitungswasser, in dem zweiten ist destilliertes (oder demineralisiertes) Wasser. In jedes Becherglas werden nun zwei Kontakte, die mit einer Batterie und einem entsprechenden Lämpchen verbunden sind, gehalten: Aufgrund des Ladungstransportes durch die Ionen leuchtet das Lämpchen in dem einen Fall, während bei der zweiten Probe kein Strom fließt. Drei Bechergläser wie oben: Demineralisiertes Wasser, Wasser mit darin gelöster Lauge (beispielsweise ein wenig Kaliumhydroxid) und Wasser mit ein wenig gelöster Säure (farblos, also zum Beispiel Zitronensaft, kein Essig). In jedes Glas wird nun Universalindikator hineingetropft, jedes Wasser zeigt eine andere Färbung. Klares Wasser aus einem Aquarium, Teich oder See wird mikroskopisch untersucht: Man entdeckt Mikroorganismen (je nach Möglichkeit als Film demonstrierbar). Umgekehrt kann man Wasser verunreinigen und die Zusätze verstecken: Kochsalz oder Alkohol wird in Wasser gegeben und "verschwindet" (interessant insbesondere für jüngere Schülerinnen und Schüler ist es aber, das Wasser jeweils zu wägen). Bedeutung des Filters Arbeitsteilig in zwei Gruppen - oder in entsprechend vielen Teilgruppen - erarbeiten die Schülerinnen und Schüler die Bedeutung des Filters. Die erste Gruppe sucht nach allem, was Wasser verschmutzt, sichtbare wie unsichtbare Stoffe. Die zweite Gruppe überlegt, womit Wasser gefiltert werden könnte und welche speziellen Filter sie kennt (zum Beispiel Kaffeefilter, Aquarienfilter). Anschließend werden die Ergebnisse in der Form zusammengetragen, dass im Plenum oder in Partnerarbeit geklärt wird, welcher Filter welche Verunreinigung beseitigt. Das Ergebnis kann in Form einer Tabelle festgehalten und in einer PowerPoint-Präsentation dargestellt und präsentiert werden. Erfahrungen mit dem Filtern Nach dieser Phase sollten die Schülerinnen und Schüler praktische Erfahrungen sammeln und selbst filtern. Hierzu können verschiedene Gemenge mit verunreinigtem Wasser hergestellt werden, zum Beispiel Erbsen, Sand, Erde, Milch, Pflanzenreste (von getrockneten Blättern etwa). Als Filter könnte zur Verfügung stehen: Prähistorische Werkzeuge, wie Rinden oder Moosstücke; herkömmliches Filterpapier in Form von Kaffeefiltern; Kartuschen, die zur Entkalkung von Leitungswasser verwendet werden; Filter für Aquarien; selbstgebaute Sedimentschichten aus Sand. Bei der praktischen Erprobung könnten den Schülerinnen und Schülern verschiedene Probleme der Filtration bewusst werden. Passiert dies nicht automatisch, sollte die Lehrkraft das Augenmerk darauf lenken: Die Filter-Leistung: Diesen Begriff gilt es dann genau zu fassen als gefilterte Wassermenge pro Zeit. Die Qualität des gefilterten Wassers: Hierbei ist zu bedenken, dass man, wie oben gezeigt, nicht alles sieht, also entsprechende Testverfahren benötigt. In etwas älteren Klassen lässt sich bereits über entsprechende Nachweismethoden der Wasserverunreinigung sprechen und entsprechende Verfahren durchführen. Die Verschmutzung des Filters: Dies lässt sich anschaulich mit einem Kaffeefilter zeigen, der nach einer bestimmten Zeit vollgelaufen und damit nicht mehr einsatzfähig ist. Grundprinzip des Filters Ziel der praktischen Erprobung - zumindest in der Primarstufe - ist es außerdem, das Grundprinzip des Filters durch das Sieb zu verdeutlichen. Entscheidende Größe ist die "Lochgröße". In modernen Filtersystemen ist diese bis in den Nanobereich verkleinert, so dass auch Mikroorganismen und selbst organische Moleküle gefiltert werden können. Frisches Quellwasser Einen Hinweis ist das "frische" Quellwasser wert. Das, was an vielen Stellen im Wald oder Gebirge als Quelle entspringt, ist klares Wasser. Quellwasser ist in der Regel Regenwasser, das durch mehrere Sedimentschichten dringt, bevor es als Quelle wieder an die Oberfläche kommt. Auch dies ist ein Filter-Prozess. Wo immer es die Gelegenheit gibt, sollten die Schülerinnen und Schüler zu einer Quelle gehen und dieses Wasser untersuchen (nach vorheriger Rücksprache mit dem entsprechenden Forstamt, um womöglich bekannte schädliche Verunreinigungen zu klären). Lösungsmöglichkeiten der Filtration Nach der Problematisierung des Filterns bieten sich nun zwei Möglichkeiten an: Man kann die Unterrichtseinheit ausklingen lassen, indem man verschiedene Lösungsmöglichkeiten andeutet, beispielsweise den Austausch der filternden Substanz, Reinigung der Filter, modernere Techniken wie die Wafer-Membran. Dies dürfte sich in der Primarstufe anbieten. Bei Lerngruppen, die noch weiterdenken können oder wollen, kann man die Schülerinnen und Schüler Lösungsansätze für die gefunden Probleme suchen lassen. Aufbau eines starken Filters In jedem Fall sollte als Abschluss der Aufbau eines starken Filters, wie er in den Schule zumeist vorhanden ist, gezeigt werden, nämlich das Gerät zur Demineralisierung des Leitungswassers, wie es sich meistens in den Chemie-Sammlungen findet. Die Demonstration kann, je nach Alter und Interesse der Schülerinnen und Schüler, mehr oder weniger detailgenau sein. In jedem Fall sollte das gefilterte Wasser zum Abschluss untersucht werden. Rotierende Scheiben und Flüssigkeit Bei höheren Klassen lässt sich insbesondere die Technik mit rotierenden Scheiben und Flüssigkeit darstellen, welche aufgrund ihrer selbstreinigenden Eigenschaft besonders effizient ist. Das Wasser über Filterscheiben rotieren zu lassen, findet sich in zwei unterschiedlichen Arten von selbstreinigenden Querstromfilteranlagen wieder. Vergleichbar mit einem Karussell auf einem Volksfest rotieren die mehrschichtigen Filterscheiben um ihre eigene Achse durch das unbewegte, verschmutzte Wasser. Bei der zweiten Variante wird das verunreinigte Wasser im Filterbehälter durch Düsen in Rotation versetzt und bringt die zu filtrierende Flüssigkeit über statisch montierte Scheiben in Bewegung. Den Schülerinnen und Schülern können bei Bedarf weiterführende Aspekte genannt werden, die auch zur Vertiefung der Thematik dienen können: Gefiltert wird nicht nur Wasser, sondern auch Luft oder Abgase. Sämtliche Kraftwerke, die durch Verbrennung fossiler Brennstoffe Strom erzeugen, müssen mit entsprechenden Filtern ausgestattet sein. Ökologische und rechtliche Aspekte der Wasserreinhaltung. Kläranlagen: Wie findet die großtechnische Reinigung von Wasser statt?

Die Unterrichtseinheit will den Blick auf die Möglichkeit richten, den Wind als kostengünstigen und umweltfreundlichen Energiespender zu nutzen. Auf kindgerechten Webseiten mit Arbeitsaufträgen und interaktiven Übungen wird das Wissen für Kinder verständlich vermittelt. Den Wind beziehungsweise bewegte Luft als Energiespender zu nutzen, ist den Kindern nicht unbekannt, wenngleich sie sich diese Tatsache nicht immer bewusst machen: Schon als Kleinkinder laufen sie gerne mit Windrädchen herum oder sie beobachten mit leuchtenden Augen, wie sich die Weihnachtspyramide dreht. Die Niederlande und Windmühlen gehören zusammen, auch das weiß jedes Kind. Neuer ist die moderne und umfangreiche Möglichkeit, den Wind als kostengünstigen und umweltfreundlichen Energiespender zu nutzen. Die Unterrichtseinheit will eben darauf die Aufmerksamkeit lenken und das Bewusstsein schärfen für das immense Potenzial der Windenergie. Die interaktive Lerneinheit dient als Plattform für die Internetrecherche, von der aus gezielt kindgemäße Webseiten zur Lösung der Arbeitsaufträge angeklickt werden können. Verschiedene interaktive Übungen und herkömmliche Arbeitsblätter runden die Arbeit ab. Jedes Kind hat schon einmal, bewusst oder unbewusst, die Kraft des Windes genutzt oder seine Auswirkungen gespürt: Drachensteigen im Herbst, die Weihnachtspyramide zum Christfest, das Windrädchen in den Händen lachender Kleinkinder. Der Wind bläst einem ins Gesicht, wenn man sich mit einem Karussell dreht oder mit dem Fahrrad fährt. Die Nutzung von Windenergie gehört also eigentlich zu ihrem Alltag. Die vorliegende Unterrichtseinheit will in einem multimedialen Ansatz den Blick auf diese Dinge richten, und außerdem zeigen, wie Windenergie erzeugt wird und wie die Kraft des Windes genutzt werden kann. Neben der Recherche im Internet arbeiten die Kinder mit herkömmlichen Medien wie Arbeitsblätter, Wörterbuch und Lexikon. Vorbereitung und Inhalte der Lernumgebung Diese Seite bietet einige Hintergrundinformationen zum Thema Windenergie und führt in die Nutzung der interaktiven Lernumgebung ein. Arbeitsmaterial zur interaktiven Lernumgebung Auf dieser Seite finden Sie Informationen zu den einzelnen Arbeitsblättern und Hinweise, wie sie im Unterricht eingesetzt werden können. Links zum Thema Internetadressen mit Informationen und weiterführenden Materialien zum Thema "Windenergie" und zu den Inhalten dieser Unterrichtseinheit. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen in den Fächern Sachunterricht, Deutsch, Englisch und Kunst Lernziele erreichen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler sollen gezielte Recherchen im Internet durchführen und das World Wide Web als Informationsquelle nutzen. eine interaktive Lerneinheit am PC bearbeiten und dabei Erfahrungen mit dem Prinzip der Verlinkung machen. interaktive Übungen durchführen (Hot Potatoes-Zuordnung, Kreuzworträtsel). ein interaktives Puzzle durchführen und Erfahrungen mit Drag & Drop machen. eine Videodatei anschauen und Audiodateien anhören. Sozialkompetenzen Die Schülerinnen und Schüler sollen Absprachen zur Benutzung der PC-Arbeitsplätze treffen. sich als Partner über die Reihenfolge der Aufgaben einigen. sich gegenseitig helfen. Thema Windenergie Autorin Margret Datz, Agentur für erneuerbare Energien Fächer Sachunterricht, Deutsch, Englisch, Kunst Zielgruppe Klasse 3-4 Zeitraum Circa eine Woche Technische Voraussetzungen Computerraum / Medienecke mit Internetanschluss, Soundkarte, RealPlayer oder Windows Media Player, Kopfhörer Erforderliche Vorkenntnisse Genereller Umgang mit dem PC, Erfahrungen im Bereich der offenen Unterrichtsformen Planung Verlaufsplan "Windenergie" Die Schülerinnen und Schüler sollen einen Überblick über erneuerbare Energien erhalten. erfahren, was Wind ist und wie er entsteht. erfahren, dass Wind Kraft hat. überlegen, wie man diese Kraft nutzen kann. die Teile einer Windanlage erkennen. erfahren, wie eine Windanlage funktioniert. überlegen, welche Vorteile und Nachteile die Nutzung von Windenergie hat. erfahren, was ein Offshore-Windpark ist. Experimente zum Wind durchführen und beschreiben. Die Schülerinnen und Schüler sollen Lückentexte ergänzen. Rätselschriften entziffern. eine Tabelle vervollständigen. Abbildungen beschriften. Abbildungen vervollständigen. Worträtsel lösen. Redensarten vom Wind und ihre Bedeutung kennen lernen. ein Gedicht vom Wind lesen und abschreiben. biografische Daten von Heinrich Heine kennen lernen. zusammengesetzte Nomen mit "Wind" bilden. Lernwörter für ein Diktat üben. Verben zum Wind in Sätzen benutzen. Die Schülerinnen und Schüler sollen einen englischen Kinderreim kennen lernen. englische Wörter zu dem Reim kennen lernen und die Aussprache am Computer üben. Die Schülerinnen und Schüler sollen ein Windrad basteln. Ursachen für den Wind Wind ist nichts anderes als bewegte Luft. Hauptursachen für den Wind ist der unterschiedliche Luftdruck zwischen Luftmassen. Dabei fließt Luft aus dem Hochdruckgebiet so lange in das Tiefdruckgebiet, bis der Luftdruck wieder ausgeglichen ist. Je größer dabei der Unterschied zwischen den Luftdrücken ist, desto heftiger fließt die Luftmasse in das Tiefdruckgebiet nach und desto höher sind die messbaren Windstärken. Entstehung der Luftdruckunterschiede Die Sonne erwärmt die Erde und die Luft. Warme Luft hat eine geringere Dichte, ist also leichter und steigt auf. Aufgrund des entstehenden Unterdrucks strömt kalte Luft von der Seite nach: Die Luft bewegt sich und es ist Wind entstanden. Einteilung in Windstärken Wind wird gemessen in Windstärken von 0 bis 12. Bei Windstärken zwischen zwei und fünf spricht man von Böen. Bei Windstärke 6 spricht man von starkem, bei Windstärke 7 von steifem und Windstärke 8 von stürmischem Wind. Ab Windstärke 9 bezeichnet man den Wind als Sturm und bei Windstärke 12 als Orkan. Kraft des Windes Dass Wind ungeheure Kraft haben kann, wird spätestens nach einem Unwetter klar. Aber auch bei mäßigem Wind kann man seine Wirkung sehen: Er bewegt Blätter, Äste und Zweige oder dreht Wetterhähne auf Kirchtürmen. Diese Kraft des Windes wurde schon vor Jahrhunderten in Form von Windmühlen und Windräder nutzbar gemacht. Windenergie als Stromerzeuger Mittlerweile setzt man auch bei der Stromerzeugung auf Windenergie. Windkraftanlagen können in allen Klimazonen eingesetzt werden. Zudem ist er kostenlos, nicht schädlich und somit umwelt- und klimafreundlich. Da er weltweit zur Verfügung steht, gibt es keine Abhängigkeiten der Nationen untereinander. Sein großer Nachteil ist, dass er nicht jederzeit und in gleicher Stärke zur Verfügung steht und man ihn nicht speichern kann. Deshalb braucht man bei seinem Einsatz andere Energieformen, die gut speicherbar sind, als Partner. Wasser, das in Stauseen aufgefangen werden kann oder Biogas aus nachwachsenden Pflanzen sind die ideale Ergänzung und können zu so genannten Kombikraftwerken zusammengelegt werden. Umwandlung der Energien Eine Windkraftanlage wandelt die kinetische Energie des Windes in elektrische Energie um und führt sie dem Stromnetz zu. Die Windströmung trifft auf die Rotorblätter und versetzt den Rotor in eine Drehbewegung. Diese Rotationsenergie wird an einen Generator weitergeleitet, der sie in Strom verwandelt. Dieser wird durch den Turm in den Transformator geleitet und gelangt von dort aus in das öffentliche Stromnetz. Windparks Ein Windpark ist eine Ansammlung von Windkraftanlagen in besonders windreichen Regionen auf dem flachen Land oder an sanften Hügeln. In Deutschland wurde am 27. April 2010 der erste deutsche Offshore-Windpark 45 Kilometer nördlich der Insel Borkum in der Nordsee eröffnet. Die zwölf Windenergieanlagen stehen in 30 Meter tiefem Wasser und sind bis zu 180 Meter hoch. Strom aus einer solchen Anlage leistet einen wichtigen Beitrag zur deutschen Energie- und Klimapolitik, denn die hohen Windgeschwindigkeiten auf dem Meer versprechen einen hohen Energiegewinn und damit nicht nur eine Entlastung der Umwelt, sondern auch einen wirtschaftlichen Betrieb. Inhalte Die interaktive Lernumgebung besteht neben der Eingangsseite aus sechs weiteren Hauptseiten (Eine windige Sache/Windige Sprache/Windy Things/Windige Experimente/Impressum), einer Unterseite, fünf intern verlinkten interaktiven Übungen (Hot Potatoes-Übungen/Puzzle, Memo), einer Audio-Datei, zwei intern verlinkten Dateien der Agentur für Erneuerbare Energien und 41 externen Links. Die Arbeitsanweisungen auf den meisten (bis auf Nummer 13 und 14) Arbeitsblättern beziehen sich jeweils auf direkt aufrufbare Internetseiten, was natürlich einen Internetzugang voraussetzt, oder auf interne Links. Diese Arbeitsblätter sind besonders gekennzeichnet (durch einen Computer), auch auf dem Deckblatt. Die internen Links dagegen können auch offline bearbeitet werden. Zeitlicher Ablauf Organisation des Unterrichts und Zeitraum der Arbeit hängen von der Anzahl der jeweils vorhandenen PC-Arbeitsplätze ab und davon, ob sie in einem Netzwerk gemeinsamen Zugang zum Internet haben. Als sinnvoll hat sich auf jeden Fall Partnerarbeit erwiesen, da sich zum einen so die Zahl der auf einen Computer wartenden Kinder halbiert und zum anderen die Partner sich gegenseitig unterstützen können. Im Bedarfsfall können als zusätzliches Angebot weitere Arbeitsblätter zur Verfügung gestellt werden, die die in der Lerneinheit angesprochenen Themen vertiefen: zum Beispiel Sachbücher zum Thema anschauen, weitere Aufgaben zu zusammengesetzten Nomen, weitere Verben zum Thema Wind aus Wörterbüchern suchen, Schleichdiktat der Lernwörter schreiben. Die Unterrichtseinheit ist fächerübergreifend angelegt, als Fachlehrer haben Sie aber auch die Möglichkeit, nur die Sachthemen zu behandeln und die Fächer Deutsch, Englisch und Kunst auszuklammern, wenn der fächerübergreifende Ansatz aus stundenplantechnischen Gründen nicht oder nur sehr schwer durchführbar ist. Organisation des Ablaufs Wichtig ist außerdem die Organisation des Unterrichtsablaufs. Absprachen bezüglich der Computer-Nutzung müssen getroffen werden, da nicht alle gleichzeitig am Rechner sitzen können. Dabei sollten Vorschläge der Kinder aufgegriffen werden, weil sie erfahrungsgemäß die Einhaltung eigener Vorschläge auch selbst überprüfen. Außerdem ist festzulegen, ob die Arbeit als Partner- oder Gruppenarbeit erfolgen soll. Anschließend muss eine entsprechende Einteilung vorgenommen werden (freie Wahl, Zufallsprinzip durch Ziehen von Kärtchen oder vom Lehrer bestimmt). Es hat sich zudem bewährt, "Computer -Experten" zu wählen, die bei Schwierigkeiten mit dem Medium als erste Ansprechpartner fungieren sollen. So können die Kinder viele Fragen unter sich klären und selbstständig arbeiten. Die Kinder sollten an offene Unterrichtsformen gewöhnt sein. Kenntnisse im Umgang mit dem Internet sind nicht unbedingt nötig, da die Links direkt über die Lerneinheit angesteuert werden und keine Internetadressen eingegeben werden müssen. Jedes Kind heftet seine fertigen Arbeitsblätter und gelösten Aufgaben in einem Hefter ab, der nach Abschluss des Projekts eingesammelt und von der Lehrkraft überprüft werden kann. Für den Einstieg in das Thema können Sie diese Abbildung (zum Vergrößern anklicken, Download siehe wikipedia.org ) möglichst großformatig ausdrucken oder per Beamer an die Wand projizieren und die Schülerinnen und Schüler fragen, was da wohl abgebildet ist. Hier befindet sich eine kurze Einführung in die Arbeit mit der Lernumgebung. Die Kinder können auch zwischendurch davon Gebrauch machen, um sich Dinge ins Gedächtnis zu rufen. Lösung der Rätselschrift auf dem Arbeitsblatt: außerdem, denn, ihr, überall. (Zur Erleichterung dürfen die Kinder einen Spiegel benutzen.) Diktattext: Windenergie Die Vorräte an Öl, Gas und Kohle schrumpfen und werden eines Tages ganz erschöpft sein. Deshalb sollten wir vermehrt andere Energiearten nutzen. Wind ist dabei eine umweltfreundliche Möglichkeit, weil keine Abgase entstehen, die die Luft verschmutzen. Außerdem sind Windkraftwerke ungefährlich, denn bei ihrem Betrieb können keine größeren Unfälle passieren und sie erzeugen keinen schädlichen Müll. Die Nutzung von Windstrom verringert den Verbrauch an Öl, Gas oder Kohle, die meist teuer in anderen Ländern eingekauft und transportiert werden müssen. Wir werden also unabhängiger und sparen Kosten, weil es den Wind überall und umsonst gibt und wir unsern Strom selbst erzeugen. (100 Wörter) Windiger Spaß Beim interaktiven Rätsel können die Kinder ihr Wissen über Wind und erneuerbare Energien testen. Falls Sie keinen Drucker an die Computer angeschlossen haben, sollten Sie die Bastelanleitung und die Vorlage für das Windrad vorab ausdrucken. Ein Spiel (Zündholzschachtel pusten), ein interaktives Puzzle, ein interaktives Memo und ein Ausmalbild runden das Projekt ab.

Klimaschutz findet auch im persönlichen Umfeld statt. Ist man Teil der Lösung oder Teil des Problems? Wie groß ist der eigene ökologische Fußabdruck? Und wie kann er verringert werden? Ein neurobiologischer Blick kann helfen.Im Mittelpunkt dieser Unterrichtseinheit stehen das Konzept des ökologischen Fußabdrucks sowie persönliche Handlungsoptionen. Wenn die Welt bedroht ist, wer möchte sie nicht retten? Allerdings kann nicht jeder an den globalen Klimaverhandlungen teilnehmen oder sie gar leiten. Doch auch im Alltag gibt es viele Möglichkeiten, klimafreundlich zu handeln. Online-Tools helfen bei der Berechnung des eigenen ökologischen Fußabdrucks und zeigen Einsparpotentiale. So wird transparent, wie man Teil der Lösung werden kann. Trotzdem keine Lust auf Weltretten? Lassen Sie die Schülerinnen und Schüler herausfinden, wie das Retten der Welt sogar Spaß machen kann.Ziel dieser Unterrichtseinheit ist, die Schülerinnen und Schüler dazu zu bewegen, ihren Alltag und ihre Lebensgepflogenheiten in den Bereichen Konsum, Ernährung und Mobilität zu analysieren und im Hinblick auf die Erderwärmung sowie die Knappheit der Ressourcen auf der Erde zu hinterfragen. Zur Verdeutlichung, dass jeder etwas tun kann und dass etwas zur Verlangsamung der Erderwärmung und für den Ressourcenerhalt getan werden muss, ist es hilfreich, wenn die Jugendlichen vorab etwas über den Klimawandel und seine Folgen erfahren haben. In dieser Unterrichtseinheit steht das Handeln im persönlichen Umfeld im Vordergrund. Deshalb soll zunächst anhand eines übersichtlichen und einfach zu bedienenden Fußabdruck-Tests der persönliche ökologische Fußabdruck ermittelt werden. Unabhängig von den persönlichen Daten, können anhand des Tests Einsparpotenziale im Alltag der Jugendlichen identifiziert und diskutiert werden. Darauf aufbauend werden anhand einer neurobiologischen Betrachtung verschiedene „Typen von Weltrettern“ thematisiert. Die Schülerinnen und Schüler sollen sich damit auseinandersetzen und herausfinden, welches Handlungspotenzial in Sachen Klimaschutz ihren Interessen und ihrer persönlichen Einstellung entspricht, – überspitzt ausgedrückt – welcher Typ von „Weltretter“ sie sind. Der ökologische Fußabdruck Der eigene Lebensstil bestimmt, wie viele Ressourcen man verbraucht. Scheinbar unbegrenzten Möglichkeiten stehen begrenzte Ressourcen auf unserem Planeten gegenüber. Einfach mal die Welt retten Regionale und nationale Klimaschutz-Initiativen, Umweltorganisationen, NGOs, Verbände bieten vielfältige Programme und Aktionen zur praktischen Unterstützung und zur aktiven Teilhabe. So kann man Weltretter werden a) Wer seine Überzeugung konsequent verfolgt, kann viel erreichen. Beispielhaft werden folgende Personen vorgestellt: Felix Finkbeiner, Boyan Slat und Severn Suzuki. b) Wie wird aus Wissen konkretes Handeln? Wer ist welcher Typ von Weltretter? Wen erreicht man wie? Ein neurobiologischer Blick kann helfen. Fachkompetenz Die Schülerinnen und Schüler verstehen die Konzepte des ökologischen Fußabdrucks und der biologischen Kapazität. identifizieren die wichtigsten Handlungsfelder im persönlichen Umfeld. analysieren und definieren persönliche Handlungsoptionen. entwerfen Ideen zu Zukunftsvisionen eines nachhaltigeren Umgangs mit den Ressourcen. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler bedienen ein Online-Tool zur Bestimmung des ökologischen Fußabdrucks. recherchieren und bewerten Internetquellen. Sozialkompetenz Die Schülerinnen und Schüler können nachvollziehen, welche Faktoren unsere Motivation beeinflussen. können in Partnerarbeit das eigene und das Motivationssystem des Partners erkennen. finden heraus, welche praktischen Aktivitäten ihnen besonders viel Spaß machen. Die Idee hinter dem ökologischen Fußabdruck ist folgende: zur Befriedigung unserer Bedürfnisse werden natürlich Ressourcen benötigt. Zur Bestimmung des ökologischen Fußabdrucks werden diese Ressourcen in Flächen umgerechnet. Zum Beispiel in landwirtschaftliche Flächen zur Nahrungsmittelproduktion. Oder Flächen zur Energieversorgung durch Braunkohle. Letztlich lässt sich zu allen möglichen Aktivitäten ein spezifischer Flächenverbrauch ermitteln. Dieser Flächenverbrauch hängt vom Lebensstil ab. In den Berechnungsgrundlagen stecken Unsicherheiten, sodass die ermittelten Werte nicht exakt sind. Eine Abschätzung, welche Aktivitäten den Fußabdruck besonders stark vergrößern und wo dementsprechend die größten Handlungsoptionen liegen, ist trotzdem möglich. Das Konzept des ökologischen Fußabdrucks wurde 1994 von zwei Wissenschaftlern gemeinsam entwickelt, dem Schweizer Mathis Wackernagel und dem Kanadier William Rees. Dem ökologischen Fußabdruck gegenüber steht die sogenannte biologische Kapazität. Sie ist begrenzt, denn schließlich haben wir nur diesen einen Planeten. Über eine gewisse Zeit können wir zwar „auf großem Fuß“ leben. Aber um langfristig auf dem Planeten überleben zu können, darf der ökologische Fußabdruck die biologische Kapazität nicht überschreiten. Man spricht auch von sogenannten „Planetarischen Leitplanken“. Wissenschaftler haben neun ökologische Dimensionen definiert, die für die Belastung des Ökosystems Erde besonders kritisch sind: 1. CO 2 -Konzentration in der Atmosphäre (Klimawandel) 2. Biodiversitätsverlust 3. Biogeochemische Kreisläufe (Stickstoff, Phosphor) 4. Übersäuerung der Ozeane 5. Süßwasserverbrauch 6. Landnutzung 7. Stratosphärischer Ozonabbau 8. Atmosphärische Aerosole 9. Belastung durch Chemikalien Bei vier der insgesamt neun Leitplanken wurde bereits eine Überschreitung festgestellt: Klimawandel, Biodiversitätsverlust, Landnutzung und bio-geochemische Stickstoff- und Phosphor-Kreisläufe. Bei weiteren drei Leitplanken ist die Datenlage noch nicht ausreichend, um eine Aussage zu treffen. Lediglich bei drei Leitplanken ist die Einschätzung positiv: Ozeanversauerung, Süßwasserverbrauch und Ozonabbau. So ist beispielsweise bemerkenswert, dass der Abbau des Ozons in der Stratosphäre inzwischen kein Problem mehr darstellt. Die Konzentration nimmt wieder zu, so dass bei gleichbleibender Entwicklung das Ozonloch in wenigen Jahrzehnten wieder geschlossen sein wird. (Wichtige Unterscheidung: während Ozon in der Stratosphäre wichtig ist für die Abschirmung von schädlicher UV-Strahlung, ist das bodennahe Ozon, das im Sommer durch Abgase entstehen kann, für unsere Atemwege schädlich!) Die Initiative „Brot für die Welt“ stellt im Internet einen einfach zu bedienenden und übersichtlichen Fußabdrucktest zur Verfügung. Er unterteilt sich in die Bereiche Wohnen, Ernährung, Mobilität und Konsum. Das Ausfüllen der Fragen kann man in 5 bis 10 Minuten schaffen, da wenig Konkretes sondern hauptsächlich Ein- und Abschätzungen abgefragt werden. Neben Zwischenergebnissen zu einzelnen Alltagsbereichen erscheint am Ende des Tests der individuelle ökologische Fußabdruck und die Bewertung im Vergleich zum deutschen Durchschnitt, den Durchschnittswerten weltweit sowie der prognostizierten Ressourcenverfügbarkeit. Die Seite gibt anschließend Tipps, wie man mit kleinen Schritten und Kompromissen in seinem Alltag nachhaltiger leben könnte. Man kann sich auch registrieren, um sein Ergebnis abzuspeichern oder sich ein persönliches Ziel zu setzen. Angesichts der Vielfalt an Handlungsoptionen kann man durchaus das Gefühl bekommen, wie ein Ochs vor dem Berg zu stehen. Deshalb ist es hilfreich, sich zu vergegenwärtigen, dass man in sehr kleinen Schritten starten kann. Der Weg ist das Ziel! Auch Felix Finkbeiner fing mit einem einzigen Baum an! Felix Finkbeiner – mit 9 Jahren pflanzte er den ersten Baum Bäume binden CO 2 . Wenn nur genügend Bäume gepflanzt würden, könnte der Klimawandel zumindest abgemildert werden, so Finkbeiners Überzeugung. Also fing er vor sieben Jahren mit einem Baum vor seiner Schule an. Dass seine Initiative eine solche Dynamik entwickeln würde, hat ihn selbst überrascht. Nach kurzer Zeit gründete er die Organisation Plant for the planet . Inzwischen wurden bereits über 14 Milliarden Bäume gepflanzt. Boyan Slat will die Weltmeere von Plastikmüll befreien Der Student Boyan Slat hat sich eine Konstruktion überlegt, die mithilfe der Meeresströmungen große Mengen an Plastikmüll aus dem Meer fischen kann. Eine Machbarkeitsstudie hat dem Projekt realistische Erfolgschancen bestätigt. Im Jahr 2016 soll ein Prototyp in den Gewässern südlich von Japan installiert und getestet werden. Severn Suzuki – The girl who silenced the world for 5 minutes 1992 spricht die damals 12-jährige Umweltaktivistin auf der UN-Konferenz für Umwelt und Entwicklung in Rio de Janeiro. In beeindruckender Weise ermahnt sie die anwesenden Delegierten, ihren Worten auch Taten folgen zu lassen. Für die Kinder und alle nachkommenden Generationen. Man müsste mal… Es ist ein weit verbreitetes Muster: Man müsste mal dieses tun, man müsste mal jenes tun. Die guten Vorsätze zum Jahreswechsel werden nur allzu oft nicht umgesetzt. Es scheint menschlich zu sein, dass zwischen dem Bewusstsein, was zu tun ist, und dem konkreten Handeln eine Lücke klafft. Die Gründe hierfür sind vielfältig. Muss das wirklich sein? "Ich soll was tun? Muss das denn sein?" Anders gesagt: „Ist das relevant für mich?“ Hier ein Beispiel für einen direkten Zusammenhang zwischen Relevanz und Handeln: Wenn mein Körper mir sagt, dass ich Durst habe, dann besorge ich mir etwas zu trinken. Und wenn mein Körper müde ist, gehe ich ins Bett. Beim Umweltschutz ist das in der Regel nicht so unmittelbar. Viele Veränderungen in der Umwelt vollziehen sich schleichend (Beispiel: Anstieg des Meeresspiegels). Oder sie lassen sich nicht unmittelbar den veränderten Umweltbedingungen zuordnen (Beispiel: Extremwetterereignisse, die gab es früher auch, nur sind sie inzwischen häufiger und heftiger.) Die Allmende-Klemme Wenn ich meine CO 2 -Emissionen verringere, weil ich eine Reise mit der Bahn mache statt mit dem Flugzeug, sind die positiven Auswirkungen auf die Umwelt für mich zunächst nicht erkennbar. Dieses Phänomen wird in der Psychologie Allmende-Klemme genannt. Teil des Problems oder Teil der Lösung? Erst wenn sehr viele so handeln, kann eine Auswirkung festgestellt werden. Und das ist der Punkt: Es braucht viele Akteure. Nur wenn ich aktiv werde, kann ich Teil einer großen Bewegung sein. Deshalb ist das Handeln jedes Einzelnen relevant und wichtig! Die Welt retten muss auch Spaß machen Unstrittig ist, dass jeder Mensch am liebsten das tut, was ihm Spaß macht. Und was Spaß macht, hat mit Gefühlen zu tun. Hier kommt das limbische System im Gehirn zum Tragen. Es reichert die Informationsverarbeitung im Gehirn mit Gefühlen an. Und das funktioniert immer noch nach den Prinzipien, die auch den Steinzeitmenschen das Überleben sicherten. Diese Gefühlswelt basiert auf drei „Emotionssystemen“, die bei allen Menschen vorhanden sind und die Informationen bewerten: Stimulanz: Kann ich hier etwas Neues entdecken? Ist das spannend für mich? Dominanz: Werde ich hier gefordert? Kann ich für mich und meine Ziele kämpfen? Kann ich gewinnen? Balance: Passt das zu mir? Fühle ich mich damit verbunden? Bietet mir das Sicherheit? Die Ausprägung dieser drei Emotionssysteme ist von Mensch zu Mensch unterschiedlich. Und sie hängt zusätzlich vom Kontext ab. In einer Situation mag der Bereich Dominanz überwiegen, in einer anderen Situation der Bereich Stimulanz. Je nach Ausprägung der Emotionssysteme lassen sich verschiedene Menschentypen bestimmen, die in unterschiedlichen Wertewelten leben und sich dementsprechend unterschiedlich motivieren lassen: Die Neugierigen Die Performer Die Harmonisierer Die Bewahrer Den richtigen Ton finden Während die Neugierigen Überraschungen und Außergewöhnliches lieben, legen die Bewahrer Wert auf Sicherheit und ein gutes Leben. Die Performer fühlen sich von Wettbewerb und außergewöhnlichen Leistungen angesprochen, während die Harmonisierer nach Verbundenheit zu anderen Menschen und zur Natur streben. Diese unterschiedlichen Ausprägungen lassen sich einerseits bei der Ansprache von Personen anwenden, aber auch bei der Frage, welche Art von Engagement für jemanden geeignet ist. Die Bewahrer wollen fachlich überzeugt und zum Nachdenken angeregt werden. stören sich an zu vereinfachenden Darstellungen und interessieren sich für das „Aufzeigen von Auswirkungen und Abhängigkeiten“ und das „Schärfen des Bewusstseins für Zusammenhänge“. schätzen eine klare Bildsprache, die nicht viel Schnickschnack benötigt. sind gegenüber der Ausrichtung der Botschaft, ob sie negativ oder positiv endet, relativ tolerant. empfinden Respekt, Recht und Gerechtigkeit als besonders wichtig. Die Harmonisierer fühlen sich mit allen Lebewesen verbunden und rücken diese ins Zentrum ihrer Aufmerk­samkeit: „Tiere sind auch irgendwie Menschen!“, „Der Mensch ist nicht allein auf diesem Planeten“, „Wir sind alle eins – kommen aus der Erde und werden wieder zu Erde!“. brauchen und leben Empathie. freuen sich über kleine Schritte, Gutes zu tun. mögen die Verbindung von „Herz und Fantasie“. werden gerne persönlich angesprochen und umsorgt. streben nach einem einfachen, bequemen und guten Leben. Die Performer wollen für etwas Tolles gewonnen werden, etwa durch beeindruckende Erfolge, Möglichkeiten oder imponierende Vorbilder. erwarten etwas Originelles und Eindrucksvolles, das Aufmerksamkeit weckt. lieben es effizient sowie kurz und knapp auf den Punkt gebracht. sind anspruchsvoll und mögen es perfekt: kurz und griffig, ohne Längen, klare und positive Botschaft, außergewöhnliche Qualität. wollen etwas erreichen. Nur Jammern kommt nicht an. Sie begrüßen einen klaren Lösungsansatz. Die Neugierigen lassen sich gerne faszinieren und für etwas begeistern, etwa durch eine spannende Bildsprache und faszinierende visuelle Aufbereitung oder ein positives Lebensgefühl. mögen sich nicht langweilen und mit zu viel Negativem belasten. mögen es kreativ, verrückt und lebensbejahend. sprechen Alltagsnähe und Handlungsmöglichkeiten an. heben Aktion und Aktivität positiv hervor: „Man kann auch mit pfiffigen, einfachen Aktionen viel bewirken!“, „Man muss sich engagieren!“. Quelle „Leitfaden Umweltkommunikation“, Birthe Hesebeck (OroVerde – Die Tropenwaldstiftung), Bonn 2015, Seite 31ff. Die Umweltorganisation OroVerde hat einen Leitfaden Umweltkommunikation entwickelt, in dem die verschiedenen Motivationstypen anschaulich beschrieben werden. Beispielhaft wird gezeigt, welche Art von sprachlicher und bildlicher Ansprache geeignet ist. Darauf aufbauend werden Ideen für Filmclips vorgestellt und diskutiert, die für die Ansprache verschiedener Emotionstypen geplant wurden. Die Erkenntnisse und Schlussfolgerungen aus den verschiedenen Praxisprojekten lassen sich auch auf andere Projektideen übertragen.

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?