Ablauf der Unterrichtseinheit

Die einzelnen Schritte der Unterrichtseinheit sind in ihrem Umfang flexibel gestaltbar, die Arbeit in kleinen Gruppen wird empfohlen.

1. Geothermie - Eine Einführung

Filme anschauen

Zur Einführung und zur Vermittlung elementarer Grundlagen über die Geothermie allgemein und zur Gewinnung und Anwendung geothermischer Energie im Besonderen sehen sich die Schülerinnen und Schüler entsprechende Filmbeiträge im Web an.

Notizen machen

Die Schülerinnen und Schüler machen sich Stichpunkte zu folgenden Aspekten:

  • Wärmequellen in der Erde
  • Wärmeverteilung in der Erde und insbesondere in der obersten Erdkruste
  • Regionen der Erde und geologische/tektonische Strukturen mit auffällig hohen geothermischen Gradienten
  • Nutzungsmöglichkeiten und Verfahren der geothermischen Energiegewinnung (Tiefen- und oberflächennahe Geothermie)
  • naturgegebene und technische Probleme bei der Erschließung geothermischer Ressourcen.
Arbeitsmaterial

2. Erste Einschätzung tiefengeothermischer Potenziale

Geologischen Aufbau untersuchen

Die Schülerinnen und Schüler erkunden gruppenweise den grundlegenden geologischen Aufbau unterschiedlicher Teilregionen Südwestdeutschlands (Saarland, Rheinland-Pfalz, Südhessen und Baden-Württemberg) und formulieren und begründen darauf aufbauend Annahmen, ob und in welchen Bereichen erhöhte geothermische Gradienten zu erwarten sind. Anschließend stellen sie ihre Erkenntnisse und Überlegungen für ihr jeweiliges Gebiet den anderen Teams vor. Hier wird als Rahmenbedingung für die Exploration gesetzt, dass die Mindesttemperatur 130 °C betragen und die maximale Tiefe drei Kilometer nicht überschreiten soll.

Arbeitsmaterial

3. Geothermische Exploration und Standortfestlegung

Überprüfung der eigenen Hypothesen

Die zuvor getroffenen Annahmen werden gruppenweise mittels eines geothermischen Informationssystems, das Daten zur lateralen und vertikalen Temperaturverteilung bis in eine Tiefe von fünf Kilometern bereithält, überprüft. Mögliche Gründe für nicht bestätigte Annahmen und festgestellte thermische Anomalien werden gruppenintern diskutiert und dokumentiert. Letztendlich sollen die höffigsten Gebiete als Standorte für tiefengeothermische Anlagen vorgeschlagen werden. Anschließend stellt jede Gruppe ihre Erkenntnisse und Überlegungen für ihr jeweiliges Gebiet den anderen Teams vor.

Arbeitsmaterial

4. Tiefengeothermische Anlagen in Südwestdeutschland

Vergleich mit realen Anlagen

Abschließend werden die vorgeschlagenen Bereiche/Standorte mit den Standorten realer Anlagen verglichen. Dabei geht es weniger um den konkreten Lagevergleich als um den Vergleich der Rahmenbedingungen. Bei der nachfolgenden Diskussion mit der gesamten Klasse über die Standortwahl realer Anlagen sollen über den geothermischen Gradienten hinaus weitere natürliche Faktoren, aber auch solche erarbeitet werden, die nicht geologischer und/oder geothermischer Natur sind, also Gesteinsdurchlässigkeiten (Porosität), ungünstige geologische Strukturen, Beschaffenheit der Wässer (Korrosion von Anlagenteilen), Infrastruktur/Landnutzung oder die Nähe einer Anlage zum Verbraucher.

Autor
Avatar Dr. Gunnar Meyenburg

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In Kooperation mit

MS Wissenschaft

Dieser Beitrag wird im Rahmen der Ausstellung "MS Wissenschaft" angeboten.