- Arbeitsblätter

Projekt „TREIBHAUSEFFEKT“ - Teil 1 - Treibhausgase 1.1.1
Kohlendioxid CO2 ein „Treibhausgas"
Kohlendioxid (= CO2) kennst du vor als jenes Gas, das in Form von Gasbläschen aus
Erfrischungsgetränken aufsteigt (=Bestandteil der Kohlensäure). CO2 entsteht beim
Ausatmen, bei der alkoholischen Gärung und beim Verbrennen von C-hältigen
Brennstoffen.
Anstieg der CO2-Konzentration durch:

die Verbrennung von Kohle, Öl und Gas in Kraftwerken, Fabriken, Motoren und
Heizungsanlagen:
C + O2  CO2

das Abholzen oder Verbrennen von Wäldern,
insbesondere der tropischen Wälder; Pflanzen,
EIN KURZER AUSFLUG IN
DIE CHEMIE
besonders Bäume, nehmen CO2 auf, da sie für
die Photosynthese CO2 benötigen:
Nach ihrer Vernichtung können die Bäume
kein CO2 mehr binden. Beim Verbrennen des
Das CO2 Molekül besteht aus 2
Holzes entsteht weiteres CO2. Wenn die
Atomen Sauerstoff und einem
Bäume verrotten, wird Methan frei, das
Kohlenstoff-Atom
ebenfalls zum Treibhauseffekt beiträgt.
Anteil des Kohlendioxids am zusätzlichen Treibhauseffekt: ca.
60 %*)
*) Die Angaben bezüglich des Anteils der Treibhausgase sind oft sehr unterschiedlich.
Projekt Treibhauseffekt - 3a Klasse der Graf-Attems-Hauptschule Straß/Stmk.
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Projekt „TREIBHAUSEFFEKT“ - Teil 1 - Treibhausgase 1.1.2
Methan CH4 ein Treibhausgas
Muh,
da stinkts
oba!
Methan (= CH4) ist ein brennbares Gas. Es ist der
Hauptbestandteil von Erdgas und entsteht in der Natur
beim Verrotten von organischen Stoffen.
Heute wird rund 60% des freigesetzten Methans vom
Menschen verursacht. CH4 ist ein Treibhausgas. Es entsteht:

in der Landwirtschaft durch die tierischen Verdauung (intensive Rinderhaltung) und
durch Wirtschaftsdünger (vor allem Gülle); der Anteil der Landwirtschaft an der MethanFreisetzung beträgt ca. 60%

bei der Förderung und beim Transport von Erdgas

beim Verrotten von organischen Stoffen in Mülldeponien. Das Deponiegas setzt sich aus
rund 55 % Methan, 44 % Kohlendioxid und 1 % Spurenstoffe zusammen. So entstehen aus
einer Tonne abgelagertem Hausmüll 60 - 100 kg Methan. Weltweit stammen jährlich rund
40 Millionen Tonnen Methan aus
Mülldeponien.
Für Österreich beträgt der
Gesamtausstoß an Methan
640.000t/Jahr. Davon kommen
185.000t/Jahr aus den Deponien.
Anteil am zusätzlichen Treibhauseffekt: ca.
10 % *)
*) Die Angaben bezüglich des Anteils der Treibhausgase sind oft sehr unterschiedlich.
Siehe auch http://www.bmu.gv.at/u_abfall/abftrenn_u_entsorg/entSORGEN/links/energies.htm
Projekt Treibhauseffekt - 3a Klasse der Graf-Attems-Hauptschule Straß/Stmk.
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Projekt „TREIBHAUSEFFEKT“ - Teil 1 - Treibhausgase 1.1.3
Teilhalogenierte Kohlenwasserstoffe sind „Treibhausgase"
Teilhalogenierte Kohlenwasserstoffe finden in folgenden Bereichen Anwendung:

bei Baumaterialien (Dämmplatten werden mit teilhalogenierten Kohlenwasserstoffen
aufgeschäumt, Montageschäume zum Befestigen von Türen und Fenstern und
Ausschäumen von Hohlräumen)

bei Kühlanlagen und Wärmepumpen (Kühlschrank, Kühltruhe, Klimaanlage)
Wir unterscheiden:
Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffe
FCKW
verboten - zerstören die
Ozonschicht
teilhalogenierte
H-FCKW
Fluor-Chlor-Kohlenwasserstoffe
teilhalogenierte
für Kühl- und
Klimananlagen,
H-FKW
Fluor-Kohlenwasserstoffe
zum Aufschäumen von
Baustoffen, ...
Während FCKW-Gase nicht mehr hergestellt
werden dürfen (Zerstörung der Ozonschicht),
dienen H-FCKW und H-FKW-Gase als
Ersatzstoffe. Gemeinsam ist allen diesen Gasen
die besonders hohe Wirkung als Treibhausgase.
Sie sind einige tausend Mal „wirksamer“ als
CO2.
Anteil am zusätzlichen Treibhauseffekt: ca.
*)
20%
*) Die Angaben bezüglich des Anteils der Treibhausgase
sind oft sehr unterschiedlich..
Projekt Treibhauseffekt - 3a Klasse der Graf-Attems-Hauptschule Straß/Stmk.
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Projekt „TREIBHAUSEFFEKT“ - Teil 1 - Treibhausgase 1.1.4
Di-Stickstoffoxid N2O ein „Treibhausgas"
Di-Stickstoffoxid (=N2O) kennst du als jenes Gas, mit dem Schlagobers
in Sahnegeräten gemacht wird. N2O wird auch als Lachgas bezeichnet.
N2O ist ein Treibhausgas. Auf das Molekül bezogen ist die
Treibhauswirkung 220 mal höher als die von CO2. Das liegt vor allem
an der langen atmopshärischen Verweilzeit von ca. 120 Jahren. Seit der vorindustriellen
Zeit hat die N2O-Menge in der Atmosphäre um 13% zugenommen. Die Zunahme der DiStickstoffoxid-Emissionen wird vor allem durch die verstärkte Verwendung von
stickstoffhaltigem Kunstdünger, die Verbrennung
fossiler Energieträger und die Brandrodung
EIN KURZER AUSFLUG IN
DIE CHEMIE
verursacht.
Anstieg der N2O-Konzentration durch:

die verstärkte Verwendung von
stickstoffhaltigem Kunstdünger,

die Verbrennung fossiler Energieträger

und die Brandrodung
Das Di-Stickstoffoxid-Molekül
besteht aus 2 Atomen Stickstoff
und einem Sauerstoff-Atom
Anteil des Di-Stickstoffoxids am zusätzlichen Treibhauseffekt: ca.
5 %*)
*) Die Angaben bezüglich des Anteils der Treibhausgase sind oft sehr unterschiedlich.
Siehe auch: http://www.unizh.ch/upd/magazin/3-96/mikroorganismen.html
Projekt Treibhauseffekt - 3a Klasse der Graf-Attems-Hauptschule Straß/Stmk.
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Projekt „TREIBHAUSEFFEKT“ - Teil 2 - Mein Beitrag 2.1.1
Wieviel CO2 setzen wir frei?
Der durchschnittliche Westeuropäer erzeugt pro Jahr ca. 10 t CO2. Ein CO2-Ausstoß zwischen 2 und 4 t
pro Person und Jahr könnte von der Natur verkraftet werden.
Quelle: http://clear.eawag.ch/COzwei/pcc/welcome.html
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Projekt „TREIBHAUSEFFEKT“ - Teil 2 - Mein Beitrag 2.1.2
Mein Beitrag zum Treibhauseffekt
Bereich Verkehr
Hast du gewusst,

dass bei der Förderung, beim Transport und bei der Verarbeitung von Erdöl zu Treibstoffen sehr viel
CO2 entsteht,

dass ein Auto)* auf 1000 km ca. 150 kg CO2 freisetzt,

dass beim Zurücklegen des gleichen Weges mit öffentlichen Verkehrsmitteln (Bahn, Bus) nur ca. 20
kg CO2 pro Person erzeugt werden,

dass bei einem einzigen Überseeflug pro Person ca. 1,2 t CO2 entstehen,

dass beim Transport von Gütern mit Zügen viel weniger CO2 entsteht als beim LKW-Transport,

dass beim Transport mit Schiffen am wenigsten Energie verbraucht wird?
Was kannst du persönlich machen, um weniger CO2 freizusetzen? Sprich mit den anderen Schülern deiner Gruppe darüber!
)* Treibstofffverbrauch von 8 l/100 km
- Die CO2-Emissionen durch Förderung, Transport und Raffinerie sind in dieser Zahl nicht enthalten
Mein Beitrag zum Treibhauseffekt
Bereich Wohnen
Hast du gewusst,

dass das Senken der Raumtemperatur um 1°C viel weniger CO2 entstehen lässt,

dass ein Einfamilienhaus mit einer alten Kohlenheizung pro Jahr um 1 t mehr CO2 freisetzt als eine
moderne sparsame Heizung,

dass beim Heizen von Biomasse (z.B. Holz) kein zusätzliches CO2 entsteht,

dass in einem Mehrfamilienwohnhaus um 1/3 weniger CO2 entsteht als in einem
Einfamilienwohnhaus,

dass gut wärmeisolierte Häuser bis zu 50% weniger CO2 verursachen,

dass bei tiefen Temperaturen nur ganz kurz gelüftet (=Stoßlüftung) werden soll,

das Thermostatventile bei Heizkörpern beim Überschreiten einer voreingestellten Raumtemperatur
die Wärmezufuhr stoppen?
Was kannst du persönlich machen, um weniger CO2 freizusetzen? Sprich mit den anderen Schülern deiner Gruppe darüber!
Projekt Treibhauseffekt - 3a Klasse der Graf-Attems-Hauptschule Straß/Stmk.
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Projekt „TREIBHAUSEFFEKT“ - Teil 2 - Mein Beitrag 2.1.3
Mein Beitrag zum Treibhauseffekt
Bereich Einkaufen
Hast du gewusst,

dass du mit dem Kauf von Produkten aus fernen Ländern viel CO2 verursachst (weite
Transportwege),

dass jene Erdbeeren, die du jetzt (im Winter) im Supermarkt kaufen kannst, unter Umständen mit
dem Flugzeug aus Südafrika kommen,

dass du beim Kaufen von heimischen Waren wenig CO2 verursachst,

dass beim Erzeugen von Papier viel CO2 entsteht,

dass du beim häufigen Verwenden von Tiefkühlwaren und Fertiggerichten in einem Jahr ca. 0,5 t CO 2
verursachst?
Was kannst du persönlich machen, um weniger CO2 freizusetzen? Sprich mit den anderen Schülern deiner Gruppe darüber!
Mein Beitrag zum Treibhauseffekt
Bereich Energie
Hast du gewusst,

dass der Strom im Winter in Österreich zum Großteil in Wärmekraftwerken erzeugt wird,

dass ein großes Kohlekraftwerk (z.B. Mellach) pro Stunde bis zu 82 t Steinkohle)* verbraucht und
dabei ca. 200t CO2 freisetzt,

dass selbst in modernsten Wärmekraftwerken 20% der Energie als Abwärme in Flüsse gekühlt wird,

dass mehr als 1/3 des gesamten Stromverbrauchs im Haushalt durch sparsame Elektrogeräte und
bewussteren Umgang mit Strom eingespart werden kann )**,

dass Elektrogeräte in der Stand-by-Schaltung ständig Strom verbrauchen,

dass die Stand-by-Schaltungen und nicht abgeschaltete Netztrafos in ganz Österreich den Strom
eines mittleren Flusskraftwerkes verbrauchen )**,

dass du im Winter mit dem Aufdrehen des Warmwasserhahnes CO2 verursachst?
Was kannst du persönlich machen, um weniger CO2 freizusetzen? Sprich mit den anderen Schülern deiner Gruppe darüber!
)* Angabe der STEWEAG siehe http://www.steweag.com/plant/mellach.htm (CO2-Ausstoss bezogen auf einen C-Gehalt der Kohle von 70%)
)** siehe http://www.bmu.gv.at/u_abfall/abftrenn_u_entsorg/entSORGEN/links/energies.htm
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Projekt „TREIBHAUSEFFEKT“ - Teil 2 - Mein Beitrag 2.2
Mein Beitrag zum Treibhauseffekt - Zusammenfassung
1. Welche Fahrzeuge setzen am wenigsten CO2 frei? Ordne vom kleinsten zum größten Energieverbraucher:
Auto, Bus, Eisenbahn, Fahrrad, Segelboot, Flugzeug,
Schiff
2. Wieviel kg CO2 erzeugt ein PKW auf 10000 km?
3. Wie kann man beim Heizen weniger CO2 erzeugen?
4 Maßnahmen zum Senken der Heizkosten
4. Warum entsteht beim Heizen mit Biomasse (z. B. Holz) kein zusätzliches CO2?
5. Durch welche Maßnahmen beim Einkaufen kannst du weniger CO2 erzeugen?
2 Beispiele:
6. Warum entsteht im Winter bei der Stromerzeugung viel CO2?
7. 2 Maßnahmen zum Einsparen von Strom
8. Wieviel CO2 setzt ein Westeuropäer pro Jahr durchschnittlich frei?
9.
Welche CO2-Menge pro Person und Jahr könnte die Natur vielleicht noch verkraften?
Projekt Treibhauseffekt - 3a Klasse der Graf-Attems-Hauptschule Straß/Stmk.
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Projekt „TREIBHAUSEFFEKT“ - Teil 3 - Alternativen 3.1.1
Biomasse
Zur Biomasse zählen alle Pflanzen und
Tiere und ihre Abfall- und Reststoffe.
Weltweit entstehen jährlich zwischen 100
und 150 Milliarden Tonnen Biomasse, die
sehr viel mehr Energie enthalten wie wir
derzeit weltweit verbrauchen. Die weitaus
größten Biomasseproduzenten sind mit
einem Anteil von 90 Prozent die Wälder.
Unter den Reststoffen aus der Landwirtschaft hat Stroh den größten Anteil.
Die wichtigsten Energieträger auf der Basis von Biomasse sind:

Festbrennstoffe (Stroh, Holz und Holzreste) zur Strom- und Wärmegewinnung in
Biomasse-Kraftwerken.

Bioalkohole aus Mais, Getreide, Rüben und Zuckerrohr als Kraftstoffe.

Pflanzenöle aus Raps oder Sonnenblumen als Biodiesel oder Schmierstoffe.

Biogase - aus Gülle kann durch eine spezielle Anlage Biogas gewonnen werden.
Von der Biomasse wird nur soviel CO2 freigesetzt, wie die Pflanze während des
Wachstums aufgenommen und gespeichert hat. Durch das Anpflanzen von
„Energiewäldern“ wird außerdem sehr viel CO2 aus der Luft aufgenommen. Das führt
zu einer Verringerung des Treibhauseffektes.
Im Gegensatz zu den meisten erneuerbaren Energiequellen kann die Energie der
Biomasse gespeichert werden.
Quelle: Deutsche Shell AG
Projekt Treibhauseffekt - 3a Klasse der Graf-Attems-Hauptschule Straß/Stmk.
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Projekt „TREIBHAUSEFFEKT“ - Teil 3 - Alternativen 3.1.2
NUTZUNG DER SONNENERGIE
Die Sonnenenergie kann auf drei Arten genützt werden:
Sonnenkollektoren
erzeugen Wärme im Niedrigtemperaturbereich, d.h.
zwischen 20 und 100 Grad Celsius. Sie werden für
folgende Bereiche verwendet:

Warmwasserbereitung

Unterstützung der Raumheizung

Schwimmbadheizung
Nachteil: Geringe Strahlungsenergie im Winter,
wenig Warmwasserverbrauch im Sommer.
Solarzellen (=Photovoltaik)
Durch Solarzellen wird die Strahlungsenergie der
Sonne direkt in Strom umgewandelt.
Nachteil: Derzeit noch kleiner Wirkungsgrad, hohe
Herstellungskosten
Sonnenkraftwerke
werden mit Hochtemperaturwärme betrieben. Ein Beispiel ist der "Sonnenofen" von
Odeillo in den französischen Pyrenäen: Dort wird die
einfallende, direkte Sonnenstrahlung durch 63
Fangspiegel auf einen 625 cm² großen Absorber
konzentriert, wo Temperaturen bis zu 4.000 Grad
Celsius erreicht werden.
Quelle: Deutsche Shell AG
Projekt Treibhauseffekt - 3a Klasse der Graf-Attems-Hauptschule Straß/Stmk.
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Projekt „TREIBHAUSEFFEKT“ - Teil 3 - Alternativen 3.1.3
WAS SIND ERNEUERBARE ENERGIEN?
Fossile Energieträger wie Erdöl werden durch das Verbrennen verbraucht.
Erneuerbare Energiequellen sind dagegen praktisch unerschöpflich. Die meisten
erneuerbaren Energieträger haben ein und dieselbe Quelle: die Strahlungsenergie der
Sonne. Die wichtigsten erneuerbaren Energien sind:

Sonnenenergie (die von der Sonne pro Jahr auf die gesamte Erdoberfläche
einfallende Energie würde theoretisch ausreichen, um mehr als das 8.000-fache
des derzeitigen Weltenergieverbrauchs zu decken)

Wasserkraft (Flüsse werden durch die Niederschläge immer wieder aufgefüllt und
treiben Wasserkraftwerke an)

Biomasse (Holz wächst nach und bindet wieder CO2)

Erdwärme (Thermalquellen können zum Beheizen ganzer Ortschaften dienen)

Windenergie (in windreichen Gegenden können riesige Windräder Strom
erzeugen)

Gezeitenenergie (Durch die Anziehungskraft des Mondes steigt und sinkt das
Wasser im Meer periodisch. Gezeitenkraftwerke nützen diese Energie.)
Quelle: Deutsche Shell AG
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Projekt „TREIBHAUSEFFEKT“ - Teil 3 - Alternativen 3.1.4
WASSERKRAFT
Wasserkraftwerke werden durch den Kreislauf des
Wassers angetrieben. Die Strahlungsenergie der
Sonne lässt Wasser verdampfen und aufsteigen.
Dieses Wasser fällt in Form von Niederschlägen auf
die Erde und fließt in Flüssen wieder ins Meer.
Wir unterscheiden zwei Arten von
Wasserkraftwerken:

Flusskraftwerke wandeln die Bewegungsenergie des fließenden Wassers in
Strom um. Da Flüsse im Winter weniger Wasser führen, erzeugen sie den Strom
zu einem Großteil im Sommer.

Speicherkraftwerke beziehen das Wasser aus Stauseen, die im Sommer gefüllt
worden sind. Sie werden nur im Winter betrieben.
Welche steirischen Kraftwerke arbeiten nicht mit erneuerbarer Energie?
Quelle: STEWEAG
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Projekt „TREIBHAUSEFFEKT“ - Teil 3 - Alternativen 3.1.5
WASSERSTOFF - ENERGIESPEICHER DER ZUKUNFT
Erneuerbare Energieträgern wie Wasser, Wind und Sonnenlicht werden von der
Natur nur selten dann zur Verfügung gestellt, wenn wir sie brauchen. Österreich
erzeugt im Sommer z. B. so viel Strom aus Wasserkraft, dass wir ihn gar nicht
verbrauchen können. Im Winter, wenn der Strombedarf größer ist, führen die Flüsse
aber sehr wenig Wasser.
Deshalb wäre es gut, wenn man überflüssige Energie speichern und erst dann
verbrauchen könnte, wenn man sie benötigt. Die Rolle des Energiespeichers soll im
Zukunft dem Gas Wasserstoff (H2 ) zukommen. H2 ist eines der häufigsten Elemente
der Erde. In der Natur liegt er stets chemisch gebunden, z.B. in Form von Wasser, vor.
Um Wasserstoff nutzen zu können, muss er daher zunächst unter Aufwendung von
Energie hergestellt werden.
Eine Möglichkeit ist die Elektrolyse von Wasser. Dabei wird elektrischer Strom
durch Wasser geleitet und spaltet Wasser (H2O) in zwei Teile Wasserstoff und einen
Teil Sauerstoff (siehe Heft):
2 H2O  2 H2 + O2
Der gewonnene Wasserstoff lässt sich in Tanks abfüllen. Der bei der
Wasserelektrolyse verwendete elektrische Strom ist im erzeugten Wasserstoff
gespeichert.
In einer sogenannten
Brennstoffzelle reagiert Wasserstoff
mit Luftsauerstoff. Dabei wird mit einem
hohen Wirkungsgrad*) von bis zu 70 %
elektrischer Strom erzeugt. Bei dieser
Verbrennung entsteht im Idealfall
reiner Wasserdampf: Es fallen weder
Luftschadstoffe noch das Klimagas
Kohlendioxid an, das beim Verbrennen fossiler Energieträger**) unvermeidlich
freigesetzt wird.
*) 70% Wirkungsgrad
nur 30% der Energie des Wasserstoffes geht verloren, Wirkungsgrad
eines Autos bis 40% (60% Abwärme)
**) fossile Energieträger
Erdöl, Erdgas, Kohle
Projekt Treibhauseffekt - 3a Klasse der Graf-Attems-Hauptschule Straß/Stmk.
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Projekt „TREIBHAUSEFFEKT“ - Teil 3 - Alternativen 3.2
Alternativen Zusammenfassung
1. Zähle 6 Arten von erneuerbaren Energien auf:
2. Welche Quelle haben die meisten erneuerbaren
Energien?
3. Warum sind erneuerbare Energien für uns oft
schwer zu nutzen?
4. 3 Arten der Nutzung der Sonnenenergie:
5. Welche Kraftwerke tragen zum Treibhauseffekt bei?
6. 2 Arten von Wasserkraftwerken
7. Wie kann man Wasserstoff erzeugen?
8. Was entsteht beim Verbrennen von Wasserstoff?
9. Welchen Treibstoff braucht eine Brennstoffzelle und was erzeugt sie?
10. 4 Arten der Energeigewinnung aus Biomasse:
11. Welche Art von erneuerbarer Energie wird gespeichert?
12. Welche erneuerbaren Energien nutzt du?
Projekt Treibhauseffekt - 3a Klasse der Graf-Attems-Hauptschule Straß/Stmk.
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