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Nachwachsende Rohstoffe Dr. Lutz Stäudel Leipzig, 19.09.2014.

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Präsentation zum Thema: "Nachwachsende Rohstoffe Dr. Lutz Stäudel Leipzig, 19.09.2014."—  Präsentation transkript:

1 Nachwachsende Rohstoffe Dr. Lutz Stäudel Leipzig,

2 Was Sie erwartet 10.40Einführendes Referat 11.00Kurz-Praktikum * ) 12.20Auswertung und Perspektiven für den Unterricht 12.40Workshop-Ende NaWaRo Leipzig * ) Das vollständige Praktikumsskript finden Sie zum Download unter: Die Materialien zu diesem Workshop stehen ab Montag zum Download bereit: oder

3 FNR = Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Neue Aktualität NaWaRo Leipzig

4 FNR = Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Neue Aktualität NaWaRo Leipzig ( ) ( )

5 Bader/Nick/Melle: NaWaRo – Die Natur als chemische Fabrik. NaWaRo Leipzig

6 NaWaRo-Pflanzen und Produkte Ölpflanzen Pflanzen, die Zucker und Stärke produzieren Faserpflanzen andere „Rohstoffpflanzen“ Raps Sonnenblume Lein Senf Rübsen (harzliefernde Baumarten) Mais Kartoffeln Weizen Markerbsen Zuckerrüben Topinambur (Zuckerrohr) Faserlein (Flachs) Hanf (Baumwolle) (Sisal) Waid Krapp Saflor (Indigo) Heilkräuter verharzende Öle (als Filmbildner für Lacke, zur Linoleum- herstellung u.a.) etherische Öle (als Lösungsmittel) Fette, Fettsäuren Zucker Stärke Zellulose Fasern (Lang- und Kurzfaser) Farbstoffe Wirkstoffe (pharmazeutische und andere, z.B. für den Pflanzenschutz) Produkte: Farben, Lacke, Kleber, Schmiermittel, Seifen, Tenside, Lösungsmittel, Kosmetika Produkte: Papiere und Pappen, Verpackungen, Platten, Waschrohstoffe, Kleber, Folien und Kunststoffe, Füllstoffe, Kosmetik Produkte: Textilien, Spezialtextilien (Filter), Seile, Bespannungen Faserplatten, Dämm- stoffe, Bremsbeläge, Papiere Produkte: Farben und Lacke, Kosmetik, Pharmaprodukte, Repellents NaWaRo Leipzig

7 Motive für die Nutzung nachwachsender Rohstoffe  Aktuell: CO 2 -Bilanz / Treibhauseffekt / Klimaveränderungen -> Energiepflanzen / Biosprit  Traditionelle Produkte – „Öko“-Sortiment -> Fasern, Seifen, Kosmetika, Farben, Lacke  Rohstoffe für die industrielle Produktion: geringerer Energieaufwand, nutzbare Strukturen -> APGs für Waschmittel, Schmierstoffe, (Papier, Pappe, auch: Holz für Bauzwecke, Konstruktionen  Umweltaspekte -> Abbaubarkeit (Treibstoffe auf Binnenseen, Tenside), schadstoffarme Technologien, Nachhaltigkeit  Nutzung landwirtschaftlicher Stilllegungsflächen -> Energiepflanzen Bei mehr als der Hälfte unserer Tenside basiert der lipophile Teil auf nachwachsen- den Rohstoffen (…) wie zum Beispiel das nur für den industriellen Einsatz nutzbare Palmkernöl. NaWaRo Leipzig

8 Die experimentellen Stationen Drei Experiment-Gruppen: Treibhauseffekt/Kohlenstoffkreislauf (5) Stärke als nachwachsender Rohstoff (6 + 1) Öle, Fette (5) und ein Färbeversuch (1) Bitte arbeiten Sie in Kleingruppen (2 – 3) Einige praktische Hinweise: – 1 A: statt Deckel aufs Glas: Pappe – 1 D: bei wenig Sonne: Langzeitexperiment (statt ind. Wasserfreund auch mit Wasserpest) – 2 A: Passen Sie auf Ihre Finger auf ! – 2 C: Popcorn …. – 2 D: Alternativ zu Plexiglas als Unterlage: PE-Folie – 3 B & C: Seien Sie kreativ! NaWaRo Leipzig

9 Und jetzt … …. an die Arbeit Die Auswertung dann um Uhr. NaWaRo Leipzig

10 Thesen zum Umgang mit dem Thema Nachwachsende Rohstoffe im Unterricht Wenn die NaWaRo nur als Vehikel für z.B. organische Chemie benutzt werden, bleibt dies für ihr Verständnis wirkungslos Wenn NaWaRo nur auf die Frage energetischer Verwertung / Biosprit reduziert werden, können die Schüler deren Bedeutung nicht hinreichend erfassen. Zum Verständnis gehört auch unmittelbare stoffliche Erfahrung (die Biologiedidaktik spricht von originaler Begegnung) und deren fachliche Aufarbeitung Die Auseinandersetzung mit NaWaRo dient immer auch der Herausbildung von Bewertungskompetenz im Sinne der Bildungsstandards. NaWaRo Leipzig

11 Bezüge zu den Bildungsstandards: K1 Fachwissen K2 Erkenntnisgewinnung K3 Kommunikation K4 Bewertung Basiskonzepte Struktur – Eigensch. Teilchen Chem. Reaktion Energieumsatz Hauptaspekt: Nutzung eines Modells, Modellkritik -> Erkenntnisgewinnung Aufnahme von Daten und Auswertung: -> Erkenntnisgewinnung & Kommunikation Am Beispiel Modellversuch zum Treibhaus(effekt) NaWaRo Leipzig

12 Tenside Schematischer Aufbau Seife (Na-Salz einer Fettsäure) Lineares Alkyl-Benzol- Sulfonat (LAS) (anionisches Tensid) Alkyl-Poly-Glycosid (APG) (nicht-ionisches Tensid) NaWaRo Leipzig

13 APG Zucker aus Stärke- oder Zucker-liefernden Pflanzen Fettsäure aus Kokos- oder Palmkernöl NaWaRo Leipzig

14 Produktlinienanalyse Die PLA ist die umfassendste Methode zur Beurteilung von Produkten. Dabei werde neben der Umwelt auch die Aspekte Wirtschaft und Gesellschaft berücksichtigt. Diese Einbeziehung von ökonomischen und gesellschaftlichen Aspekten unterscheidet die PLA von anderen Verfahren wie z.B. der Ökobilanz. Quelle: Katalyse Institut Köln In der Praxis stößt man auf zwei prinzipielle Probleme: die große Vielfalt der zu erhebenden Information und die Komplexität ihrer Bewertungen. (z.B. Bilanzraum) Daher: Vereinfachte Verfahren, die bestimmte Aspekte herausstellen, andere aber nicht berücksichtigen, z.B. Ökobilanz, ökologischer Fußabdruck, virtuelles Wasser …. Daher aber auch: Unterschiede in den Bewertungen Technikfolgenabschätzung NaWaRo Leipzig

15 Ökobilanz I  Entlang des Lebensweges eines Produktes werden die Stoff- und Energieströme des gesamten Produktsystems, also aller beteiligten Prozesse, analysiert.  Emissionen in Luft, Wasser und Boden sowie der Natur entnommene Ressourcen – werden systematisch erfasst und in der so genannten „Sachbilanz“ abgelegt.  Die potenziellen Umwelteffekte wie Treibhauseffekt, Sommersmog, Versauerung, Überdüngung etc. werden anschließend im Rahmen der „Wirkungsabschätzung“ ausgewertet. Das Verfahren zur Erstellung einer Ökobilanz ist in einer DIN Norm geregelt: DIN ISO ff Quelle: Abteilung Ganzheitliche Bilanzierung an der Universität Stuttgart NaWaRo Leipzig

16 Ökobilanz II In vier Schritten : Festlegung des Ziels und Untersuchungsrahmens Der erste Schritt legt das Ziel und den Unter- suchungsrahmen fest, z.B. was alles eingezogen werden soll, ebenso die Anforderungen an die Datenqualität etc. Sachbilanz Die Sachbilanz beinhaltet die Datensammlung aller benötigten Inputs (Ressourcen, Vorprodukte) und Outputs (Emissionen, Abfälle) und das Aufstellen einer Bilanz. Wirkungsabschätzung Bei der Wirkungsabschätzung werden die poten- ziellen Umweltwirkungen, Einflüsse auf die menschliche Gesundheit und Ressourcenverfüg- barkeit mit Hilfe der Sachbilanz abgeschätzt / berechnet. Auswertung Bei der Auswertung werden die Ergebnisse der Sachbilanz und Wirkungsabschätzung im Bezug auf das Ziel der Ökobilanzstudie interpretiert. Quelle: Abteilung Ganzheitliche Bilanzierung an der Universität Stuttgart NaWaRo Leipzig

17 Ecological Footprint I Ökologischer Fußabdruck Das Konzept des "Ökologischen Fußabdrucks ab„ wurde Anfang der 90er von Mathis Wackernagel und William Rees entwickelt. Ziel war es, die Frage klären, ob die Erde überhaupt noch ausreicht, um unsere Bedürfnisse zu befriedigen. Als einheitliche Maßeinheit wählten die Fläche (in Hektar). Der ö. F. setzt sich aus folgenden Flächen zusammen: "Energiefläche" zum Ausgleich für die Verwendung fossiler Energie, Siedlungsfläche z.B. für die Häuser, Verkehrs- und Produktionsflächen, Ackerland für die Erzeugung von pflanzlichen Nahrungs- und Futtermitteln, aber auch Textilfasern oder NaWaRo, Weideland für unser Vieh und alle Produkte, die von ihm stammen, Wald für Bauholz und Papierrohstoff sowie Meeresfläche, aus der wir uns mit Meeresprodukten versorgen. Quelle: Nachhaltige Entwicklung im volkswirtschaftlichen Unterricht NaWaRo Leipzig

18 Ecological Footpint II Ökologischer Fußabdruck Quelle: Grafik : Deutschland liegt beim Vergleich mit anderen Industrieländern mit 5,32 Hektar pro Person im Mittelfeld. Die Erde hat eine für uns nutzbare Fläche von 7,3 Milliarden Hektar. Bei 7 Mrd Menschen bleiben für jeden Menschen ca. 1 Hektar Land zuzüglich 0,5 Hektar Meer. NaWaRo Leipzig

19 Virtuelles Wasser I personenbezogen Quelle: Wikipedia; Grafik: WWF-Grafik und Zitat: Virtuelles Wasser ist die Wassermenge, die nach einer umfassenden Bilanz als tatsächlich verbrauchte Menge pro Produkt anfällt (John Anthony Allen). Die Menge des virtuellen Wassers ist praktisch ein (ausgekoppelter) Aspekt des „ecological footprint“. Seine Bedeutung bekommt das VW dadurch, dass die Menschen in den Industriestaaten oft wasserintensive Rohstoff in Ländern der 3. Welt produzieren lassen, die ohnehin unter Wassermangel leiden. „Im Mittel hat jeder Deutsche einen täglichen Wasser- Fußabdruck von Litern, was etwa 25 Badewannenfüllungen entspricht“ (WWF) NaWaRo Leipzig

20 Virtuelles Wasser II produktbezogen Quelle: Wikipedia; Biosprit: Quelle: BUND unsichtbares-wasser-/id_ /indexhttp://nachrichten.t-online.de/bund-menschheit-verschwendet-grosse-mengen- unsichtbares-wasser-/id_ /index Biosprit: > 1000 l / 1 l NaWaRo Leipzig

21 Unterschiedliche Ergebnisse (wegen Betrachtung verschiedener Kriterien) Biodiesel & E10 Bauernverband: Bioethanol aus deutscher Produktion verursacht - vom Acker bis in den Tank - heute nur halb so viel CO 2 wie Benzin aus fossilem Erdöl Mittelfristig seien Verringe- rungen der Treibhausgase um 70 % möglich. Greenpeace Der Einsatz von sogenanntem Bio- anstelle von normalem Mineralöl-Diesel löst keines der im Zusammenhang mit dem Verbrauch von fossilen Treibstoffen diskutierten Probleme. Kritische Forscher Biodiesel aus Raps kann bis zu 1,7 Mal schädlicher für das Klima sein als herkömmliches Benzin. (…) Grund ist die Düngung mit Stickstoff, der zum Teil als Lachgas (Distickstoffmonoxid) in die Atmosphäre gelangt. Der Stoff ist ein um den Faktor 300 stärkeres Treibhausgas als Kohlendioxid. NaWaRo Leipzig

22 Vier Aufgaben: A Biosprit – wenn wir allen Diesel …… wie groß wäre die notwendige Fläche? B Stadtkultur und Ressource Holz C Baumwoll-T-Shirt – ökologischer Rucksack und virtuelles Wasser D Ölpalme als NaWaRo-Lieferant NaWaRo Leipzig


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