Problematik irdischer Ressourcen und Bevölkerungsentwicklung

Präsentation zum Thema: "Problematik irdischer Ressourcen und Bevölkerungsentwicklung"—  Präsentation transkript:

1 Problematik irdischer Ressourcen und Bevölkerungsentwicklung

2 Bevölkerungsentwicklung

3 In Österreich leben rund 8,43 Millionen Männer und Frauen Damit hat sich die Bevölkerungszahl laut Statistik Austria seit 2001 um fast (fünf Prozent) erhöht. Den größten Anteil an ausländischen Bürgern verzeichnete Wien mit 22 %, gefolgt von Vorarlberg (13,3 %) und Salzburg (13,1 %). Mit Ausnahme Kärntens verzeichneten alle Bundesländer ein Bevölkerungsplus. Die stärksten Zuwächse gab es in Ballungszentren, in inneralpinen und peripheren Gebieten ging die Einwohnerzahl hingegen zurück. Unter den Landeshauptstädten steht Graz mit einem Plus von 16,8 % an der Spitze, gefolgt von Eisenstadt (+ 16%) und Wien. Bis 2020 wird die Bevölkerung Österreichs laut Prognosen 9,1 Millionen betragen. BEVÖLKERUNG IN WIEN

4 BEVÖLKERUNGBEVÖLKERUNG 1950 – 2075

5 BEVÖLKERUNG – EUROPA STAND 2012

6 ** BEVÖLKERUNG – WELTWEIT STAND 2012

7 BEVÖLKERUNG – WELTWEIT STAND 2012
CHINA INDIEN VEREINIGTE STAATEN RUSSISCHE FÖDERATION JAPAN THAILAND SÜDAFRIKA KANADA BEVÖLKERUNG – WELTWEIT STAND 2012

8 PROGNOSE ZUR ENTWICKLUNG DER WELTBEVÖLKERUNG VON 2010 - 2100

9 VERÄNDERUNG DER BEVÖLKERUNG BIS 2100
Bevölkerungsdynamik der Länder unterscheidet sich bis zum Ende des Jahrhunderts erheblich. Länder wie China, Russland und Deutschland werden bis zum Jahr 2100 einen deutlichen Bevölkerungs-rückgang verzeichnen. Die Bevölkerungen von Länder wie Indien und Nigeria, werden aufgrund hoher Fertilitätsraten und junger Bevölk-erungen stark zunehmen werden. VERÄNDERUNG DER BEVÖLKERUNG BIS 2100

10 REGIONALE VERTEILUNG DER WELTBEVÖLKERUNG
Der asiatische Anteil an der Weltbevölkerung wird zurückgehen: Lebt heute noch deutlich mehr als die Hälfte der Menschheit in Asien, werden es im Jahr 2100 nur noch 43 Prozent sein. Die stärksten Wachstumsraten verzeichnet Afrika. Bis 2100 wird sich die Bevölkerung fast vervierfachen. Europa wird von einem Rückgang der Bevölkerung geprägt sein, da die Kinderzahlen pro Frau in vielen europäischen Ländern sehr niedrig sind und wird sich von rund zehn Prozent auf voraussichtlich etwa sechs Prozent schrumpfen. REGIONALE VERTEILUNG DER WELTBEVÖLKERUNG

11 Irdische Ressourcen

12 Ressource Wasser Die Erde besteht nur zu einem Tausendstel aus Wasser – 1,4 Milliarden Kubikmeter Die Hydrosphäre bedeckt etwa 75% der Erdoberfläche Nur 2,5% der Hygrosphäre (35,1 Millionen Kubikmeter) ist Süßwasser 69% des Süßwassers ist in Eiskappen und Gletschern gebunden 30% des Süßwassers ruht unter der Erdoberfläche im Grundwasser

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14 Wasserverbrauch Der Wasserverbrauch ist in den letzten 300 Jahren um etwa das 35-fache gestiegen. Gründe dafür sind steigende Weltbevölkerung (1 Milliarde auf 6,7 Milliarden) Der Wasserverbrauch ist in Nord und Mittelamerika mit 300 l pro Tag doppelt so hoch wie in Europa mit 150 l pro Tag und viel höher als in Afrika mit 20 l pro Tag.

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19 Auswirkung des Klimawandels auf das Grundwasser
Bis Ende das Jahrhunderts drohen laut UNO-Report % der Gletschermassen zu schwinden. 1,4 Milliarden Menschen in Asien hängen am Tropf des Himalajas Nutzung des Fluss- und Grundwassers das aus dem Gebirge strömt Ähnliche Situation in den Anden in Südamerika Selbst bei Einschränkung der Erderwärmung auf unter 2° wären bis 2100 zusätzliche 8% der Menschen von Wassermangel betroffen Bei ungebremster Erwärmung würde sich der Wert auf 13% erhöhen

20 die vergessene Ressource: BODEN
er liefert einer wachsenden Weltbevölkerung Nahrungsmittel, Rohstoffe und Lebensraum es gehen jedoch jedes Jahr 24 Milliarden Tonnen verloren jeder Minute verschwinden 5,5 Hektar unter Siedlungen und Straßen verlieren zehn Hektar ihre Fruchtbarkeit drohen 23 Hektar zu Wüste zu werden die Neubildung von nur einem Zentimeter Boden dauert mindestens 100 Jahre bis 2050 wächst die Weltbevölkerung wahrscheinlich auf rund neun Milliarden Menschen → immer weniger Boden muss die Bedürfnisse von immer mehr Menschen stillen

21 versiegelte Flächen Über- und unterirdische Bauwerke verhindern, dass Niederschlag in die Erde eindringt. Durch diese sogenannte Boden- oder Flächenversiegelung werden die natürlichen Prozesse im Boden stark beeinträchtigt oder sogar ganz verhindert. 250 Quadratmeter Bodenfläche pro Einwohner sind in Vaduz, Liechtenstein, versiegelt. Damit hat die Stadt die höchste Versiegelungsrate pro Kopf in Europa. Am niedrigsten ist sie mit circa 40 Quadratmetern im albanischen Tirana.

22 Sensibler Kohlenstoffspeicher
20 % der von Menschen verursachten co2-Emissionen nimmt der Boden weltweit auf Böden speichern Kohlenstoff – je nach Boden- und Vegetationstyp in unterschiedlich großer Menge. Ändern sich die Bedingungen, etwa weil ein Wald abgeholzt wird oder Permafrost taut, entweicht CO2 und die Speicherfähigkeit des Bodens sinkt.

23 Boden und Landwirtschaft
Boden ist auch durch falsche landwirtschaftliche Nutzung bedroht Intensive Bearbeitung zerstört die gewachsene natürliche Struktur Probleme: die dabei freigesetzten Treibhausgase es verschlechtert sich die Bodenstruktur die Wasserspeicherkapazität nimmt ab

24 Energiequellen

25 Energiequellen Ressourcen
Allgemein Ressourcen Teil des vorhandenen Gesamtpotenzials eines Rohstoffs, der aber entweder noch nicht wirtschaftliche förderbar oder geologisch noch nicht erfasst ist Reserven Ein Rohstoffvorkommen gilt als Reserve, wenn Vorkommen durch Bohrungen bestätigt ist mit heutiger Technik zu gewinnen ist bei heutigen Preisen wirtschaftlich förderbar ist Weitere Unterscheidung Nachgewiesene, wahrscheinliche (50% Möglichkeit zur Förderung), mögliche Reserven (5% Möglichkeit zur Förderung)

26 Erdöl Wichtigster Energieträger (35% Primärenergieverbrauch)
seit 1980 stetig steigender Bedarf bei ungenügenden Reserven Produktion von Kunststoff! (mögliche Alternativlösung: PU Produktion aus CO2) Konventionelle Erdölvorkommen reichen bis ca (<50 Jahre) Reserven Ressourcen Verbrauch 1. Saudi-Arabien (15.7%) Kanada (28.6%) USA (21.2%) 2. Venezuela (14.7%) Venezuela (21.3%) China (10.9%) 3. Kanada (12.6%) USA (8.2%) Japan (5.2%) 4. Iran (9.4%) Russland (6.1%) Indien (3.9%) 5. Irak (9.0%) China (5.5%) Russland (3.7%) Quelle:

27 Erdöl Quelle:

28 Ausstoß von Treibhausgasen
Erdöl Negative Auswirkungen Ausstoß von Treibhausgasen Tanker-/ Ölbohrinselunfälle (~ Tonnen Rohöl/ Jahr) katastrophale Auswirkungen auf Ökosystem Schweröle  Ölfilm  Verklumpen  Meeresgrund  können von Bakterien nicht abgebaut werden knapper werdende Erdöllager  schwierig zugängliche Gebiete (zB. Arktis)  Zunahme der Tankunfälle? Importabhängigkeit vieler Länder

29 Erdgas Begleitmaterial von Erdöl, wird bei dessen Abbau verbrannt Vorkommen innerhalb der sog. „strategische Ellipse“ 2/3 der weltweit bekannten natürlichen Erdöl-/Erdgaslagerstätten Reserven reichen bis ca. 2040 2009 Überangebot an Erdgas (globaler Bedarfsrückgang, ..) Lukrative Rohstoffvorkommen am Nordpol klimabedingter Eisschmelze führt zu „kaltem Krieg am Nordpol“  Investitionen zur Erforschung der Rohstoffvorkommen, politische Spannungen

30 Gründe: - Neufund und Neubewertung von bestehenden Lagerstätten
Erdöl / Erdgas Prognosen und Entwicklung In den letzten Jahren trotz laufender Förderung Anstieg der Reserven  keine exakt bestimmbaren Grenzen Gründe: - Neufund und Neubewertung von bestehenden Lagerstätten - Bessere Bewertung von Lagerstätten durch neue Erkenntnisse - Technischer Fortschritt  bessere Nutzung als in Vergangenheit  Ressourcen werden zu Reserven Vorräte gehen zur Neige  Umstieg auf Ersatzstoffe High Tech Offshore Plattformen  Produktion zu wettbewerbsfähigen Kosten

31 Energierohstoff mit der größten geologischen Verfügbarkeit
Kohle Energierohstoff mit der größten geologischen Verfügbarkeit deckt ¼ des weltweiten Energiebedarfs Primäre Verwendung: Stromerzeugung (preiswert, permanent) Verteilung relativ gleichmäßig über Kontinent (geringes Konfliktpotenzial) Seit EU Ost-Erweiterung  Zunahme an Bedeutung Gleichbleibender Verbrauch könnte über mehrere Jahrzehnte /Jahrhunderte gedeckt werden Quelle:

32 Kohle Hohe CO2 Emission / höchste Treibhausgasemission
Negative Auswirkungen Hohe CO2 Emission / höchste Treibhausgasemission Schwefeldioxid (Verbrennung von Braunkohle)  saurer Regen Eingriff in die Natur bei Kohleabbau Feinstaubbelastung (Schwermetalle in Nahrungskette!) – hohes Risiko vor allem in Schwellenländern (fehlendes Bewusstsein) Umsiedlung bei Kohleabbau  Konflikte mit Bevölkerung

33 Kernenergie Kernbrennstoffe: Uran Rohstoff, muss angereichert werden, gegenwärtig am meisten genutzt Plutonium Brennstoff, künstlich gewonnen aus Kernwaffenmaterial Thorium Rohstoff, gegenwärtig nicht wirtschaftliche, Technologien in Entwicklung Nutzung: Fast ausschließlich zur Stromproduktion Sicherheitspolitik

34 Kernenergie Prognosen und Entwicklung
Stromerzeugung aus Kernenergie volkswirtschaftlich sehr ungünstig; extrem hohe Kapitalkosten trotz günstigem Betrieb (Petermann (2006): fast keine AKW-Neubauten in den vergangenen 25 Jahren) Viele AKWs am Laufzeitende; aber keine Erfahrung mit AKW-Rückbau, u.U. ebenso teuer wie Aufbau Seit 9/11 verstärkte Diskussion über Gefahren terroristischer Anschläge Zukünftige Rolle der Kernenergie stark abhängig von politischen Grundsatzentscheidungen Uran geht zur Neige, Umstellung auf Brütertechnologie ermöglicht langfristige Brennstoffversorgung; allerdings hochriskant, fortwährende Produktion von Atombombenmaterial

35 Conclusio / Denkanstöße
Reserven neigen sich dem Ende  Tatsache, keine Vermutung! Stetig steigender Verbrauch (Industrie-, Schwellen- und Entwicklungsländer) Komplexes Thema: Verknüpfung mit anderen Themen/ Problemen Kampf um die Rohstoffe ist verbunden mit ökologischen, gesellschaftlichen, politischen und ökonomischen Spannungen und Konflikten Fehlender bewusster Umgang mit noch bestehenden Vorkommen Suche nach Alternativlösungen/ neue Technologien …

36 exotische energiequellen

37 algenkraftstoff biodiesel, bioethanol, biogas, biowasserstoff keine kommerzielle produktion, wird jedoch intensiv daran geforscht vorteile ertrag pro fläche deutlich höher als bei landwirtschaflticher produktion aus biomasse CO2 aus abgasen kann abgefangen werden nachteile im winter ist die produktion deutlich geringer – algen wachsen besser bei höherer temperatur hohe betriebskosten

38 kultivierung von algen
algenkraftstoff kultivierung von algen in algenreaktoren in offenen becken

39 gewitterblitze, hygroelektrizität
erreichbare spitzenwerte über 2 mio mal blitzt es in deutschland pro jahr spannung – einige 100 Mio Volt stromstärke – ca Amper riesige elektrische leistungen – aber wenig energiemenge – ein blitzeinschlag entspricht ca der energie von 50 l dieselöl probleme 90% der blitze schlagen innerhalb der wolken ein, nur selten kommen sie bis zum boden durch blitze einzufangen, treten jedes mal an einem anderen ort auf – energie speichern?

40 kernfusionsreaktoren erst ab 2060 erwartet
deuterium-tritium fusion kernfusionsreaktoren erst ab 2060 erwartet forschungsschwerpunkt heute – deuterium-tritium reaktionen – ITER projekt – kernfusionsreaktor in frankreich, ab 2020 wird energie produziert. nachteil – hohe radioaktivität von tritium – radioaktiver müll umsetzung von einem gramm deuterium-tritium erzeugt 100 MWh energie.

41 kernfusion – helium 3 nicht radioaktiv – kein atommüll keine massivhülle bei reaktoren benötigt – durch magnetfelder einschließbar – führt zur direkten stromerzeugung 70 g HE3 gleicht der energiegewinnung einer tankerladung öl

42 kernfusion – helium 3 wird von der sonne produziert natürliches vorkommen – auf dem mond entdeckung um 1985 – untersuchung des mondgesteins der apollomissionen „vision space exploration” 2020 – permanente mondbasis – USA – HE3 abbau f MW strom braucht man ca 75 kg HE3 /jahr - ca 1,5 qkm mondoberfläche bis in etwa 3 m tiefe verarbeiten. durch den abbau von HE3 entsteht auch H20

43 antimaterie gleiche masse, identische form, entgegengesetzte ladung „antimaterienkraftstoff” - effizintester vorgang der energiegewinnung – nahezu 100% der urknall

44 antimaterie gewonnen im teilchenbeschleuniger in der atmosphäre durch el. felder in gewitterwolken bei einer gaserhitzung auf 10 milliarden grad 100% der materie in strahlung (energie) verwandelt – bsp. uran kernspaltung 0,1-0,3% 1kg AM – genung energie für eine mittelgroße stadt f. ein jahr 1kg wasserstoff 39 kW – 1kg AM 51 milliarden kW nachteil – keine ausgereifte methode um AM herzustellen – energieaufwand zur energiegewinnung liegt heute bei : 1

45 antimaterie lagerung... magnetfeld, bei 1K

46 supraleitung materialien deren el. widerstand (bei krit. temp.) auf 0 fällt ein von außen angelegtes magnetfeld um dieses material – bsp. quecksilber beliebig höhe ströme und magnetfelder wären möglich wenn die temperatur sinkt – sinkt auch der el. widerstand problem – abkühlen von quecksilber auf ca 4K – sehr teuer und aufwendig

47 supraleitende platte + magnet in der nähe...
supraleitung supraleiter + magnetfeld, zukunftsvision supraleitende platte + magnet in der nähe...

48 supraleitung

49 Auswirkungen: Zukunft in 100 Jahren?

50 Szenario: Eiszeit Durch höhere Niederschläge, das Gletscherschmelzen und das Abschmelzen des Grönland-Eisschildes werden dem nördlichen Teil des Atlantiks mehr Süßwasser zugeführt als bisher Dadurch verringert sich die Dichte und damit auch das Gewicht des Wassers Verschiebung der Meeresströmungen Nordatlantikstrom bricht zusammen Europa kühlt aus → neue Eiszeit

51 Szenario: Massensterben
die wachsenden Zahl von Dürren, Überflutungen und Stürmen wird zu einer abnehmenden Zahl von Arten führen: Pflanzen und Tiere werden ausgerottet weiters kommt es zu einer Verschiebung der Klimazonen In folge wandern Insekten mit der klimatischen Verschiebung mit und bringen verschieden Krankheitserreger in Regionen wo dir Menschen keine Immunisierung dagegen besitzen Es brechen Epidemien aus → Massensterben

52 Szenario: Überflutungen
Als Folge des Klimawandels kommt es zum Abschmelzen der Eisschilde Es kommt zu einem Meeresspiegelanstieg um m → Überflutung der Erde

53 Szenario: Ausbreitung unserer Spezies ins Weltall
wenn man unproduktive Gegenden wie Wüsten, Hochgebirge und Eisfelder subtrahiert wird es bei 9 Milliarden Menschen im Jahr für jeden nicht einmal mehr 8000m² der gesamten Landfläche der Erde übrig bleiben Durch die gegenwärtige Bevölkerungsexplosion und die endlichen irdischen Ressourcen wird im Laufe des Jahrhunderts auch irgendwann eine Grenze unseres wirtschaftlichen Wachstums erreicht sei Verschieden Länder (Indien, China, Japan) betreiben ambitionierte und durchaus kostenintensive steuerfinanzierte Programme, um Menschen ins All zu schicken und letztlich irgendwann da draußen zu siedeln