NACHWACHSENDE ROHSTOFFE - Zeitbild · M1 Kopiervorlagen Kopiervorlage 1: Nawaro im Alltag – Neue Wege Kopiervorlage 2: ... Biomasse in der Anwendung Vor- und Nachteile von nachwachsenden

NACHWACHSENDE ROHSTOFFE

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GESAMTPAKET

TEIL 1 3

INFORMATIONSMATERIALIEN FR BERUFSBILDENDE SCHULEN

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Herausgeber Zeitbild Verlag und Agentur fr Kommunikation GmbH,

mit Frderung durch das Bundesministerium fr Ernhrung und Landwirtschaft (BMEL) ber die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR)

Text und Konzeption Peter Wiedemann (Zeitbild Verlag und Agentur fr Kommunikation GmbH)

Redaktion Peter Wiedemann, Frank J. Richter (Zeitbild Verlag und Agentur fr Kommunikation GmbH)

Mathias Sauritz (FNR)

Didaktische Beratung Prof. Dr. Werner Kuhlmeier (Universitt Hamburg, Institut fr Berufs- und Wirtschaftspdagogik)

Kay Reichmann (Knobelsdorff-Schule Berlin, Oberstufenzentrum Bautechnik I)

Gestaltung KAMA GbR, Berlin, www.visual-kama.de

Gesamtherstellung Zeitbild Verlag und Agentur fr Kommunikation GmbH, Berlin

Stand September 2016

Gefrdert durch das Bundesministerium fr Ernhrung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages

NACHWACHSENDE ROHSTOFFEIMPRESSUM

NACHWACHSENDE ROHSTOFFE ALS UNTERRICHTSTHEMA IN BERUFSSCHULEN

BASISMODULSEITE 01/01

Die unter MEHR WISSEN aufgefhrten Internetlinks und Videos dienen der vertieften Information bzw. Anschauung im Rahmen der vorgestellten Sachthemen. Dies begrndet in keinem Fall eine Empfehlung bestimmter Produkte oder Hersteller. Weiterfhrende Information finden Sie in der Datenbank der FNR: https://datenbank.fnr.de/produkte

HINWEISDas vorliegende Basismodul wird durch weitere Module inhaltlich ergnzt und erweitert. Download der Materialien unter: www.zeitbild.de

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6)NACHWACHSENDE ROHSTOFFEINHALTSVERZEICHNIS

M1 Kopiervorlagen Kopiervorlage 1: Nawaro im Alltag Neue Wege Kopiervorlage 2: Nawaro im Alltag Olivenbltter und Rhabarber Kopiervorlage 3: Nachhaltigkeit Projekt Zukunft Kopiervorlage 4: Rohstoffe Jenseits des Erdls Kopiervorlage 5: Nachwachsende Rohstoffe Anbau Kopiervorlage 6: Nachwachsende Rohstoffe Verwertung Kopiervorlage 7: Biokonomie Nachhaltiges Wirtschaften Kopiervorlage 8: Biokonomie Eine Million neue Jobs Kopiervorlage 9: Biokonomie Im Kreislauf

M2 Arbeitsbltter Arbeitsblatt 1: Frau Mustermann geht einkaufen Arbeitsblatt 2: Nachhaltigkeit An die Zukunft denken Arbeitsblatt 3: Wissenstest

ANLAGE*: M3 Hintergrundinformationen Nachhaltigkeit Nachwachsende Rohstoffe Biokonomie Biomasse in der Anwendung Vor- und Nachteile von nachwachsenden Rohstoffen

ANLAGE*: M4 Grafiken Produkte im Alltag Anbau Flchennutzung Land- u. Forstwirtschaft Biokonomie

Kapitel I. Einfhrung in das Thema nachwachsende Rohstoffe

MATERIALIEN FR DEN UNTERRICHT


* Download der Anlagen unter: http://www.zeitbild.de/2016/12/20/nachwachsende-rohstoffe-und-biooekonomie

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M5 Kopiervorlagen Kopiervorlage 10: Bauen Interview mit Zimmerin Kopiervorlage 11: Bauen mit nachwachsenden Rohstoffen Kopiervorlage 12: Bioverbundstoffe Naturfasern im Auto Kopiervorlage 13: Biowerkstoffe Bambusfahrrad Kopiervorlage 14: Biokunststoffe Schaumstoff Kopiervorlage 15: Biokunststoffe Elektrogerte Kopiervorlage 16: Biokunststoffe Bro und Freizeit Kopiervorlage17:PflanzenstoffeWaschmittelundFarben Kopiervorlage 18: Bioschmierstoffe

M6 Arbeitsbltter Arbeitsblatt 4: Vergleich fossile und nachwachsende Rohstoffe Arbeitsblatt 5: Bauen mit nachwachsenden Rohstoffen Arbeitsblatt 6: Plastikmll Arbeitsblatt 7: Wissenstest

M7 Versuchsanleitungen Versuch 1: Formteil aus Naturfasern Versuch 2: Schaumstoff aus Kartoffelstrke Versuch 3: Kunststofffolie aus Maisstrke

ANLAGE*: M8 Hintergrundinformationen bersicht:StofflicheNutzung(Ausgangsstoffe) bersicht:StofflicheNutzung(Anwendungen) Vorteile Bauen mit nachwachsenden Rohstoffen bersicht: Bauen mit nachwachsenden Rohstoffen Biokunststoffe Biowerkstoffe ANLAGE*: M9 Grafiken bersicht:StofflicheEinsatzmengen bersicht: Bauen mit nachwachsenden Rohstoffen Anteil Holzbauweise an Wohngebuden u. Einsatz Dmmstoffe Biokunststoffe Kreislauf Biokunststoffe Bioverbundstoffe NFK u. WPC Industriepflanzen Bioschmierstoffe

Kapitel II. Stoffliche Nutzung von nachwachsenden Rohstoffen



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M10 Kopiervorlagen Kopiervorlage 19: Zeitungsartikel aus der Zukunft Kopiervorlage 20: Energie aus Biomasse Kopiervorlage 21: Die Biogasanlage Kopiervorlage 22: Energiegewinnung aus Biogas Kopiervorlage 23: Das Biomasse-Heizwerk Kopiervorlage 24: Das Biomasse-Heizkraftwerk Kopiervorlage 25: Heizen zu Hause Kopiervorlage 26: Kraftstoffe aus Biomasse Kopiervorlage 27: Reggae-Festival mit Biostrom

M11 Arbeitsbltter Arbeitsblatt 7: Erneuerbare Energien Arbeitsblatt 8: Photosynthese Arbeitsblatt 9: Biomasse und Klimaschutz Arbeitsblatt 10: Biogasanlage Arbeitsblatt 11: Biodiesel Arbeitsblatt 12: Kreuzwortrtsel

M12 Versuchsanleitungen Versuch 4: Wie funktioniert eine Biogasanlage? Versuch 5: Entstehung von Holzgas

ANLAGE*: M13 Hintergrundinformationen bersicht Bioenergie Bioenergie und Nachhaltigkeit BiomasseundEnergiepflanzen Das Energiekonzept Biogas Feste Brennstoffe Biokraftstoffe Fnf Grnde fr Bioenergie Bioenergie kritisch nachgefragt

ANLAGE*: M14 Grafiken Bioenergie Anteil an der Energieversorgung Bioenergie Wirtschaft u. Bedeutung bersichtEnergiepflanzen,SteckbriefEnergiepflanzen Nutzungspfade von nachwachsenden Rohstoffen BiogasvielfltigeNutzungvonBiogas,BiogasSubstrateinsatz Nutzungspfade von Energieholz Schaubild Biomasse-Heizkraftwerk BiokraftstoffeAnteilamKraftstoffverbrauch,Biomass-to-Liquid(BtL) Deutschlandkarte Bioenergiedrfer

Kapitel III. Energetische Nutzung von nachwachsenden Rohstoffen (Bioenergie)



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LINKS

VIDEOLISTE

MATERERIALBERSICHT


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INHALTKopiervorlagen

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INHALT Arbeitsbltter

M2 M6 M11

INHALT Versuche

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ANLAGEHintergrund-informationen

M3 M8 M13

ANLAGE Grafiken

M4 M9 M14

Nachwachsende Rohstoffe im

Alltag/Produkte

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AB 1

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Nachhaltigkeit/ Klimaschutz

KV 3

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Nachwachsende Rohstoffe/

IndustriepflanzenEnergiepflanzen

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Biokonomie KV 7

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Biomasse KV 19

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Bauen mit nachwachsenden

Rohstoffen

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Biowerkstoffe KV 12

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Biokunststoffe KV 14

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Bioschmierstoffe KV 18 - M8 2 M9 8

Bioenergie KV 19

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KV 27

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Biogas KV 21

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Energetische Nutzung von Holz

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Biokraftstoffe KV 26 AB 12

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Erneuerbare Energien/

Energiewende

- AB 8 M13 4 M14 1

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NAcHwAcHseNde RoHstoffematerialBersicht

BAsismodulseite 01/01

Basismodulm1: Einfhrung

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Neue WegeEin Auto aus Pflanzenfasern? Es klingt erst einmal wie eine Schnapsidee. Schon heute enthalten viele Autos im Innenraum Bauteile aus Naturstoffen. Neu ist aber: auch die Karosserie kann aus nachwachsen-den Rohstoffen hergestellt werden. Forscher arbeiten intensiv daran, die Hightech-Technologie weiterzu-entwickeln. Pflanzenfasern aus Flachs oder Leinen werden mit Harz getrnkt und zu Bauteilen geformt. So entsteht eine Karosserie in Leichtbauweise, die trotzdem sehr stabil ist. Das spart sogar Sprit. Im Ver-gleich zu einem Auto aus Stahlblech wiegt das Fahr-zeug bis zu 70 kg weniger.

nachwachsEndE rohstoffEKOPIERVORLAGE 1: im alltag

Video: Reifen aus Lwenzahn

YouTube-Video: KaRosseRie aus PfLanzenfaseRn

YouTube-Video: bioconcePT-caR

Mehr WisseN

Reifen sollen in Zukunft umwelt-freundlicher und nachhaltiger hergestellt werden, mit weniger Naturkautschuk aus tropischen Gummibumen. Dafr aber mit einem ungewhnlichen Rohstoff: Lwenzahnkautschuk soll zuknf-tig den Naturkautschuk ersetzen. Bereits in wenigen Jahren werden die Lwenzahn-Autoreifen vom Band rollen.

Fahrrad mit Rahmen aus Bambus statt Rahmen aus Stahl, Carbonfaser oder Aluminium

Karosserie aus Pflanzen-fasern statt Karosserie aus Stahl oder Aluminium

Reifen mit Kautschuk aus Lwenzahn (noch in der Entwicklung).

tinyurl.com/nvabt2v tinyurl.com/pm88gfb tinyurl.com/qh2yejq

DER LwEnzAhn Im REIfEn

Bambusfahrrad: tinyurl.com/onkbfwkBiowerkstoffe: tinyurl.com/q8tjdxa Reifen aus Lwenzahn: tinyurl.com/q8zc6ox

Zeitbild, 2015

Zeitbild, 2015

Basismodulm1: Einfhrung

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Ein Ledersofa ist etwas Schnes. Leder wird aber meist mit giftigem Chrom gegerbt. Forscher haben jetzt ein neues Verfahren zur Ledergerbung entwickelt: sie nutzen Oliven-bltter. So verwandelt sich das Gerben von einer umwelt-schdlichen zu einer kologisch unbedenklichen Arbeit. Neuerdings gibt es sogar Ledergerbung mit Extrakten aus der Rhabarberwurzel. Beide Lederarten sind frei von Schad-stoffen, fr Allergiker geeignet und knnen pro-blemlos entsorgt werden, denn das Leder ist biologisch abbaubar.

nachwachsEndE rohstoffEKOPIERVORLAGE 2: im alltag

YouTube-Video: aus PfLanzen wiRd PLasTiK

YouTube-Video: bioKonomie im aLLTag

EIn KInDERAutO Aus PfLAnzEnPlastik aus Pflanzen? Das gibt es. Bioplastik, auch Biokunststoff ge-nannt, wird aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt, z. B. aus Mais- oder Kartoffelstrke. Der groe Vorteil: es wird kein Erdl bentigt. Wenn sie als Abfall in die Mllver-brennungsanlage kommen, wird bei der Verbrennung nur so viel CO2 freigesetzt, wie die Pflanzen whrend ihrer Wachstumsphase aus der Atmo-sphre entnommen haben.

Ledergerbung mit Olivenbltterextrakt statt mit giftigem Chrom

Teppichboden mit Kunststoff-fasern aus Maisstrke statt Kunststofffasern aus Erdl

Dbel aus Rizinusl statt Dbel aus Erdl

Spielzeug aus Biokunststoff statt aus Erdlkunststoff

Computergehuse, Tastatur, Maus, Kugel-schreiber mit Gehuse aus Biokunststoff statt aus Erdlkunststoff

tinyurl.com/oedzqmk tinyurl.com/obzrued

Mehr WisseN

Leder & Olivenbltter: tinyurl.com/pgg4wyw Leder & Rhabarberwurzel: tinyurl.com/ogxudxb Spielzeug aus Biokunststoff: tinyurl.com/pho5dvb

Zeitbild, 2015

Olivenbltter und rhabarber

Umwe

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Gesellschaft

Wirtschaft

BAsismodulm1: eiNfHRuNG

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Um 2050 werden wohl neun Milliarden Menschen auf der Erde leben. Das bedeutet: wir brauchen noch mehr Energie, Nahrung, Rohstoffe, Wasser. Es besteht die Gefahr, dass sich die natrlichen Ressourcen erschpfen. Wie kann es da ge-lingen, die Lebensgrundlagen der Menschheit langfristig zu bewahren? Die mgliche Lsung lautet Nachhaltigkeit!

Projekt Zukunft

NAcHwAcHseNde RoHstoffeKopiervorlaGe 3: NAcHHAltiGKeit

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meileNsteiNe der NachhaltiGKeit

1992Erste UN-Konferenz fr Umwelt und Entwicklung in Rio de Janeiro. Das Abschlussdokument, (Agenda 21), stellt den Begriff Nachhaltige Entwicklung in den Mittelpunkt der Politik. Schutz der Umwelt sowie Verwirklichung sozialer und konomischer Ziele.

1972Der Club of Rome warnt: Wenn die gegenwrtige Zunahme der Weltbevlkerung, der Industriea-lisierung, der Umweltverschmut-zung und der Ausbeutung natrli-cher Rohstoffe anhlt, werden die Wachstumsgrenzen der Erde in 100 Jahren erreicht.

2002In Johannesburg trifft sich 10 Jahre nach Rio erneut die UN-Konferenz. Gesucht werden Wege zu ei-ner nachhaltigen Weltwirtschaft (Green Economy), in Verbindung mit der Armutsbekmpfung (Mil-leniumsziele) und dem Schutz der Artenvielfalt.

1713Hans Carl von Carlowitz war fr die schsischen Bergwerke zustndig. Diese brauchten sehr viel Holz, die Wlder schwanden. Er formulierte sinngem den bis heute gltigen Grundsatz nachhaltigen Handelns: Schlage nur so viel Holz ein, wie nachwachsen kann!

YouTube-Video:was isT nachhaLTigKeiT

YouTube-Video:nachhaLTigKeiT einfach eRKLRT

Nachhaltigkeit heit, dass die menschen heute so handeln, dass auch knftige Generationen ihre chance auf ein gutes leben haben. ein einfaches Prinzip und doch so schwer umzusetzen. Bei der Nachhaltigkeit geht es um schutz von Natur und umwelt, soziale sicherheit und wirtschaftliche leistungsfhigkeit. diese Ansprche mssen fr Nachhaltigkeit gleichermaen erfllt werden. und: Alle drei Bereiche (auch dimensionen ge-nannt) sind miteinander verbunden und stehen gleichberechtigt nebeneinander!

Wirtschaft Der Wohlstand fr alle soll langfristig sicher sein. Es mssen intelligente Formen des Wirt-schaftens entwickelt werden, die Ressour-cen schonen und Natur und Umwelt schtzen, sodass auch unsere Nachfahren noch wirt-schaften knnen.

Gesellschaft Wichtig sind demokratische Strukturen und soziale Gerechtigkeit heute und in Zukunft. Soziale Ziele sind u.a.: Wohlstand fr alle, Frie-den, individuelle Frei-heit, Chancengleichheit, Gesundheit, Bildung und Ausbildung, Erwerbs-mglichkeit.

tinyurl.com/nax3h5ftinyurl.com/qdjlozg

Nachhaltigkeit

MEHR WISSEN

Projekt Zukundo: tinyurl.com/q3qrw6h Lexikon der Nachhaltigkeit: tinyurl.com/nl9bytx

Umwelt Die natrlichen Lebensgrundlagen wie Klima, Boden, Wasser, Luft, Vielfalt der Arten und kosysteme ms-sen geschtzt werden. Stichwort: keine Aus-beutung der Natur! So bleiben die natrlichen Lebensgrundlagen auch fr die nachfolgenden Generationen erhalten.


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6)NAcHwAcHseNde RoHstoffeKopiervorlaGe 4: RoHstoffe

Der fossile Rohstoff Erdl hat unseren moder-nen Lebensstandard erst mglich gemacht. Ohne Erdl wrde es die moderne Welt nicht geben. Aber nicht nur zum Heizen und als Treibstoff nutzen wir Erdl. Schon lange ba-siert die Herstellung von vielen Produkten des alltglichen Lebens auf Erdl als Rohstoff.Ob Haushaltsgerte, Matratzen, Computerge-huse, Textilien oder sogar die Zahnbrste Erdl steckt fast berall drin. Erdl ist auf-grund seiner chemischen Zusammensetzung sehr gut geeignet, um daraus mit technischen Verfahren die ganze Palette moderner Produk-te herzustellen. Das Problem dabei ist: l muss importiert werden, die Frderung, Transport und Verarbeitung sind gefhrlich fr Mensch und Umwelt und die lvorrte werden nicht ewig zur Verfgung stehen.

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Jeder Von uns

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das zeitalter voN erdl uNd KuNststoff

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1.866 Nur fR die heRsTeLLung

1941 Polyester (Textilien)wird erfunden und verdrngt in den Jahren danach Naturfasern.

1978 Jute statt Plastik: als Symbol fr eine alternati-ve Bewegung, gegen die Wegwerfgesellschaft.

2013/14 250 Mio. t Plastik aus Erdl wird jhrlich weltweit pro-duziert. 6090 Mio. t Plastik-mll treibt in den Ozeanen. 10 Mio. t kommen jhrlich dazu.

um 1850 Erste indust-rielle Bohrungen nach Erdl (USA, Deutsch-land, Aserbeidschan)

um 1860 Erste lraffinerien entstehen, zur Produktion von Petroleum. (Lampenl)

1960 Die erste Plastiktte wird patentiert und beginnt weltweiten Siegeszug.

um 1930 Nylon, Perlon (Textili-en) und Styropor (Baumaterial Dmmung) werden erfunden.

um 1990 Biokunststoffe aus Mais- oder Kartoffelstrke wer-den zunehmend eingesetzt.

Jenseits des Erdls

tinyurl.com/pv662wr tinyurl.com/qdyqu3r

MEHR WISSEN

Von dingen des TgLichen Lebens.

YouTube-Video:das PLasTiKzeiTaLTeR

zeiTsTRahL: das zeiTaLTeR VoneRdL und KunsTsToff

1900/1912 Polyethylen (PE) u. PVC werden erfunden. Es entstehen daraus hunderte verschiedene Produkte.

35,7 M

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11,4 Mio

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32% W

aldflc

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1,2%Brache & Stilllegung

Futtermittel

Industriepflanzen

58,3 %

Nahrungsmittel26,2%

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4,4 Mio. ha

1,8%

0,2 Mio. ha

0,3 Mio. ha

Energiepflanzen12,5%

2,1 Mio. ha

Landw

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16,8 M

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7,5 Mio. ha21% Siedlungs-,

Verkehrs-,Wasser-

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Deutschland ist relativ arm an Rohstoffen. Eine sichere und nachhaltige Rohstoffversorgung hat fr unser Land aber eine besondere Bedeutung. Nachwachsende Rohstoffe machen Deutschland unabhngiger von Im-porten. Deutschland gehrt weltweit zu den fhrenden Lndern bei der Nutzung nachwachsender Rohstoffe.

Nachwachsende Rohstoffe

Klimaschutz und UmweltNachwachsende Rohstoffe leisten einen wichtigen Beitrag zum Klima- und Umweltschutz. Da-durch dass fossile Rohstoffe ersetzt werden, tragen nachwachsende Rohstoffe zur Minderung von CO-Emissionen bei.

VersorgungssicherheitFr ein rohstoffarmes Land wie Deutschland sind nachwachsende Rohstoffe als alternative, umwelt-vertrgliche Rohstoffquelle beson-ders interessant. Wir haben das Wissen und die Technologie, diese Rohstoffquelle effizient nutzen zu knnen und machen uns damit unabhngiger von Erdlimporten.

Regionale WertschpfungDer Anbau der Industrie- und Ener-giepflanzen bietet Einkommensal-ternativen fr die Landwirtschaft und strkt somit die lndlichen Rume. Der Anbau und die Erst-verarbeitung von nachwachsenden Rohstoffen schaffen Einkommen und Beschftigung in Regionen, in denen es hufig an Arbeitspltzen mangelt.

Anbau in DeutschlandNachwachsende Rohstoffe wurden im Jahr 2014 in Deutschland auf rund 2,4 Millionen Hektar ange-baut das sind knapp 15 % der Landwirtschaftsflche Deutsch-lands. Zustzlich wchst auf ber 11 Millionen Hektar Waldflche Holz. Die gesamten Holzvorrte Deutschlands liegen bei 3,4 Mrd. Kubikmeter ein Spitzenwert in Europa der noch viel Potenzial fr die stoffliche bzw. energetische Nutzung bietet.

NAcHwAcHseNde RoHstoffeKopiervorlaGe 5: RoHstoffe

YouTube-Video: nachwachsende RohsToffe

tinyurl.com/o676m44

MEHR WISSEN

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tinyurl.com/nqkbqp6

Quelle: Statistisches Bundesamt, BMEL, FNR Zei

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2,47 Mio. haGesamtanbauflche

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Deutsch

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6)NAcHwAcHseNde RoHstoffeKopiervorlaGe 6: RoHstoffe

Die wichtigsten Energiepflanzen sind Holz, Raps, Mais, Getreide, Grser, Zuckerrben. Erzeugt werden damit Strom und Wrme in Biogas-anlagen und Heizkraftwerken sowie Biokraftstoffe wie Biodiesel und Bioethanol.

0,62 Mio. haBiodiesel/Pflanzenl

0,18 Mio. ha

1,39 Mio. haBiogas 0,01 Mio. ha

Festbrenn-stoffe

< 0,01 Mio. haFaserpflanzen

0,01 Mio. haIndustriezucker

0,09 Mio. ha Industriestrke

0,15 Mio. halpflanzen

0,18 Mio. ha Bioethanol

2,47* Mio. ha

Die wichtigsten Industriepflanzen sind Raps, Kartoffeln, Getreide, Mais, Holz, Lein, Hanf, Flachs, Sonnenblume. Erzeugt werden damit Biokunststoffe, Biowerkstoffe, Schmierstoffe, Baustoffe, Arzneimittel und Farbstoffe.

Die AlternativeWir mssen frher oder spter weg vom Erdl. Also, warum nicht schon heute schauen, wie man Erdl ersetzen kann? Pflanzen dienen dabei als einheimische Rohstoffquelle: nachwachsende Rohstoffe, die jedes Jahr geerntet werden knnen. Pflanzen eignen sich nmlich sehr gut als Roh- stoff fr die Herstellung verschiedenster Produkte und zur Erzeugung von Energie und sind deshalb eine gute Alternative zum Erdl. Pflanzen, die als nachwachsende Rohstoffe angebaut werden, sind nicht als Nahrungs- oder Futtermittel vorgesehen. Es gibt die energetische Verwer-tung von Energiepflanzen zur Erzeugung von Strom, Wr-me und Kraftstoffen und die stoffliche Verwertung von Industriepflanzen zur Herstellung von Produkten. Zustz-lich knnen auch die Reststoffe und Abflle aus Landwirt-schaft, Industrie, Gewerbe und Haushalten genutzt werden.

Anbau nachwachsender Rohstoffe, in Deutschland, in Mio. Hektar

2005

2,6

2,4

2,2

2,0

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1,4

1,2

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Video: wie wiRd aus KaRToffeLn PLasTiK?

YouTube-Video:PRoduKTe aus naTuR gemachT

tinyurl.com/qzrq6ektinyurl.com/odv7ooe

MEHR WISSEN

Industriepflanzen: tinyurl.com/pfuq65j Energiepflanzen: tinyurl.com/nh5aplp

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Quelle: FNR

0,012 Mio. haArznei- und Frbepflanzen


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Natrli

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Ressou

rcen

tinyurl.com/nje23uetinyurl.com/pnqcjfh

Biokonomie ist eine umweltfreundliche Form des Wirtschaftens ganz im Sinne der Nachhaltigkeit. Dazu nutzt die Biokonomie natrliche Ressourcen, wie z. B. Ackerpflanzen, Reststoffe aus der Land- und Forstwirtschaft, Tierprodukte und Mikroorganismen. Um daraus alltagsfhige Produkte hervorzubringen, wird mit Hightech-Werkzeugen geforscht und gear-beitet. Neue Entwicklungen aus der Molekularbiolo-gie, dem Maschinenbau, der Informatik, der Biotech-nologie und der Chemie liefern dafr die Basis. Durch die Nutzung biologi-

scher Ressourcen ermglicht die Biokonomie ein

biobasiertesnachhaltiges und umweltfreundliches

Wirtschaftswachstum. Die Biokonomie verknpft auf intelligente Weise konomie und kologie miteinander.

Die biobasierte Wirtschaft auch als Biokonomie bezeichnet verwendet nachwachsende Rohstoffe, um daraus Produkte sowie Lebens- und Futtermittel herzustellen.

Neue PerspektivenBiobasiertes Wirtschaften erffnet fr die Landwirt-schaft neue Perspektiven. In Zukunft stellt sie nicht nur Nahrungsmittel fr Mensch und Tier bereit, sondern ist immer mehr die Grundlage fr die Rohstoffversorgung der biobasierten Wirtschaft. Ernhrungswirtschaft, Chemie- und Pharmaindustrie, Maschinen- und Anlagenbau, IT-Branche, Bauindus-trie, Automobilindustrie, Umwelttechnologie und Energiewirtschaft sie alle werden in Zukunft neue Technologien nutzen knnen. In der Folge profitieren auch Handel und Verbraucher von neuen und nach-haltigen Produkten. Die Idealvorstellung ist es, dass der Wandel von einer erdlbasierten hin zu einer bio-basierten Industrie in naher Zukunft, groe Chancen fr ein nachhaltiges Wirtschaftswachstum bietet und in der Folge zahlreiche neue Arbeitspltze schafft.

NAcHwAcHseNde RoHstoffeKopiervorlaGe 7: BioKoNomie

YouTube-Video: bioKonomie

YouTube-Video: bioKonomie

Nachhaltiges Wirtschaften

nachhaltig

biobasiert

Biokonomie

umweltfreundlich

MEHR WISSEN


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Eine Million neue JobsDie Biokonomie knnte sich schon in der nahen Zukunft als ein besonders aussichtsreicher Zukunftsmarkt entwi-ckeln. EU-weit erwirtschafteten bereits 2009 mehr als 21 Millionen Beschftigte in allen Branchen der Biokonomie ber 2 Billionen Euro Jahresumsatz. In Deutschland waren es 2009 zwei Millionen Menschen, die zu einem Umsatz von rund 300 Milliarden Euro beitragen. Die Europische Kommission geht davon aus, dass durch die Biokonomie in ganz Europa bis zum Jahr 2020 bis zu eine Million neue Arbeitspltze entstehen.

Noch knnen erdlbasierte Produkte zu vergleichsweise gnstigen Preisen produziert werden. Die Biokonomie wird in Zukunft aber mehr und mehr aufholen. Schon heute gilt Biokonomie als Innovationsmo-tor hnlich wie die Erneuerbaren Energien der fr Deutschland als Hightech-Standort Wettbewerbsvorteile und neue Mrkte schafft. Groes Potenzial steckt vor allem in der Entwicklung biobasierter Kunst-stoffe und Werkstoffe. Neue Produkte aus Biokunststoffen, aber auch aus Holz, Naturfasern und anderen nachwachsenden Rohstoffen werden Schritt fr Schritt auf den Markt kommen.

Eine Vielzahl von Wissenschaftlern aus unter-schiedlichen Fachrichtungen wie z. B. aus der Agrarwissenschaft, der Biotechnologie, Chemie, Materialwissenschaften und Pharmazie entwickelt derzeit in verschiedenen Forschungseinrichtungen neue Materialien, Technologien und Anwendungen fr biobasierte Produkte. Folgende Fragen stehen dabei im Mittelpunkt:

Welche Stoffe und Stoffgruppen sind in Pflanzen enthalten, die als Grundlage fr Produkte dienen knnen?

Auf welchem Weg kann man diese Rohstoffe gewinnen?

Wie lassen sich daraus im industriellen Mastab hochwertige Produkte erzeugen?

Zwischen 2010 und 2016 werden im Rahmen der Nationalen Forschungsstrategie Biokonomie 2030 der Bundesregierung 2,4 Milliarden Euro fr die Forschung zur Verfgung gestellt.


Bill.mio.2009 21 2eRwiRT-schafTeTen beschfTigTe euRoPa-weiT in aLLen bRanchendeR bioKonomie umsaTz

aus dem laBor auf deN marKt

BILL.MIO.2009 21 2ERWIRT-SCHAFTETEN BESCHFTIGTE EUROPAWEITIN ALLEN BRANCHENDER BIOKONOMIE UMSATZ

Land-wirtschaft

Lebens-mittel

Papier/zellstoff

forstwirtschaft/holzindustrie

biobasierte chemika-lien und Kunststoffe

150150

3.0001.800

12.000

4.400

650

269

965

381 375

bio-kraftstoffe

in der europischen Union, 2009

Jahresumsatzin mrd. euro

Beschftigtein tsd.

Quelle:www.bioeconomy.de

umsatz der BioKoNomie

tinyurl.com/o5zjnzutinyurl.com/q2k2vh7

Video: foRschung und ausbiLdung fR eine nachhaLTige bioKonomie

Video: aRbeiTsPLTze duRch bioKo-nomie

MEHR WISSEN

IM JAHR BILL.MIO.2009 21 2ERWIRT-SCHAFTETEN BESCHFTIGTEIN ALLEN BRANCHENDER BIOKONOMIE

NACHWACHSENDEROHSTOFFE

ENERGIE-GEWINNUNG

SAMMELN/VERWERTEN

CELLULOSE,STRKE,ZUCKER,

PFLANZENL

BIOKUNSTSTOFFE,PAPIER, SCHMIER-L, WERKSTOFFE

CO2

Rohstoff-gewinnung

Bioraffinerie,Grundstofferzeugung,

Verarbeitung

Recycling

Produkterzeugung,Verarbeitung zuEndproduktenMehrfach-

nutzung

H2O Energie


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Im Kreislauf

Der Anbau nachwachsender Rohstoffe zur Herstellung von biobasierten Produk-ten darf nicht zu Lasten der Versorgung mit Nahrungsmitteln gehen. Deshalb sind nachhaltige Konzepte gefragt, die eine vollstndige Nutzung der pflanzlichen Roh-stoffe ermglichen. Besonders wichtig ist dabei, dass auch die groen Mengen an organischen Rest- und Abfallstoffen genutzt werden. Auerdem sollten nachwach-sende Rohstoffe und daraus hergestellte Produkte wenn mglich mehrfach genutzt und erst danach zur Gewinnung von Energie eingesetzt werden.

Koppelproduktion und Kaskadennutzung Beim biobasierten Wirtschaften sollen wo immer mglich alle Bestand-teile der verwendeten Pflanzen genutzt werden. Dabei spielt die Bioraffi-nerie-Technologie eine zentrale Rolle. In Bioraffinerien knnen Holzreste oder Stroh aufgespalten und weiterverarbeitet werden. Daraus entsteht im Anschluss eine Vielzahl biobasierter Produkte. Diese parallele Herstel-lung verschiedenster Produkte in der biobasierten Wirtschaft wird auch Koppelproduktion genannt. Um die Rohstoffe mglichst lange nachhal-tig und effektiv zu nutzen (Stichwort: keine Verschwendung!) kommen sogenannte Kaskadennutzungen und Recyclingverfahren zum Einsatz. Holz zum Beispiel wird zuerst als Baumaterial oder fr Fenster oder Mbel genutzt, kann spter dann zu Spanplatten verarbeitet werden und dient am Ende seiner Lebenszeit zur Wrme- oder Energieerzeugung. Grundstzlich gilt: zwischen der stofflichen Nutzung und der energeti-schen Nutzung sollten so viele Nutzungsschritte wie mglich liegen.

Ausblick Biobasierte Grundstoffe aus nach-wachsenden Rohstoffen knnen im Prinzip so gut wie alle Kunststoffe aus Erdl ersetzen. Der technische Fortschritt wird noch weitere neue Anwendungen ermglichen. Durch die Massenproduktion werden sie kostengnstiger und wettbewerbs-fhiger. Es wird knftig kaum einen Lebensbereich von Wohnen ber Mobilitt und Freizeit bis hin zur Arbeitswelt geben, der von den neuen Mglichkeiten biobasierter Produktion nicht profitieren wird.


wiKiPedia:KoPPeLPRoduKTion

wissens-Quiz:bioKonomie

KasKaden-nuTzung

MEHR WISSEN

tinyurl.com/qbfw7ex tinyurl.com/nqcvhfd tinyurl.com/nudj8dv

Idealer Nutzungskreislauf in der Biokonomie

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Frau Mustermann geht einkaufenSamstagvormittag im Kaufhaus. Frau Mustermann und ihre 17-jhrige Tochter Rosie wollen Rosies Zim-mer neu einrichten. Es ist an der Zeit fr was Neues, der ganze alte Kram fliegt raus. Die beiden wollen Wnde und Decke neu streichen, die alte Kommode von Oma lackieren und was Praktisches fr den Fu-boden suchen. Das alte Bett mit der durchgelegenen Matratze kommt auch weg und der Schreibtisch ist mittlerweile sowieso zu klein. Ein junger Verkufer nhert sich den beiden, als sie verwirrt vor einer Hinweistafel stehen. Man sieht an seinem freundlichen Gesichtsausdruck, dass es ihm durchaus gefllt, die beiden zu bedienen. Wie kann ich Ihnen helfen? Wir wollen ihr Zimmer neu einrichten, antwortet Frau Mustermann und deutet dabei auf ihre Tochter. Wir suchen aber nur Sachen, die gesundheitlich unbedenklich sind, meint Rosie, ich hab nmlich Asthma. Wir sind auf so spezielle Kundenwnsche vorberei-tet, erwidert der junge Verkufer. Mit einer einladen-den Geste bittet er Mutter und Tochter ihm zu folgen. Ich zeige Ihnen mal, was wir so haben. Mama, denk dran, wir drfen das Kinderauto fr Simons Geburts-tag nicht vergessen, erinnert Rosie ihre Mutter, als die beiden dem Verkufer folgen.Wir wissen nicht, was der freundliche junge Mann den beiden empfehlen wird. Aber vielleicht knnen sie etwas dazu beitragen?

1. Was wrden Sie Frau Mustermann und ihrer Tochter Rosie empfehlen? Recherchieren Sie im Internet nach den entsprechenden Produkten, die gesund-heitsvertrglich sind. Stellen Sie eine Liste Ihrer Empfehlungen zusammen.

2. Welche Inhalststoffe werden jeweils verwendet? Tragen Sie Ihre Ergebnisse in die entsprechenden Zeilen ein.


NAcHwAcHseNde RoHstoffearBeitsBlatt 1: im AlltAG

fussbodenbeLag

maTRaTze

LacK

KindeRauTo

wandfaRbe

schReibTisch

aufGaBeN

nachhaLTigLeben

bewussTes einKaufenbiobasieRTe PRoduKTe

INFORMATIONEN, DIE IHNEN BEI DER AuFGABE HELFEN, FINDEN SIE HIER:

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Umwe

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Gesellschaft

Wirtschaft

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6)BAsismodul

m2: eiNfHRuNGNAcHwAcHseNde RoHstoffearBeitsBlatt 2: NAcHHAltiGKeit

Erfunden wurde der Begriff der Nachhaltigkeit um 1713. Weil durch den Bergbau immer mehr Wlder gerodet wurden und die Gefahr bestand, dass nicht mehr genug Holz vorrtig sein wrde, formuliert der schsische Forstaufseher Hans Carl von Carlowitz sinngem folgenden gltigen Grundsatz des nachhaltigen Handelns:

Schlage nur so viel Holz ein, wie nachwachsen kann!

Whrend sich der Nachhaltigkeitsgedanke ursprnglich nur auf die Forstwirtschaft bezog, ist er heute bedeutend fr viele Lebensbereiche. Umweltverschmutzung, Ressourcen-knappheit, Klimawandel, Armut, soziale Ungerechtigkeit oder Finanzkrisen machen deutlich, dass sich etwas ndern muss, wenn wir auch in Zukunft eine lebenswerte Welt vor-finden wollen.

An die Zukunft denken

Nachhaltigkeit bezieht sich heute auf den Schutz von Umwelt und Natur (kologie) und gleicher-maen auf soziale und wirtschaftliche (konomi-sche) Aspekte. Das Dreieck der Nachhaltigkeit, in dem diese drei Bereiche miteinander verknpft sind, steht symbolisch fr diese Idee.

aussaGeN Wir als Konsumenten haben keinen Einfluss auf die Art des Wirtschaftens.

Die Nutzung von nachwachsenden Rohstoffen entspricht den Prinzipien einer nachhaltigen Entwicklung.

In unserer heutigen Industriegesellschaft ist keine Vernderung hin zu nachhaltigem Wirtschaften mglich.

Es ist nicht realistisch, dass sowohl Wirtschaft wie auch Umwelt und Soziales in einer modernen Welt gleichberechtigt nebeneinanderstehen knnen.

1. Nehmen Sie Stellung zu den unten aufgefhrten Aussagen! 2. Was sagt die Karikatur im Hinblick auf Nachhaltigkeit aus?3. Wie knnen Sie in ihrem eigenen Alltag zu einem nachhaltigeren Lebensstil beitragen!

Erstellen Sie eine Liste der Handlungsmglichkeiten. Orientieren Sie sich an folgenden Bereichen: Wohnen, Essen und Trinken, Mobilitt, Freizeit/Urlaub, Konsum

der dreiKlaNG der NachhaltiGKeit

bewussT Leben

TiPPs zuR nachhaLTigKeiT

nach-haLTigKeiT

HINWEISE FINDEN SIE HIER

tinyurl.com/ogwaegp tinyurl.com/paz597x tinyurl.com/nwnf3ho

Nachhaltigkeit

aufGaBeN

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6)BAsismodul

m2: eiNfHRuNGNAcHwAcHseNde RoHstoffearBeitsBlatt 3: leRNKoNtRolle

7. Was versteht man unter dem Begriff Biokonomie?

6. Benennen Sie die drei Dimensionen der Nachhaltigkeit und charakterisieren Sie die Inhalte.

5. Was versteht man unter Kaskadennutzung und welche Vorteile bietet sie?

4. Nennen Sie fnf Energiepflanzen und fnf Industriepflanzen.

3. Welche Vorteile bietet die Nutzung nachwachsender Rohstoffe? Nennen Sie fnf Argumente.

2. Was ist Biomasse und welche Art der Biomasse wird am meisten genutzt?

1. Nennen Sie fnf Produkte des Alltags, die aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt werden.

Testen sie Ihr Wissen! aufGaBe

BAsismodulm5: stofflicHe NutZuNG

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Simoneonline

Chats

Simone, erzhl doch mal von deiner Ausbildung.

Welche Bauprojekte hast du schon kennengelernt?

Wie sah das konkret aus?

Eine schne Aufgabe fr eine Zimmerin!

Was ist das Besondere an dem Gebude?

Was gefllt Dir am meisten an deiner Arbeit?

Ich wollte ein Handwerk lernen. Und dann ergab sich die Gelegen-heit in einer Zimmerei, die sich mit nachhaltigem Bauen beschftigt, eine Lehrstelle zu bekommen.

Ich war beim Bau eines Mehrfamilienhauses dabei, das wir mit nach-wachsenden Rohstoffen erstellt haben. Es war neu fr mich, so etwas zu erleben und eine spannende Erfahrung. Ich habe gelernt, wie das nachhaltige Bauen im Alltag vonstatten geht.

Das Haus wurde aus Buchen- und Fichtenholz errichtet, sowohl die Auen- und Innenwnde wie auch die Fubden und Decken. Die Arbeit war ganz schn anstrengend, aber sehr abwechslungsreich. Ich bin ja noch nicht so lange dabei und muss noch viel lernen.

So hatte ich mir das vorgestellt, als ich mich bei meinem Betrieb als Azubi beworben habe. Ich arbeite sehr gerne mit Holz und anderen Naturstoffen und jetzt lerne ich, wie es geht.

Dass es mit nachwachsenden Rohstoffen gedmmt wurde. Wir habenZellulose-Dmmplatten eingebaut, man htte aber auch Strohballen,Schafwolle, Flachs oder Hanf verwenden knnen. Es fhlt sich vielbesser an, mit diesen Materialien zu arbeiten, als mit den blichen Dmmstoffen wie Styropor, Stein- oder Glaswolle.

Ich lerne einen alten und anerkannten Handwerksberuf und mache durch das kologische Bauen mit nachwachsenden Rohstoffen neue Erfahrungen. Wenn ich eine eigene Familie habe, mchte ich selbst so ein Haus bauen. Wenn man es richtig plant und einiges selber macht, ist das nicht so viel teurer als ein herkmmliches Haus.

Simone, 18 Jahre alt, lernt Zimmerin und ist im 2. Lehrjahr.

ko- logisches Bauen ist die Zukunft

NAcHwAcHseNde RoHstoffeKopiervorlaGe 10: BAueN


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Bauen mit nachwachsenden RohstoffenBeton und Stahl sind seit ber 100 Jahren die wichtigsten Werkstoffe fr das Bauen. Das ist zwar in vielerlei Hinsicht praktisch, aber fr die Umwelt wegen der energieintensiven Herstellung weniger gut. Dazu kommt: beide Baumaterialien sind nicht erneuerbar. Unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit und des Umweltschutzes sind Holz und andere Pflanzen-materialien als Ausgangstoffe fr das Bauen wieder in. Ein Haus kann nmlich vollstndig aus nachwachsenden Rohstoffen gebaut werden. Die Hauptrolle spielt dabei der Rohstoff Holz.

Kein anderer Baustoff schneidet in der kobilanz besser ab als Holz. Holz ist das beste Beispiel fr eine nachhaltig umweltfreundliche Stoffnut-zung. Bei der Herstellung der Holzbauteile wird im Vergleich zu Stahl, Beton und Ziegeln viel weniger Energie verbraucht, der Baustoff Holz ist dazu auch noch ein CO2Speicher. Am Ende des Lebenszyklus kann Holz, wenn es nicht erneut verwendet wird, auch noch in Form von Hackschnitzeln oder Pellets verbrannt werden, um Energie zu erzeugen. Es fllt somit so gut wie kein Abfall an, der entsorgt werden msste.

DmmungFlachs, Hanf, Holzfa-sern, Stroh, Wiesengras oder Schafwolle haben ebenso gute Dmm-eigenschaften wie die herkmmlichen Dmm-materialien (Styropor, Glas- und Steinwolle). Und sind deutlich besser fr die Umwelt.

KonstruktionHolz ist der wichtigste Rohstoff fr den nach-haltigen Hausbau. Au-en- und Innenwnde, Decken, Fubden und das Dach knnen aus Holz gefertigt werden. Auenwnde knnen z. B. mit Strohballen, die in eine Holzkonst-ruktion eingepasst sind, gedmmt werden.

DachEs mssen nicht immer gebrannte Dachziegel sein. Holzschindeln, z. B. aus Lrche, Kiefer oder Eiche sind robust und halten lange. Oder man deckt das Dach mit Schilfrohr (Reetdach).

Tren und Fensterwerden ebenfalls aus Holz ge-fertigt. Bei richtiger Behandlung knnen sie ber 100 Jahre halten. Mit Naturfarben behandelt oder beschichtet, sind sie noch um-weltfreundlicher.

Fassade/InnenwndeDie Fassade kann mit Holz verkleidet wer-den. Auf die Innenwnde kommt ein Lehm-putz. Dieser sorgt fr ein gutes Raumklima. Die Wnde werden mit Naturfarben gestri-chen. Verwendet werden Pigmente, Harze, Pflanzenle, Bienenwachs oder Kreide.

MEHR WISSEN

tinyurl.com/outd3nftinyurl.com/pv345cp

YouTube-Video: bundesweTTbeweRb hoLzbau-PLus wohnhaus

mehR wissen:bauen und wohnen


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6)NAcHwAcHseNde RoHstoffeKopiervorlaGe 12: BioBAsieRte weRKstoffe

Der Einsatz von Naturfasern im Automobilbau ist nichts Neu-es. Der Autohersteller Borgward fertigte Anfang der 50erJahre die Karosserie einiger seiner Autos aus mit Kunstleder bezo-genem Sperrholz wofr der Volksmund die Bezeichnung Leukoplastbomber erfand. Wenige Jahre spter ersetzte man das Sperrholz dann durch Stahlblech. In der ehemaligen DDR wurde die Karosserie des Trabant aus Phenolharz, das mit Holz- und Baumwollfasern verstrkt war, hergestellt. Grund fr die Verwendung der Naturfasern war die Materialknapp-heit nach dem Krieg bzw. in der DDR. Heute dagegen werden Naturfaserverbundstoffe wegen ihrer speziellen Eigenschaften weiter entwickelt und weil man Wege sucht, Alternativen zu fossilen Rohstoffen wie Erdl oder Erzen zu finden. Der Gedan-ke des Umwelt- und des Klimaschutzes spielt dabei auch eine wichtige Rolle.

Kunststoffe, die mit Naturfasern versetzt sind, sind deutlich leichter als Bauteile aus Stahl. Das macht sie hochinteressant fr die Entwicklung moderner spritsparender Autos und fr die Elektromobilitt. Ein weiterer Pluspunkt von Flachs, Kokos, Sisal und Co. ist ihre geringe Splitterneigung, die bei der Verarbeitung und bei Unfllen von Vorteil ist. Bei der Herstellung des Armaturenbretts und des Innenraums (Kofferraum und Tren) nutzen Auto-bauer deshalb Naturfasern als Verstrkungsmate-rial. Sitzbezge und Kopfsttzen knnen ebenfalls bald aus Biokunststoffen hergestellt werden. Schon heute bestehen bei einigen Modellen ber 300 Bauteile aus nachwachsenden Werkstoffen.

Weitere Mglichkeiten zum Einsatz nachwachsen-der Rohstoffe im Automobilbau werden mit Com-putersimulationen erforscht. Welche Naturfasern eignen sich am besten? Wie sind die jeweiligen Eigenschaften des Verbundwerkstoffs und wie gut sind sie zu verarbeiten? Und ist das Bauteil sicher? Computermodelle simulieren dafr am Bildschirm Crashtests, die zeigen, wie sich das Material im Fall der Flle verhalten wird.

Naturfasern im Auto

Hutablage ausHolzfunier, Flachs

Biosprit ausRaps, Getreide, Mais, Zuckerrbe, Sonnen-blume, lpalme etc.

Blenden ausKokosfaser

Sitzpolsterung aus Baumwolle

Armaturen aus Kokos-faser, Holzfu-nier

Verkleidungen ausKokosfaser, Flachs, Bioplastik

Aktivkohlefilteraus Olivenkernen

bei einigen auTos 300sindbis zu bauTeiLeaus nachwachsendenRohsToffen

pflaNzeN im auto

YouTube-Video: das bioconcePT-caR

fnR-Video: KuRzfiLm naTuRfaseRVeRbunde

PfLanzenauTos

MEHR WISSEN

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6)NAcHwAcHseNde RoHstoffeKopiervorlaGe 13: BioweRKstoffe

Dieses Rad ist ein echter Hingucker. Ein Rad mit einem Rah-men aus Bambus. Kein Material, das fr den Bau von Rdern genutzt wird, vereinigt so viele Vorteile, wie Bambus: ein um-weltfreundlicher und nachwachsender Baustoff, der leicht zu ernten ist und gut zu verarbeiten. Bambus ist ein natrliches Leichtbaumaterial. Ein Rahmen aus Bambus rostet nicht und wiegt nur etwas mehr als zwei Kilogramm. Bambus hat eine sehr harte Oberflche das Fahrrad bekommt daher selten Dellen oder Kratzer. Aluminium, Stahl und Carbonfasergewe-be sind zwar gute Werkstoffe fr einen Fahrradrahmen, ihre Herstellung ist aber wenig umweltfreundlich, weil dabei viel Energie und Wasser gebraucht werden. Ein Rad mit Bambus-rahmen kann man sich mit etwas handwerklichem Geschick sogar selber bauen. Im Internet finden sich etliche Webseiten mit Infos und Videos, die zeigen, worauf es beim Bau ankommt.

In Deutschland ist Bambus als Bau- und Werkstoff wenig bekannt. In Asien dagegen wird Bambus seit Jahrhunderten zum Bau von Husern und zur Herstellung einer Vielzahl von Gebrauchsge-genstnden genutzt. Bambus verbindet extreme Hrte sowie groe Druck- und Zugfestigkeit mit hoher Elastizitt und geringem Gewicht. Diese Eigenschaften resultieren direkt aus dem Wuchs der Pflanze: Die hrtesten Schichten eines Bambusstabs liegen auen, also da, wo sie fr die Stabilitt des Rohres am wichtigsten sind. Sogenannte Knoten unterteilen das Bambusrohr in einzelne Abschnitte, es erhlt dadurch eine zustzliche Aussteifung.

Bambuspflanzen sind - botanisch gesehen eigentlich riesige Grashalme. Bambus gehrt zur Familie der Sgrser, zu denen auch unserer Getreidepflanzen zhlen. Bambus gedeiht natrlicherweise in den Tropen und Subtropen. Die Pflanze wchst schnell und laufend nach, in den Tropen schaffen manche Arten bis zu einem Meter pro Tag!

Ein Bike aus Bambus

KiloGRAmm

Rahmen

2,0

MEHR WISSEN

tinyurl.com/ppxbwhbtinyurl.com/o4f33nh

Video: miT deR naTuR unTeRm hinTeRn das bambus RadL

YouTube-Video: bambusbiKeseLbeR bauen

Basismodulm5: stoffliche NutzuNg

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6)NachwachseNde RohstoffeKOPIERVORLAGE 14: BioKuNststoffe

Schaumstoffmatratzen werden blicherweise aus Erdl hergestellt. Es gibt sie mittlerweile aber auch aus dem nachwachsenden Rohstoff Sonnen-blumenl. Fr eine Matratze werden ungefhr 3,5 Liter Sonnenblumenl bentigt. Auch Schaum-stoffe in Polstermbeln oder im Fahrzeugbau knnten zuknftig aus Pflanzenlen hergestellt werden. Neben Sonnenblumenl, eignen sich auch Rapsl und Sojal fr die Herstellung von Natur-Schaumstoff.

Auf SOnnEnbLumEn GEbEttEt

Surfer lieben den Ozean und die Natur. Deshalb sind viele Surfer zu Meeres- und Umweltschtzern geworden. Das Pro-blem dabei ist: Die meisten Surfboards werden schon lange nicht mehr aus Holz gefertigt, sondern besitzen einen Kern aus Hartschaum, der von einer Hlle aus Polyester- oder Epoxidharz- getrnktem Glasfasergewebe umgeben ist. Die Herstellung eines Surfboards und die sptere Entsorgung sind wegen der Materialien nicht gerade gut fr die Umwelt.

Der Schaumstoff besteht aus Polyurethan. Bei der Herstel-lung reagieren zwei Substanzen unter Zusatz von Wasser zum Polyurethan-Weichschaumstoff. Diese beiden Substan-zen werden aus Erdl gewonnen. Studenten der Universitt San Diego in Kalifornien haben zusammen mit ihren Profes-soren nun ein Brett entwickelt, dessen Innerstes aus einem neuartigen Schaumstoff besteht, der auf dem umweltfreund-lichen Rohstoff Algenl basiert. Andere Umweltfreunde haben damit begonnen, ihre Bretter aus dem leichten, aber sehr stabilen Balsaholz zu fertigen.

Der Schaumstoff im Innern des Bretts entstammt somit einer nachwachsenden Quelle. Zuknftig sollen auch die b-rigen Materialien eines Surfboards durch Naturstoffe ersetzt werden: der Mantel aus Fiberglas, der den Schaumstoffkern umhllt und die uere Wachsschicht aus Epoxidharz sollen dann ebenfalls aus nachwachsenden Rohstoffen bestehen.

Lets go Surfin!

Epoxidharz Glasfaser-gewebe

Fiberglas

Foam = Schaumstoff aus Algen

Mehr wissen

tinyurl.com/oj32mortinyurl.com/nnuqe5w

YouTube-Video: Surfing inTo The fuTure (in engliSch)

Surfing inTo a greener fuTure


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6)NAcHwAcHseNde RoHstoffeKopiervorlaGe 15: BioKuNststoffe

Aus Natur gemachtMit der Entdeckung des Erdls als Rohstoff fr die chemi-sche Industrie begann vor ca. 100 Jahren der Siegeszug der Kunststoffe aus Erdl. Sie waren relativ einfach herzustel-len, das Erdl billig und die Anwendungsmglichkeiten schier unerschpflich. Aber im Lauf der Jahrzehnte begann aus Grnden der Rohstoffsicherheit und des Umwelt- bzw. Klimaschutzes ein Umdenken einzusetzen. Wie knnte man das Erdl ersetzen?Auf der Suche nach einem Ersatz fr Erdl wurden Biokunst-stoffe aus nachwachsenden Rohstoffen, wie z. B. Strke aus Mais, Cellulose aus Holz oder Zucker aus Zuckerrohr bzw. Zuckerrben entwickelt und die Anwendungen mit moder-nen wissenschaftlichen Methoden immer mehr verfeinert. So soll die Umwelt geschont, der CO-Aussto gesenkt und nachhaltig gewirtschaftet werden.

Laptop, Tablet und SmartphoneModerne Elektrogerte besitzen ein Gehuse aus Kunststoff und Metall. Moderne elektroni-sche Gerte verbindet man erst einmal nicht mit Pflanzenstoffen. Aber Forscher aus vielen Lndern Deutschland, USA, China, Sd-Korea forschen intensiv daran, Biokunststoffe alltags-tauglich zu machen. Das Gehuse von Laptops, Tablets, Smartphones und anderen elektroni-schen Gerten bestehen aus Erdlplastik. Doch bereits heute knnen diese Gehuse aus nach-wachsenden Rohstoffen hergestellt werden, zum Beispiel aus dem Biokunststoff Polymilchsure (PLA engl. fr Poly Lactid Acid), der mit Hilfe von Bakterien aus Melasse (Zuckersirup) oder Traubenzucker (Maisstrke) gewonnen wird.

Kaffeemaschine und FhnWer htte gedacht, dass es einmal einen Fhn, eine Kaffeemaschi-ne, Toaster oder sogar einen Wasserkocher aus Biokunststoff geben wrde? Kein Erdl wird hier zur Herstellung gebraucht. Stattdessen sind Biokunststoffe und Bioverbundstoffe aus PLA, Cellulose-Acetat, Lignin oder sogar Flachs und Sisal das Ausgangsmaterial fr das Gehuse der Haushaltsgerte.

Eco-Maus und HandyhlleVon auen sieht man keinen Unterschied, doch genau das uere wird gerade neu entdeckt: Das Gehuse der Eco-Maus besteht aus den Naturstoffen Lignin und Cellulose-Acetat. Lignin ist der Stoff, der das Baugerst von Holz bildet, Cellulose-Acetat wird aus Cellulose (ein Holzbestandteil) und aus Essigsure hergestellt. Auch das Gehuse von Computertastaturen oder Spielekonsolen kann mittlerweile aus diesen Stoffen hergestellt werden. Die Gerte sehen aus wie die herkmmlichen Modelle aus Erdlplastik und verfgen auch ber die glei-chen Funktionen. Sogar Handy-Schutzhllen gibt es mittlerweile aus nachwachsenden Rohstof-fen. In Zukunft knnten die Rohstoffe fr viele IT-Gerte auf dem nchsten Acker oder im nahe gelegenen Wald wachsen.

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wiKiPedia: bioKunsTsToffYouTube-Video: bioKunsTsToffe

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6)NAcHwAcHseNde RoHstoffeKopiervorlaGe 16: BioKuNststoffe

Am Schreibtisch Papier und Bleistift verwendet jeder. Es sind Produkte, die schon lange aus dem nachwachsenden Rohstoff Holz hergestellt werden. Bei vielen anderen Dingen, die wir tglich beim Arbeiten verwenden knnten biobasierte Materialien in Zukunft eine grere Rolle spielen. Moderne Arbeitspltze sind hochtechnisiert und jede Broausstattung enthlt eine Reihe von Produkten und Gerten, deren Herstellung fossile Rohstoffe und Energie verbraucht. Zeit also, auch hier nach Alternativen Ausschau zu halten. Kugelschrei-ber nutzt jeder, die tgliche Kuli-Produktion geht in die Millionen. Meist werden sie aus normalem Kunst-stoff hergestellt. Kulis gibt es mittlerweile jedoch auch aus Biokunststoff der Polymilchsure (PLA). Aufgrund seiner guten Materialeigenschaften eignet sich PLA nmlich fr die Herstellung vieler Produkte, die aus Kunststoff gefertigt werden. Diese Schreibti-schutensilien aus nachwachsenden Rohstoffen gibt es bereits oder sie werden gerade entwickelt.

Wie wre es mit Sneaker aus Bio-Baumwolle und Leinen, deren Sohlen aus Pflanzenlen hergestellt werden? Der Schaft des Schuhs soll sich nach seiner Lebensdauer einfach in Kompostanlagen zu Humus zersetzen, die Sohle zersetzt sich zu CO2 und Wasser. Was dazu beitragen knnte, die groen Mengen an Abfall deutlich zu reduzieren. Auch Outdoor-Kleidung und Trainingsjacken, ja sogar Skibrillen; Rckscke und Trinkflaschen werden schon aus Pflanzenstoffen produziert: Die Ausgangstoffe sind Strke, Zucker, Cellulose oder Lignin.

Kinderspielzeug lsst sich nicht nur aus Holz sondern auch aus Biokunststoff herstellen. Fr das neue Kinderauto sind Strke oder Cellulose die Ausgangsmaterialien. Ab sofort heit es: kein Plastikgranulat aus Erdl mehr. Einige dieser Spielsachen sind sogar biologisch abbaubar und frei von Schadstoffen wie Weichmachern.

Wer geht nicht gerne mal auf ein Musikfesti-val? Leider fallen da an den Essensstnden oft groe Mengen an Plastik-Einweggeschirr an, das dann am Ende im Abfall und letztendlich in der Mllverbrennungsanlage landet. Teller, Besteck, Becher und Trinkhalme gibt es aber auch aus Bio-kunststoffen z. B. auf der Basis von Polymilchsu-re (PLA). Dieses spezielle Geschirr wird zusammen mit den Essensresten im Abfall gesammelt und kann dann in Kompost- oder Biogasanlagen wei-ter verwertet werden. Aber noch besser fr die Umwelt ist: Mehrweg statt Einweg!

iN der freizeit

YouTube-Video: bio-KunsTsToff aus miLch

ReseT: bioKunsTsToffeYouTube-Video: zuKunfT bioKunsTsToff

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Frben mit Pflanzenfarben und Mineralfarben hat eine lange Tradition in der Menschheitsge-schichte. Dann verschwanden die Naturfarben nahezu aus dem Alltag, weil Farbstoffe aus Erdl leichter, schneller und billiger zu produzieren waren. Vor allem Lacke werden heute noch immer fast ausschlielich aus Erdl hergestellt. Naturlacke werden aus natrlichen len, Harzen und Pigmenten hergestellt und kommen im Vergleich zu herkmmlichen Lacke mit sehr viel weniger Lsungsmitteln aus. Die verwendeten Alkohole, le oder Terpene sind ganz oder teil-weise pflanzlichen Ursprungs. Daneben gibt es inzwischen lsungsmittelfreie Wasserlacke, die haltbar und widerstandsfhig sind.

Geschirr splen mit Maisstrke? Boden schrubben mit Pflan-zenfett? Reinigungs- und Krperpflegemittel auf Naturbasis erfreuen sich zunehmender Beliebtheit. Kein Wunder: Die verwendeten Substanzen sind nicht nur biologisch abbau-bar, sondern zudem hchst effizient. Bis vor etwa hundert Jahren wurden Reinigungs- und Waschmittel mit Hilfe von natrlichen Rohstoffen (Pflanzenle und fette, Tier-fette, Mineralien) hergestellt. Spter verdrngten jedoch billigere Produkte auf Erdlbasis die traditionellen Seifen. Inzwischen aber wird wieder die Hlfte der Schmutzlser (Tenside) in Waschmitteln, Splmitteln und Shampoos aus Pflanzen gewonnen. Diese Tenside basieren auf den Zutaten Zucker und Fettalkohol. Gewonnen werden sie aus der Maisstrke und aus Kokos-, Palmkern- oder Rapsl. Die pflanzlichen Seifen und Reiniger sind ungiftig biologisch leicht abbaubar und gleichzeitig hervorragende Schmutzl-ser. Auch Messbecher fr Waschmittel und Shampoo- oder Splmittelflaschen aus nachwachsenden Rohstoffen gibt es mittlerweile. Sogar die Zahnbrste kann man heute aus Pflanzenl herstellen.

Clean and Green

NAcHwAcHseNde RoHstoffeKopiervorlaGe 17: NAtuRRoHstoffe

GaNz schN BuNt hier

Gtesiege sollen Verbraucher auf umwelt- und gesundheits-freundliche Produkte hinweisen: label-online.de/nachhaltig-einkaufen

Forscher arbeiten daran, Farbstoffe umwelt-freundlich aus Algen zu gewinnen. Sie stellen eine natrliche Alternative zu den syntheti-schen Farbstoffen dar und knnten diese so-wohl bei Lebensmitteln als auch in Kosmetika, Farben, Lacken oder Textilien ersetzen.

Europisches Umweltzeichen

Blauer Engel

Sustainable-cleaning.de

GTESIEGEL

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ReseT: umweLTschonende wasch- und PuTzmiTTeL

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Schmierstoffe sind fr unsere technische Welt extrem wichtig. Schmierstoffe verringern die Reibung und den Verschlei, sie dienen zur Kraftbertragung, zur Khlung und zur Schwingungsdmpfung, sie dichten ab und scht-zen vor Korrosion. Die meisten Schmierstoffe basieren auf Erdl. Viele dieser Stoffe sind gesundheitsgefhrdend und drfen auf keinen Fall in die Umwelt gelangen, v. a. nicht in Gewsser. Hydraulikle aus Erdl schdigen wegen der geringen biologischen Abbaubarkeit die Umwelt, wenn sie durch Lecks oder Unflle austreten. Gerade bei Bauarbeiten muss oft auf das Grundwasser geachtet werden und darauf, dieses nicht zu verschmutzen. Hier leisten die Naturle gute Dienste.

Luft wie geschmiert!

NAcHwAcHseNde RoHstoffeKopiervorlaGe 18: BioscHmieRstoffe

Bio-Kettenl schtzt nicht nur die Kettensge (und das Fahrrad), sondern auch die Natur. Mittlerweile sind mehr als 80 Prozent der auf dem Markt befindlichen Sgekettenle aus nachwachsenden Rohstoffen wie Rapsl.

Es gibt mittlerweile viele Arten von Bioschmier-stoffen, die berwiegend aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt werden, die biologisch abbaubar und daher fr die Umwelt gut vertrg-lich sind. Vor allem beim Einsatz in besonders sensiblen Bereichen wie Wasserschutz- Forst-, Ski- oder Baugebieten, sind biologisch abbaubare Schmiermittel eine wichtige Alternative zu den konventionellen Schmiermitteln aus Erdl. Die biologische Abbaubarkeit bedeutet allerdings nicht, dass diese Produkte nach dem Gebrauch unkontrolliert entsorgt werden drfen. Bei der Entsorgung gelten ebenso strenge Vorschriften wie fr Minerallprodukte.Als nachwachsende Rohstoffe werden fr die Pro-duktion von Bioschmierstoffen pflanzliche le oder tierische Fette verwendet. In Deutschland kommt vor allem Rapsl zum Einsatz. Fr die Herstellung eines Schmierstoffs knnen die pflanzlichen le in natrlicher Form verwendet werden oder sie werden durch chemische Verfahren umgebaut.

Rapsl

tierische Fette

Palmkernl

Palml

Andere

RizinuslSonnenblumenl

rohstoffquelleN fr Bioschmierstoffe

80% deRmehRaLs sge- KeTTenLe sind aus PfLanzenLen25

25

20

158

25

in %

bioschmieRsToffe eine saubeRe aLTeRnaTiVe

biogeneR schmieRsToff

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6)NAcHwAcHseNde RoHstoffearBeitsBlatt 4: RoHstoffe

Vergleichen Sie die Vor- und Nachteile bei der stofflichen Nutzung der Rohstoffquellen!

RohsToffVeRfgbaRKeiT

umweLTschuTz

KLimaschuTz

gesundheiTsschuTz

abfaLLenTsoRgung

nachhaLTigKeiT

heimische aRbeiTsPLTze

NachwachseNde rohstoffe fossile rohstoffe

aufGaBe

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6)NAcHwAcHseNde RoHstoffearBeitsBlatt 5: BAueN

Sie planen Ihr Eigenheim und mchten dafr mglichst viel Naturmaterialien verwenden. Welche Materialien whlen Sie? Tragen Sie in die Zeilen die zugehrigen Informationen ein.

Dmmung

Fassade/Innenwnde

Konstruktion Dach

Tren und Fenster

aufGaBe


1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020

350

300

250

200

150

100

50

0

1977: 50

1950: 1.5

1989: 100

2002: 200

2009: 250

2011: ~280

2013: ~299

71421

198 18

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Eine Welt voller Plastik

NAcHwAcHseNde RoHstoffearBeitsBlatt 6: KuNststoffe

Nur 42 % des Plastikmlls werden recycelt, 56 % werden verbrannt und gehen damit der Kreislauf-wirtschaft fr immer verloren. Rund 6 Milliarden Plastiktten werden in Deutschland jhrlich verbraucht.Weltweit werden jhrlich Millionen Tonnen Kunststoffe (vul-

go: Plastik) hergestellt. Die Produktion steigt dabei seit vielen Jahren stndig an. Weltweit wurden 2013 rund 300 Millionen Tonnen Kunststoffe produziert. In Europa lag die Produktion im gleichen Jahr bei 58 Mio. Tonnen. In Deutschland wurden 20 Mio. Tonnen Kunststofferzeugt.

Verwendung von in Deutschland verarbeiteten Kunststoffen:

Weltproduktion von Kunststoffen

Quelle: PlasticsEurope e. V. (2013)

in Mio. Tonnen

Welt

EuropaDeutschland

die plastiKtte

6 73mio.toNNeN KunsTsToff weRden JhRLich in deuTschLand VeR- bRauchT das enTsPRichT KG PRo PeRson

Deutschland verfgt ber ein hoch entwickeltes Abfallsystem. Plastiktten werden berwiegend in Mllverbrennungsanlagen verbrannt. Tten die ordnungsgem entsorgt werden, knnen nicht mehr in die Umwelt gelangen. In Deutsch-land gibt es nur geringe Probleme mit herum-liegenden Plastiktten. In vielen Lndern aber, vor allem in den Entwicklungslndern, werden insbesondere die sehr dnnen Plastiktten ber weite Strecken weggeweht, was zu erheblichen Umweltverschmutzungen fhrt. Sie finden sich z. B. in Bumen und Struchern oder gelangen in die Gewsser. Jedes Jahr landen fast 7 Mio. Tonnen Plastikabflle in den Meeren und bilden teilweise gigantische Mllstrudel im Wasser.

Es gibt fr die Plastiktten Alternativen: Stoff-taschen, Papiertten und Krbe sowie Taschen, Tten und Behlter aus Biokunststoffen.

18 Stck in Irland

Stck in Deutschland

Stck im EU-Durch-

schnitt

Stck in Bulgarien

Die Anzahl genutzter Plastiktten pro Person und pro Jahr (Einweg und Mehrweg)

Verpackungs-bereich

Bauwesen Automobil-bereich

Elektro-/Elektronikbereich

35 24 10 6

aufGaBe

Informieren Sie sich zu folgenden Themen und erwgen Sie das Fr und Wider:

a) Ersatz von Plastiktten (Biokunststoffe, Recyclingtten) b) Verbot von Ttenc) Pfand auf Tten oder kostenlose Rckgabed) Mehrwegbehlter (Einkaufskorb)

Nutzen Sie fr die Recherche Zeitschriften- und Zeitungsartikel und das Internet.


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6)NAcHwAcHseNde RoHstoffearBeitsBlatt 7: wisseNstest

Nennen Sie die jeweiligen nachwachsende Rohstoffe fr die Herstellung von biobasierten Produkten.

freizeit (Surfboard, Sneakers, Spielzeug)

it (Computer, Maus, Tastatur, Tablet, Smartphone)

wohNeN, schlafeN (Bett, Teppich, Matratze, Polstermbel, Farben)

schreiBtisch (Tisch, Papier, Bleistift, Kuli, Zubehr wie Tacker und Locher)

Kche(Haushaltsgerte wie Kaffeemaschine, Toaster, Wasserkocher)

aufGaBe


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6)NAcHwAcHseNde RoHstoffeversuch 1: foRmteil Aus NAtuRfAseRN

Viele moderne Bauteile wie z. B. die Innenverkleidung von Pkw, Lkw, Flugzeugen und Booten, werden heute aus Glas- oder Carbonfasergewebe hergestellt.Man nennt diese Gewe-beVerbundwerkstoffe,weil hier Fasern aus Glas bzw. Fasern aus Kohlenstoffbei hoher Temperatur mit einem Kunst-stoffharz verklebtwerden.Ihr Vorteil: sie knnen in viele verschieden Formen gepresst werden, haben ein geringes Gewicht und vertragen starke mechanische Belastungen. Die Herstellung ist aber energieaufwndig und die Entsorgung ist nicht unproblematisch. Naturfasern wie Jute, Baumwolle, Hanf oder Flachs knnen in einigen Fllen die Rolle der Ver-strkungsfasern bernehmen. In diesem Experiment wird ganz einfach gezeigt, wie ein Formteil entsteht.

Man schneidet aus dem Gewebe ein kreisrundes Stck aus. Der Durchmesser soll-te etwa 3 cm grer als der Durchmesser der Tasse.

Das Gewebestck wird von der Seite in Rich-tung auf den Kreismit-telpunkt eingeschnitten. Die Schnitte sollten so lang sein, dass in der Mitte ein Stck, das etwa dem Boden der Tasse entspricht, unver-sehrt bleibt.

Das Gewebestck wird nun in die Tasse gelegt, wobei die eingeschnit-tenen Rnder hochklap-pen und sich berlap-pen. Das Innere der Tasse stellt die Form da.

Das Gewebe wird vorsichtig mit einem Pinsel vollstndig mit Holzleim getrnkt und immer wieder an die Tasse gedrckt. Den Pinsel sollte man nach Gebrauch sofort mit Wasser auswaschen!

Nachdem der Leim aus-gehrtet ist, kann man das Formteil vorsichtig aus der Tasse lsen und den oberen Rand mit einer Schere glatt schneiden.

Versuchsanleitung: Institut fr Didaktik der Chemie, Goethe-Universitt Frankfurt am Main, in: Experimentierordner zu nachwachsenden Rohstoffen aus Industriepflanzen, Modul 1. Hrsg.: FNR (2010)

ZuTATEN

GERTE uND MATERIALIEN

1. 2. 3. 4. 5.

Versuch: Formteil aus Naturfasern

versuchsaufBau uNd durchfhruNG

Flachs-, Jute- oder Baumwollgewebe

Flachs-, Jute- oder Baumwollgewebe Holzleim

Tasse Schere Pinsel

Holzleim (schnell abbindend)


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250 ml

500 ml

250 ml

500 ml

250 ml

500 ml

250 ml

500 ml

NAcHwAcHseNde RoHstoffeversuch 2: scHAumstoff Aus stRKe

Im kleinen Becherglas werden 70 g Kartoffelstrke, 3 g Backpulver und 1 g Alginat gemischt.

In das grere Becherglas kommen 80 ml Wasser. Unter Rhren (wenn mglich mit einem Magnetrhrer) wird das gemischte Pulver langsam zugegeben.

Der entstandene flssige Teig wird in dnner Schicht auf das Waffeleisen gegossen. Das Waffeleisen schlieen und bei mittlerer Temperatur den Schaum ausbacken.

Versuchsanleitung: Nachwachsende Rohstoffe (Medienkombination). Hrsg. Benz, Scharf, Weber/C.A.R.M.E.N (2001)


1. 2. 3.

Versuch: Schaum-stoff aus Strke

ZuTATEN

GERTE uND MATERIALIEN

Kartoffel-strke

Rhrlffel oder Magnetrhrer

Waffeleisen

Backpulver(dient als Treibmittel)

Alginat(dient alsEmulgator)

Bei diesem Experiment wird Schaumstoff hergestellt. Schaumstoff ist als Schutz fr viele Dinge geeignet. Schaumstoff hat die Fhigkeit nachzugeben, obwohl er fest ist. Er schtzt so empfindliche Gegenstnde gegen Sto und Druck (wichtig z. B. beim Fahrrad-Schutzhelm). Auf-grund seines geringen Gewichts wird Schaumstoff hufig als Verpackungsmaterial verwendet und dient auerdem auch als Dmmmaterial.


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6)NAcHwAcHseNde RoHstoffeversuch 3: folie Aus stRKe


ZuTATEN Maisstrke aus dem Supermarkt Glycerinlsung (50 %) Lebensmittelfarbstoffe, Wasser

GERTE uND MATERIALIEN Becherglas (250 ml) mit Abdeckung Wasserbad (400 ml) Brenner, Dreifu und Glasstab Transparente Buchschutzfolie (PP), nicht klebend, in reifester Qualitt

Verpackungsmaterial, das man essen kann? Ja, wenn es aus Strke besteht also einem natrlichen, nachwach-senden Rohstoff. Natrlich ist die Folie auch vollstndig biologisch abbaubar und verrottet auf dem Kompost in kurzer Zeit. Verschiedene Hersteller in Deutschland bie-ten schon heute diese Folien an, meistens werden damit Lebensmittel verpackt. Herkmmliche Plastikverpackun-gen werden aus Erdl gefertigt. Erdl ist aber ein fossiler Rohstoff, also nicht erneuerbar. Frderung und Transport des ls sind umweltgefhrdend und bei der Produktion der Verpackungen wird CO2 freigesetzt. Aber es gibt ja jetzt Alternativen.

Etwa 4 g feuchte (oder 2,5 g trockene) Strke werden im Becherglas mit 20 ml Wasser und 2,5 ml Glycerinlsung vermischt. Zur Frbung der Folie kann man auch noch 12 ml gelste Lebensmit-telfarbe zugeben. Die ganze Mischung muss klumpenfrei sein (evtl. krftig schtteln).

Die abgedeckte Mischung in einem Wasserbad mindes-tens 15 min lang kochen und dabei ab und zu umrhren. Das heie Gel muss noch so flssig sein, dass es aus dem Becherglas fliet. Ansonsten noch etwas Wasser zugeben und die Mischung noch ein-mal kurz aufkochen.

Anschlieend verteilt man vor-sichtig das heie Gel auf der PP-Folie und lsst das Ganze bei Raumtemperatur ber Nacht trocknen. Man kann auch eine Kunststoffschale nehmen, diese umdrehen und auf dem kleinen Boden der Schale die Mischung ausgie-en.

Am nchsten Tag kann die Folie dann vorsichtig abge-zogen werden. Den Rand der abgezogenen Folie mit einer Schere beschneiden, um zu dnne oder eingerissene Stellen zu entfernen und um dadurch weiteres Einreien zu vermeiden.

HINWEISEKeine Glasplatte/Plexiglas verwenden, da die Folie da zu stark haftet. Sollte die Folie zu trocken werden, hlt man sie kurze Zeit in Wasserdampf. Durch Zumischen von Gelatine und/oder Chitosan werden die me-chanischen Eigenschaften der Strkefolien verbessert (Mischungsverhltnis 1:1).

1. 2. 3. 4.

Versuch: Folie aus Strke

!

Versuchsanleitung: Prof. Blumes Bildungsserver fr Chemie.http://www.chemieunterricht.de/dc2/nachwroh/

YouTube-Video: bioKunsTsToff aus KaRToffeLn ein VeRsuch

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6)BAsismodul

m10: eNeRGetiscHe NutZuNG

Neustdter Kurier

Das Kraftwerk liefert rund um die Uhr fr rund 12.000 Haushalte, die Schulen am Nordring und das rtliche Schwimmbad umweltfreundliche Wr-me. Das Biomasse-Heizkraftwerk erzeugt auer-dem noch elektrischen Strom und deckt damit den Jahresbedarf von 30.000 Einwohnern. Zusammen mit dem Strohheizwerk im Westend bezieht ab jetzt der gesamte Norden von Neustadt seinen Strom- und Wrmebedarf aus Bioenergie.

Wir kommen unseren Klimaschutzzielen nher, stellte Oberbrgermeister Otto Mller bei seiner Festrede zur Erffnung fest. Was vor fast 20 Jah-ren von meinem Vor-Vorgnger auf den Weg ge-bracht wurde, kommt jetzt bald zu einem erfolg-reichen Abschluss. Zusammen mit dem Windpark am Falterer Berg und den privaten Solaranlagen im Neubaugebiet haben wir schon bald eine 100pro-zentige Versorgung mit klimafreundlicher Energie.

Der Bau des Bioenergie-Zentrums hatte sich nach Protesten der Anwohner verzgert. Es wurde be-frchtet, dass bei der Holzanlieferung zu viele Lkw den Ortsteil durchfahren und so hohe Belastungen fr die Anwohner entstnden. Das Bioenergie-Zen-trum wurde daher nach Brgeranhrungen und Ex-pertendiskussionen neu geplant und der Standort verlegt, sodass die Rohstoffanlieferung nun ber

Neustadt vorreiterBeim Klimaschutz

20. MAI 2020

Nach drei Jahren Bauzeit wurde gestern das Bioenergie-Zentrum am Stadtrand von Neustadt mit einem Festakt erffnet. Zahlreiche interessierte Besucher

nutzten den Tag der offenen Tr, um sich einen Eindruck ber das neue Biomas-se-Heizkraftwerk und das Informationszentrum Bioenergie zu verschaffen.

die Schiene erfolgt. Es hat sich gezeigt, dass wir bei den Planungen alle Beteiligten frhzeitig mit einbeziehen mssen, um Erfolg zu haben, so der Planungschef des Energiezentrums Karsten Mill.

Im Frhjahr wird das Bioenergie-Zentrum noch um drei Biogasanlagen erweitert. Die Neustadt Ener-gie GmbH will aus Glle, Energiepflanzen und Ab-fllen der Lebensmittelindustrie Biogas erzeugen, das anschlieend in Strom und Wrme umgewan-delt wird. Insgesamt wird es rund 30 Arbeitspltze und 10 Lehrstellen geben. Wir haben in unserem Bioenergie-Zentrum eine Vielzahl unterschiedlicher Ausbildungsgnge, so der Betriebsleiter Stefan Grn. Wir bilden Anlagentechniker, Laboranten, Elektriker und Brokaufleute aus. Es bleibt zu hof-fen, dass wir so jungen Menschen eine Perspektive im lndlichen Raum bieten knnen und sie nicht weiter in die Ballungsrume abwandern.

Wir wollen dafr sorgen, dass die Energieversor-gung sicher und bezahlbar bleibt, so Oberbrger-meister Mller in seiner Ansprache. Unsere Stadt ist ein schnes Beispiel fr den Ausbau der erneu-erbaren Energien und dafr, wie wichtig dabei die Bioenergie ist. Nur wenn Strom und Wrme konti-nuierlich und bedarfsgerecht zur Verfgung stehen, haben wir die Energiewende wirklich geschafft.

Von Henri Sams

NAcHwAcHseNde RoHstoffeKopiervorlaGe 19: BioeNeRGie

13.077 PJ100 %

7.000 PJ100 %

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6)NAcHwAcHseNde RoHstoffeKopiervorlaGe 20: BioeNeRGie

Bis zum Jahr 2050 soll sich der Primrener-giebedarf in Deutschland auf 7.000 PJ halbieren so wird es im Energiekonzept der Bundesregierung beschrieben. Knapp 2.200 der insgesamt 7.000 PJ stammen dann mglicherweise aus Biomasse. Dass davon wiederum 1.640 PJ oder etwa 23 Prozent des Primrenergiebedarfs aus einheimischen Quellen kommen knnten, geht aus ver-schiedenen Studien der Bundesregierung hervor. Die restlichen knapp 600 PJ Biomasse mssten importiert werden.

eNerGieverBrauch 2014 uNd 2050

2014 2050

Quelle: FNR nach AFC, AGEB, DBFZ, KTBL, Mantau (2015)

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YouTube-Video: fnR-nachhaLTige bioeneRgie

mehR wissen:biomasse-PoTenTiaLe

11.624 PJ 88,9 %Fossile und nukleare Energien

4.200 PJ 60 %Erneuerbare Energien

2.800 PJ 40 %Fossile Energien

Industrierestholz, Gebrauchtholz, Klrschlamm, organische Abflle aus Haushalten, Industrie und Gewerbe, Deponie- u. Klrgas, etc.

Durchforstungsholz, Schwach-holz, Kronenreste etc.

1.553 PJ 11,1 % Erneuerbare Energien

Energie aus BiomasseDeutschland gilt als relativ rohstoffarmes Land. Auf Biomasse, den Rohstoff fr die Bioenergie, trifft das allerdings nicht zu. Mit ihr knnte Deutschland in Zukunft jhrlich fast so viel Energie erzeugen, wie heute die gesamte Braunkohle liefert. Das hei-mische Biomassepotenzial wird jedoch derzeit nur zur Hlfte genutzt. Bestimmte Pflanzen eignen sich besonders gut zur Energiegewinnung wie etwa Mais und Raps. Schnellwachsende Baumarten wie Pappeln und Weiden knnen als Agrarholz zur Erzeugung von Energie genutzt werden. Holz ist ein wichtiger nachwachsender Rohstoff und Brennstoff fr die Versorgung mit Wrme. Und nicht zuletzt gibt es ein erhebliches Potenzial an organischen Abfllen und Reststoffen: Glle, Holzreste und Stroh. Aus all dieser Biomasse kann Bioenergie gewonnen werden.

Stroh, sonstige Erntereste, Glle, Mist, Landschaftspflegematerial, etc.

BAsismodulm10: eNeRGetiscHe NutZuNG

GLLEBEHLTER

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1

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2

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NACHWACHSENDEROHSTOFFE UNDRESTSTOFFE

NAHWRME ERDGASNETZ STROMNETZ

WOHNHAUS

STALL

Blockheizkraftwerk Gasaufbereitung

Gasmotor

Generator

Fermenter mit Gasspeicher

Nachgrer mit Grrestlager

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eLeKTRische 500 LeisTung kwel

sTRom- 3,9 mio. eRzeugung kwhWirkungsgradel 40 %Mit Strom ca. 1.100 versorgte bei 3.600 kWh Haushalte pro Haushalt

wRme- 4,3 mio. eRzeugung kwhDavon extern 1,5 Mio. nutzbar kWhWirkungsgrad 42 %Mit Wrme ca. 115 versorgte bei 13.000 kWh Haushalte pro Haushalt

biomassebedaRfGlle (Milchkhe) ca. 200 Silomais (Acker) ca. 138 haGrassilage (Wiese) ca. 82 ha

NAcHwAcHseNde RoHstoffeKopiervorlaGe 21: BioGAsANlAGe

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YouTube-Video: biogas fR einsTeigeR

mehR wissen: wie funKTionieRT eine biogasanLage?

Die BiogasanlageAuf dem Land sind Biogasanlagen mit ihren Dchern, die Zirkuszelten hneln, mittlerweile ein vertrauter Anblick. In diesen Anlagen wird aus tierischen Exkrementen wie Glle und Mist, Energiepflanzen wie Mais oder Gras, aber auch Reststoffen wie Futterresten oder Bioabfllen durch Vergrung Biogas hergestellt. Dies erledigen Bakterien, die dafr einen licht- und luftdicht abgeschlossenen Raum und Temperaturen zwischen 32 und 42 Grad Celsius bentigen. Durch den Grprozess entsteht Biogas, das zu etwa zwei Dritteln aus Methan und zu einem Drittel aus Kohlen-dioxid besteht. Geringe Anteile an Stickstoff, Wasserstoff, Sauerstoff und Spurengasen (Spurengase sind in der Luft nur mit einem winzigen Anteil vorhanden) vervollstndigen das Gasgemisch. Das Rohgas wird bis zur weiteren Verwendung in speziellen Speichern aufgefangen. Die brig ge-bliebenen Grrckstnde sind geruchsarm und eignen sich als Dnger fr Acker und Wiese. Biogasanlagen werden so mit Nachschub an Biomasse versorgt, dass sie rund um die Uhr oder je nach Bedarf, unabhngig von Witterung, Jahres- und Tageszeit, Biogas produzieren knnen.

Schema einer landwirtschaftlichen Biogasanlage


0

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

6.000

7.000

8.000

9.000Anlagen

* variierend nach TS-Gehalt bzw. Zusammensetzung

3.7113.891

4.984

5.905

7.175

7.5157.850 7.944 8.005 8.075

BIOGASAUSBEUTEN

ENTWICKLUNG DER ANZAHL VON BIOGASANLAGEN

Biogasertrag

60 %

55 %

0 50 100 150 200

davon der Methangehalt

Schweineglle

Rinderglle

Futterrbensilage

Rindermist

Speisereste

Landschaftspflegegras*

Bioabfall*

Klee-/Luzerngras

Geflgelmist*

Maissilage

*Prognose

Biogasertrag (in Nm3/t FM)

52 %

55%

55%

60%

60%

55%

52 %

50%

2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015* 2016*

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6)NAcHwAcHseNde RoHstoffeKopiervorlaGe 22: BioGAsANlAGe

Energiegewinnung aus BiogasDie etwa 8.000 Biogasanlagen in Deutschland erzeugten 2014 mit rund 29 Mrd. kWh soviel Strom wie drei Kernkraftwerke und konnten bei einem durchschnittlichen Verbrauch von 3.600 kWh je Haushalt damit rund 8 Mio. Haushalte versor-gen. Biogas wird vor Ort meist in einem Blockheizkraftwerk in Strom umgewandelt. Dabei entsteht auch Wrme. Wird sie ebenfalls genutzt, kann der Wirkungsgrad der Anlage bis auf 85 Prozent steigen. Biogas wird auch ins Erdgasnetz eingespeist. Zu diesem Zweck wird das Kohlenstoffdioxid abgetrennt und Biomethan entsteht. Biomethan ist mit Erdgas chemisch quasi identisch und kann u.a. als Kraftstoff fr erdgasbetriebene Fahrzeuge genutzt werden.

mRd. KwhsTRom

die eTwa eRzeugTen

biogas-anLagen8.000 2014 29

Die Anbauflche fr Mais hat in den vergan-genen Jahren stark zugenommen. Durch den zustzlichen Maisanbau fr Biogasanlagen hat sich in einigen Regionen das Landschafts-bild verndert. Dies ist mancherorts als Ver-maisung heftig kritisiert worden. Mit dem sogenannten Maisdeckel, der seit 2012 in der Novelle des Erneuerbare-Energien-Ge-setzes enthalten ist, wurde diese Entwicklung nun aufgehalten.

Quelle: KTBL (2010)Quelle: FNR nach Fachverband Biogase e.V. (2014) und DBFZ (2015)


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880 kWStrohheizkessel

rund 1.800 MWhca. 500 t Stroh

875.000 172.000

480 t pro Jahr

NAcHwAcHseNde RoHstoffeKopiervorlaGe 23: BiomAsse-HeiZweRK

Das Biomasse-HeizwerkBiomasse-Heizwerke arbeiten wie andere Heizwerke auch. Das Besondere an Biomasse-Heizwerken ist der Brennstoff: Holz-hackschnitzel, Holzpellets, Stroh oder Miscanthus (Chinaschilf). Der Brennstoff erwrmt Wasser, das heie Wasser versorgt an-schlieend ber Leitungen Wohnungen, Schwimmbder oder ganze Stadtteile mit Wrme. Biomasse-Heizwerke sind heute mit modernster Technik ausgestattet, z. B. zur Rauchgasentstaubung. Zurck bleibt Asche, die als Zusatz bei der Herstellung von Bau-stoffen oder Dngemitteln verwendet werden kann.

MEHR WISSEN

tinyurl.com/p43uk5etinyurl.com/q9yynva

YouTube-Video: biomasse-heizweRK

mehR wissen: das gLseRne biomasse-heizweRK

Fr wen lohnt sich der Bau?Landwirte, die Stallungen be-heizen mssen; Kommunen und Gewerbebetrie-be in Getreide-anbauregionen

Biobrennstoffe fr Biomasse-HeizwerkeDie Biobrennstoffe stammen meist aus der nheren Umgebung, zum Beispiel aus der Land- und Forstwirtschaft oder aus Hand-werks- und Industriebetrieben, die Holz verarbeiten. Die Preise von Holzhackschnit-zel und andere Biobrennstoffe sind seit Jahren relativ stabil und schwanken kaum. Weil die Brennstoffe bei ihrer Verbrennung nur soviel CO2 abgeben, wie sie beim Wachsen aus der Luft entnommen haben, arbeiten Biomasse-Heizwerke weitestge-hend CO2-neutral.

Biomasse-Heizwerke in Deutschland2014 gab es in Deutschland 1.200 Biomasse-Heizwerke mit einer durch-schnittlichen Leistung von mehr als 500 kW Wrmeleistung, Tendenz steigend. Eine Anlage mit 500 kW Wrmeleistung kann ber ein Nahwrmenetz etwa 20 bis 30 Einfamilienhuser versorgen. Es gibt jedoch auch Biomasse-Heizwerke mit einer Leistung im ein- bis zweistelligen Mega wattbereich, die ber Fernwrme-netze ganze Stdte und Stadtteile mit Heizwrme und Warmwasser versorgen.

Biomasse-Heizwerk in Waldfischbach

mit Wrme versorgte Haushalte

Wrmeleistung

Anlagentechnik

Jhrlich Wrmeerzeugung

Biomassebedarf

Investitionsvolumen Heizzentrale

Investitionsvolumen Nahwrmenetz

CO2-Ersparnis

100


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6)NAcHwAcHseNde RoHstoffeKopiervorlaGe 24: BiomAsse-HeiZKRAftweRK

Das Biomasse- HeizkraftwerkBiomasse-Heizkraftwerke erzeugen im Unterschied zu Biomasse- Heizwerken neben Wrme auch Strom. Bei einer Feuerungsanlage wird mit der Verbrennungswrme Dampf erzeugt, der dann ber Turbine oder Dampfmotor einen Generator zur Stromerzeugung an-treibt. Der Dampf ist danach noch so hei, dass er fr die Wrmeversor-gung genutzt wird. Bei Holzvergaseranlagen wird das Holzgas direkt im Motor verbrannt, der dann wiederum den Generator antreibt. Diese Anlagen erreichen sehr gute Wirkungsgrade. Grundstzlich knnen sie die gleichen Brennstoffe wie Biomasse-Heizwerke verfeu-ern. Meist wird Holz verschiedener Form und Herkunft verwendet.

YouTube-Video: biomasse-heizKRafTweRK neusTReLiTz

mehR wissen: biomasse-heizKRafTweRKe

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Erzeugung von StromDer erzeugte Strom wird ins Stromnetz eingespeist, die erzeugte Wrme versorgt umliegende Industrie- und Gewerbe-betriebe oder fliet in stdtische oder kommunale Nah- bzw. Fernwrmenetze. Biomasse-Heizkraftwerke liefern unabhn-gig von Jahreszeit und Wetter rund um die Uhr Energie. Die Brennstoffe kommen aus der Land- und Forstwirtschaft sowie von Betrieben der holzverarbeitenden In-dustrie oder von Recyclingunternehmen.

Biomasse-Heizkraftwerke in Deutschland2014 waren in Deutschland rund 700 Biomasse-Heizkraftwerke (inkl. der Holzvergasungsanlagen) in Betrieb. Ihre elektrische Leistung von zusammen ber 1.500 MW entspricht der eines groen Kernkraftwerks. Die meisten dieser Anlagen versorgen einen greren Ab-nehmerkreis als die Biomasse-Heizwerke und bentigen entsprechend grere Mengen an Brennstoffen.

WrmetauscherDie heien Ver-brennungsgase erhitzen das Speise wasser, dabei entsteht Hochdruckdampf

Verbrennungsgase

Hochdruckdampf

Wrmeleistung

Elektrische Leistung

Anlagentechnik

Jhrliche Stromerzeugung

Jhrliche Wrmeerzeugung

Biomassebedarf

Investitionsvolumen

CO2-Ersparnis

9,8 MW2,3 MW

Holzhackschnitzelfeuerung15.000 MWh Strom

68.000 MWh Wrme29.000 t Waldhackschnitzel

22 Mio. Euro32.000 t/Jahr

Biomasse-Heizkraftwerk in Hennigsdorf

Mit Wrme und Strom versorgte Haushalte 4.000Fr wen lohnt sich der Bau?Kleine und gr-ere Kommunen mit Nah- oder Fernwrmenetz bzw. deren Stadtwerke, fr Industriebetriebe mit Bedarf an Prozessdampf.

MEHR WISSEN

Strom ca. 30 Mio. kWh/Jahr

Wrme ca. 50 Mio. kWh/Jahr z. B. als Fernwrme nutzbarSpeisewasser


0 2 4 6 8 1097531

Stroh 2,60

4,81

5,10

5,60

6,38

7,239,41

Holzpellets

Holzbriketts

Scheitholz

Energiegetreide

Erdgas

Heizl

Quelle: FNR

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pelletsLange wurde nach einem geeigneten Weg gesucht, das Sge-mehl und die Holzabflle, die tglich in Sgewerken, Schreinereien und Mbelfabriken anfallen, zum Heizen zu nutzen. Heute werden Sgemehl und kleingehckselte Holzreste unter hohem Druck zu Holzpellets gepresst und verkauft. Holzpellet-Heizungen sind die emissionsrmste und umweltvertrglichste Form der Nutzung von Holz zu Heizzwecken. Mit dem Sgemehl und den Holzabfllen, die in Deutschland tglich anfallen, knnte man etwa eine viertel Million Einfamilienhuser heizen und mit Warmwasser versorgen.

Heizen zuhauseHeizen mit Holz hat sich zu einer sauberen und effizienten Technologie entwickelt, mit der ein einzelner Raum oder ein ganzes Haus beheizt werden kann. Holzbrennstoffe sind deutlich preiswerter als l und Gas. Als Brennstoff stehen Scheitholz, Briketts, Hackschnitzel und Pellets zur Verfgung. Sie unterscheiden sich in Energiegehalt, Lagerraumbedarf und P

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NACHWACHSENDE ROHSTOFFE - Zeitbild · M1 Kopiervorlagen Kopiervorlage 1: Nawaro im Alltag – Neue Wege Kopiervorlage 2: ... Biomasse in der Anwendung Vor- und Nachteile von nachwachsenden