Unterrichtsideen und Arbeitsblätter zum Thema Erdöl und Oil-Peak

Transcription

Stadt
Luzern
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AB
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Umweltschutz
Unterrichtsideen und Arbeitblätter
zum Thema Erdöl und Oil-Peak
Erstellt von
Stadt Luzern, Umweltschutz
Monika Keller und Elisabeth Karrer
Anlässlich der Kinoaktion 2008:
Vorführung des Films „The Oil-Crash“ für die SEK I der Stadt Luzern
Inhalt
Grundlagen Rohstoff Erdöl
1 Was ist Erdöl und wie wird es verwendet?
2 Wie entsteht Erdöl?
3 Ergänzung: Was geschieht in der Raffinerie?
4 Ergänzung: Wir untersuchen unterschiedliche Kohlenwasserstoffe
Erdöl und Umwelt
5 Die Schattenseiten des Erdöls
6 Ergänzung: Der Treibhauseffekt
Oil-Peak
7 Die Phasen der Erdölförderung
8 Unsichere Ölzukunft
Lehrmittel_Erdöl_Oillpeak_Teil1+2.doc
Zusatzmaterialien im Internet
Grundlagen Rohstoff Erdöl
§
http://www.jugend-wirtschaft.ch/index.php?c1=show_detail&id=40
Unterrichtseinheit zum Thema Erdöl. Niveau Sek II, ist aber teilweise auch für Sek I verwendbar.
– E-Lessons: Besonders zu empfehlen ist Kapitel 1 „Wofür wird der Rohstoff Erdöl verwendet“
– Kommentar für Lehrpersonen: Enthält gute Abbildungen
– Themenheft „Input“: Vor allem Kapitel 1 und 2 sind als Zusatzinfo für Lehrpersonen
oder z.T. auch direkt für SchülerInnen zu empfehlen. Das Themenheft kann kostenlos
beim öko-forum bezogen werden.
§
Unter www.erdoel.ch kann ein Materialien-Ordner zum Thema Erdöl kostenlos bestellt
werden. Dieser enthält gute Informationen, Bilder und Folien zum Rohstoff Erdöl bzw. zu
seiner Entstehung.
Achtung: Einige Informationen sind veraltet und/oder einseitig!
Erdöl und Umwelt allgemein
§
http://www.greenpeace.ch/de/downloadcenter/download-overview/broschueren
Broschüren mit Informationen über die negativen Folgen von Ölförderung, -transport und
dem Verbrauch von Erdöl.
Klimawandel/Klimaschutz
§
§
§
§
§
§
http://www.wwf.ch/de/tun/aktivwerden/bildung/schule/lehrmittel/probelektionen.cfm
Gute Unterrichtshilfen zum Thema Klima/Klimaerwärmung: „Klimaerwärmung und Folgen“, „Energiecheck - Wie klimafreundlich lebst du?“
Broschüre „Klima“, ein Lehrmittel des WWF Schweiz über den Klimawandel. Diese kann für
Fr 25.- unter www.wwf.ch/lehrmittelschule bestellt werden.
www.bafu.admin.ch/klima -> Klimaschutz im Alltag -> Klimaschutz in der Schule: Diverse
Unterrichtshilfen und weiterführende Links zum Thema Klima/Klimaerwärmung
www.stadtluzern.ch -> Umwelt und Energie -> Klimaschutz: Infos zur Klimaerwärmung/Klimaschutz mit Bezug zur Stadt Luzern.
Wie klimafreundlich ist mein Lebensstil? Test unter http://www.footprint.ch
Auf www.pandaction.wwf.ch findet sich ein Klimacheck, der praxisnah und auf den Alltag
der Jugendlichen ausgerichtet ist.
Oil-Peak
§
§
www.de.wikipedia.org/wiki/peak-oil erklärt den Begriff Oil-Peak
www.peakoil.ch Informationen über den Oil-Peak von der ASPO (Arbeitsgruppe für das
Studium von Peak Oil und Gas)
Seite 2
Lektion 1: Was ist Erdöl und wie wird es verwendet?
Vorschlag Ablauf
Einstieg
§ Ratespiel
Filmausschnitt und Fragen zum Rohstoff Erdöl
§ 15 Minuten Film „Schwarzes Gold - Am Anfang war das Gold“ (bis zur Erdölentstehung)
§ SchülerInnen müssen dazu folgende Fragen beantworten
Was ist Erdöl?
Wozu wird Erdöl verwendet?
Arbeitsblatt: Welche Gegenstände enthalten Erdöl?
§ SchülerInnen entscheiden, welche Gegenstände aus Erdöl-Produkten hergestellt werden.
Filmausschnitt und Filmbericht zur Geschichte der Erdölförderung
§ Film „Schwarzes Gold - Am Anfang war das Gold“
§ SchülerInnen schreiben einen Filmbericht mit folgendem Titel (evtl. als Hausaufgaben):
„Der Mensch und sein Öl: Die Geschichte der Erdölgewinnung und -Verwendung“¨
Ergänzung
§ E-Lesson, Kapitel 1 von Jugend-Wirtschaft:
http://www.jugend-wirtschaft.ch/index.php?c1=show_detail&id=40
Einstieg: Ratespiele
Worum handelt es sich bei folgender Beschreibung?
Die Lehrperson liest folgende Beschreibung vor oder projiziert sie am Hellraumprojektor.
Frage: Worum handelt es sich?
§
Das Ding ist aus der modernen Welt nicht mehr wegzudenken. Mehr noch, es ist für uns
§
lebenswichtig geworden!
Wir alle verwenden täglich viele Produkte, die ganz oder teilweise aus diesem
§
stellt werden.
Das Ding ist Energiequelle für Wärme und Licht, es liefert die Schmierstoffe für die Ma-
Ding herge-
schinen und Stoffe für die Beläge unserer Strassen sowie die notwendigen Basisstoffe zur
Herstellung von unzähligen Chemieprodukten.
Oder
Was haben all diese Gegenstände gemeinsam?
Die Lehrperson bringt verschiedene Gegenstände mit oder zeigt ein Bild davon:
Salbe, Pet-Flasche, Kunststoff-T-Shirt, Kerze, Plastiksack, Lippenstift....
Frage: Was haben all diese Gegenstände gemeinsam?
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Arbeitsblatt 1
Welche Gegenstände enthalten Erdöl?
Welche der Gegenstände werden aus Erdöl-Produkten hergestellt? Umkreise diese!
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Hinweise für Lehrpersonen
Fragen zum Filmausschnitt
1) Was ist Erdöl?
Erdöl ist eine hell- bis schwarzbraune manchmal auch grünliche Substanz, die in unterirdischen
Hohlräumen oder lockerem Gestein vorkommt. Es handelt sich dabei nicht um einen reinen
Stoff, sondern um eine Mischung verschiedener Bestandteilen. Die Zusammensetzung von Erdöl
lässt sich wie folgt charakterisieren:
80 − 87 %
verschiedene Kohlenwasserstoffe
9 − 14 %
Wasserstoff
0 − 3%
Sauerstoff
0−5%
Schwefel
2) Wozu wird Erdöl verwendet?
Die verschiedenen Bestandteile des Erdöls finden bei uns im Alltag unterschiedliche Anwendungen:
§ Kerosin als Treibstoff für Flugzeuge
§ Benzin und Diesel als Treibstoffe für Motorfahrzeuge und Schiffe
§ Flüssiggas (Propan und Butan) zum Kochen
§ Heizöl zum Heizen
§ Leichtbenzin als Reinigungs- und Lösungsmittel
§ Bitumen für den Strassenbau
§ Paraffin als Bestandteil von Kerzenwachs
Erdöl ist zudem ein wichtiges Ausgangprodukt für die Herstellung von:
Kunststoffen, Chemiefasern, Waschmittel, Farben, Lacke, Düngemittel, Arzneimittel….
Lösungen Arbeitsblatt: Welche Gegenstände enthalten Erdöl?
Produkte, die aus Erdöl hergestellt werden:
Nylonstrümpfe, Lippenstifte, Klebestreifen, Telefon, Salbe, Petflaschen, Kerzen
Ergänzung
Viele Gegenstände, die nicht aus Erdöl hergestellt sind, brauchen bei ihrer Produktion viel
Energie. Diese wird meist aus Erdöl gewonnen. Das heisst, in diesen Gegenständen ist Erdöl als
graue Energie enthalten. Beispiel: Glasflaschen, viel Energie für die Glasschmelze.
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Lektion 2: Wie entsteht Erdöl?
Vorschlag Ablauf
Einstieg
§ Wer weiss, woraus Erdöl entstanden ist?
Arbeitsblatt: Die Entstehung von Erdöl
§ SchülerInnen beantworten einzeln oder zu zweit mit Hilfe der Bilder die Fragen.
§ Evt. sind zusätzliche Information notwendig: Infotext die Entstehung von Erdöl wird ausgeteilt oder zusammen gelesen.
Filmausschnitt zur Entstehung von Erdöl
§ Film „Schwarzes Gold, am Anfang war das Gold“: Minute 15 bis 17 zeigt die Entstehung
von Erdöl
Diskussion im Plenum
§ Erdöl gilt als nicht erneuerbar. Weshalb?
Ergänzung
§ Die wichtigsten Erdöllagerstätten weltweit zeigen, z. B. anhand der Weltkarte im Themenheft Input Erdöl.
Infotext
Die Entstehung von Erdöl
Grundstoff bei der Bildung von Erdöl ist das Plankton, welches aus kleinsten pflanzlichen und
tierischen Lebewesen (Einzeller) besteht und im Meer lebt. Plankton ist nur in den obersten
Wasserschichten zu finden, denn es benötigt Sonnenlicht zum Leben. Stirbt das Plankton ab,
sinkt es auf den Meeresgrund. Der grösste Teil davon verwest während des Absinkens mit Hilfe
des Sauerstoffs im Wasser. Ein kleiner Rest jedoch erreicht den Grund ohne Verwesung. Diese
Überreste bleiben vorerst auf dem sauerstoffarmen Meeresgrund liegen und bilden einen Faulschlamm.
In schwach bewegten, wenig durchlüfteten warmen und flachen Meeresbecken herrschen ideale Bedingungen für die Bildung von Erdöl. Hier ist sehr wenig Sauerstoff vorhanden. Das herabgesunkene Plankton durchläuft im Faulschlamm nun unter der Mithilfe von Bakterien, die
ohne Sauerstoff leben, einen Fäulnisprozess. Weitere, wichtige Voraussetzungen für die Erdölbildung sind ein hoher Druck und eine hohe Temperatur. Beides entsteht, wenn der Faulschlamm mit Ton, Sand oder Kiesel überlagert wird.
Poröse, das heisst löchrige, Gesteinsschichten können das so entstandene Erdöl speichern, wie
ein Schwamm Wasser speichern kann. Es gibt keine unterirdischen Ölseen! Infolge des hohen
Drucks und weil das Öl leichter als Wasser ist wandert es innerhalb dieser Gesteinsschichten
aufwärts. Gerät das Öl nun unter eine undurchlässige Schicht, die seine weitere Wanderung
nach oben und nach den Seiten verhindert (Erdölfallen), reichert es sich dort an. Es entsteht
eine Erdöllagerstätte.
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Arbeitsblatt 2
Die Entstehung von Erdöl
Aufgaben
1)
2)
3)
4)
Aus welchem Material bildet sich Faulschlamm?
Zähle die Bedingungen auf, unter denen sich Erdöl bildet.
Beschreibe, was mit dem Erdöl nach der Entstehung passiert.
Wo auf der Welt würdest du nach Erdöl suchen?
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Lektion 3: Was geschieht in der Raffinerie?
Vorschlag Ablauf
Einstieg
§ Erdöl ist ein Gemisch. Wir brauchen nicht das Gemisch, sondern die einzelnen Bestandteile wie Benzin, Diesel, Kerosin...
§ Habt ihr eine Ideen, wie man das Erdölgemisch in seine Bestandteile zerlegen könnte?
Arbeitsblatt: Was geschieht in der Raffinerie
§ SchülerInnen lösen selbstständig oder zu zweit die Aufgaben: Sie lesen den Text, beschriften die Abbildung und beantworten die Fragen.
Ergänzung
§ DVD Science Bank 1-2, 1.1 Rohöl. Erklärt den Vorgang der Destillation detailliert.
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Arbeitsblatt 3
Was geschieht in der Raffinerie?
Wie wir bereits wissen besteht Erdöl aus einem Gemisch von verschiedenen Kohlenwasserstoffen. Um daraus beispielsweise Benzin oder Heizöl zu gewinnen, muss es in einer Raffinerie aufgetrennt werden.
Die atmosphärische Destillation
Der Grundvorgang der Rohölverarbeitung ist der Destillationsprozess: Zuerst wird das Rohöl in
speziellen Röhrenöfen auf etwa 350 °C erhitzt. Bei dieser Temperatur verdampft der grösste
Teil des Rohöls. Die Dämpfe werden in die bis 50 Metern hohen Destillationstürme geleitet.
Dort strömen sie durch viele, mit Löchern versehenen Zwischenböden, die sogenannten Glockenböden, aufwärts und kühlen sich langsam ab. Dabei kondensieren die einzelnen Dampfbestandteile, sobald ihr Siedepunkt unterschritten wird. Die kurzen Kohlenwasserstoffketten
kondensieren erst ganz zuoberst, da sie tiefe Siedepunkte haben. Die längeren Kohlenwasserstoffketten mit einem hohen Siedepunkt kondensieren bereits im unteren Bereich des Destillationsturmes, wo es noch sehr heiss ist. Die bei der Kondensation entstehenden Flüssigkeiten
enthalten also nur noch sehr ähnlich lange Kohlenwasserstoffketten. Sie werden auf den Glockenböden abgefangen und von dort abgeleitet.
Die Vakuumdestillation
Ein kleiner Teil des Rohöls verdampft bei einer Temperatur von 350 °C noch nicht. Dieser sogenannte atmosphärische Rückstand fliesst aus dem unteren Teil des Destillationsturmes aus. Mit
Hilfe der Vakuumdestillation wird nun auch dieser aufgetrennt. Da sich KohlenwasserstoffVerbindungen bei zu hohen Temperaturen zersetzen, will man den Rückstand aber nicht noch
stärker erhitzen. Deshalb destilliert man ihn nun unter Vakuum. Im Vakuum liegen nämlich die
Siedepunkte um mehr als 100 °C tiefer. Ansonsten funktioniert diese Destillation nach demsel ben Prinzip wie die atmosphärische Destillation.
Das Kracken
Unter Kracken versteht man die Spaltung von langen Kohlenwasserstoffketten in kürzere. Dies
ist von Bedeutung, weil der Bedarf an Produkten aus kurzen Ketten viel grösser ist als derjenige
aus langen Ketten. Kohlenwasserstoffketten kann man spalten, indem man sie unter grossem
Druck auf 900 °C erhitzt. Unter diesen Bedingungen brechen die Bindungen zwischen den Kohlenstoffatomen.
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Aufgaben zur Raffinerie
1) Beschrifte die untenstehende Abbildung mit Hilfe des Textes auf der Vorderseite.
2) Weshalb wird Erdöl in einer Raffinerie verarbeitet?
3) Welche Eigenschaft der Kohlenwasserstoffe nützt man aus, um sie zu trennen?
4) Wie sehen die Kohlenwasserstoffe aus, die im obersten Teil des Destillationsturmes kondensieren?
5) Wie und weshalb wird “gekrackt”?
Seite 10
Lektion 4: Wir untersuchen Kohlenwasserstoffe
Vorschlag Ablauf
Einstieg
§ Lehrperson erklärt die Aufgabe und das erforderliche Material
Postenlauf: Experimentieren und Lesen, Arbeitsblatt: Wir untersuchen Kohlenwasserstoffe
§ SchülerInnen arbeiten in Gruppen an den verschiedenen Posten.
Sie untersuchen die 4 Kohlenwasserstoffe Erdöl, Hexan, Leichtbenzin, Heizöl und versuchen die Experimente richtig zu interpretieren
§
§
§
Experimentierposten Brennbarkeit: Untersuchen der Brennbarkeit von 4 Kohlenwasserstoffen, Aufschreiben der Beobachtungen
Experimentierposten Viskosität: Untersuchen der Viskosität von 4 Kohlenwasserstoffen,
Aufschreiben der Beobachtungen
Leseposten: Aneignen von Hintergrundwissen. Die SchülerInnen sollten nun in der Lage
sein die Beobachtungen der Experimente erklären zu können. Zudem sollten sie erraten,
um welche Kohlenwasserstoffe es sich handeln könnte
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Arbeitsblatt 4
Wir untersuchen Kohlenwasserstoffe
A Die Brennbarkeit
Material
4 flüssige Kohlenwasserstoffe, nummeriert in RG
4 Pyrexschalen, nummeriert
Dreibein
Gasbrenner
feuerfeste Unterlage
Thermometer
Holzspäne
Gitternetz
Tiegelzange
Anleitung
§ Giesse sorgfältig, ohne Spritzer zu machen, von jedem der 4 Flüssigkeiten etwa die Hälfte in
die entsprechend nummerierte Pyrexschale.
§ Versuche jeden Kohlenwasserstoff mit einem brennenden Holzspan zu entzünden.
§ Gelingt dies, lösche die Flamme mit dem zweiten Gitternetz. Giesse nun die Flüssigkeit zurück ins entsprechend nummerierte RG und verschliesse mit einem Stopfen.
§ Gelingt dies nicht, erwärme die Flüssigkeit vorsichtig mit dem Gasbrenner und versuche sie
erneut zu entzünden, wenn sich Dämpfe bilden.
§ Sobald der Kohlenwasserstoff brennt, entfernst du den Gasbrenner.
§ Lösche das Feuer nach kurzem Brennen mit dem zweiten Gitternetz und messe sofort nach
dem Abdecken die Temperatur. Giesse die Flüssigkeit zurück ins RG.
§ Putze den Tisch ab.
Hefteintrag
Protokolliere für die 4 Kohlenwasserstoffe, wie und bei welcher Temperatur du sie entzünden
konntest.
B Die Viskosität
Material
4 flüssige Kohlenwasserstoffe, nummeriert in RG
4 10-ml-Pipetten, nummeriert
eigene Uhr mit Sekundenzeiger
4 kleine Pipetten, nummeriert
Löschpapier
Anleitung
§ Sauge nacheinander je 10 ml der verschiedenen Kohlenwasserstoffe in die entsprechend
nummerierte Pipette (Saugballon).
§ Entferne der Saugballon und messe mit deiner Uhr die Zeit, welche die 10 ml zum vollständigen Auslaufen aus der Pipette zurück ins Reagenzglas benötigen.
§ Gib mit den kleinen Pipetten von jeder Flüssigkeit einen Tropfen auf ein Löschpapier, markiere daneben die Nummer. Beobachte während einiger Zeit, ob und in welcher Zeit die
Kohlenwasserstoffe verdunsten.
§ Vergleiche die Flüssigkeiten auch durch Betrachtung und mit einer Fingerprobe.
Seite 12
Hefteintrag
Protokolliere die Auslaufzeit der verschiedenen Kohlenwasserstoffe. Fasse deine Beobachtungen zum Verdunstungsversuch zusammen. Halte die Ergebnisse der Fingerprobe fest.
C Denkaufgabe
1) Lese den Infotext: Wir untersuchen Kohlenwasserstoff
2) Erkläre, was die Flammentemperatur ist.
3) Versuche zu erraten, um welche Stoffe es sich bei den 4 Flüssigkeiten handelt. Begründe deine Vermutungen.
Seite 13
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Infotext: Wir untersuchen Kohlenwasserstoffe
Merksatz für die Schüler:
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X
Merke:
§Je länger die Kette, desto zähflüssiger ist der Kohlenwasserstoff, d.h. desto höher ist seine Viskosität.
§Je länger die Kette, desto höher ist die Flammentemperatur (Temperatur, bei der die Flüssigkeit verdampft und deshalb entzündlich ist)
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Lektion 5: Die Schattenseiten des Erdöls
Vorschlag Ablauf
Einstieg
§
Kennt ihr Schattenseiten des Erdöls?
§ Aufzählungen der SchülerInnen werden an Tafel gesammelt.
Arbeitsblatt: Die Schattenseiten des Erdöls
§
Lehrperson zeigt verschiedene Bilder (Beamer, Hellraumprojektor)
§
Das Tafelbild wird ergänzt.
§ Die Schüler wählen je 1-2 Probleme und diskutieren in 2er Gruppen mögliche Lösungen.
Ergänzung
§
Test: Wie klimafreundlich ist mein Lebensstil? Z.B. als Hausaufgabe
unter www.footprint.ch oder www.pandaction.wwf.ch -> Klimacheck
§
Klimacheck-Arbeitsblatt unter:
http://www.wwf.ch/de/tun/aktivwerden/bildung/schule/lehrmittel/probelektionen.cfm
Seite 16
Arbeitsblatt 5
Die Schattenseiten des Erdöls
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1) Zähle die verschiedenen Schattenseiten des Erdöls auf und ordne die Bilder richtig zu.
2) Siehst du Möglichkeiten, um diese Probleme zu vermeiden oder reduzieren?
Seite 17
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X
Lösungen Arbeitsblatt: Die Schattenseiten des Erdöls
Die Förderung, der Transport, die Verarbeitung und insbesondere der Verbrauch von Erdöl belasten die Umwelt und haben gravierende Folgen
für Mensch und Natur:
Schattenseite
Problem
Ölförderung
§
§
Tankerunfälle
§
Gravierende Veränderung der Landschaft (z. B. Rodung von Urwäldern)
durch Erstellung von Bohrlöchern sowie
Strassen und Pipelines.
Bei Förderung und Transport des Öls
gehen 3-7% verloren und verschmutzen Wasser, Wälder, Landschaft.
Auslaufendes Öl verseucht die Küsten,
Tiere und Pflanzen sterben!
Lösungsansätze
§
§
§
§
§
Luftverschmutzung
§
Klimaerwärmung durch §
Verbrennen von Öl
§
Bei der Verbrennung von Erdöl z. B. in
Automotoren und Ölöfen werden gesundheitsschädigende Luftschadstoffe
freigesetzt.
§
Bei der Verbrennung von Erdöl wird
Kohlendioxid (CO2) freigesetzt.
Dieses ist schlecht fürs Klima. Es sammelt sich in der Atmosphäre an und
verursacht die Klimaerwärmung.
§
§
§
§
§
§
Verbot von Ölförderung in besonders empfindlichen Gebieten: Naturreservate
Rückbau der Anlage, wenn das Öl versiegt.
Die maroden Pipelines müssen ersetzt und die ölverseuchten Böden abgetragen werden.
Alle öltransportierenden Tanker müssen eine doppelte Bootshülle
haben.
Keine alten Tanker mit Öl beladen.
Verbesserung der Technik: Verbesserte Steuerung der Verbrennung, Entfernung der Schadstoffe aus den Abgasen durch Katalysatoren und Partikelfilter.
Besser: Möglichst wenig verbrennen! Also weniger Autofahren
bzw. Fliegen und mit Sonne oder Erdwärme statt Öl heizen.
Möglichst sparsamer Umgang mit Öl, Gas und Kohle:
Verzichten, z. B. auf Autofahren, Erdbeeren an Weihnachten
effizientere Geräte einsetzten z. B. Sparlampe statt Glühbirne, gut
isolierte Häuser
Klug handeln, z. B. kurz und kräftig lüften statt Kippfenster den
ganzen Tag offen
Nutzung von erneuerbarer Energie: z. B. Sonnenenergie, Windkraft, Wasserkraft, Holz
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Lektion 6: Der Treibhauseffekt
Vorschlag Ablauf
Einstieg
§Bild von Treibhaus: Weshalb wachsen Pflanzen im Treibhaus schneller?
Arbeitsblatt: Der Treibhauseffekt
§ SchülerInnen lesen den Text, versuchen den Treibhauseffekt zu zeichnen und beantworten
die Frage.
Ergänzungen
§Lehrmittel„Klima“ des WWF Schweiz: enthält viele Informationen, gute Arbeitsblätter und
Experimente zum Thema Klima und Klimawandel. Sehr zu empfehlen!
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Arbeitsblatt 6
Der Treibhauseffekt
Was versteht man unter dem “Treibhauseffekt”?
In einem Gewächshaus aus Glas, man nennt es auch “Treibhaus”,
ist es immer wärmer als im Freien. Die Sonnenstrahlung kann die
Glaswände ungehindert durchdringen und innen Erde und
Pflanzen erwärmen. Die wieder abgestrahlte Wärme wird von
den Glaswänden aber zum grössten Teil zurückgehalten. Nur
wenig der Wärmeabstrahlung gelangt wieder nach aussen. Der
grösste Teil der Wärme bleibt im Treibhaus “eingesperrt”.
Treibhauseffekt auf unserer Erde
Die Lufthülle der Erde, die Atmosphäre, wirkt ganz ähnlich wie die Glasscheibe eines Gewächshauses: Die Sonnenstrahlung kann durch die Atmosphäre durchdringen und die Erde erwärmen. Die von der Erde wieder abgestrahlte Wärme wird aber zum Teil von der Atmosphäre zurückgehalten. Das ist nicht schlimm, im Gegenteil! Ohne diesen natürlichen Treibhauseffekt
wäre die Erde viel kälter (durchschnittlich -18 °C), und deshalb wahrscheinlich unbewohnt.
Der Mensch verstärkt den Treibhauseffekt künstlich. Durch das Verbrennen von Erdöl und Kohle entsteht Kohlendioxid (CO2). Dieses reichert sich in der Atmosphäre an. Die Atmosphäre wird
dadurch weniger durchlässig für die Wärmeabstrahlung: Mehr Wärme wird innerhalb der Atmosphäre „eingesperrt“.
Aufgaben
1) Zeichne den natürlichen Treibhauseffekt unserer Erde.
2) Was passiert, wenn es auf der Erde immer wärmer wird? Zähle einige Folgen auf.
Seite 20
Treibhauseffekt auf unserer Erde
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Seite 21
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X
Lektion 7: Die Phasen der Erdölförderung
Vorschlag Ablauf
Lehrervortrag Schatzsuche
§
Lehrperson erklärt Prinzip der Suche eines sehr beliebten, endlichen Stoffs mit Hilfe von
Bildern.
Arbeitsblatt: Die Phasen der Erdölförderung
§ SchülerInnen kleben die Textbausteine an den entsprechenden Ort bei der Schatzsuche.
Glockenkurve Erdölförderung
§
Zusammen zeichnen und besprechen.
§ Begriff Oil-Peak erklären und einzeichnen.
Arbeitsblatt: Behauptungen zum Oil-Peak
§ SchülerInnen bestimmen, welche Behauptung richtig ist (evt. als Hausaufgabe)
Idee
§
Schatzsuche nachspielen, z. B. mit verschiedenen Süssigkeiten, die ums Schulhaus unterschiedlich schwierig versteckt sind.
Lehrervortrag Schatzsuche
Bild
Text
Ausgangslage
§
Bild 1
Niemand weiss, dass es ein Schatz im Wald Goldsilva gibt.
Niemand sucht danach. Am 1. Tag der Sommerferien 2008
wird kein einziger Schatz gefunden.
Anfangsphase
§
Bild 2
Durch Zufall findet ein Kind am 2. Tag der Sommerferien
2008 beim Spielen im Wald einen glitzernden Schatz und erzählt dies stolz seinen Freunden.
Bild 3
§
Am nächsten Tag kommen auch seine beiden Freunde in den
Wald Goldsilva und suchen. Am 3. Tag der Sommerferien finden die Kinder 5 Schätze.
Bild 4
§
Am 4. Tag kommen 10 Kinder nach Goldsilva. Die einfach versteckten Schätze sind schon gefunden und die Suche ist
schwieriger geworden. Deshalb nehmen die Kinder nun auch
Hilfsmittel wie Schaufeln, Hacke und Pickel mit. Dank des
grossen Suchtrupps und der Hilfsmittel werden am 4. Tag 7
Schätze geborgen.
Maximum
§
Bild 5
Durch die intensive Suche und dem Einsatz von Hilfsmitteln
während der vergangenen Tage hat die Anzahl verbleibender Schätze abgenommen. Es ist nun viel schwieriger geworden, neue Schätze zu finden!
§
Obwohl am 5. Tag 15 Kinder suchen und noch bessere HilfsSeite 22
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X
mittel einsetzen, können sie nicht mehr Schätze finden als sie
dies bereits am 4. Tag taten. Sie bergen also wieder 7 Schätze.
Schlussphase
§
Das Maximum gefundener Schätze pro Tag ist nun erreicht.
§
Am 6. Tag sind bereits 15 Kinder auf Schatzsuche. Trotz gros-
Bild 6
sem Aufwand finden sie jedoch nur noch 4 Schätze. Obwohl
es im Wald Goldsilva immer noch Schätze gibt, ist es extrem
schwierig geworden, sie zu finden!
Kein Bild
§
Am 7. Tag bergen sie noch 3 Schätze.
Kein Bild
§
Am 8. Tag sogar nur noch 1.
Ende
§
Es gibt nach wie vor Schätze im Wald Goldsilva aber diese
Bild 7
sind sehr gut versteckt oder können mit den Hilfsmitteln der
Kinder nicht erreicht werden.
§
Die Suche ist sehr mühsam geworden, und der Aufwand
lohnt sich kaum noch. Deshalb haben die Kinder die Schatzsuche in diesem Wald aufgegeben.
Seite 23
Arbeitblatt 7
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Die verschiedenen Phasen der Suche nach einem hochbegehrten, endlichen Stoff
Schatzsuche: Bilder
Ausgangslage
Erdölsuche: Text
Anfangsphase
Seite 24
Schatzsuche: Bilder
Maximum
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X
Erdölsuche: Text
Schlussphase
Ende
Seite 25
Arbeitsblatt 7
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X
Erdölsuche im Verlauf der Zeit
Das Suchen, Finden und Fördern von Erdöl ist sehr ähnlich wie die Schatzsuche im Wald Goldsilva: Auch Erdöl ist ein hochbegehrter Stoff, der nicht erneuerbar ist, und das Finden beziehungsweise Fördern von Erdöl kann durch Technik und Erfindergeist gesteigert werden. Beim
Erdöl gilt ebenfalls, dass das Entdecken von neuen Erdölquellen schwieriger wird, je mehr
schon gefunden ist.
Klebe die Textstücke zum entsprechenden Bild der Schatzsuche
Es gibt immer noch Erdöl im Boden, doch viel weniger als am Anfang. Das verbleibende Erdöl ist
sehr schwierig zu erreichen. Mit
neuen technischen Hilfsmitteln
könnte man wahrscheinlich auch
dieses Öl fördern, doch das lohnt
sich nicht mehr, da der Aufwand
zu gross ist. Die Ölförderung verbraucht mehr Energie als aus dem
gefundenen Öl gewonnen werden
kann.
Die Menschen betreiben noch
mehr Aufwand und verwenden
noch bessere technische Hilfsmittel
für die Erdölsuche bzw. förderung. Trotzdem kann die gefundene Menge nicht gesteigert
werden. Die im Boden verbleibende Menge Erdöl hat unterdessen
so stark abgenommen, dass es
schwierig ist, neue Erdölquellen zu
finden.
Das Ölfördermaxima ist erreicht!
Entdeckung! 1859 wird in der USA
zum ersten Mal erfolgreich nach
Erdöl gebohrt.
Die Menschen erfinden bessere
technische Hilfsmittel für die Erdölsuche und –förderung. Sie
betreiben auch mehr Aufwand.
Dadurch können sie ihren Erfolg
laufend steigern: Sie finden immer
mehr Erdöl pro Zeiteinheit.
Die Menschen suchen und fördern
Erdöl mit sehr einfachen Mitteln.
Da noch viel Öl unentdeckt ist, ist
es einfach, neue Quellen zu finden. Weltweit wird insgesamt wenig Erdöl pro Zeiteinheit gefördert.
Gleichzeitig nimmt die im Boden
verbleibende Menge Erdöl dauernd ab.
Seite 26
Die Menschen betreiben sehr viel
Aufwand für die Erdölsuche und förderung. Sie erfinden immer
noch bessere technische Hilfsmittel. Trotzdem nimmt die Menge
gefördertes Erdöl pro Zeit laufend
ab.
Es gibt nur noch wenig Erdöl im
Boden, und dieses ist zudem
schwierig zu fördern. Viele alte
Ölquellen sind unterdessen versiegt.
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An gewissen Orten quillt Erdöl von
alleine aus dem Boden. Einige
Menschen verwenden diesen neuen Stoff zum Schmieren von Achsen oder als Heilmittel.
Ansonsten ist Erdöl noch unbekannt, und wird deshalb auch
nicht gefördert.
Seite 27
Arbeitsblatt 8
Behauptungen zum Oil-Peak
Richtig oder Falsch?
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X
§
Oil-Peak ist englisch und heisst so viel wie „Öl-Gipfel“.
§
Als Oil-Peak bezeichnet man den Stich der Sandwespe.
§
Oil-Peak bedeutet soviel wie die maximale Erdöl-Fördermenge pro Zeiteinheit.
§
Vor dem Oil-Peak steigt die Menge gefördertes Öl pro Zeiteinheit ständig an.
§
Nach dem Oil-Peak steigt die Menge gefördertes Öl pro Zeiteinheit ständig an.
§
Nach dem Oil-Peak gibt es kein Erdöl mehr.
§
Haben wir den Oil-Peak erreicht, können wir die Erdölfördermenge pro Zeiteinheit nicht
mehr steigern.
§
Die Ursache dafür, dass wir die Erdölfördermenge pro Zeiteinheit nicht mehr steigern können, sind technische Probleme.
§
Je mehr Öl wir schon gefördert haben, je schwieriger wird es, neues Öl zu finden.
§
Je mehr Leute suchen und je besser die Hilfsmittel sind, je eher finden wir Öl.
§
Mit besseren technischen Hilfsmitteln können wir in jedem Fall die Erdölfördermenge pro
Zeiteinheit steigern.
§
Es wird wahrscheinlich noch lange Erdöl geben, die Frage ist einfach, ob man es mit vertretbarem Aufwand fördern kann.
§
Erdöl ist erneuerbar und wird laufend von Bakterien produziert.
§
Die Erdölfördermenge im Verlaufe der Zeit wird durch eine Glockenkurve beschrieben.
§
Der höchste Punkt der Glockenkurve entspricht dem Oil-Peak.
§
Auch beim nicht erneuerbaren Energieträger Erdgas ist ein Peak zu erwarten wie beim Erdöl.
Seite 28
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Prinzip der Suche eines hochbegehrten, endlichen Stoffs
§
Anfangsphase: Zu Beginn wird pro Zeiteinheit (z. B. Tag) dauernd mehr gefunden, obwohl
die Anzahl verbleibende Schätze laufend abnimmt. Ursache: die Kinder werden laufend
besser beim Suchen und erfinden immer neue Hilfsmittel.
§
Maximum: Kinder können sich nicht mehr steigern. Sie werden zwar noch besser beim Suchen, doch das gleicht nur die Tatsache aus, dass die Schatzsuche dauernd schwieriger ist,
weil alle einfach zu erreichenden Schätze schon gefunden sind.
§
Schlussphase: Trotz hohem Aufwand finden die Kinder dauernd weniger Schätze pro Zeiteinheit (Tag). Ursache: Es gibt nur noch wenig Schätze, die zudem schwierig zu finden und
zu erreichen sind.
§
Ende: Irgendwann lohnt sich der Aufwand für die Kinder nicht mehr. Sie hören auf, obwohl
es noch Schätze gäbe.
Unterschied Erdölsuche - Schatzsuche
§ Je weniger Erdöl gefördert wird, je begehrter wird der Stoff und desto teurer kann er verkauft werden. Deshalb lohnt sich die Erdölsuche noch länger als die Suche nach den Schätzen.
Kurve: Ölfördermenge in Anhängigkeit der Zeit
evt. zuerst Kurve Schatzfunde in Abhängigkeit der Zeit zeichnen.
Fördermenge
Oil-Peak
Anfangsphase
Schlussphase
Ende
§
Die Fördermenge in Abhängigkeit der Zeit wird durch eine so genannte Glockenkurve beschrieben.
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Viele Fragezeichen
Wann der Oil-Peak erreicht ist, kann nicht wirklich vorhergesagt werden. Niemand weiss genau,
wie viel Erdölreserven noch vorhanden sind! Einige Fachleute schätzen, dass der Oil-Peak bereits 2006 eingetroffen ist. Andere wiederum meinen, dass er nicht vor 2030 erreicht ist.
Die Erdölindustrie kritisiert die Oil-Peak- Theorie grundsätzlich. Sie denkt, dass die geförderte
Erdölmenge dank neuer Technologien noch lange nicht, oder sogar gar nicht, abnimmt.
Seite 30
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Lektion 8: Unsichere Erdölzukunft?
Vorschlag Ablauf
Einstieg
§
Bild 6 der Schatzsuche zeigen.
§
Was passiert im Moment, wenn wir merken, dass pro Tag laufend weniger Schätze gefunden werden, obwohl wir viel Aufwand betreiben für die Suche?
§
Begeisterung und Zuversicht lassen nach. Enttäuschung und Unsicherheit machen sich
breit. Wir haben das Bedürfnis zu wissen, wie die Zukunft aussieht.
§
Verschiedene Stimmen werden laut, welche behaupten, die Zukunft zu kennen.
§
Bild von Schwarzseher, Sorglosen, Erfindergeist: Die SchülerInnen überlegen, was wer in
diesem Moment sagen könnte.
Arbeitsblatt: Unsichere Erdölzukunft
§
Die SchülerInnen lesen verschiedene Meinungen zur Öl-Zukunft und ordnen sie zu.
§ Die SchülerInnen bilden sich eine eigene Meinung.
Diskussion im Plenum
§
SchülerInnen stellen ihre Meinung vor.
§ Je nach Können: Diskussion/Arena in kleinen Gruppen.
Ergänzung
§
SchülerInnen suchen in Zeitungen nach Berichten, welche ihre Meinung unterstützen oder
Lehrperson bringt verschiedene Zeitungsausschnitte mit.
Seite 31
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Einstieg
Erfindergeist
Schwarzseher
Sorglose
Der Schatz geht bald aus. Es
Der Schatz geht bald aus. Das
wird uns nicht glücken, mit
wird für uns sehr schwierig
immer noch besseren Hilfsmit-
werden. Wir werden keine
teln mehr Schätze zu finden.
neuen Möglichkeiten finden,
Aber wir werden es mit unse-
weiterhin zu Reichtum zu
rem Einfallsreichtum schaffen,
kommen. Die Technik und un-
eine neue, andere Möglichkeit
ser Erfindergeist kann uns
Es gibt noch viele Schätze, wir
müssen nur richtig suchen!
Wir werden uns immer neue,
bessere Hilfsmittel ausdenken,
um weiter Schätze zu finden
und zu erreichen. Wir werden
immer noch reicher werden.
zu finden, um zu Reichtum zu
nicht helfen. Es wird zu Streit
kommen.
kommen!
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Arbeitsblatt 9
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Unsichere Erdölzukunft
Weil in den letzten Jahren viele Erdölquellen versiegt sind und wir nicht mehr so einfach neue
Erdölvorkommen finden, sind wir unsicher geworden. Wir verhalten uns ähnlich wie die Schatzsucher. Wir fragen uns, ob und wie lange wir noch Erdöl finden können. Verschiedenen Stimmen werden laut, die behaupten zu wissen, wie die Zukunft aussieht:
Meinung A
§
Die Erdölvorkommen sind bald erschöpft, die Fördermenge wird abnehmen.
§
Wir können den Mangel an Erdöl nicht durch neue Energiequellen, neue Technologien oder neue Verhaltensweisen ausgleichen
§
Es wird zu grossen Veränderungen kommen: Anhaltenden Preissteigerungen des Erdöls,
weltweite Kämpfe um Erdöl und einen Zusammenbruch der erdölabhängigen Länder.
Meinung B
§
Die Erdölvorkommen sind bald erschöpft, die Fördermenge wird abnehmen.
§
Der technische Fortschritt wird grössere Veränderungen abwehren / aufschieben. Die Menschen haben in der Vergangenheit grosse Fortschritte gemacht und bis anhin zu jedem ausgehenden Rohstoff einen Ersatz gefunden.
§
Dank unserem Technikwissen finden wir neue Rohstoffe und Energiequellen.
Meinung C
§
Die Fördermenge wird nicht abnehmen. Die Theorie vom Oil-Peak ist falsch.
§
Erdöl wird dank neuen Technologien nahezu unendlich verfügbar gemacht werden können
oder zumindest in einem Umfang, der kein unmittelbares Handeln erfordert.
§
Je weniger Erdöl gefördert wird, je höher wird sein Preis. Ein hoher Preis gibt Anreiz, neue
Technologien zu entwickeln. Ein hoher Preis führt auch dazu, dass sich die immer aufwändigere Suche weiterhin lohnt.
Aufgaben
1) Ordne die verschiedenen Meinungen den Figuren in der Schatzsuche zu.
2) Was glaubst du, wie unsere Erdöl-Zukunft aussieht? Weshalb? Begründe deine Meinung in
einigen Sätzen.
3) Angenommen, die Menge Öl, die weltweit gefördert werden kann, nimmt ab heute tatsächlich nur noch ab. Welche Folgen erwartest du?
Seite 33
Hinweis für die Lehrperson
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Lösungen Arbeitsblatt: Unsichere Energiezukunft
1)
Meinung A = Schwarzseher
Meinung B = Erfindergeist
Meinung C = Sorglose
2)
Mögliche Begründungen zur Meinung A
Es ist sicher, dass uns das Erdöl ausgeht, weil Erdöl kein erneuerbarer Stoff ist. Der hohe Erdölpreis ist ein Anzeichen dafür, dass nicht immer mehr Erdöl gefördert werden kann. Dieser erhöhte Preis führt zwar vorerst dazu, dass noch mehr Aufwand betrieben wird, Öl zu suchen,
aber alsbald braucht das Fördern mehr Energie als aus der Ressource gewonnen werden kann.
Es gibt zwar verschiedene Technologien, um Energie aus erneuerbaren Energiequellen zu gewinnen, aber keine kann Erdöl ersetzen. Es gibt keinen anderen Stoff, der so viel konzentrierte
Energie enthält wie Erdöl. Mit Bioethanol, Holz, Sonne oder Wind kann unser immenser
Verbrauch an Energie nicht gedeckt werden.
Mögliche Begründungen zur Meinung B
Das Erdöl neigt sich dem Ende zu, da es sich um einen nicht erneuerbaren Stoff handelt. Der
hohe Erdölpreis ist ein Anzeichen dafür, dass nicht immer mehr Erdöl gefördert werden kann.
Die Menschheit ist jedoch genügend erfinderisch, um neue Energiequellen und andere Rohstoffe als Ersatz für Erdöl zu entdecken. Es gibt heute schon vielversprechende Technologien, wie
z.B. die Nutzung von Sonnenenergie in der Wüste oder der Wellenenergie im Meer. Bisher war
jedoch die Motivation zu klein, viel Geld in die Forschung zu investieren, weil das billige Erdöl
eine zu grosse Konkurrenz ist.
Mögliche Begründungen zur Meinung C
Der momentan hohe Ölpreis hat nichts mit der Fördermenge zu tun. Der Ölpreis ist nur vorübergehend hoch wegen Unruhen in Ölfördergebieten und da Länder wie China oder Indien
immer mehr Öl verlangen. Die Fördermenge wird auch in Zukunft nicht abnehmen. Dank neuen Technologien können wir noch viel Erdöl finden und auch schwer erreichbares Erdöl fördern. Noch vor 20 Jahren konnte man Erdöl nur bis 600 m Wassertiefe fördern. Heute ist die
Förderung bis 2000, sogar 3000 m Wassertiefe möglich. In ein paar Jahren wird man fähig sein,
Erdöl aus noch grösseren Wassertiefen zu bergen.
Hinweis
Meinung C ist weit verbreitet in der Erdölindustrie, was die Vermutung nahe legt, dass es sich
dabei um Verkäufer-Propaganda handeln könnte.
3)
Mögliche Folgen, wenn die geförderte Menge Öl abnimmt:
§
Der Preis für Erdöl steigt laufend weiter an.
Seite 34
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Andere Energiequellen (z. B. Sonne, Wind) werden im Vergleich zu Erdöl günstiger, was
ihre Konkurrenzfähigkeit erhöht und die Nachfrage steigert. Vermutlich wird dann vermehrt in alternative Energien investiert.
§
Sparen wird interessanter: Gut isolierte Häuser, sparsame Autos u.s.w. werden Standard.
§
Es gibt Krieg um die Erdölquellen oder um das Erdöl selber.
§
Recyclieren wird viel wichtiger: Aus altem Plastik wird z. B. wieder Öl gewonnen.
§
Neue Technologien werden entwickelt, um bis dahin unerreichbare Ölquellen zu fördern,
z. B. in der Tiefsee.
§
Neue Technologien werden entwickelt, um Erdöl aus verschiedenen Erdölformen zu gewinnen (z. B. so genannt nicht konventionelles Erdöl in Ölschiefer, Teersanden)
§
Plastik wird sehr teuer werden. Plastik wird ein edler Werkstoff, der nicht mehr für Wegwerf-Verpackungen verwendet wird.
§
Weltweit werden Wälder abgeholzt, um den Energieverbrauch mit Holz zu decken.
§
Die Mobilität wird extrem teuer. Pendeln lohnt sich nicht mehr, Fliegen wird Luxus. Die
Leute wohnen nahe am Arbeitsort und verbringen ihre Ferien in der Region.
§
Die Städte werden auf Velofahrer und Fussgänger ausgerichtet.
§
Nahrungsmittel aus der Region werden im Vergleich zu Nahrungsmitteln aus fernen Ländern günstiger. Es gibt z. B. kaum noch Erdbeeren aus Übersee.
§
Muskelkraft von Mensch und Tier gewinnt an Bedeutung, z. B. in der Landwirtschaft und in
der Industrie.
§
Ohne Kunstdünger und Pestizide kann die Landwirtschaft viel weniger produzieren. Die
Lebensmittel werden rarer und teurer.
§
…
Seite 35
Bilder
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Unterrichtsideen und Arbeitsblätter zum Thema Erdöl und Oil-Peak

Transcription

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