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Wer selbst im Treibhaus sitzt... - CO₂-Bilanz für die Schule (Kl. 9/10)

Ziele

Erkennen, wie der Schulbetrieb die Umwelt beeinflusst. Datenverarbeitung im Umweltschutz kennen lernen.

Fachbezug

• Geographie (Atmosphäre, Wetter und Klima sowie Entstehung, Lagerung und Abbau von Bodenschätzen, ökologische Auswirkungen der Nutzung von Ressourcen)
• Chemie (Kohlenstoff und seine Verbindungen)
• Sozialkunde (Spannungsverhältnis Ökonomie-Ökologie)
• Biologie (Ökologie; Kohlenstoffkreislauf)
• Physik (Energie und Umwelt)
• AWT (Energie und Umwelt; Funktion des Staates in einer marktwirtschaftlichen Ordnung; internationale Wirtschaftsbeziehungen, Globalisierung, internationale ökologische Probleme)
• Naturwissenschaftlicher Unterricht (Energie und Umwelt)

Vorbereitungs- und Durchführungsaufwand

I (gering)

Zeitbedarf

1-2 Unterrichtsstunden

Voraussetzungen und Vorbereitung

Für eine eng gefasste CO₂-Bilanz Ihrer Schule müssen Sie den Verbrauch an elektrischer Energie und an Wärme berücksichtigen (die Warmwasserbereitung ist sicherlich in einem der beiden Posten enthalten). Besorgen Sie sich rechtzeitig die Rechnungen der Energieversorger, und zwar möglichst für mehrere zurückliegende Jahre (Sekretariat bzw. Schulträger). Informieren Sie sich auch, wie viele Schüler, Lehrer und Mitarbeiter Ihre Schule hat und wie groß die Nutzfläche der Gebäude ist.

Als Erweiterung wäre es sinnvoll, auch den Verkehrsbereich - die täglichen Schulwege - mit einzubeziehen. Dafür müssen Sie die Daten selbst erarbeiten - dies ist ein eigenes Projekt (siehe Zehnmal um die Erde).

Auch den Kohlendioxidausstoß durch die Verbrennung des Abfalls können Sie ermitteln, wenn Sie Daten zur Menge des Abfalls und zu seiner Entsorgung haben.

Streng genommen müssten Sie sich auch dafür interessieren, welche Mengen an CO₂ beim Bau der Gebäude sowie bei der Herstellung und beim Transport der Einrichtungsgegenstände und Verbrauchsmaterialien freigesetzt wird - aber das wäre selbst für Wissenschaftler schwer zu leisten.

Wenn die Schüler Daten anderer Schulen zu Vergleichszwecken beschaffen wollen, benötigen sie einen Computer mit Zugang zum Internet.

Durchführung

In dieser Unterrichtsstunde kann bereits vorhandenen Kenntnissen über den anthropogenen Treibhauseffekt eine konkret praktische Dimension verliehen werden. Es wird vorausgesetzt, dass sich die Schüler mit diesem Thema bereits befasst haben.

Einstimmung

Die Industrieländer erzeugen pro Kopf ein Vielfaches der CO₂-Emissionen wie Entwicklungsländer (siehe Abbildung; zum Vergrößern klicken).

 

Im Sinne einer gerechten Klimaschutzpolitik müssen daher die Industrieländer ihre Emissionen an CO₂ (und an den weiteren Treibhausgasen) besonders stark reduzieren (siehe Seite Klimaschutz). Eine Voraussetzung dafür ist, dass man den eigenen CO₂-Ausstoß überhaupt erst einmal kennt. Dazu dient diese Lehreinheit.

Berechnung

Wenn die notwendigen Daten recherchiert worden sind, ist es recht einfach, die CO₂-Bilanz auszurechnen. Die Schüler müssen nur einfache Multiplikationen und Additionen durchführen (s. Arbeitsbogen).

Arbeitsbogen CO2-Bilanz
Bereich	Verbrauch	Faktor	CO2-Emission
Strom*	kWh	616 g CO2/kWh	g CO2
Gas	kWh	200 g CO2/kWh	g CO2
Öl	kWh	260 g CO2/kWh	g CO2
Steinkohle	kWh	330 g CO2/kWh	g CO2
Braunkohle	kWh	400 g CO2/kWh	g CO2
Fernwärme	kWh	260 g CO2/kWh	g CO2
Verkehr Auto Bus/Bahn Motorrad	Pkm Pkm Pkm	200 g CO2/Pkm 60 g CO2/Pkm 100 g CO2/Pkm	g CO2 g CO2 g CO2
Abfall - Freisetzung bei Verbrennung des Restmülls (hier nur Bestandteile im Restmüll berücksichtigen, getrennt eingesammelte Wertstoffe gehen nicht in die Bilanz ein!
Papier	kg	1100 g CO2/kg
Kunststoffe	kg	2500 g CO2/kg
Verbundverpackungen	kg	1060 g CO2/kg
Küchen- u. Gartenabfälle	kg	730 g CO2/kg
Glas und Keramik	kg	0 g CO2/kg
Metalle	kg	0 g CO2/kg
Holz	kg	1500 g CO2/kg
Textilien	kg	1140 g CO2/kg
Summen für das Jahr			g CO2 t CO2
* Die Angabe zum Strom bezieht sich auf das Jahr 2005 (Quelle: UBA aktuell 2/2007). Diese Größe ist keine Naturkonstante! Sie sinkt z.B., wenn der Wirkungsgrad von Kohle- und Gaskraftwerken gesteigert werden kann, wenn der Anteil erneuerbarer Energieträger (sowie von Erdgas oder Kernkraft) an der Stromerzeugung wächst und der Anteil der Kohle abnimmt. Im Jahr 1990 wurden in Deutschland pro kWh Elektroenergie 717 CO2 freigesetzt. Seit Dezember 2005 müssen die Stromversorger in Deutschland die Verbraucherinnen und Verbraucher darüber informieren, aus welchen Energieträgern der gelieferte Strom stammt und wie viel Kohlendioxid bzw. radioaktive Abfälle bei der Stromerzeugung entstehen. Sie finden diese Angaben auf Ihrer Stromrechnung. - Ihre Bilanz wird genauer, wenn Sie anstelle des in der Tabelle angegebenen bundesweiten Durchschnittswertes diese Angaben von Ihrer Stromrechnung verwenden. Details siehe Indikatoren CO2.

Bewertung

Das Rechenergebnis ist eine absolute Zahlenangabe, die für sich genommen wenig aussagt. Fragen Sie zunächst Ihre Schüler, ob sie Ideen haben, wie diese Zahlen bewertet werden können!

Folgende Möglichkeiten bieten sich an, Ihre Klasse sollte möglichst mehrere davon nutzen:

• Die Schüler stellen fest, welche Bereiche des Energieverbrauchs die größten Anteile am CO₂-Ausstoß ihrer Schule haben.
• Die Schüler bilden spezifische Kenndaten und vergleichen diese mit anderen Schulen. Sie dividieren dazu den CO₂-Ausstoß durch die Anzahl der Personen in der Schule (Schüler + Lehrer + Mitarbeiter) bzw. durch die Nutzfläche der Gebäude. Weitere aussagekräftige spezifische Kenndaten sind der Energieverbrauch pro Quadratmeter Nutzfläche (Strom und Wärme getrennt) sowie die Verkehrsleistung pro Person (für die einzelnen Verkehrsmittel getrennt).
• Die Schüler berechnen den CO₂-Ausstoß ihrer Schule für mehrere zurückliegende Jahre. Sie stellen die Zeitreihen als Diagramm dar und erörtern die Ursachen für die Entwicklung, die sie festgestellt haben. (Gab es Veränderungen hinsichtlich der Schülerzahl oder der Ausstattung Ihrer Schule? Gab es bauliche Veränderungen? Wurden Maßnahmen zum Energiesparen ergriffen?) Auch den Strom- und Wärmeverbrauch sollten sie als Zeitreihe darstellen und analysieren. Diese Aufgabe eignet sich besonders gut dafür, in das Curriculum integriert zu werden, denn so kann jede neue Schülergeneration auf die Ergebnisse der älteren Schüler zurückgreifen.
• Der CO₂-Gehalt der Atmosphäre lag 2005 bei 379 ppm, das sind 0,0379 Volumenprozent. Es sind zudem 35% mehr als noch 1750, also vor dem Beginn der Industrialisierung (Umweltbundesamt 2007). Der CO₂-Gehalt der Atmosphäre steigt zur Zeit pro Jahr um ca. 1,9 ppmV (0,00019 Volumenprozent) an. Das entspricht einer Zunahme von ca. 0,0037 g/m³. Die Schüler berechnen das Volumen an Luft, für welches ihre Schule dieses zusätzliche CO₂ erzeugt. Sie versuchen anschließend, sich dieses Luftvolumen plastisch vorzustellen, z.B. als Luftsäule über einem Fußballfeld oder über ihrer Stadt. Das Ergebnis ist gleichbedeutend mit dem individuellen Treibhauseffekt der Schule.
• Die Schüler schätzen ab, wie groß eine Waldfläche sein müsste, die das von der Schule frei gesetzte Kohlendioxid wieder aufnehmen kann. Dabei kann angenommen werden, dass ein Hektar Wald 10 t CO₂ pro Jahr bindet.
• Das Umweltbundesamt (2005) hält es für erforderlich und machbar, die CO₂-Emissionen Deutschlands bis zum Jahr 2020 um 40% gegenüber 1990 zu reduzieren. (Bis 2050 soll demnach der Ausstoß aller Treibhausgase um 80% gegenüber 1990 verringert werden.) Die Schüler versuchen Visionen und Maßnahmen zu entwickeln, wie ihre Schule dieses Ziel erreichen könnte. Dabei sollten Veränderungen auf mehreren Ebenen einbezogen werden; neben einem intelligenten / sparsamen Verhalten auch Investitionen (z.B. Wärmedämmung der Schule) und neue Technologien (z.B. Umstellung der Stromversorgung auf Solarstrom).

Meine Kollegen vom UfU e.V. (Berlin) haben sich zur Veranschaulichung die Aktion "Klimaballon" ausgedacht. Ein 15m³ großer Ballon wird mit Luft aufgepumpt. Er symbolisiert die Menge an (unverdünntem!!) Kohlendioxid, die jeder Bundesbürger täglich (statistisch durchschnittlich) erzeugt. Das UfU führt diese Aktion auf Anfrage auch bundesweit durch, hier beim Umwelt- und Gesundheitsmarkt in Stralsund. www.ufu.de/

Schlussfolgerungen

Entwickeln Sie gemeinsam mit Ihren Schülern Ideen, wie Sie bereits heute damit beginnen können, den CO₂-Ausstoß Ihrer Schule zu reduzieren!

Erfahrungen und Ergebnisse

Schüler aus dem Berufskolleg Neuss-Weingartstraße haben eine CO₂-Bilanz ihrer Schule erstellt:

Das Berufskolleg Neuss Weingartstraße konnte den CO₂-Ausstoß pro Kopf (Schüler, Lehrer, Mitarbeiter) von 787,4 kg im Jahr 1998 auf 535,5 kg im Jahr 2004 verringern.

Spezielle Tipps

Wenn Sie mit Zeitreihen und mit spezifischen Kenndaten arbeiten, müssen Sie unbedingt berücksichtigen, dass die Messwerte und die Rechenergebnisse in erheblichem Maße von den jeweils gewählten Rahmenbedingungen abhängen! Dokumentieren Sie daher Ihren Arbeitsweg und behalten Sie auch in den Folgejahren alle Schritte exakt bei. Beachten Sie, auf welche Gebäude bzw. Gebäudeteile sich die Ihnen vorliegenden Energierechnungen beziehen. Vermeiden Sie es, unbeleuchtete und unbeheizte Kellerräume in die Nutzfläche Ihrer Schule einzubeziehen.

Beachten Sie diese Grundsätze auch, wenn Sie die Daten Ihrer Schule mit denen von anderen Schulen vergleichen! Nur wenn die Rechenwege und alle darin festgelegten Rahmenbedingungen übereinstimmen, sind die Daten wirklich quantitativ vergleichbar.

Beachten Sie, dass diese Grundsätze auch für die im Arbeitsbogen angegebenen Umrechnungsfaktoren gelten! Auch in diese Faktoren gehen vielfältige Annahmen hinsichtlich der Rahmenbedingungen ein (z.B. beim Verkehr: Art des Fahrzeuges, Geschwindigkeit, Kraftstoffverbrauch, Personenzahl). Daraus folgt: Wenn Sie an anderer Stelle leicht abweichende Umrechnungsfaktoren finden, sind Sie nicht auf einen Fehler, sondern auf unterschiedliche Annahmen gestoßen.

Zur Vertiefung können die Schüler weitere Informationen zum CO₂-Ausstoß und zum anthropogenen Treibhauseffekt sammeln oder persönliche CO₂-Bilanzen aufstellen (siehe dazu auch die Internetangaben unten).

Diese Unterrichtseinheit gewinnt deutlich an Wert, wenn Sie es nicht dabei belassen, mit Ihren Schülern über eine Verringerung des CO₂-Ausstoßes zu diskutieren. Suchen Sie aus der Vielzahl sinnvoller Ideen eine oder zwei realistische heraus und setzen Sie diese um!

Literatur und Kontakte

• Umweltbundesamt (2005): Die Zukunft in unseren Händen. 21 Thesen zur Klimaschutzpolitik des 21. Jahrhunderts. Kurzfassung in Deutsch und Egnlisch. Online-Dokument, URL: www.umweltdaten.de/publikationen/fpdf-k/k2962.pdf, zuletzt überprüft: 13.2.2013
• Germanwatch (2008): The Climate Change Performance Index 2008.
• Germanwatch: Klimaschutz-Index (wird jährlich neu herausgegeben), Online-Dokument, URL: www.germanwatch.org/de/ksi, zuletzt überprüft: 13.2.2013
• www.weltkarte-klimapolitik.de/: Hier finden Sie eine interaktive Weltkarte; dort können Sie sich selber Parameter aussuchen, die angezeigt werden sollen und sich somit thematische Karten zur Klimapolitik erstellen. Interessieren Sie sich dafür, welche Staaten das Kyoto-Protokoll ratifiziert haben, wie viel Energie die Länder verbrauchen oder wie viel CO₂ sie pro Kopf erzeugen - all das können Sie dort in übersichtlicher Form aufrufen. Überwiegend in Englisch.
• Klimaschutz beim Umweltbundesamt: www.umweltbundesamt.de/klimaschutz/index.htm
• Viele Daten und Rechenbeispiele zum CO₂-Ausstoß in verständlicher Form enthält die Broschüre: Verband kommunaler Unternehmen e. V. / ASEW: CO₂ Alle müssen handeln! SYNEKTIS VERLAG GmbH, Vaterstetten (ohne Jahresangabe). Hier ist auch ein Rechenweg für eine persönliche CO₂-Bilanz zu finden. Die im Arbeitsbogen angegebenen Umrechnungsfaktoren sind teilweise dieser Broschüre entnommen.
• Weitere Fachliteratur und Lehrmaterialien finden Sie in der Mediathek

Bitte nutzen Sie auch folgende Informationen auf diesem Server:

• Einführung in das Thema Energie, Atmosphäre, Klima
• Ökostrom für Schulen?!
• Footprintrechner zur Ermittlung der persönlichen Umwelt- bzw. Klimabilanz

Diese Unterrichtseinheit wurde zuerst publiziert in: Tilman Langner: Die Fundgrube für den Umweltschutz in der Sekundarstufe I. Berlin: Cornelsen Scriptor, 2000

 

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