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1322 Der Treibhauseffekt Biologie 10 1 1126
Kurzbeschreibung
Der Treibhauseffekt
Inhalt des Referats
Der Treibhauseffekt Die Bedeutung von Kohlenstoffdioxid in Bezug auf den Treibhauseffekt Den meisten Menschen fällt zum Thema Treibhauseffekt nur das Wort Kohlendioxid ein.Sie wissen jedoch oft nicht, was das CO2 in Bezug auf den Treibhauseffekt bewirkt. Das CO2 trägt wie andere Gase wie z.B.Wasserdampf oder bodennahes Ozon dazu bei, daß die Lichtstrahlung der Sonne diese Gase fast ohne Absorption durchdringt, die verursachte Wärme und die durch den Boden reflektierete Reststrahlung jedoch nur z.T. ins All durchgelassen wird. Der Rest wird durch den Treibhauseffekt wieder zurückgestrahlt und absorbiert. Dieser Vorgang bewirkt in Bezug auf das Klima einen Temperaturunterschied von 33°C, wobei das Kohlenstoffdioxid 7°C ausmacht, der Wasserdampf 21°C und das bodennahe Ozon ca 2,5°C. Da Wasserdampf außer durch Kühlsysteme ( siehe Atomkraftwerke ) nicht vom Menschen, sondern haupt- sächlich von der Natur erzeugt wird, kann man sehen, daß wir Menschen den Treibhaus- effekt durch Wasserdampf nicht gravierend beeinflussen. Man kann ihn also schlichtweg bei den Überlegungen zur Verringerung des Treibhauseffektes außer Betracht nehmen. Den Anteil an CO2 bestimmen wir Menschen jedoch größtenteils mit, da wir z.B durch Kohlekraftwerke oder Verkehrsmittel ( Verbrennung von C ( Kohlenstoff und O ( Sauerstoff ) genügend Kohlenstoffdioxid erzeugen. Die von der Erde ausgehende Wellenlänge- oder IR ( Infrarot )strahlung hat einen Wellenlängenbereich von 5 bis 1000 um. Wasserdampf, das wichtigste Treibhausgas absorbiert IR-Strahlung im Bereich von 5 bis 8 um und 20 bis 1000um. Somit kann die Wärmestrahlung mit 8 bis 20 um in den Weltraum entweichen. Kohlenstoff absorbiert ab etwa 15 um. Somit wird das Absorptionsspektrum erweitert: es kann noch weniger Wärmestrahlung ins Weltall entweichen. Möglichkeiten zur Verringerung des Treibhauseffektes Energie Sparen - Durch das Senken unseres Energiebedarfes werden weniger Treibhausgase freigesetzt. Unter "Sparen" versteht man nicht nur auf Luxus verzichten zu müssen, sondern hauptsächlich das Sparen durch moderne Technologien, die z.B. in Haus- haltsgeräten eingebracht werden. Sie können oft einen höheren Wirkungsgrad bewirken, was den Stromverbrauch erheblich senken kann, wenn jeder Haushalt ein solches Gerät benützt. Moderne Technologie ist auch z.B. die "Brennwerttechnik", die auch noch einen Teil der im Abgas vorhandenen Wärme nutzt. - Auf den Verkehr gehen in Dtld rund 22% der Kohlenstoffdioxidemissionen zurück. Daher sollte auch dieser vermindert werden. Hierzu kann jeder einzelne durch seine Fahrweise ( langsames Beschleunigen, bei längerem Warten den Motor ab- schalten ) und durch Benutzung des öffentlichen Verkehrs beitragen. - Ebenso wird bei der Verbrennung von fossilen Brennstoffen wie Erdöl bzw. Erdgas weitaus weniger CO2 produziert als bei der Verbrennung von Stein- oder Braunkohle. Bei der Verbrennung von Energieträgern in Kraftwerken kann man die Energie besser nutzen, wenn man die Abwärme des Kraftwerks gleichzeitig zum Heizen benutzt, wie es bei der "Fernwärme" der Fall ist. Regenerative Energien Die regenerativen Energiequellen, sprich Wasser, Wind und Sonne können die Belastung der Erdatmosphäre verringern, da sie keine Abfälle oder Abgase bei ihrer Energieumwandlung produzieren. Sie sind alle unerschöpflich. - Wasserkraft: Die Wasserkraft ist in Deutschland schon fast vollständig ausgenutzt und kann schon fast nicht mehr optimiert werden. Nachteile dabei sind: - es sind massive Eingriffe in die Natur und Landschaft nötig - Auswirkungen auf Gewässer und Grundwasser - es besteht die Gefahr von Staudammbrüchen - Windkraft: Die Windkraft kann optimiert werden und ist vor allem noch lange nicht vollständig ausgenutzt. Sie kann jedoch nicht immer genutzt werden, da die Klima- bedingungen in Süddeutschland für die Windkraft nur unregelmäßig nutzbar sind. In windreichen Regionen wie Norddeutschland ist sie jedoch sehr effektiv. - Solarenergie: Bei der Solarenergie wird die Sonne als Energiequelle genutzt. Durch Forschung sind verschiedene Nutzbereiche entstanden, um die gewünschte Nutzenergie ( Wärme oder Strom ) zu erhalten. - Sonnenstrahlung: Die Sonne erhitzt Wasser in Sonnenkollektoren. Das Verfahren ist billig, leicht herzustellen und deckt heute schon in sehr vielen Haushalten den Warmwasserbereich ab. - Photovoltaik: ist die Direktumwandlung von Licht in elektr. Strom, welche jedoch erst einen Wirkungsgrad von ca. 22% hat. Die Produktion von Photovoltaikanlagen wie z.B. Solarzellen ist auch sehr aufwendig und teuer. - Solarthermik: Durch Spiegel wird die Sonnenstrahlung so konzentriert, daß hohe Temperaturen Strom erzeugen können. - Gezeitenkraft: In bestimmten Buchten werden Flut und Ebbe ausgenutzt. Die Stromgewinnung erfolgt wie bei Wasserkraftwerken. - Geothermische Energie: In Gebieten mit geothermischer Anomalie, d.h. mit überdurchschnittlich zunehmender Erdwärme in der Tiefe, wird die Wärme genutzt um Wasser zu verdampfen. Der Dampf treibt dann Turbinen an. Biomasse Die Wärme- bzw. Energiegewinnung durch Mist ( Gülle ) löst gleich 2 Probleme auf einmal: 1.) Wohin mit der Gülle 2.) umweltfreundliche Energieerzeugung Bei der Wärmeproduktion aus Biomasse müssen lediglich Methanbakterien zuge- geben werden. Es wird Methan produziert, was auch Strom erzeugen kann. Vergleich: Eine Kuh liefert pro Jahr so viel Energie wie 300 Liter Heizöl. Die Energie stammt von den Photosyntheseprodukten von Pflanzen, die die Kühe essen (die Photosynthese erfährt ihre Energie aus der Sonne ). Da die Photosyn- theseprodukte in Gülle bei der Verbrennung jedoch nur so viel CO2 freigeben als ursprünglich der Atmosphäre entzogen wurde, gleicht sich der CO2-Gehalt wieder aus. Kernenergie Bei ihr wird duch radioaktiven Zerfall Wärme erzeugt, welche wieder Turbinen antreibt, da Wasser verdampft wird. Das Hauptproblem dabei ist jedoch die Strahlungsbilanz der Endprodukten, die gesondert gelagert werden müssen. Da dies jedoch größtenteils unter Kontrolle ist, und kein CO2 produziert wird, ist auch sie ein großer Kandidat, wenn es darum geht, den Treibhauseffekt zu verringern. Verbot der CFKW Durch ein Verbot von besonders treibhauswirksamen CFKWs kann die langfristige Verringerung des Treibhauseffekts gestoppt werden. Sie sind deshalb problematisch, da sie sehr reaktionsträge sind und somit 60 bis 100 Jahre in der Atmosphäre vor- handen sein können. Das Verbot nützt jedoch nur dann etwas, wenn nicht nur kleine Teile, sondern die ganze Welt die Produktion stoppt, was jedoch bis jetzt noch nicht der Fall ist. Bemerkung: Seit Mai 1994 ist in Deutschland die Produktion eingestellt worden.
Quellenangaben des Verfassers