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6. Ern. Res. (VL+Ü) Flashcards

(78 cards)

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1
Q

1)
Nenne Bsp. für erneuerbare/regenerierbare Ressourcen. (2-3 Kategorien mit Bsp.)

2) Was ist das Hauptcharakteristikum erneuerbarer Ressourcen?

A

1)
Nachwachsende Ressourcen:
- Fische, Wälder (natürliches Wachstumsvermögen)

Regenerierbare Ressourcen:
- Wasser oder Atmosphäre (Assimilation von Verunreinigungen -> Beibehaltung der Qualität) bzw. Fähigkeit zur Selbstauffüllung (Beibehaltung der Menge))
- Acker- bzw. Weideland
(Regenerierbarkeit der Fruchtbarkeit durch biologische und physikalische Prozesse)

(-> bei BREITERER Definition auch strömende Ressourcen:
- Wind
- Solar
- Geothermie)

2) Hauptcharakteristikum: natürliches Wachstumsvermögen (Bestand wächst) bzw. Regenerierbarkeit (Bestand erneuert sich)

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2
Q

Was passiert bei übermäßiger Nutzung von erneuerbaren Ressourcen?

A

Bei übermäßiger Nutzung kann auch der Bestand erneuerbarer Ressourcen irreversibel zerstört werden.

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3
Q

Schäfer-Modell

1) Was stellt es dar?

2) Anwendbar für welche Ressourcen?

3) Was passiert, wenn Entnahme > Wachstum?

4) Es gibt beim Bestand X einen Schwellenwert X_min bei dem was passiert?

5) Was stellt das Maximum für die Nachhaltigen Ernte dar? Erkläre!

6) Was stellt der maximale Bestand (X_max) dar?

7) Zeichne und beschrifte das Schäfer-Modell! (Zeichnung, Formel, Parameter)

8) Bestand bleibt kontant, wenn was gilt?

A

1) Funktion, die Zusammenhang zwischen Wachstum einer regenerierbaren natürlichen Ressource und aktuellem Bestand abbildet
-> Logistische Wachstumsfunktion w(X) stellt eine umgekehrte Parabel dar

2) Anwendung für regenerierbare Ressourcen
-> NICHT für strömende Ressourcen (Wind, Solar, Geothermie) oder auf Agrarwirtschaft mit Analogien zu technischen Produktionsprozessen

3) Bestand wird geschmälert

4) Fällt Bestand unter X_min dann stirbt Population unausweichlich aus (Grund: neg. Wachstum der Population! (neg. w(X)))

5) Extremum für Nachhaltige Ernte (Maximum sustainable yield y^MSY):
Menge, die beim entsprechenden Bestand maximal entnommen werden kann ohne, dass sich der Bestand schmälert.
-> falls y^MSY zu hoch angenommen, dann fällt Bestand in der Folge
-> falls y^MSY zu niedrig angenommen steigt Bestand
-> falls y^MSY genau richtig bestimmt wurde bleibt Bestand konstant.
-> y^MSY ist optimale (max.) Erntemenge aus biologischer/ökologischer Sicht, nicht unbedingt aus ökonomischer

6) biologische Sättigungsmenge (Tragfähigkeit des ökologischen Systems, abhängig von umweltbedingten Eigenschaften)

7) siehe slide 5-7

8) wenn die Entnahme (y) gleich der natürlichen Nachwuchsrate (jährlichem Wachstum) (w(Xo)) entsprecht!
–> biologisches Gleichgewicht: y0 = w(X0)
(-> biologisches Gleichgewicht kann nicht nur bei X_MSY vorliegen. Aber nur bei X_MSY ist das Wachstum w(X_MSY) maximal. Entsprechend liegt hier auch die max. nachhaltige Entnahmemenge/Ernte vor)

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4
Q

Was ist problematisch am Schäfer-Modell? (Kritikpunkte) (6)

A

Aus Ü:
- Vereinfachte Annahmen (Konstante Wachstumsrate, Logistisches Wachstum) über das Ressourcenwachstum spiegeln oft nicht Realität wieder

  • Vernachlässigung externer Einflüsse (Umweltveränderungen, menschliche Faktoren (z.B. politische Entscheidungen))
  • Fehlende Berücksichtigung der Altersstruktur von Populationen (ignoriert Unterschiede zwischen reproduktiven und nicht-reproduktiven Individuen)
  • Maximierung statt Resilienz
    (-> Konzept des Maximum Sustainable Yield (MSY) zielt darauf ab, die Ressource maximal auszunutzen, ohne ihre Regenerationsfähigkeit zu gefährden, Precautionary Approaches als alternative Modelle)
  • Keine Berücksichtigung von trophischen Interaktionen (z.B. Räuber-Beute-Beziehungen)
  • Statische Tragekapazität (-> Modell geht von unveränderlichem maximalen Bestand (X_max) aus)

(Details Ü6 p. 13-14

(In VL:
Kritik an statischer Modellbetrachtung
-> Die vereinfachte Betrachtung blendet Umwelteinflüsse mit Rückwirkungen auf den Bestand aus.
-> Die unterstellte Gleichgewichtsannahme ist in der Realität nicht (zu jedem Zeitpunkt) erfüllt. Dynamische Einflüsse sind zu beachten)

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5
Q

Einordnung Schäfer-Modell:

y^MSY ist die optimale Erntemenge aus ?(1)? Sicht, aber nicht unbedingt aus ?(2)?, da verschiedene Parameter wie ?(3)? und ?(4)? nicht berücksichtigt werden.

A

(1) biologischer/ökologischer

(2) ökonomischer

(3) Zeitpräferenzen

(4) Kosten

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6
Q

Einordnung Schäfer-Modell:

Viele erneuerbare Ressourcen sind öffentliche Güter oder Allmende-Güter (Nicht-Ausschließbarkeit und Rivalität im Konsum). Wozu führt dies ohne Regulierung?

A

Übermäßiger Nutzung der Ressourcen

-> Bsp. Waldbestände

-> Bsp. Fischbestände:
- 31,4% der weltweiten Fischbestände sind überfischt
- 58,1% werden maximal befischt
- Zunehmender Anteil stammt aus Aquakulturen (Ausschließbarkeit vorhanden)

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7
Q

Zwischen welchen zwei Biomassebegriffen wird unterschieden?

A

Ökologischer Biomassebegriff

Energietechnischer Biomassebegriff

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8
Q

Was beschreibt der ökologische Biomassebegriff?

(u.a. auch Wie wird er angegeben? Unterscheidungen der Begriffsdefinitionen? Eingrenzung?)

A

Gesamtheit der Masse aller Pflanzen und Lebewesen (Stoffe organischer Herkunft, die nicht fossilen Ursprungs sind)

Angabe pro Volumen-/Flächeneinheit

Unterscheidung der Begriffsdefinitionen:
- Einbeziehung abgestorbenen Materials / Einbeziehung nur lebender Biomasse
- Bezug auf trockene Biomasse / Nichtabzug des Wassergehalts

Eingrenzung: Nur biogene Rohstoffe
(Biogene Rohstoffe: Für Mengen nutzbare Biomasse: Nahrungs- und Futtermittel, stofflich oder energetisch nutzbare Biomasse)

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9
Q

1) Was beschreibt der energietechnische Biomassebegriff? Welche Definition sind gängig?

2) Nenne Beispiele für energietechnische Biomasse!

A

1)
Im Grunde wird der ökologische Begriff durch Neben-, Rest- und Abfallstoffe aus Biomasse konkretisiert (nicht in slides)

Def. nach RED II (EE-Richtlinie) in EU:
(“biologisch abbaubare[r] Teil von Erzeugnissen, Abfällen und Reststoffen der Landwirtschaft […], der Forstwirtschaft […] sowie [der] biologisch [abbaubare] Teil von Abfällen aus Industrie und Haushalten” (Art. 2, Lit. e) RL 2009/28/EG))

Def. nach Biomasseverordnung in DE:
(“Biomasse […] sind Energieträger aus Phyto- und Zoomasse. Hierzu gehören auch […] Folge- und Nebenprodukte, Rückstände und Abfälle, deren Energiegehalt aus Phyto- und Zoomasse stammt.” (§2 Abs. 1 BiomasseV))
(-> Biomasseverordnung legt konkret fest, welche Biomassearten in Deutschland für die EEG-Förderung in Frage kommen)

2) Beispiele:
- Pflanzen- und Pflanzenbestandteile
- Abfälle und Nebenprodukte pflanzlicher und tierischer Herkunft aus Land-, Forst- und Fischwirtschaft
- Bioabfälle
(§2 Abs. 2 BiomasseV)

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10
Q

Biomassenutzungsmöglichkeiten

Wofür kann Biomasse generell verwendet werden?

(Sollte man auf jeden Fall drauf haben!)

A

Nahrungs- und Futtermittel

Stoffliche Nutzung
-> z.B. Holzstoffe, Öle

Energetische Nutzung
a) Wärme-/Stromversorgung
b) Kraftstoffe

(slide 12)

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11
Q

Biomassenutzungsmöglichkeiten

Gib Anwendungsbeispiele für die stoffliche Nutzung von Biomasse! (6)

A

Holz-/Zellstoff (Bsp. Holz, Hanf)

Öle/Fette (Bsp. Raps, Flachs)

Fasern (Bsp. Kokos, Hanf)

Farbstoffe (Bsp. Safran, Waid)

Stärke (Bsp. Mais, Weizen)

Zucker (Bsp. Zuckerrübe, Topinambur)

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12
Q

Biomassenutzungsmöglichkeiten

Worin wird bei der energetischen Nutzung von Biomasse unterschieden?

A

Feste Biomasse (Bsp. Holzpellets)
-> für a)

Gasförmige Biomasse (Bsp. Biogas/Biomethan)
-> für a) und b)

Flüssige Biomasse (Bsp. Rapsöl, Biodiesel)
-> für a) und b)

a) Wärme-/Stromversorgung
b) Kraftstoffe

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13
Q

Biomassenutzungsmöglichkeiten

Aus begrenzten Potenzialen und vielfältigen Verwendungsmöglichkeiten resultieren?

A

Nutzungskonkurrenzen

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14
Q

Nenne eine der wesentlichen Limitationen für die Nutzung von (Anbau-)Biomasse!

A

(Globale) Flächenverfügbarkeit

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15
Q

Woraus resultieren generell Nutzungskonkurrenzen (z.B. bei Biomasse)? (2)

A

begrenzte Potenziale

Vielfältige Verwendungsmöglichkeiten

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16
Q

Wie ist die Nutzung weltweiter Landflächen/Agrarflächen/Ackerflächen verteilt?

A

Weltweite Landfläche:
- 30% Waldfläche
- 37% Agrarfläche
- Rest: Städte, Wüste, Berge etc.)

Weltweite Agrarflächen:
- 70% auf Weideland
- 30% auf Ackerland

Weltweite Ackerflächen:
- Dienen vorrangig der Nahrungs- und Futterproduktion
- 11% für Biokraftstoffproduktion und stoffliche Biomassenutzung

(see p.13)

((Zusatzinfo: (Zwischen 1990 und 2015 hat sich die Waldfläche um rund 129 Millionen Hektar reduziert))

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17
Q

Biomasse

Gesamtbestand der Biomasse auf der Erde: 1,85 Billionen t oder 30.000 EJ

Holzanteil beträgt dabei ?(1)? %

Das weltweite erzielbare theoretische Energiepotential ist damit rein rechnerisch gesehen um ein Vielfaches ?(2)? als der gesamte Primärenergieverbrauch.

Warum ist nur ein kleiner Teil der Biomasse energetisch nutzbar? ?(3)?

A

(1) 50-90 %

(2) größer

(3) Weil Großteil der nutzbaren Biomasse auf Nahrungs- und Futtermittelproduktion entfällt

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18
Q

Für was steht Bioenergie?

A

Für den energetisch nutzbaren Teil der Biomasse

-> Nachwachsende Rohstoffe (NawaRo): (“Nachwachsende Rohstoffe […] sind land- und forstwirtschaftlich erzeugte Produkte, die nicht als Nahrungs- oder Futtermittel Verwendung finden, sondern stofflich oder zur Erzeugung von Wärme, Strom oder Kraftstoffen genutzt werden.” (FNR 2017))
-> also: Anbaubiomasse und Holz

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19
Q

Zusammensetzung des globalen Biomasseaufkommend
-> siehe slide 15

A

…

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20
Q

Die Abschätzungen der globalen Bioenergiepotenziale variieren sehr stark, warum? (2)

A

Unterschiedliche getroffene Annahmen
(z.B. nur landwirtschaftliche Flächen vs. Forstzuwachs und Reststoffe aus Land- und Forstwirtschaft)

unterschiedliche Auslegung des nachhaltigen Bioenergiepotenzials (Bsp. Ist die Verwendung von Anbauflächen für die Erzeugung von Biokraftstoffen nachhaltig? (Tank vs. Teller))

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21
Q

Nutzungskonkurrenzen und Nachhaltigkeitsdiskussion

Erkläre die “Tank gegen Teller”-Debatte! (inkl. Folgen, Ausblick, Politische Reaktion in Europa etc.)

A

Anbauflächen für die Erzeugung von Biokraftstoffen, stehen nicht mehr für den Anbau von Nahrungs- oder Futtermitteln zur Verfügung (Limitation: Flächenverfügbarkeit)

Folgen Nutzungskonkurrenz:
a) Rodung von Waldflächen zur Gewinnung neuer Anbauflächen (Bsp. Palmölplantagen)
b) Erhöhung von Nahrungsmittelpreisen (Bsp. Mais)

Substitutionsmöglichkeiten für Biokraftstoffe sind gegeben (Bsp. E-Motor vs. Biodiesel)

Ausblick: Verschärfung von Nutzungskonkurrenz bei Biomasse:
a) Bevölkerungswachstum, Anstieg Kalorienaufnahme pro Kopf
b) Beitrag der Biomasse zur Deckung des steigenden Energiebedarfs/zur stofflichen Nutzung (-> Zunahme Flächenrestriktionen)

politische Reaktion in Europa:
verstärkte Nachhaltigkeitsanforderungen (für die Erzeugung von Biokraftstoffen)

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22
Q

Energetische und stoffliche Nutzung nachwachsender Rohstoffe weltweit (ohne Holz)
-> slide 18

A

…

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23
Q

Biokraftstoffdiskussion (Erneuerbare-Energien-Richtlinie)

Generelle Ziele der RED III? (2)

A

Erhöhung des Anteils der erneuerbaren Energien in den Sektoren Wärme, Strom, Transport bis 2030

Verbindliches Ziel von min. 42,5% EE am Bruttoendenergieverbrauch der EU in 2030

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24
Q

Biokraftstoffdiskussion (Erneuerbare-Energien-Richtlinie)

Welche generellen Vorgaben in Bezug auf Biokraftstoffe im Verkehrssektor sind enthalten?

A

Mindestanteile von EE / Biokraftstoffen (i. w. S.) am Endenergieverbbauch im Verkehrssektor
-> bei RED III: 29% (oder 14,5% Reduzierung der THG im Vergleich zur Nutzung fossiler Brennstoffe)

Verschärfte Nachhaltigkeitsanfordrungen in RED II:
- max. 7% aus Nahrungs- und Futtermitteln (“Tank vs. Teller”)
-> Phase out von aus Nachhaltigkeits-/ Landnutzungssicht problematischen Quellen (z.B. Palmöl)
- Fokus auf Biokraftstoffe aus Reststoffen sowie fortschrittliche Biokraftstoffe (Biomass-to-Liquid)

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25
1) Was wird unter der Kaskadennutzung verstanden? 2) Wie ist der Ablauf? 3) Für welche Art Rohstoffe kann sie angewendet werden?
1) Kaskadennutzung ist die "sequentielle Nutzung von biogenen Rohstoffen für stoffliche und energetische Anwendungen." (Arnold et al. 2008, S. 18) 2) Ablauf grob: a) Zunächst Stoffliche Nutzung von Rohstoffen oder Produkten so häufig und so effizient wie möglich b) Am Ende des Lebenszyklus energetische Nutzung -> also: Von hoher zu geringer Wertschöpfung (Im Detail: 1. Bereitstellung von Nawaro 2. Be- und Verarbeitung 3. Stoffliche nutzung -> Wiederverwendung -> 3. -> Re-/Upcycling -> 2. 4. Energetische Nutzung) 3) Anwendbar bei nachwachsenden Rohstoffen
26
Bei nachwachsenden Rohstoffen ist die Kaskadennutzung die aus Nachhaltigkeitsgesichtspunkten zu präferierende Nutzungsart Wahr/Falsch?
Wahr
27
Gib ein Bsp. für Kaskadennutzung!
Bsp. Holzkaskade 1) Vollholzmöbel (Stoffliche Nutzung) 2) Spanplatte (Stoffliche Nutzung) 3) Recycled Spanplatte (Stoffliche Nutzung) 4) Holzbriketts (Energetische Nutzung)
28
Die globale BiomassePRODUKTION beträgt etwa 13 Mrd. t, wovon 10 Mrd. t auf ?(1)? entfallen
(1) Agrarbiomasse
29
Generell lassen sich die Nutzung von Biomasse als Nahrungs- und Futtermittel, die stoffliche und die energetische Biomassenutzung unterscheiden. Zwischen den Nutzungsformen existieren?
Nutzungskonkurrenzen sowie Konkurrenzen um Anbauflächen (Stichword: "Tank gegen Teller")
30
Wofür wird Biomasse weltweit am häufigsten eingesetzt?
Futter- und Nahrungsmittelproduktion
31
Welcher Rohstoff wird in der stofflichen und energetischen Biomasseverwendung weltweit mit Abstand am meisten verwendet?
Holz
32
Die stoffliche und energetische Nutzung nachwachsender Rohstoffe ist umstritten. Der Nachhaltigkeitsaspekt der Nutzung nachwachsender Rohstoffe ist in den letzten Jahren ins Zentrum politischer Diskussionen gerückt. Wahr/Falsch?
Wahr
33
Der Biomassebegriff ist unterschiedlich definiert, weshalb unterschiedliche Potenzialangaben existieren. Das globale Biomassepotenzial ist jedoch erheblich. Wahr/Falsch?
Wahr
34
Wie könnte eine nachhaltige Nutzungsstrategie von Biomasse aussehen?
(Ideen, nicht in VL): -> Nutzung von Biomasse für Futter- und Nahrungsmittel ggü. energetischer Nutzung bevorzugen ("Tank gegen Teller") -> bei energetischer Nutzung: noch mehr Rest- und Abfallstoffe für die energetische Nutzung verwenden -> bei stofflicher und energetischer Nutzung: Kaskadennutzung (Nutzung von hoher zu niedriger Wertschöpfung) Generell: Höhe der Entnahme von nachwachsenden Rohstoffen sollte dem Maximum sustainable yield im Schäfer-Modell entsprechen
35
Biomassenutzung in DE 2015 (slide 25) Biomasseherkunft in Deutschland 2019 (slide 26) Direkte und indirekte Rohstoffimporte Detuschlands (slide 27)
...
36
Importanteil bei Biomasse in 2019?
Importanteil bei 47%
37
Bioenergiepotenziale DE für 2050 Umfang des energetisch nutzbaren Potenzials aus der Landwirtschaft umstritten. In einigen Publikationen daher Konzentration auf?
Rest- und Abfallstoffe
38
Bioenergiepotenziale DE für 2050 Energie aus Abfällen: Rest- und Abfallstoffe aus der Lebensmittel- und Futterproduktion, industriellen Prozessen und Haushalten bergen kaum zusätzliches Potenzial. Wahr/Falsch?
Wahr
39
Bioenergiepotenziale DE für 2050 Energie aus Holz: Bei was besteht hier noch Potenzial?
Bei Holz aus Durchforstung, Kronenresten etc. bestehen ungenutzte Potenziale Landschaftspflegeholz könnte zusätzliche Potenziale erbringen (Industrierestholz, z.B. aus Sägewerken und Altholz, z.B. aus Abrisshäusern, werden bereits genutzt)
40
Bioenergiepotenziale DE für 2050 Energie aus der Landwirtschaft Eingesetzte Biomasse/Potenziale? (3)
Energiepflanzen (Mais, Raps, Rüben, Getreide, Gräser) umweltfreundliche Dauerkulturen (bspw. Wildpflanzenmischungen) Agrarholz (schnell wachsende Baumarten)
41
Wie groß ist das Potenzial von Rest- und Abfallstoffen für die stoffliche und energetische Nutzung?
Theoretisches Potenzial: ~150 Mio. t Trockensubstanz Technisches Potenzial: ca 2/3 des Theoretischen Potentials Genutztes Potenzial: ca. 2/3 des Technischen Potenzials -> davon ca. 50% stoffliche Nutzung und ca. 50% energetische Nutzung (siehe slide 29)
42
Bioenergienutzung: Strom Stromerzeugung aus EE 2023 (DE): Welchen Anteil daran macht Bioenergie aus?
18,1 % (von der Stromerzeugung AUS EE 2023)
43
Bioenergienutzung: Verkehr Biokraftstoffanteil am Kraftstoffverbrauch in Deutschland 2023?
6,3% (davon 4,6% Biodiesel) (siehe slide 30) (Prozentangaben bezogen auf den Energiegehalt, ohne Stromverbrauch im Verkehrssektor)
44
Bioenergie wird aktuell v.a. für was eingesetzt?
zur Wärmebereitstellung -> derzeit wichtigster erneuerbarer Energieträger für Wärmebereitstellung aus EE (Anteil an EE-Wärmebereitstellung: > 83%)
45
Nenne mögliche Maßnahmen für nachhaltigere Entwicklungen in der Landwirtschaft (Prognos et al. 2020)! (3) (Maßnahmen eingebettet in Ziel von 65% THG Reduktion bis 2030)
Technische Minderungsmaßnahmen bis 2030: verbesserte Lagerung und Einsatz von emissionsarmen Ausbringungstechnologien für Gülle, Vergärung von Wirtschaftsdüngern Änderung der landwirtschaftlichen Produktion: Reduzierung der Tierbestände, Umstellung auf Kulturarten mit geringerem Stickstoffbedarf, Ausweitung Ökolandbau Änderungen als Spiegel der Nachfrageänderung: sinkender Konsum tierischer Produkte, Verschiebung von gasförmigen zu festen Biobrennstoffen in Bioenergienachfrage
46
1) Was versteht man unter BECCS? 2) Beschreibe das grundsätzliche Vorgehen!
1) BECCS: bioenergy with carbon capture and storage -> Nutzung von Bioenergie und anschließende Speicherung von Treibhausgasen (zielt darauf ab neg. Netto-Emissionen zu erreichen!) 2) Grundsätzliches Vorgehen: - Anbau von Energiepflanzen im großen Stil -> dadurch Entzug von CO2 aus Atmosphäre - Nutzung in Biogasanlagen oder von Ethanolerzeugern -> dabei entstehendes CO2 wird aus Abgasstrom getrennt und anschließende Nutzung von CCS - Mögliche Lagerstätten bei CCS: alte Lagerstätten für Erdöl oder -gas, ehemalige Salzwasserdepots
47
Was sind Kritikpunkte an BECCS?
Groß angelegter Energiepflanzenanbau -> dadurch großer Platzbedarf, was zu ökologischen Problemen / Potenziallimitation führt Hoher Aufwand, da Abtrennen von CO2 zusätzliche Energie benötigt, was den Betrieb verteuert und durch Tiefenbohrungen für den Speicher verstärkt wird Aktuell geringe Anreize, da CO2-Preis auf nicht ausreichendem Niveau, zudem keine gesonderte Vergütung von negativen Emissionen --> Dennoch (trotz vieler Unsicherheiten und Annahmen): BECCS Teil vieler 1,5°C Szenarien
48
Wie viel Biomasse wird in Deutschland jährlich genutzt? Was macht dabei den größten Anteil aus?
~270 Mio. t/Jahr Biomasse Futtermittel (111 Mio. t)
49
Deutschland importiert einen großen Teil der direkt und indirekt genutzten Biomasse. Wahr/Falsch?
Wahr (Importanteil Biomasse bei 47% in 2019)
50
Stofflich genutzte nachwachsende Rohstoffe werden vor allem in welchem Sektor eingesetzt?
chemische Industrie
51
Wie kann Klimaschutz in Landwirtschaft-, Biomasse- / Bioenergiesektor verbessert werden?
(Über die Bewirtschaftungsstrategien) Über die (Reduktion der) Viehhaltung Über BECCS
52
Beschreibe die Bedeutung von Wasser als natürliche Ressource! (3)
Lebensgrundlage (Wasservorkommen bestimmen Vegetation der Erde, essentiell zur Nahrungsmittelproduktion, wichtigste nachhaltige Energiequelle der Gegenwart (Wasserkraft), Wassermangel ist Ursache vieler internationaler Konflikte) Extremereignisse (Starkniederschläge und Überschwemmungen, Trockenheit und Dürren, Wasser ist Energiequelle von Gefahren: Tornado, Hurrikane, Orkane) Wasser ist zentraler Faktor des Klimasystems (Wärmekapazität des Ozeans, Wolkenbildung beeinflusst Strahlungsbilanz der Erde)
53
Warum ist Wasser ein zentraler Faktor des Klimasystems?
Wärmekapazität des Ozeans Wolkenbildung beeinflusst Strahlungsbilanz der Erde
54
Hydrologie Was versteht man in diesem Kontext unter: 1) Evaporation? 2) Transpiration? 3) Interzeption?
1) Evaporation: - Verdunstung von freien Wasseroberflächen - Phasenübergang: flüssig zu gasförmig 2) Transpiration: - Verdunstung durch die Pflanze (Stomata) 3) Interzeption: - Niederschlag, der auf Pflanzenoberfläche bleibt & verdunstet (siehe slide 38)
55
Beschreibe die Wasserreserven der Erde!
Wasserreserven der Erde: - Ozeane: ca. 97% - Süßwasser: ca. 2% - Grundwasser: < 1% Süßwasser: - Eis, Schnee und Permafrost - Grundwasser - Seen, Flüsse, Feuchtgebiete (0,007%) - Atmosphäre (0,001%) (see slide 39)
56
1) Wie viel Frischwasser wird weltweit jährlich verbraucht? 2) In welchen Sektoren wird Frischwasser hauptsächlich genutzt? (Wie ist die Verteilung?)
1) 4.000 km^3 Frischwasser 2) Landwirtschaft (70%) Industrielle Produktion (20%) Haushalte (10%) (Werte von 2017 oder älter)
57
1) Zu was dient der Wassernutzungs-Index? 2) Berechnung Wasserstress und wann spricht man von Wasserstress?
1) Bestimmt die Auswirkungen der Wasserentnahme in Gewässern -> hierfür wird die Wassernachfrage dem Wasserdargebot gegenüber gestellt 2) Wasserstress = jährliche Wasserentnahme / jährliche Wasserverfügbarkeit -> Wasserstress liegt vor, wenn die Entnahmen 20% des verfügbaren Wasserdargebots übersteigen (also falls Entnahmen > 0,2 * Wasserverfügbarkeit)
58
Welchen Einfluss hat der Klimawandel auf die weltweite Wasserverfügbarkeit?
Bei höheren Temp. hat Luft eine höhere Aufnahmefähigkeit von Wasser -> die Wasserverdunstung nimmt zu In vielen Regionen, insbesondere Entwicklungsländern, wird der Wasserstress zunehmen Dies führt zu einem verstärkten Auftreten von Dürren
59
Wasserstress weltweit (2021) -> slide 44 Wasserstress weltweit 2040 -> slide 45
...
60
Wasserknappheit Grenzwerte für kritische Werte variieren: -> Wasserknappheit liegt vor bei < ?? Süßwasser pro Kopf und Jahr
1000 - 1700 m^3
61
Wie können globale Wasserprobleme kategorisiert werden?
A) Wasserknappheit - Wassernachfrage (Entnahme) -> Bevölkerungswachstum, Verstädterung, Wirtschaftswachstum, künstliche Bewässerung in der Landwirtschaft - Wasserdargebot (Verfügbarkeit) -> Trockenheit, Dürren, Klimawandel, Gletscherschmelze B) Wasserverschmutzung - Gefährdung der menschl. Gesundheit -> Wasserknappheit, Bakterien und andere pathogene Organismen, Pestizide und andere Chemikalien, NO3 im Grundwasser - Störung der (Wasser-) Ökosysteme -> Wasserknappheit, organische Wasserverschmutzung, Pestizide und andere Chemikalien, Versauerung, Eutrophierung (Laut Unicef haben heute 2,2 Mrd. Menschen keinen Zugang zu sauberem Trinkwasser) (slide 47)
62
1) Was könnte negative Auswirkungen des Klimawandels in Bezug auf die weltweite Wasserverfügbarkeit ausgleichen und gleichzeitig das Wirtschaftswachstum anregen? 2) Was ist in extrem trockenen Regionen der Welt erforderlich?
1) Wasser-Ressourcenmanagement (i.d.R. würden hier Investitionen in effizientere Wassersysteme hohe wirtschaftliche Dividenden liefern) 2) weitreichendere Reformen, um ineffiziente Wassernutzung zu vermeiden
63
1) Wende das Hartwick Konzept (siehe VL3) auf die Wassernutzung an! -> Gehe dabei speziell auf die Wasserdargebotsmenge und Wasserqualität ein 2) Welchen Kompromiss gibt es?
1) Strike Nachhaltigkeit: - Wasserdargebotsmenge: Die natürliche Nutzungsrate soll die natürliche Regeneration nicht übersteigen - Wasserqualität: Schadstoffbelastungen sollen sich im Rahmen der natürlichen Assimilationskapazität bewegen Schwache Nachhaltigkeit: - Wasserdargebotsmenge: Abbau von Beständen zulässig, sofern Substitutionsmöglichkeiten geschaffen werden - Wasserqualität: Beeinträchtigung der Wasserqualität über die natürliche Assimilationskapazität hinaus möglich, sofern Substitutionsmöglichkeiten geschaffen werden 2) Kompromiss der beiden Nachhaltigkeitskonzepte: - kritische Bestände des natürlichen Kapitals erfüllen lebenserhaltende Funktionen und sind nicht substituierbar - oberhalb der kritischen Bestände existieren Substitutionsmöglichkeiten
64
Wassernutzungskreislauf -> slide 50
...
65
Wasser wird in einigen Ländern knapp -> in mehr als 30 Ländern herrscht heute bereits akute Wasserknappheit Schere zwischen Nachfrage (Bedarf) und Angebot (Dargebot) öffnet sich zusehends: -> Steigende Nachfrage durch Bevölkerungs- und Wirtschaftswachstum -> Sinkendes Angebot durch Übernutzung, Verschmutzung, Klimawandel
...
66
1) Welche Zweige innerhalb der Wasserwirtschaft gibt es? (2) 2) Was sind die grundlegenden Aufgaben der Wasserwirtschaft? (3)
1) Wassermengenwirtschaft Wassergütewirtschaft (Der Wasserbedarf richtet sich sowohl nach der Menge als auch nach der Güte) 2) Grundlegende Aufgaben: - gleichmäßige Bereitstellung des Wassers - Sicherung der Wasserqualität - nachhaltige Nutzung der Wasserressourcen
67
Kosten der Trinkwasserversorgung 1) Welches Prinzip gilt in Deutschland? 2) Was sind Einflussfaktoren auf die Kosten? (3)
1) Kostendeckungsprinzip (-> Unabhängig von der Organisationsform der Wasserversorgung müssen in DE grundsätzlich alle Kosten der Trinkwasserversorgung durch den Wasserpreis gedeckt werden.) 2) Einflussfaktoren - Örtliche und regionale wasserwirtschaftliche Gegebenheiten (Wasserdargebot; Trinkwasserbedarf) - Versorgungssicherheit der Bevölkerung mit Trinkwasser (zu jeder Zeit und in ausreichender Menge) - Vorgaben zum vorsorglichen Schutz und Verbesserung der Grundwasser (Ressourcen-) Qualität in Wassereinzugsgebieten - Erforderliche Maßnahmen zur Sicherstellung der geforderten Trinkwasserqualität nach der Trinkwasserverordnung
68
A) Beschreibe den schematischen Weg des Trinkwassers! (5) B) In welchem Bereich entstehen die höchsten Kosten?
A) 1) Wassergewinnung: Rohwasser -> Grundwasser, Quellwasser etc. 2) Wasseraufbereitung -> Physikalische (z.B. Filtration), chemische und biologische Verfahren 3) Wasserförderung -> Pumpen, Antriebsmaschinen etc. 4) Wasserspeicherung -> Wasserrtürme etc. 5) Wasserverteilung -> Fernleitung, Versorungsleitungen etc. B) bei der Wasserverteilung (Kostenanteil von 57-81%)
69
Wassernutzung in Deutschland (in 2016) ca. 85% der verfügbaren Wasserressourcen ist ungenutzt. wahr/falsch?
Wahr ( -> ca. 3% öffentliche Wasserversorgung -> ca. 10% nicht-öffentliche Wasserversorgung )
70
Flussbild der öffentlichen Wasserversorgung in DE in 2022 -> slide 58 Wasserentnahme Deutschland nach Wirtschaftsbereichen -> slide 60
...
71
Einsparmaßnahmen haben zu einem Rückgang der Wassernutzung geführt (in DE) Trinkwasserverwendung im Haushalt 2023 -> Entnahme in Liter pro Einwohner und Tag?
123 Liter -> Verwendungszweck siehe slide 59 (In DE ist privater Wasserverbrauch seit den 1990ern stark gesunken)
72
In Deutschland herrscht insgesamt noch keine Wasserknappheit, hier liegt der Fokus der Wasserwirtschaft auf Wasserqualität und Kosten; durch regionale Übernutzung und Trockenheit entstehen Veränderungsprozesse wahr/falsch?
wahr
73
Privatisierung vs. Rekommunalisierung von Wasserunternehmen in DE. Was ist der vorherrschende Trend?
Zunahme der Rekommunalisierung von Wasserunternehmen zu beobachten
74
Ü: Kontext und Grundidee der Entstehung des Schäfer-Modells 1) Entstehungsgrund? 2) Ziel? 3) Grundidee?
1) Im Rahmen der Ressourcenökonomie und Populationsdynamik entwickelt, um die nachhaltige Nutzung natürlicher Ressourcen zu optimieren 2) Ziel: Vermeidung von Übernutzung durch Identifikation des nachhaltigen Ertragsmaximums 3) - Modell beschreibt das Wachstum einer Ressource (z.B. Waldfläche) in Abhängigkeit von ihrem aktuellen Bestand - Es behauptet, dass es einen Punkt gibt, an dem der Ertrag (z.B. jährliche Abholzung) maximiert wird, ohne die Regenerationsfähigkeit der Ressource zu gefährden (Maximum Sustainable Yield, MSY)
75
Ü: Schäfer-Modell 1) Unterentnahme: Zu niedrige Nutzung führt zu? 2) Überentnahme: Übersteigt die Entnahme das natürliche Wachstum, passiert was?
1) Ressourcenverschwendung 2) kollabiert die Population (ab Bestand unter X_min stirbt Population unausweichlich aus)
76
Ü: Aufgabe Nachhaltige Befischung durchlesen (slide 8-12)
...
77
Das Energy Trilemma/ Das Energiepolitische Zieldreieck bestehend aus? (3)
Versorgungssicherheit (-> Energieversorgung, Zuverlässigkeit der Infrastruktur, Fähigkeit den aktuellen & künftigen Bedarf zu decken) Wirtschaftlichkeit (-> Energieversorgung effizient und kosteneffektiv (kostendeckend), Wettbewerbsfähigkeit) Umweltverträglichkeit (-> Effizienz auf Angebots- & Nachfrageseite, Entwicklung von erneuerbaren & kohlenstoffarmen Energien)
78
Geopolitik -> Begriff -> in Bezug auf EE (Ü6 slides 17-20)
...

ERgr (18 decks)

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