Materialien zu den ökologischen Zusammenhängen des Nährstoffkreislaufs in den Tropen finden sich hier >> Nährstoffkreislauf Tropen Praxis GEO
Wie aus Kohle Strom wird
Blick auf eine Kohlemühle im Kesselhaus eines Kraftwerks
Ein Kohlekraftwerk mit einer elektrischen Leistung von 800 Megawatt – der typischen Größe neuer Anlagen – produziert jährlich so viel Strom, um etwa 1,5 Millionen Haushalte zu versorgen. Doch wie wird aus Kohle Strom gewonnen? In einem mehrstufigen Prozess wird die in dem fossilen Brennstoff Kohle gespeicherte chemische Energie in elektrische Energie umgewandelt.
Kohle wird zu Staub
In der ersten Phase wird zunächst die Braun- oder Steinkohle von Walzenmühlen zu Staub gemahlen. Anschließend wird der Kohlestaub mit heißer Luft in eine Brennkammer geblasen, wo er bei Temperaturen um 1.300 Grad Celsius verbrennt. Die chemische Energie der Kohle wird in Wärmeenergie umgewandelt.
Rauchgase lassen Wasser verdampfen
Die entstandenen Rauchgase bringen das sogenannte Speisewasser in einem Kesselrohrsystem zum Sieden – das Wasser verdampft, und es entsteht bei bis zu 530 Grad Celsius ein enormer Druck von etwa 240 bar. Die Wärmeenergie hat sich in Phase zwei in potenzielle Energie verwandelt.
Bevor das Rauchgas über einen Schornstein in die Luft entweichen kann, wird es gefiltert und gereinigt. Zunächst werden die beim Verbrennen entstandenen Stickoxide mithilfe eines Katalysators in Stickstoff und Wasserdampf zerlegt. Mit einem elektrischen Filter werden die Partikel, der sogenannte Feinstaub, fast vollständig aus dem Rauchgas gezogen. Schließlich werden die Rauchgase in einem Waschturm entschwefelt.
Dampf treibt Turbine an
In der dritten Phase der Energieumwandlung strömt der Wasserdampf nun durch die Rohrleitungen in eine mehrstufige Dampfturbine und treibt dort die Schaufeln an. Es entsteht Bewegungsenergie. In einem Kondensator verflüssigt sich der Wasserdampf wieder und wird erneut als Speisewasser in den Kessel gepumpt. Der Kreislauf ist geschlossen.
Für den Betrieb des Kondensators wird eine große Menge Kühlwasser benötigt, das zumeist Flüssen entnommen wird. Nach der Erwärmung im Kondensator wird das Kühlwasser in einem Kühlturm verrieselt, so dass es seine Wärme an die Luft abgeben kann. Anschließend wird es wieder in den Fluss geleitet.
Generator erzeugt Strom
In der vierten Phase treibt die Turbine wiederum den angekoppelten Generator an. In der sogenannten Statorspule des Generators wird die mechanische Rotationsenergie ähnlich wie bei einem Fahrraddynamo mittels Induktion in elektrische Energie umgewandelt. Über einen Transformator wird der produzierte Strom mit einer Spannung von 110 beziehungsweise 220 Kilovolt in das Hoch- und Höchstspannungsnetz gespeist.
Quelle: ndr.de
Besprechung Klausur Aralsee
Sicherung Probeklausur
Vertretungsaufgabe Mo. 07.03.2016
Liebe Schülerinnen und Schüler,
nachfolgend findet ihr Materialien zu einem Raum, der besonders stark betroffen ist von den Folgen der Desertifikation. Zur Vorbereitung auf die Klausur bearbeitet bitte folgende Aufgabenstellungen:
(1) Lese den Text auf den Seiten 109 und 110 (siehe Material).
(2) Arbeite die Ursachen und Folgen der Desertifikation in China heraus und stelle diese in Form eines Wirkungsgefüges dar.
Infoblatt Desertifikation
Ursachen und Folgen
Die Ursache der Desertifikation, die Überbeanspruchung der natürlichen Ressourcen durch Land-, Forst- und Weidewirtschaft, geht einher mit dem starken Bevölkerungsanstieg in den betroffenen Ländern. Das Bevölkerungswachstum in Afrika südlich der Sahara liegt derzeit bei 2,4 Prozent pro Jahr, was eine stetige Verschärfung des Nutzungsdrucks auf die Ökosysteme zur Folge hat. Überlieferte und den Bedingungen Rechnung tragende Nutzungssysteme im Bereich der Weide-, Forst- und Landwirtschaft werden nicht mehr oder in einer nicht verträglichen Form angewendet.
Die Überweidung von großen Flächen stellt ein immanentes Problem in von Desertifikation bedrohten Landstrichen dar. Bedingt wird diese durch ein übermäßiges Anwachsen der Herdengröße als Schutz vor möglichen Engpässen. Weiterer Druck entsteht durch unterlassene Rotation der beweideten Flächen und stark eingeschränkte Weidewanderung.
Um die Nutzpflanzen und -tiere mit ausreichend Wasser zu versorgen, bedient man sich mittlerweile moderner Tiefbrunnen. Diese reichen bis in die wasserführenden Erdschichten hinab und verursachen zusammen mit dem Einsatz von Pumpen ein starkes Absinken des Grundwasserspiegels, da das nachsickernde Wasser nicht mehr ausreicht, um die entnommene Menge zu kompensieren. Gleichzeitig halten sich die Herden durch die gesicherte Wasserversorgung häufig in einer Entfernung von nur einem Tagesmarsch zu den Brunnen auf und belasten die örtlichen Ressourcen zusätzlich.
Zudem bedingen die Erschließung neuer Ackerflächen, der Mangel an alternativen Energieträgern und die Verwendung von Holz zum Bau von Häusern und von Parzellenabgrenzungen eine starke bis extreme Überbeanspruchung der forstwirtschaftlichen Flächen. Vor allem in ariden Gebieten ist die Brennholzbeschaffung mittlerweile ein großes Problem, so dass es in Afrika Städte gibt, deren umgebende Flächen in einem Umkreis von mehr als 100 km komplett gerodet sind.
Die Folge dessen ist eine flecken- bis flächenhaften Zerstörung der Vegetationsdecke, die zu einer starken Erhöhung der Gefahr durch Bodenerosion führt, da das Wurzelwerk der Pflanzen den fruchtbaren Bodenschichten keinen Halt mehr gibt. Dies erhöht ebenfalls die Gefahr der Entstehung von Wanderdünen, die Weidegründe, Anbauflächen, Dörfer und infrastrukturelle Flächen bedrohen können. Außerdem findet bedingt durch den Wegfall der Vegetation eine Störung des Wasserhaushaltes statt, da die Vegetationsdecke als Schutz vor Sonneneinstrahlung dient und somit eine verstärkte Wasserverdunstung verhindert. Durch die Zerstörung der Vegetation ist die Bodendecke jedoch ungeschützt der Sonne ausgesetzt und trocknet daher sehr rasch und nachhaltig aus. Bedingt durch den kapillaren Aufstieg von Grundwasser und die anschließende Verdunstung an der Oberfläche werden zusätzlich Salze an der Oberfläche abgelagert, die die Bodenfruchtbarkeit weiter verschlechtern.
Gegenmaßnahmen
Die derzeitige Basis der Desertifikationsbekämpfung bildet das im Jahr 1994 von über 100 Staaten unterzeichnete „Übereinkommen zur Bekämpfung der Wüstenbildung in den von Dürre und/oder Wüstenbildung schwer betroffenen Ländern, insbesondere in Afrika“ (CCD). Die Konvention stimmt als integrierter Lösungsansatz die Maßnahmen zur Bekämpfung der Wüstenbildung in einem klaren und verbindlichen Handlungsrahmen ab und setzt diese um. Für die Entwicklungsländer ergibt sich aus der Konvention die Aufgabe, der Desertifikationsbekämpfung Priorität einzuräumen, für die Industrieländer dagegen, dieses Bestreben im Rahmen der Entwicklungshilfe bzw. -zusammenarbeit zu unterstützen. Die Schlüsselinstrumente bei der Umsetzung der Konvention sind die in Zusammenwirken mit der lokalen Bevölkerung ausgearbeiteten Nationalen Aktionsprogramme (NAP). In diesen wird das landwirtschaftliche Potential der betroffenen Regionen beurteilt, die bisherige Strategie analysiert, der Grad der Desertifikation bestimmt sowie verfolgte Ziele, beabsichtigte Maßnahmen und konkrete Projektevorschläge aufgezeigt. Diese werden dann in kommunalen (SRAP) und regionalen Programmen (RAP) umgesetzt.
Im Rahmen dieser Programme wird versucht, eine nachhaltigere Bodennutzung zu gewährleisten. Ein Mittel stellen längere Pachtverhältnisse dar, so dass es sich für den einzelnen Bauern aufgrund eines längeren Bewirtschaftungszeitraums lohnt, in den Erhalt der Bodenfruchtbarkeit zu investieren. Außerdem muss die Vermarktung der hergestellten Agrarprodukte gesichert werden, um Anreiz für möglichst langfristige Ernteerfolge, die mit einem schonenden Ressourcenumgang einhergehen, zu schaffen.
Weiter versucht man althergebrachte, den vorherrschenden Bedingungen angepasste Anbaumethoden und Landnutzungssysteme zu etablieren. So helfen Pflanzhügel und -dämme entlang der Parzellengrenzen dabei, die großflächige Erosion des Oberbodens durch Regenfälle zu verhindern. Weiter lagern sich im Staubereich Feinsedimente ab, die den Wuchs von Futtergräsern fördern und die Versickerung des Wassers erleichtern, was zu einem Anstieg des Grundwasserspiegels führt. Auf vollkommen desertifizierten Arealen können Pflanzlöcher angelegt werden, deren Aushub mit Mist und Kompost angereichert und wieder indie Löcher gefüllt wird.
Andere Gegenmaßnahmen liegen in einer umfangreichen Wiederaufforstung, um so die Vegetation wiederherzustellen, dadurch den Boden zu schützen und die agrarwirtschaftliche Nutzung zu verbessern sowie die Versorgung der Bevölkerung mit dem Energieträger Holz zu sichern.
Im Bereich der Gewinnung neuer und Wiedergewinnung alter Nutzflächen werden umfangreiche Anstrengungen zur Wüstenkultivierung bzw. Rekultivierung unternommen. Dafür wird auf verschiedene Weise versucht, bisher unterversorgte Regionen mit Bewässerungssystemen einer landwirtschaftlichen Nutzung zuzuführen. Allerdings besteht bei einer Überdimensionierung solcher Projekte die latente Gefahr, den Schaden durch eine Übernutzung der Wasserressourcen nur noch zu vergrößern. In jedem Fall ist die Gewinnung zusätzlichen Wassers durch den Rückhalt von Oberflächenwasser mittels kleiner Staubecken und -dämme sinnvoll.
Charakteristisch für die am stärksten von der Desertifikation betroffenen Länder ist die Tatsache, dass sie gleichzeitig zu den ärmsten Staaten der Welt gehören. Die Tilgungsleistungen für die Schulden werden oftmals durch Exporte landwirtschaftlicher sowie forstlicher Produktionsgüter geleistet. Dadurch ergibt sich für die Staaten die Notwendigkeit, den Anbau von für den Weltmarkt konkurrenzfähigen Produkten zu forcieren. Erst durch eine teilweise Entschuldung der Länder würde dann wieder die Alternative bestehen, das Ackerland für die eigenen Bedürfnisse zu nutzen und eine Bewirtschaftung mit traditionellen, angepassten Produkten durchzuführen.
Quelle: klett.de
Vertretungsmaterial 18.01.2016
Lieber EK-EF Kurs,
in diesem Beitrag findet ihr die Materialien zur Vorbereitung der Podiumsdiskussion zum Wassernutzungskonflikt in der Atacama Wüste in Chile.
Die Frage der Podiumsdiskussion wird lauten: Soll die chilenische Politik den Kupferabbau weiter fördern? Wer soll die Wasserrechte des einzigen großen Flusses, Rio Loa, erhalten?
Aufgabenstellung:
(a) Suche dir zunächst eine der vorgegebenen Rollen der Diskussionsteilnehmer (M9) heraus und (b) sammele in einem zweiten Schritt Argumente, die die Position der von dir ausgesuchten Rolle in Bezug auf die Fragestellung der Diskussion bekräftigen.
Hinweis für diejenigen, die in der letzten Stunde gefehlt haben: Bitte bearbeitet zusätzlich die Aufgabe 2 und 5 auf S. 38 (Vor- und Nachteile des Kupferabbaus).
Materialien:
Grenzüberschreitende Gewässer (Nil)
Quelle: NASA
Karte Globale Wasserversorgung
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