31 oekologie energie brennpunkt 2 schue 2a 2017 low by STR teachware

Ökologische und energiepolitische Herausforderungen

Leben und Wirtschaften geschieht innerhalb unserer natürlichen Umwelt. Menschen benötigen wie alle Lebewesen Luft und Wasser. Zudem ist die Natur einerseits «Lieferant» von Energieträgern und Rohstoffen zur Güterproduktion, andererseits wird sie zwangsläufig verschmutzt, weil sie die Abfallstoffe der wirtschaftlichen Prozesse aufnehmen muss. In diesem Kapitel lernen wir ökologische Probleme und Herausforderungen im Bereich des Umweltschutzes und der Energiepolitik kennen. Eine nachhaltige Entwicklung verlangt, dass die heute lebenden Menschen ihre Bedürfnisse decken können, ohne den in Zukunft lebenden Menschen die Möglichkeit einzuschränken, ihre eigenen Bedürfnisse zu decken.

Befindet sich die Schweiz auf dem Weg einer nachhaltigen Entwicklung? Um diese Frage beantworten zu können, müssen wir die Prinzipien und Lösungsansätze für eine nachhaltige Entwicklung kennen. In welchen Bereichen sind Fortschritte zu verzeichnen? Wo besteht Handlungsbedarf? Welches sind die Vor- und Nachteile der aktuellen Projekte zum Schutz der Umwelt und des Klimas?

Theorie 31.1 31.2 31.3 31.4 31.5 31.6 31.7 31.8

Übungen

Ressourcen – Grundlage des Wirtschaftens ........................................................ Umweltschutz – Probleme und Herausforderungen ............................................ Energie – Problembereich 1: Verbrauch .............................................................. Energie – Problembereich 2: Fossile Energieträger .............................................. Energie – Problembereich 3: Kernenergie ........................................................... Nachhaltige Entwicklung: Dimensionen und Prinzipien ....................................... Lösungsansätze am Beispiel Energiepolitik .......................................................... Instrumente für umweltpolitische Massnahmen ................................................. Das haben Sie gelernt ........................................................................................ Diese Begriffe können Sie erklären .....................................................................

2 4 8 12 16 18 22 26 28 29

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Übersicht über die natürlichen Ressourcen ........................................................... Wasser – eine besondere Ressource ..................................................................... Umweltschutz: welche Bereiche sind betroffen? ................................................... Energieverbrauch ................................................................................................. Fossile Energieträger ............................................................................................ Stromerzeugung in einem Kernkraftwerk .............................................................. Nachhaltige Entwicklung ..................................................................................... Zukunft der Energieversorgung ............................................................................ Unterschiedliche energiepolitische Massnahmen ..................................................

30 30 31 31 32 33 33 34 34

Aufgaben 1 2 3 4 5 6

Umweltprobleme ................................................................................................. Masseinheiten für die Energie .............................................................................. Fossile Energieträger ............................................................................................ Entsorgung von radioaktiven Abfällen .................................................................. Mit Fakten und Fantasie in die Zukunft ................................................................. Energiestrategie 2050 ..........................................................................................

36 37 38 40 42 44

Ökologische und energiepolitische Herausforderungen

Ökologische und energiepolitische Herausforderungen 2

31.1

Ressourcen – Grundlage des Wirtschaftens

■ Übersicht über die natürlichen Ressourcen

Das gesamte menschliche Leben und alle wirtschaftlichen Prozesse benötigen natürliche Ressourcen in Form von Luft, Wasser, Rohstoffen oder Energie. Die Natur ist dabei nicht einfach eine unerschöpfliche Ressourcenquelle, sind doch viele Rohstoffe nicht erneuerbar und werden durch die menschliche Verwendung endgültig verbraucht. Die wirtschaftlichen Aktivitäten erzeugen zudem als Nebenprodukte Abgase, Abwasser, Abfälle und Abwärme, die in die Natur zurückfliessen und diese teilweise massiv belasten. ■ Ausschnitt aus dem Gesamtmodell zu den Zusammenhängen in Wirtschaft und Gesellschaft

Natürliche Ressourcen sind tierische und pflanzliche Ausgangsstoffe, Bodenschätze, Energieund Wasservorräte sowie die Luft. Mit dem englischen Begriff «Stocks» (= Vorräte) bezeichnen wir sämtliche Bodenschätze und Energievorkommen der Erde, unabhängig davon, ob sie momentan von der Gesellschaft genutzt werden oder nicht. Dagegen verstehen wir unter Ressourcen im engeren Sinne denjenigen Teil der Stocks, der für die Menschen einer bestimmten Zeit und Gesellschaft von Interesse ist und deshalb nachgefragt wird. Erdöl gehört z. B. als wichtiger, unverzichtbarer Rohstoff in der heutigen Zeit zu den Ressourcen. Die Ausbeutung und breite Anwendung des Rohöls begann allerdings erst im 19. Jahrhundert. Für die Zeit zuvor zählte deshalb Erdöl wohl zu den Stocks, nicht aber zu den Ressourcen. Reserven umfassen schliesslich denjenigen Teil der Ressourcen, der gegenwärtig für die Menschen zugänglich und sowohl in technischer als auch wirtschaftlicher Hinsicht abbaubar ist.

ÖKONOMISCHES SYSTEM Dienstleistungen

Unternehmung

Bereich Wirtschaftsrecht

Wirtschaftslage Haushalte

Produktionsfaktoren Güterstrom

Luft

Wasser Rohstoffe Energie

ÖKOLOGISCHES SYSTEM Abgase Abwasser Abfälle Abwärmee Bereich Umweltrecht

Wasser Boden Biologische Vielfalt Klima und Luft Naturgewalten

Umweltqualität

Ein häufig gebrauchtes Kriterium zur Gliederung der Ressourcen ist ihre Erneuerbarkeit. ■ Erneuerbare Ressourcen (regenerierbare Ressourcen) bilden sich durch natürliche Prozesse – und zwar in einem für die Menschen absehbaren Zeitraum – immer wieder neu. Zwar wird der Bestand an solchen Ressourcen, z. B. Meeresfische, durch die menschliche Nutzung vermindert, er kann sich aber in einem definierten Zeitraum wieder «erneuern», indem er nachwächst. Die wichtigste erneuerbare Energiequelle ist momentan die Sonnenenergie; zukünftig dürfte auch Erdwärme aus dem Erdinnern an Bedeutung gewinnen (Bereich der sogenannten «Geothermie»). Sonnenenergie kann direkt genutzt werden, indem z. B. mittels Sonnenkollektoren Warmwasser oder über Solarzellen elektrische Energie gewonnen wird. Mithilfe der Fotovoltaik kann sogar direkt aus Licht elektrische Energie erzeugt werden, eine Technik, die für sehr kleine Energiemengen, z. B. für Taschenrechner, bereits bestens bekannt ist. Indirekt haben auch noch weitere Energieformen ihren Ursprung in der Sonnenenergie wie z. B. die Wasser- und die Windkraft, die auch zur Erzeugung von Elektrizität genutzt werden. Die Energie der Sonne ist aus menschlicher Sicht unerschöpflich, und ihre Nutzung hat deshalb keinen Einfluss auf den «Energievorrat». Erneuerbar sind auch die pflanzlichen und tierischen Ausgangsstoffe für die menschliche Ernährung. Die verschiedenen Getreidearten (Weizen, Reis und Mais), Kartoffeln, Tiere und Fischbestände können grundsätzlich nachwachsen. Allerdings sind bestimmte Fischbestände und Meeressäuger wie Wale und Delfine bedroht: einerseits durch intensive industrielle Fangmethoden und andererseits durch die Verschmutzung der Weltmeere. Gefordert wird deshalb eine nachhaltige Nutzung solcher Bestände, die eine Regeneration in einem für Menschen absehbaren Zeitraum ermöglicht.

■ Nicht erneuerbare Ressourcen werden durch die menschliche Nutzung (endgültig) «verbraucht». Zwar sind fossile Energieträger wie Erdöl, Erdgas oder Kohle in einem Millionen von Jahren dauernden Prozess entstanden und könnten in einem erdgeschichtlichen Zeitraum auch wieder gebildet werden. In «menschlichen Dimensionen» betrachtet sind sie jedoch nicht erneuerbar. Gerade wegen dieser Endlichkeit der fossilen Energieträger ist ein sparsamer Umgang, d. h. ein optimaler Einsatz dieser Ressourcen, anzustreben. Übung 1

Ökologische und energiepolitische Herausforderungen

31.2

Umweltschutz – Probleme und Herausforderungen

Ein wirksamer Umweltschutz schützt die Menschen vor übermässiger Belastung durch Lärm, schädliche Stoffe und Organismen, Strahlung sowie vor Naturgefahren. Gleichzeitig sollen die natürlichen Lebensgrundlagen wie Boden, Wasser, Luft, Wald, Klima und die biologische Vielfalt (Biodiversität) langfristig erhalten und bereits eingetretene schwerwiegende Schäden behoben werden. Für die Schweiz stellen sich im Bereich des Umweltschutzes unter anderem folgende Herausforderungen: ■ Wasser – eine besondere Ressource Wasser ist ein besonderer Rohstoff: Es ist für das menschliche Leben unverzichtbar. Etwa 10 % des weltweiten Wasserverbrauchs werden als Trinkwasser sowie zum persönlichen Gebrauch (z. B. Körperpflege oder Toilettenspülung) in den Haushalten verwendet. Die Industrie verbraucht 20 %, und zirka 70 % werden zur Nahrungsmittelproduktion in der Landwirtschaft benötigt. Weil 70 % der Erdoberﬂäche von Wasser bedeckt sind, wird die Erde auch als der «Blaue Planet» bezeichnet. Die weltweiten Wasserreserven bestehen allerdings nur zu knapp 3 % aus Süsswasser und zu etwa 97 % aus Salzwasser. Wasser wird durch die Sonnenenergie ständig in einem Kreislauf von Verdunstung und Niederschlag bewegt und ist deshalb ein erneuerbarer Rohstoff. Durch die wachsende Umweltverschmutzung reicht allerdings die Fähigkeit der Natur, Wasser zu reinigen, zunehmend nicht mehr aus; der Anteil an verschmutztem Wasser steigt deshalb ständig an. Sauberes Wasser ist zwar für einen immer grösseren Anteil der Weltbevölkerung verfügbar. Noch immer aber trinken 11 % – das sind 783 Mio. Menschen – jeden Tag Wasser, das krank machen kann. Die Folgen sind Infektionskrankheiten, die für Millionen von Menschen den Tod bedeuten. Drastisch sind die Werte nach wie vor für weite Bereiche in Afrika. Südlich der Sahara haben nur etwa 40 % der Menschen sauberes Wasser zur Verfügung.Die globalen Süsswasserreserven sind sehr ungleich und nicht dem Bedarf entsprechend verteilt. Wasserreichen Gebieten, vornehmlich auf der nördlichen Erdhalbkugel, stehen riesige Trockengebiete in afrikanischen Ländern

In Äthiopien hat nur jeder sechste Mensch Zugang zu sauberem Wasser.

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gegenüber, in denen es einen chronischen Wassermangel gibt. Wasserknappheit herrscht häufig auch in Entwicklungsländern mit grossem Bevölkerungswachstum. Um die wachsende Bevölkerung ernähren zu können, müssen die landwirtschaftlichen Anbauflächen ausgeweitet werden. Der Mangel an sauberem Trinkwasser dürfte sich deshalb in Zukunft – angesichts der wachsenden Weltbevölkerung – zusätzlich verschärfen. Schliesslich ist Wasser auch ein Energieträger. Dieser «Verwendungszweck» des Wassers ist gerade für die Schweiz bedeutsam, wird doch mehr als die Hälfte der Elektrizität durch Wasserkraftwerke erzeugt (rund 56 %). Weltweit trägt die Wasserkraft mit knapp einem Fünftel zur Stromerzeugung bei. Experten messen der Wasserkraft auf globaler Ebene noch erhebliche Ausbaumöglichkeiten zu. Problematisch ist der Ausbau der Energiegewinnung durch Wasserkraft wegen der teilweise massiven Eingriffe in die natürlichen Lebensräume. Übung 2 ■ Boden Die gewaltige wirtschaftliche Entwicklung, verbunden mit einem starken Bevölkerungswachstum, hat dazu geführt, dass Dörfer und Städte in der Schweiz immer mehr auswuchern und auch zunehmend ausserhalb von Ortschaften gebaut wird. Das führt zu einem Verlust freier Flächen, was wiederum weitreichende Folgen für unsere Gesellschaft hat. So führt diese EntMit dem Instrument der Raumplanung soll der wicklung («Zersiedelung») beispielsweise fortschreitenden Zersiedelung der Schweiz entzu einem erhöhten Bedarf an Verkehrsinfgegengewirkt werden. rastruktur (Bahn, Strassen), beeinflusst aber auch die allgemeine Lebensqualität der Menschen. Wenn immer mehr Menschen in grösserer Distanz zu den ursprünglichen Dorfund Stadtzentren wohnen, geht der soziale Zusammenhalt allmählich verloren, und viele typische Vorteile von Gemeinden kommen nicht mehr zum Tragen (z. B. soziale Beziehungsnetze, Vereinsleben, lokale Kultur- und Sportangebote). Massnahmen, mit denen man die räumliche Entwicklung von Gemeinden, Regionen oder Kantonen steuert, bezeichnen wir als Raumplanung. Damit werden unterschiedliche Gebiete festgelegt, die einem bestimmten Zweck dienen sollen: So gibt es z. B. Bauzonen, die vor allem fürs Wohnen vorgesehen sind, und andere, in denen sich in erster Linie Gewerbebetriebe ansiedeln können. Die Zersiedelung wurde möglich, weil solche Bauzonen in vielen Regionen zu grosszügig geplant wurden. Im Jahr 2013 wurden deshalb die entsprechenden gesetzlichen Rahmenbedingungen neu geregelt. Zu grosse Bauzonen sollen verkleinert und bestehende Baulandreserven besser genutzt werden. Damit sollen die Landschaft als Natur- und Erholungsraum geschützt und die Attraktivität der Schweiz als Wohn- und Arbeitsort erhalten bleiben.

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Ökologische und energiepolitische Herausforderungen

■ Biologische Vielfalt (Biodiversität) Eng mit der Raumplanung verbunden sind die Fragen der Biodiversität. Dabei geht es einerseits um den Erhalt einer Vielzahl von Arten (Tiere, Pflanzen, Pilze und Mikroorganismen) in einem Ökosystem, andererseits aber auch um eine Vielfalt an Lebensräumen und Ökosystemen (Wassergebiete, Weiden, Wald). Man geht heute davon aus, dass eine grosse Artenvielfalt die Voraussetzung dafür bildet, dass ein Ökosystem unterschiedliche Funktionen übernehmen und deshalb auch mit Umweltveränderungen besser umgehen kann. Ökosysteme mit geringer Vielfalt gelten hingegen als instabil. Schon geringe Veränderungen können dazu führen, dass ein Artensterben beginnt, das nicht nur biologische, sondern auch soziale und wirtschaftliche Folgen haben kann. So laufen landwirtschaftliche Monokulturen eher Gefahr, durch einen neuauftretenden Schädling fundamental zerstört zu werden, als landwirtschaftliche Flächen mit einer höheren Biodiversität. Heute erkennt man darüber hinaus die Bedeutung der Biodiversität für die pharmazeutische und landwirtschaftliche Forschung. Auf der Suche nach neuen Wirkstoffen in Medikamenten oder neuen Sorten in der Landwirtschaft ist man darauf angewiesen, auf möglichst viele unterschiedliche Gene (Rassen oder Sorten von wildlebenden und genutzten Arten) in der Natur zurückgreifen zu können. Schliesslich hat die Biodiversität aber auch einen sehr direkten Einfluss auf unsere Gesundheit. In Ökosystemen mit geringer Biodiversität verbreiten sich Viren, Bakterien und Pilze einfacher, als wenn Artenvielfalt herrscht. Wer zudem schon einmal über eine bunte Blumenwiese gelaufen ist, wird nicht bezweifeln, dass die Biodiversität auch sehr direkten Einfluss auf unser psychisches Wohlergehen hat. ■ Klima und Luft Gemäss dem Klimabericht der Weltbank ist der Klimawandel eine der grössten Herausforderungen für die globale Entwicklung der Erde. «Eine um vier Grad wärmere Welt kann und muss vermieden werden – wir müssen die Erwärmung unter zwei Grad halten», so die Aussage des Weltbank-Chefs Jim Yong Kim. Die Folgen einer zu starken Erderwärmung sind dramatisch und liegen gemäss Studie «ausserhalb der Erfahrungen unserer Zivilisation». Es sind dies Hitzewellen, insbesondere in den Tropen, der Anstieg des Meeresspiegels und Missernten, von denen Hunderte Millionen von Menschen betroffen sind. Die Schweiz hat sich – zusammen mit Dürrephasen werden immer öfter zur Bedrohung – anderen Staaten – verpﬂichtet, Massnahwie beispielsweise 2009 in Kenia. men gegen die Klimaveränderung zu er-

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greifen. Bis zum Jahr 2020 soll der Ausstoss von Kohlendioxid (CO2 ) in die Luft im Vergleich zu 1990 um 20 % gesenkt werden. Die Schweiz engagiert sich in diesem Zusammenhang an internationalen Klimakonferenzen (z. B. 2012 in Doha / Katar). Wichtigstes Instrument zur Umsetzung der nationalen Ziele ist das CO2-Gesetz. Während die Klimapolitik auf den Kampf gegen die globale Klimaerwärmung ausgerichtet ist, strebt man mit den Massnahmen gegen die Feinstaubbelastung eine bessere Luftqualität in Städten an. Die Belastung der Luft mit winzigen Staubteilchen wird heute als eine der grössten Herausforderungen für die Schweizer Luftreinhalte-Politik angesehen. Zum Feinstaub zählen Teilchen, deren Durchmesser kleiner als 10 Mikrometer ist. Derart kleine Teilchen werden von den Schleimhäuten und Härchen in der Nase und im Rachen teilweise nicht zurückgehalten und belasten die Atemwege. Obwohl Feinstaub durchaus auch in der Natur vorkommt, bildet die Luftverschmutzung durch Verkehr, Industrie, Heizungen oder die Landwirtschaft die Hauptursache für die Feinstaubbelastung in der Schweiz. Die Folgen des Feinstaubs können je nach Gefährlichkeit der einzelnen Partikel mehr oder weniger gravierend sein. Unter anderem wird die Zunahme von Allergien und Asthma auch mit dem Feinstaub in Zusammenhang gebracht. Es wird zudem vermutet, dass Feinstaub zu einer erhöhten Sterblichkeit infolge von Staublungen und Herz-Kreislauferkrankungen führt. ■ Naturgewalten und -gefahren Erdbeben sind in der Schweiz zwar selten, können aber verheerende Folgen haben. Im Jahr 1356 suchte z. B. ein gewaltiges Erdbeben den Grossraum Basel heim, das die ganze Stadt in Trümmer legte. Weil viele Gebiete des Mittellandes sehr dicht besiedelt sind, liegt in Erdbeben das grösste Schadenspotenzial unter den Naturgefahren. Aber auch andere Naturereignisse, wie z. B. Hochwasser mit Überschwemmungen und Ufererosionen, können bei uns nicht ausgeschlossen werden. Hier besteht auch ein Zusammenhang zur bereits erwähnten Klimaveränderung. Infolge höherer Durchschnittstemperaturen tauen vermehrt Permafrostböden (permanent gefrorene Böden oberhalb von 2500 m ü. M.) auf, was zusammen mit häuﬁger auftretenden Starkniederschlägen zu vermehrten Murgängen oder Steinschlägen führt. Unter Führung des Bundesamtes für Umwelt werden kontinuierlich Massnahmen und Schutzkonzepte ausgearbeitet und Mit Aufforstungen und Lawinenverbauungen wird umgesetzt, damit wir als Gesellschaft in der versucht, den Lebensraum im Alpengebiet vor den Lage sind, sinnvoll mit solchen NaturgefahAufgabe 1 zunehmenden Naturgefahren zu schützen. ren umzugehen. Übung 3

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Ökologische und energiepolitische Herausforderungen

31.3

Energie – Problembereich 1: Verbrauch

Zwar wird in der energiepolitischen Diskussion der Begriff «Energieverbrauch» dauernd verwendet, physikalisch korrekt betrachtet ist dies allerdings falsch. Energie kann weder «produziert» noch «verbraucht» werden. Gemäss dem physikalischen Satz von der Erhaltung der Energie bleibt die Gesamtenergie eines Systems erhalten; sie wird lediglich in eine andere Form umgewandelt. Die in einem Liter Autobenzin enthaltene Energie (32 Millionen Joule) wird beim «Verbrauch» zu 20 bis 30 % in mechanische Energie, den Fahrzeugantrieb, umgewandelt und zu 70 bis 80 % in Abwärme. Man dürfte also korrekterweise nicht von «Energieverbrauch» sprechen. Weil in diesem Beispiel aber der Energieträger Benzin «endgültig» verbraucht wird, empfinden wir die Bezeichnung «Energieverbrauch» als korrekt. Energie wird deﬁniert als Fähigkeit, Arbeit zu verrichten. Gemessen wird der Energieverbrauch in Joule (J) bzw. Kilo- (kJ) oder Terajoule (TJ); 1 Terajoule (TJ) entspricht 1 Billion = 1012 Joule. Gebräuchlich ist aber auch die Kilowattstunde (kWh) als Masseinheit für die Energie (1 kWh = 3 600 J). Wenn ein 1000-Watt-Scheinwerfer eine Stunde lang brennt, so «verbraucht» der Scheinwerfer 1000 Watt oder 1 kWh pro Stunde. Für Vergleiche zwischen verschiedenen Energieträgern verwendet man auch den Begriff Erdöläquivalent. Dabei wird die Menge eines Energieträgers auf eine deﬁnierte Menge Erdöl, z. B. eine Tonne (t), umgerechnet, die den gleichen (= äquivalenten) Energiegehalt aufweist wie dieser Energieträger. ■ Vom Energieeinsatz zum Endenergieverbrauch Ein grosser Teil der gewonnenen Energieausgangsprodukte befindet sich im naturbelassenen Zustand. Bevor diese Energieträger an die Endverbraucher geliefert werden können, müssen daraus «konsumierbare Endprodukte» hergestellt werden. Die Gesamtheit der in der Natur vorkommenden, noch nicht umgewandelten Energieträger bezeichnen wir als Primärenergie. Die Umwandlung der Primärenergieträger in eine verwendbare Form geschieht z. B. in Raffinerien oder Kraftwerken. Aus Erdöl wird in einer Raffinerie Benzin hergestellt, aus Wasserkraft in einem Kraftwerk Elektrizität. Als Resultat dieser Umwandlung entstehen Sekundärenergieträger, z. B. bleifreies Benzin oder eben Elektrizität. Bei diesem Prozess und bei der Zuleitung zum Endkonsumenten entstehen Umwandlungs- und Leitungsverluste (z. B. durch die Zuleitung der Elektrizität via Starkstromnetze). Erst mit der Endenergie wird schliesslich jene Sekundärenergiemenge definiert, die tatsächlich beim Konsumenten ankommt und von ihm verbraucht werden kann. Die Umwandlung von einer Energieform in eine andere «gelingt» nie zu 100 %. Es entsteht meistens nicht erwünschte Abwärme. Der Prozentsatz der tatsächlich realisierten Umwandlung heisst Wirkungsgrad; dieser beschreibt das Verhältnis zwischen eingesetzter, umzuwandelnder und gewünschter Nutzenergie (= Energie, die den gewünschten Nutzen erzielt). Ein Elektromotor hat z. B. einen recht guten Wirkungsgrad von 95 %: Aus 100 % Strom können

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95 % in Bewegungsenergie umgewandelt werden, die Abwärme beträgt lediglich 5 %. Ein herkömmlicher Automotor hat dagegen einen schlechten Wirkungsgrad: Bei mittlerer und hoher Last werden nur etwa 20 bis 35 % des eingesetzten Benzins in Bewegungsenergie umgewandelt. Im Stadtverkehr (bei niedriger Auslastung) kann der Wert sogar unter 5 % absinken, weshalb kombinierte Motoren, bei denen niedrige Leistungen über einen Elektromotor erzeugt werden (Hybridantriebe), in diesem Bereich eine gute Alternative darstellen. ■ Gesamter Energieverbrauch in der Schweiz Der Energieverbrauch eines Landes ist von vielen Faktoren abhängig. Wichtig sind Gegebenheiten wie z. B. die klimatischen Verhältnisse und die Verfügbarkeit von Energie. Zentrale Faktoren sind der technische Entwicklungsstand sowie das Wachstum der Wirtschaft. Interessant ist, dass kurzfristige Konjunktur- und Witterungsschwankungen längerfristig eher ohne Einfluss bleiben. Die Bevölkerungsentwicklung, die Anzahl und Grösse der Wohnungen oder die benutzten Verkehrsmittel (öffentlicher Verkehr bzw. Privatfahrzeuge und zurückgelegte Kilometer) sind weitere Einflussgrössen. Weil die meisten dieser Faktoren in der Schweiz wie auch weltweit ständig zunehmen, resultiert daraus ein stetiger Anstieg des Energieverbrauchs. Selbstverständlich beeinflussen auch die Energiepreise den Energieverbrauch massgeblich. Seit den 70er-Jahren sind die relativen Energiepreise, d. h. Energiepreise im Verhältnis zum Einkommen, gesunken. Während sich die Elektrizitätspreise bisher eher stabil hielten, sind bei den Erdölpreisen starke Schwankungen charakteristisch. Im Jahr 2015 betrug der gesamte Energieverbrauch der Schweiz 838 360 Terajoule (TJ). Von 1950 bis 2000 hat sich der Endenergieverbrauch in der Schweiz rund verfünffacht, wobei der Verbrauchszuwachs in den letzten Jahrzehnten eher abgeﬂacht ist. Das massive Verbrauchswachstum zwischen 1950 und 1973 wurde hauptsächlich durch Erdölprodukte gedeckt. Ihr Anteil betrug im Jahr 1950 noch 26 %, erreichte zu Beginn der 70er-Jahre fast 80 % und liegt nun im Jahr 2015 bei 51 %. In den letzten Jahren haben Gas und Elektrizität sukzessive an Bedeutung gewonnen. Weil die Schweiz mit AusEnergieverbrauch in der Schweiz (2015) nahme der Wasserkraft nur 10,8 % 16,0 % über geringe EnergievorkomRest Erdölbrennstoffe men verfügt, müssen etwa 13,5 % Gas vier Fünftel der benötigten Energieträger importiert wer34,7 % den. Es sind dies Erdöl, Erdgas, 25,0 % Treibstoffe Elektrizität Kohle, nukleare Brennelemente und in den Wintermonaten zunehmend Elektrizität. Quelle: Schweizerische Gesamtenergiestatistik, BFS

Endenergieverbrauch der Schweiz seit 1910 Quelle: Schweizerische Gesamtenergiestatistik, BFS

Der Endenergieverbrauch in der Schweiz hat seit 1910 gut um das Achtfache zugenommen; er stieg im Jahr 2015 im Vergleich zum Vorjahr – aufgrund der kühleren Witterung – um 1,5 %.

Ökologische und energiepolitische Herausforderungen

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■ Pro-Kopf-Energieverbrauch

■ Endenergieverbrauch nach Verbrauchergruppen

Der schweizerische Pro-Kopf-Verbrauch ist zwar seit 1990 gesunken, ist aber nach wie vor sehr hoch. Er belief sich 2010 auf 32 000 Kilowattstunden pro Jahr, was 3800 Litern Benzin entspricht. 2015 ist der Pro-Kopf-Energieverbrauch in der Schweiz auf 28 000 Kilowattstunden gesunken, was einem Rückgang um 12 % entspricht. Deutlich höhere Werte werden in den USA verzeichnet: Ein Amerikaner oder eine Amerikanerin verbrauchen (statistisch im Schnitt) fast doppelt so viel Energie wie eine Westeuropäerin oder ein Schweizer. Gründe dafür sind neben dem hohen Entwicklungsstand der amerikanischen Volkswirtschaft ein hoher Automatisierungsgrad und der energieintensive Lebensstil der privaten Haushalte mit einer sehr hohen Mobilität (Auto- und Flugverkehr) und einer weitverbreiteten Raumklimatisierung. Dagegen ist der Pro-Kopf-Verbrauch in den ärmsten Entwicklungsländern, den sogenannten LI-Staaten (LI = low income, Staaten tiefen Einkommen), wie Bangladesch oder Äthiopien, sehr gering. Dies ist zum einen damit zu erklären, dass solche Länder einen hohen Anteil landwirtschaftlicher Selbstversorgung aufweisen und der Energiebedarf häufig aus Energieträgern wie gesammeltem Brennholz oder getrocknetem Dung gedeckt wird. Zum andern benötigen die Haushalte aufgrund der klimatischen Verhältnisse in den meisten dieser Länder keine Heizenergie. Aber auch der Unterschied zwischen dem Pro-Kopf-Verbrauch der LMI-Staaten (LMI = low and middle income, Staaten mit tiefen bis mittleren Einkommen), wie z. B. Algerien oder Brasilien, und demjenigen der HI-Staaten (HI = high income, Staaten mit hohen Einkommen) ist beachtlich – verbrauchen doch die Bewohnerinnen und Bewohner der «reichen» Staaten drei- bis viermal mehr Energie als die Bevölkerung in diesen «ärmeren» Staaten. Die Schweiz befindet sich mit ihrem Endverbrauch im Mittelfeld der OECD-Staaten. Dabei ist allerdings zu berücksichtigen, dass es in der Schweiz keine Schwerindustrie gibt und viele Produkte vor dem Import in die Schweiz bereits energieintensive Prozesse durchlaufen haben. Die künftige wirtschaftliche Entwicklung der LI- und LMI-Länder dürfte mit einem kräftigen Wachstum des Bedarfs an Energieträgern verbunden sein. Rationalisierungen in der Landwirtschaft, der Auf- und Ausbau der Industrie und der Transportsysteme sind sehr energieintensiv. Höhere Ansprüche an Wohnqualität (z. B. Heizung oder Klimatisierung) und individuelle Mobilität in städtischen Agglomerationen lassen auch den Energiebedarf der Haushalte ansteigen. Da in diesen Ländern zudem kaum die energieeffizientesten Techniken angewendet werden dürften, ist zu erwarten, dass der Energieverbrauch pro Kopf sowie die gesamte Energieintensität dieser Volkswirtschaften stark ansteigen werden.

Der Verkehr ist mit 36 % des Endenergieverbrauchs die grösste Verbrauchergruppe. Die Haushalte verbrauchen gut ein Viertel (28 %), die Industrie knapp ein Fünftel (19 %) und die Dienstleistungen ein Sechstel (17 %) der gesamten Endenergie. Der Anstieg des gesamten Energieverbrauchs über die letzten 20 Jahre ist hauptsächlich eine Folge des Verkehrswachstums, wobei innerhalb dieser Gruppe der Energieverbrauch des Flugverkehrs am stärksten zugenommen hat. Die Zuwachsraten der Haushalte, der Industrie oder Dienstleistungen liegen unter dem Durchschnitt (und unter jenen des BIP). In diesem Bereich haben Massnahmen zur rationelleren Energieverwendung im Wärmebereich zu einer Efﬁzienzsteigerung geführt. ■ Endenergieverbrauch der Schweiz nach Verbrauchergruppen Endverbrauch in TJ 2013 – 2015

Anteil 2015

Quelle: BFE, Schweizerische Gesamtenergiestatistik, 2015

Die Herausforderung einer künftigen Energiepolitik (vgl. Kapitel 17.7, Seite 22), betrifft sowohl den Bereich Sparen bei allen Verbrauchergruppen, d. h. bei den Haushalten, in den Unternehmungen und im Verkehr, als auch den «Energiemix», d. h. die Fragestellung, mit welchen Aufgabe 2 Energieträgern wir unseren Energiebedarf inskünftig decken können. Übung 4

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Ökologische und energiepolitische Herausforderungen

31.4

Energie – Problembereich 2: Fossile Energieträger

Fossile Energieträger sind jene Primärenergieträger, die aus organischen Stoffen in der Frühzeit der Erdgeschichte im Boden entstanden sind. In Millionen von Jahren wurden tierische und pflanzliche Lebewesen unter Luftabschluss, unter hohem Druck und hohen Temperaturen in Kohle, Erdöl und Erdgas sowie weitere Mischprodukte umgewandelt. Weltweit ist Erdöl der mit Abstand wichtigste Energieträger (Anteil 33 %), gefolgt von Kohle (27 %) und Erdgas (21 %). ■ Erdöl: Rund 80 % der weltweiten Erdölreserven befinden sich in den Ländern der Organisation Erdöl exportierender Länder (OPEC). Die Gruppe umfasst die folgenden zwölf Länder: Algerien, Angola, Ecuador, Iran, Irak, Katar, Kuwait, Libyen, Nigeria, Saudi-Arabien, Vereinigte Arabische Emirate, Venezuela. Die OPEC versucht, durch kartellartige Absprachen ihrer Fördermengen die Weltmarktpreise für Erdöl zu beeinflussen. Weitere Förderländer sind die USA, Norwegen, Russland, Mexiko und China. Die nachgewiesenen Erdölreserven betrugen im Jahr 2015 240 Mia. Tonnen. Dies reicht noch für eine Bedarfsdeckung von gut 53 Jahren, falls der Erdölverbrauch weiterhin auf dem bisherigen Niveau verbleibt. Erdöl ist ein Gemisch aus über hundert verschiedenen Stoffen. Aus Erdöl entstehen nicht nur die bekannten Endenergieträger wie Benzin, Kerosin, Diesel oder Heizöl, sondern es bildet auch den Ausgangsstoff der Petrochemie, der Chemie des Kohlenstoffs. Erdöl ist die Grundlage für unzählige Kunststoffe, z. B. Polypropylen, Perlon oder Nylon. Daraus werden verschiedene Produkte des täglichen Bedarfs wie Elektrokabel, Tennisrackets oder Strümpfe hergestellt. Erdöl ist aber auch Rohstoff für Farben und Lacke, Kosmetikartikel oder Sprengstoffe. ■ Erdgas kommt oftmals zusammen mit Erdöl vor. Nach heutigem Wissensstand reichen die Erdgasreserven je nach Schätzung noch für 55 Jahre. Die grössten Erdgasproduzentenländer sind Russland, die USA und Kanada. Zur drittgrössten Förderregion gehören Grossbritannien, Norwegen und die Niederlande. Im Nahen Osten ist die Förderung trotz riesiger Reserven vergleichsweise gering. Erdgas ist ähnlich vielseitig einsetzbar wie Erdöl; es wird in den Haushalten hauptsächlich als Energieträger zum Heizen und Kochen, in der Industrie zur Erzeugung von Prozesswärme verwendet. ■ Kohle ist nach Erdöl weltweit der zweitwichtigste Energieträger. Auch Kohle ist in vorgeschichtlicher Zeit gleich wie Erdöl entstanden. Es wird angenommen, dass die weltweiten Kohlevorräte (v. a. in Russland, USA, China, Indien) noch für mehr als 200 Jahre ausreichen. Kohle war in der Schweiz bis in die 50er-Jahre der wichtigste Energieträger; danach ging der Verbrauch allerdings schnell zurück. Kohle wurde durch Elektrizität und Erdöl ersetzt, sodass heute der Anteil der Kohle unter 1 % des schweizerischen Gesamtenergieverbrauchs liegt.

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■ Endlichkeit der fossilen Energieträger Der Weltverbrauch der fossilen Energieträger hat eine so gewaltige Dimension erreicht, dass die Ressourcen in absehbarer Zeit verbraucht sein werden. Zwar schätzte man bereits 1960 die Reichweite der damaligen Erdölreserven auf rund 40 Jahre, eine Annahme, die mit dem Fund neuer Vorkommen laufend revidiert wurde. Neueste Schätzungen gehen für Erdöl von einer Reichweite von gut 50 Jahren aus; für Erdgas und Kohle sind die entsprechenden Zeiträume mit einem Bereich von bis zu 200 Jahren zwar länger, letztlich ändern aber laufende Anpassungen solcher Zukunftsszenarien nichts an der Tatsache, dass die fossilen Energieträger nicht regenerierbar und definitiv endlich sind. In (erd-)geschichtlichen Zeiträumen betrachtet, stellt deshalb das Erdölzeitalter nur eine relativ kurze Episode dar. ■ Das Erdölzeitalter Die Erdölförderung im Zeitfenster von 2500 Jahren

Christi Geburt

500

1000

1500

2000

2500

Quelle: Oekotec Haustechnik; www.oekotec.ch

■ Auswirkungen der Nutzung fossiler Energieträger: der Treibhauseffekt Sowohl die Gewinnung als auch die Verarbeitung von Erdöl, Erdgas und Kohle sind aus ökologischer Sicht problematisch. Spektakuläre Unfälle auf Ölplattformen oder Unglücksfälle mit Tankschiffen sorgen zwar für medienträchtige Schlagzeilen, noch gravierender ist allerdings die kontinuierliche Verschmutzung über Abwässer und Deponien. Bei der Verbrennung von Benzin und Heizöl gelangen zudem Schadstoffe in die Luft, die wesentlich für den künstlichen Treibhauseffekt verantwortlich sind. ■ Erst durch den natürlichen Treibhauseffekt wird menschliches Leben auf der Erde möglich. Der Wärmehaushalt der Erde wird nämlich durch die Atmosphäre, das Gasgemisch, welches die Erde umgibt, reguliert. Das funktioniert gleich wie die Temperatursteuerung in einem Treibhaus einer Gärtnerei. Indem ein Teil der abstrahlenden Erdwärme an der Atmosphäre (dem «Glasdach» des Treibhauses) reflektiert, wird die Durchschnittstemperatur auf der Erde bei +15 Grad gehalten; ohne diese Heizwirkung läge die Temperatur bei – 18 Grad.

■ Der Treibhauseffekt 1 Kurzwellige Sonnenstrahlen treten in die Atmosphäre ein. 2 Ein Teil davon (ca. 23%) wird durch die Wolken reflektiert und strahlt zurück in den Weltraum. 3 Die übrig bleibenden Strahlen treffen auf die Erdoberfläche und erwärmen sie. 4 Die Erde gibt die Wärme in Form von langwelliger Strahlung wieder an die Atmosphäre ab. 5 Nur ein kleiner Teil dieser Wärme strahlt in den Weltraum zurück. 6 Die restliche Wärme wird von den Treibhausgasen reflektiert und erwärmt die Erdoberfläche. Diese Treibhausgase sind wie ein Treibhausdach über der Erde.

Treibhausgase 5

Wolken 3

4 Erdoberﬂäche

■ Im allgemeinen Sprachgebrauch versteht man allerdings unter «Treibhauseffekt» meistens die durch die Menschen verursachte Erhöhung der Durchschnittstemperatur der Erde. Dieser künstliche Treibhauseffekt entsteht weitgehend durch die CO2-Emissionen als Folge des Verbrauchs fossiler Energieträger, z. B. beim Heizen oder Autofahren. Bei jeder Verbrennung kohlenstoffhaltiger Materialien, d. h. fossiler Brennstoffe, wird Kohlendioxid (CO2 ) freigesetzt. Dies lässt die Treibhausgaskonzentration in der Atmosphäre ansteigen. Knapp 80 % der Treibhausgasemissionen der Schweiz entweichen in Form von CO2 bei der Verbrennung fossiler Energieträger. Weitere Treibhausgase sind Methan (CH4 ), Schwefelhexafluorid (SF6 ) und Ozon (O3 ). Auch die Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW), die früher als Treibgase in Spraydosen oder Kühlmittel in Kühlschränken verwendet wurden, gehören zu den Treibhausgasen. Die weltweite Durchschnittstemperatur ist von 1860 bis 1990 um gut 0,5 Grad gestiegen. Das Jahr 2015 war im Durchschnitt um 0,9 Grad wärmer als der Durchschnitt des 20. Jahrhunderts – und damit global das wärmste Jahr seit Beginn der Messungen 1880. Die Frage, welcher Anteil auf das Konto des Treibhauseffekts geht, kann heute wissenschaftlich nicht mit Sicherheit beantwortet werden. Die Szenarien für die nächsten 100 Jahre gehen von Temperaturerhöhungen von 2 Grad bis 6 Grad aus; aber auch bei einem «günstigen» Verlauf besteht für die nächsten hundert Jahre eine reale Gefahr für das globale Ökosystem.

Ökologische und energiepolitische Herausforderungen

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■ Treibhauseffekt – Klimawandel

■ Weltklimakonferenzen

Über die grundsätzlichen Auswirkungen einer weltweit höheren Durchschnittstemperatur sind sich die Experten heute weitgehend einig. Die Folgen des Klimawandels sind allerdings davon abhängig, welche Mengen an Treibhausgasen inskünftig (noch) an die Umwelt abgegeben werden und welche Temperaturerhöhungen diese Emissionen 1 auslösen. Die Menge an Treibhausgasen ist abhängig von den technologischen Entwicklungen, vom weltweiten Bevölkerungswachstum und nicht zuletzt von unseren Verhaltensveränderungen. Unsicherheiten bestehen über das davon ausgelöste Ausmass der Temperaturerhöhung, sind doch diese Zusammenhänge in globalen Klimamodellen sehr komplex. Gemäss Klimaprognosen wird durch das Abschmelzen der polaren Eiskappen und der grönländischen Gletscher der Meeresspiegel bis zum Jahr 2100 um 80 Zentimeter ansteigen (es gibt Studien, die gar mit einem Meter und mehr rechnen). Die Folge davon sind überschwemmte Küstenregionen. Bedroht sind tief liegende Küstengebiete, z. B. grosse Teile von Bangladesch oder die Ostküste der USA. Mit den Malediven plant bereits heute der erste Staat, sicheres (höher gelegenes) Land z. B. in Australien zu erwerben. Auch Grossstädte wie Hamburg, New York oder Hongkong sind von einem ansteigenden Meeresspiegel massiv betroffen. Weiter werden Klimaextreme mit sintﬂutartigen Regenfällen und langen Dürreperioden und Naturkatastrophen (Unwetter, Wirbelstürme) befürchtet. Als Folge von Ernteausfällen ist auch mit schlimmen Hungerkatastrophen zu rechnen. Im Gebirge drohen durch das Auftauen des Dauerfrostbodens (Permafrost) Erdrutsche und Schuttlawinen (vgl. auch Seite 6). Die Schweiz wird durch solche Ereignisse mit zunehmenden Schadenskosten rechnen müssen. Der Anstieg der Schneegrenze um mehrere Hundert Meter wird zu wirtschaftlichen Problemen in den tieﬂiegenden Wintersportgebieten führen, und selbstverständlich werden sich durch die steigende Jahresmitteltemperatur auch die Gletscher immer schneller zurückziehen. Die vom Menschen verursachten CO2-Emissionen werden weiter zunehmen, wenn sich die Emissionen der Entwicklungsländer in den nächsten Jahrzehnten dem europäischen oder gar US-amerikanischen Niveau anpassen sollten. Deshalb sind Sparmassnahmen, neue Technologien und staatliche Lenkungsmassnahmen notwendig, um die Emissionen von Treibhausgasen einzudämmen. Solche Massnahmen müssen allerdings zwingend über staatliche Grenzen hinweg im Rahmen internationaler Konferenzen koordiniert werden.

Unter der UN-Klimakonferenz (auch Welt-Klimagipfel oder Welt-Klimakonferenz) verstehen wir die jährlich stattfindende Tagung der Vertragsstaaten der UN-Klimarahmenkonvention, eines internationalen Umweltabkommens. In der wohl bekanntesten Weltklimakonferenz von Kyoto verpﬂichteten sich 1997 die Industrieländer, von 2008 bis 2012 die Emissionen der wichtigsten Treibhausgase (darunter CO2 ) zu senken. 2001 verliessen allerdings die USA – das Land, das am meisten Treibhausgase ausstösst – die Klimaverhandlungen zum Kyoto-Protokoll mit der Begründung, die CO2Emissionsreduzierung würde der Wirtschaftsentwicklung zu sehr schaden. Nachdem Russland das Abkommen Ende 2004 unterzeichnet hatte, waren alle Bedingungen für die Inkraftsetzung erfüllt, und das Protokoll trat Anfang 2005 in Kraft. Kritiker wenden ein, dass die festgelegten Reduktionsziele von den beteiligten Staaten nicht konsequent genug verfolgt würden. Zudem werde ein allfälliger Rückgang der CO2-Emissionen in jenen Staaten, die das Protokoll unterzeichnet haben, durch den höheren Ausstoss an Treibhausgasen in den USA sowie in Schwellenländern wie China, Indien oder Brasilien weit überkompensiert. Gerade deswegen kann die weltweite Klimaproblematik nur durch internationale Vereinbarungen, allerdings unter Einbezug auch der Schwellen- und Entwicklungsländer, gelöst werden. Die Klimakonferenz 2016 von Marrakesch in Marokko hat mit ihren Ergebnissen zwar erste Schritte hin zu einem gemeinsamen Klimaschutzfahrplan gemacht, aber viele Länder sind trotzdem nicht zufrieden, da die meisten kritischen Entscheidungen auf die kommenden zwei Jahre vertagt wurden und nur ein grober Zeitplan festgelegt wurde. Doch die Konferenz hat auf anderer Ebene viel mehr geliefert: Einzelne Staaten und auch immer mehr Regionen und Gemeinden legen neue Initiativen vor, weil ihnen der internationale Prozess zu langsam vorangeht. Die kommende Klimaschutz-Konferenz im November 2017 wird zwar in Deutschland stattﬁnden, aber von Fidschi organisiert werden. Der Inselstaat leidet selbst besonders unter den Folgen des Klimawandels. Fidschis Regierungschef Frank Bainimarama hat Klimaskeptiker Donald Trump eingeladen, sich vor Ort die Menschen und GeDie Klimakonferenz 2016: Knapp 50 Staaten künmeinden anzusehen, die ihr Land bereits digten an, ihre Energieversorgung bis 2050 komplett auf erneuerbare Energie umzustellen. Trotzwegen des Meeresspiegelanstiegs verlassen Aufgabe 3 dem blieben wichtige Fragen offen. mussten. Übung 5

Im umweltpolitischen Zusammenhang verstehen wir unter Emissionen die «Abgabe» von Schadstoffen, Wärme oder Geräuschen an die Umwelt (Schadstoffemission, Wärmeemission, Lärmemission). Emissionen führen in der Umwelt zu Immissionen (auf die Umwelt einwirkende Beeinträchtigungen, z.B. Luftverunreinigungen). In der Bankfachsprache ist eine Emission die Ausgabe von Wertpapieren (z.B. Aktien und Obligationen).

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Ökologische und energiepolitische Herausforderungen

31.5

Energie – Problembereich 3: Kernenergie

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Die Nutzung der Kernenergie begann 1956 mit der Inbetriebnahme des ersten Kernkraftwerks in England. Das grösste Wachstum dieser Technologie erfolgte dann in den 70er- und 80erJahren. Heute decken Kernkraftwerke in 31 Ländern rund 13 % der weltweiten Stromerzeugung ab. In der Schweiz liegt der Atomstromanteil bei rund 40 %; den höchsten Anteil verzeichnet Frankreich mit 75 %.

brennstoffs entstehen Treibhausgase, weil dabei fossile Energie eingesetzt wird. Problematisch und deshalb umstritten ist die Technologie allerdings trotzdem. Bei der Spaltung von Uranatomkernen entsteht neben der erwünschten Wärme auch atomare Strahlung. Es sind darum sowohl beim Betrieb des Kraftwerks als auch bei der Behandlung der Abfallstoffe umfangreiche Strahlenschutzmassnahmen nötig, weil man davon ausgeht, dass bereits kleine Strahlungsdosen beim Menschen Veränderungen der Erbanlagen und Krankheiten wie Krebs verursachen können.

■ Primärenergieträger Uran

■ Die Endlagerung hochradioaktiver Abfälle

Kernkraftwerke benötigen zur Stromerzeugung den Rohstoff Uran. Das schwach radioaktive Schwermetall Uran ist in zahlreichen Mineralien enthalten und kommt fast überall auf der Erde vor. Die wichtigsten Förderländer sind Kanada, das mit Abstand am meisten Uran fördert, Australien, Niger, Namibia, Usbekistan, Kasachstan, Russland und die USA. Zur Verwendung als Kernbrennstoff werden aus dem natürlich vorkommenden Uranerz in einem Aufbereitungs- und Anreicherungsprozess Kernbrennstäbe hergestellt.

Das grössere Problem stellt allerdings die Entsorgung des radioaktiven Abfalls dar, der in drei Stufen erfolgt. Die abgebrannten Brennelemente sind beim Ausbau aus dem Reaktor hochradioaktiv und erzeugen noch sehr viel Wärme. Deshalb lässt man den ausgedienten Brennstoff in einer ersten Phase in einem Becken innerhalb des Reaktorgeländes während mindestens eines Jahres abkühlen. Anschliessend werden die Abfallstoffe zwischengelagert oder in einer Wiederaufbereitungsanlage behandelt. In Europa befinden sich solche Anlagen in Frankreich (La Hague) und England (Sellafield). Durch die Wiederaufbereitung kann Kernbrennstoff rezykliert werden. Dieser Prozess ist politisch umstritten, weil dabei neben spaltbarem Uran auch Plutonium gewonnen wird, das zum Bau von Atombomben verwendet werden kann. In einer letzten Phase muss der verbleibende hochradioaktive Abfall in einem Endlager «definitiv» gelagert werden. Der radioaktive Abfall wird dazu verglast und in besonderen geologischen Formationen von einigen hundert bis tausend Metern Tiefe endgelagert. Es muss dabei sichergestellt sein, dass künftige Generationen und die Umwelt während der sehr langen Einschlusszeit von einigen zehntausend (je nach Experten bis 100 000) Jahren nicht belastet werden. In der Schweiz sucht die Nationale Genossenschaft für die Lagerung radioaktiver Abfälle (Nagra) seit rund 40 Jahren nach einer Lösung für die Endlagerung hochradioaktiver Abfälle. Ein solches Endlager gibt es im Moment noch nicht; ab 2040 ist die Innert rund 35 Jahren soll definiert werden, wo das früheste Inbetriebnahme eines Lagers für Schweizer Atommülllager gebaut werden soll. Seit 2008 sucht der Bund nach einem Standort, das hochradioaktive Abfälle vorgesehen.

■ Funktionsweise eines Kernkraftwerks Die Umwandlung von Wärme in elektrische Energie erfolgt bei Kernkraftwerken nach dem gleichen Prinzip wie bei einem konventionellen thermischen Kraftwerk, das mit Kohle, Öl oder Erdgas befeuert wird. In einem Kernkraftwerk wird in einem Reaktor Wärme erzeugt, der Wasser in Dampf umwandelt und über eine Turbine und einen Generator elektrische Energie erzeugt. Die Energieerzeugung im Reaktor beruht auf der Kernspaltungs-Kettenreaktion von Uran; dabei entstehen auch hochradioaktive Abfälle. Thermische Kraftwerke können aus physikalischen Gründen nur einen Teil der erzeugten Wärme in Strom umwandeln. Der Rest muss als Abwärme abgeführt werden. Falls zur Kühlung nicht genügend Flussoder Meerwasser zur Verfügung steht, erfolgt diese über einen Kühlturm. Durch die Kernspaltung wird sehr viel Energie freigesetzt. Das Kernkraftwerk Gösgen produziert z. B. pro Jahr 8,5 Mia. kWh Strom und deckt damit zirka ein Siebtel des schweizerischen Stromverbrauchs. Für diese Leistung werden rund 20 Tonnen Kernbrennstoffe benötigt; in einem vergleichbaren Kohlekraftwerk müssten für die gleiche Leistung mehr als 2 Mio. Tonnen Steinkohle verbrannt werden. ■ Auswirkungen der Kernenergienutzung – Radioaktivität Vor allem im Vergleich zu den übrigen thermischen Kraftwerken liegt der Vorteil der Stromerzeugung in einem Kernkraftwerk darin, dass pro erzeugte Kilowattstunde Elektrizität sehr wenig CO2-Emissionen entstehen (ebenso wie übrigens bei einem Wasserkraftwerk). Der Kraftwerksbetrieb selber ist praktisch emissionsfrei; lediglich bei der Herstellung des Kern-

Lager soll bis 2060 in Betrieb genommen werden. So lange lagert der Atommüll bei den AKW sowie im Zwischenlager in Würenlingen.

■ Risiko durch die Anwendung «gefährlicher» Technologien Für eine Gesellschaft geht es bei der Anwendung einer riskanten Technologie um die Frage, welches Risiko sie auf sich nehmen will. Dies gilt auch bei der Energie- bzw. Stromgewinnung. Risiko wird durch die Multiplikation von Wahrscheinlichkeit (wie oft passiert ein Unfall?) mit dem Schadensausmass (welches sind die Folgen eines Unfalls?) definiert. Risiko = Wahrscheinlichkeit × Schadensausmass

«Risiko» beschreibt damit das Ausmass einer möglichen Schädigung der Bevölkerung und der Umwelt infolge von Störfällen und der Wahrscheinlichkeit, mit der diese eintreten. Deshalb kann ein Ereignis, das zwar relativ häufig eintritt, aber geringe Folgen nach sich zieht, ein höheres Risiko aufweisen als ein Ereignis mit einer geringen Eintrittshäufigkeit, aber einer weiterreichenden Tragweite im Falle des Eintretens. Autofahren gilt deshalb als risikoreicher als Fliegen: Es passieren viel mehr Autounfälle als Flugzeugunglücke, obwohl diese, falls sie passieren, gravierende Folgen haben. Die Eintretenswahrscheinlichkeit für einen Kernkraftwerk-GAU (GAU = Grösster anzunehmender Unfall) ist zwar sehr gering. Gemäss einer französischen Studie würde eine dem Unglück von Fukushima vergleichbare AKW-Katastrophe jedoch Schäden von ca. 430 Mia. Euro verursachen, was einem Fünftel des französischen BIP entsprechen würde. In der Schweiz haften im Kernenergiebereich die Inhaber der Kernanlagen. Sie müssen mit ihrem ganzen Vermögen, betragsmässig unbeschränkt, auch ohne Verschulden, für Nuklearschäden einstehen. Die Inhaber der Kernanlagen sind dazu verpﬂichtet, für die versicherbaren Risiken eine Versicherung über CHF 1 Mia. abzuschliessen. ■ Zukunft der Kernenergienutzung Im Frühjahr 1986 ereignete sich in der Ukraine ein Super-GAU. In Tschernobyl explodierte durch eine verhängnisvolle Kombination von menschlichem Versagen und unvollkommener Technik ein Atomreaktor und setzte einhundertmal mehr Radioaktivität frei als bei den Atombombenabwürfen über Hiroshima und Nagasaki während des Zweiten Weltkriegs. Der gravierende Reaktorunfall von 2011 in Fukushima (Japan) bewirkte vielerorts eine Neubeurteilung der Kernenergie: Deutschland beschloss 2011 den Ausstieg aus der Kernenergie bis 2022. In der Schweiz wurde mit dem Entscheid, schrittweise aus der Kernenergie auszusteigen, der Grundstein für eine neue Energiepolitik gelegt. Danach sollen die fünf Schweizer Kernkraftwerke am Ende ihrer Betriebsdauer stillgelegt und nicht durch neue ersetzt werden (vgl. dazu Kapitel 31.7, Seite 22). Aufgabe 4 Weltweit bestehen 2015 Pläne für den Bau von insgesamt 68 neuen AKW, 24 davon in Übung 6 China, 9 in Russland und 6 in Indien.

Ökologische und energiepolitische Herausforderungen

Ökologische und energiepolitische Herausforderungen 18

31.6

Nachhaltige Entwicklung: Dimensionen und Prinzipien

Wenn ein Waldbesitzer seinen Wald nachhaltig bewirtschaftet, d. h., in seinem Wald nur jeweils so viel Holz schlägt, wie im gleichen Zeitraum nachwachsen kann, so bleibt dadurch der gesamte Waldbestand erhalten. Angewandt auf die gesamte Wirtschaft und Gesellschaft verstehen wir unter einer nachhaltigen Entwicklung (engl. «sustainable development») eine Entwicklung, welche die heutigen Bedürfnisse zu decken vermag, ohne für künftige Generationen die Möglichkeit zu schmälern, ihre eigenen Bedürfnisse zu decken. ■ Nachhaltigkeit im Gesamtmodell Nachhaltigkeit ist ein vielschichtiger Begriff, der in seiner ganzheitlichen Ausprägung die gegenseitigen Wirkungen und Einflüsse aus allen Teilsystemen des Gesamtmodells enthält. Die Ziele lassen sich wie folgt zusammenfassen: ■ Wirtschaftliche Effizienz: Die ökonomische Leistungs- und Wettbewerbsfähigkeit der Volkswirtschaft soll gefördert und erhalten bleiben. Es sollen Arbeitsplätze und Einkommen für die gesamte Bevölkerung geschaffen werden. Die Förderung von Wirtschaftswachstum und Produktivität darf allerdings weder auf Kosten der sozialen Bedürfnisse der Menschen noch zulasten der Natur gehen. ■ Gesellschaftliche Solidarität: Eine nachhaltige Entwicklung befriedigt auch die gesellschaftlichen Bedürfnisse der Menschen. Heutigen und künftigen Generationen soll ein menschenwürdiges und -gerechtes Leben ermöglicht werden (z. B. Wohn- und Arbeitsbedingungen, Gesundheitswesen oder Schulmöglichkeiten für alle). Nachhaltigkeit im sozialen System umfasst sowohl die Einhaltung der Menschenrechte als auch kulturelle Bedürfnisse. ■ Ökologische Verantwortung fordert einen schonungsvollen Umgang mit den erneuerbaren Ressourcen. Gewässer sollten z. B. nur so weit befischt werden dürfen, dass die Bestände erhalten bleiben. Auch die Nutzung der fossilen Energieträger (Erdöl, Kohle) muss möglichst sparsam erfolgen. Abfälle sollten vermindert oder ganz vermieden, wertvolle Rohstoffe weitgehend wiederverwendet werden. Negative Einflüsse der Wirtschaftstätigkeit z. B. in Bezug auf die globale Klimaerwärmung sind zu korrigieren. Der Lebensraum für Tiere und Pflanzen muss so weit geschützt werden, dass die Artenvielfalt erhalten bleibt. ■ Die Rechtsordnung auf nationaler Ebene kann durch Schutzvorschriften für Wasser und Luft im Sinne einer nachhaltigen Entwicklung wirksam werden. Für eine nachhaltige Entwicklung in einer globalisierten Welt muss die nationale Gesetzgebung jedoch koordiniert werden. ■ Deshalb ist eine globale Betrachtungsweise notwendig. Das Postulat der Nachhaltigkeit verlangt z. B. die Berücksichtigung der Gesundheit und des Wohlbefindens aller Menschen, auch derjenigen in den sogenannten «armen» Ländern. Es darf nicht sein, dass

Unternehmungen aus Renditeüberlegungen ihre Produktionsstandorte in solche Länder verschieben, die eine largere Sozial- oder Umweltschutzgesetzgebung handhaben, womit z. B. Kinderarbeit unterstützt wird oder massive Umweltverschmutzungen möglich werden, die in den «modernen» Wirtschaftsnationen durch entsprechende Gesetze verboten sind. Der Weg zu einer nachhaltigen Entwicklung im globalen Sinn führt deshalb über weitere Abkommen und Vereinbarungen im Rahmen von internationalen Organisationen (z. B. die Weltklimakonferenz).

■ Die verschiedenen Ebenen der Nachhaltigkeit SOZIALES SYSTEM

Bereich Sozialrecht

Gewährleistung der gesellschaftlichen Bedürfnisse der Menschen

ÖKONOMISCHES SYSTEM

Bereich Wirtschaftsrecht

Wirtschaftliche Efﬁzienz

ÖKOLOGISCHES SYSTEM Bereich Umweltrecht

Ökologische Verantwortung

Gestern

Heute

Morgen

ZEIT

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Ökologische und energiepolitische Herausforderungen

■ Der Aktionsplan zur globalen nachhaltigen Entwicklung

■ Nachhaltige Entwicklung in der Schweiz

1992 fand in Rio de Janeiro der UNO-Gipfel über Umwelt und Entwicklung statt. Damals wurde ein Aktionsplan für das 21. Jahrhundert (Agenda 21) verabschiedet, der eine globale nachhaltige Entwicklung gewährleisten sollte. Der Aktionsplan basierte auf dem sogenannten Brundtland-Bericht (benannt nach der norwegischen Politikerin, die den Bericht erarbeitet hatte), in dem der Begriff der nachhaltigen Entwicklung erstmals definiert wurde. Eine nachhaltige Entwicklung erfüllt folgende Bedingungen: ■ Heute lebende Menschen befriedigen ihre Bedürfnisse, ohne den in der Zukunft lebenden Menschen die Möglichkeit zu nehmen, ihre eigenen Bedürfnisse zu befriedigen. ■ Die Nutzung von Ressourcen, die wirtschaftliche und technologische Entwicklung und der gesellschaftliche Wandel müssen miteinander harmonieren. ■ Dieser fortdauernde Wandlungsprozess soll das Potenzial zur künftigen Bedürfnisbefriedigung vergrössern. ■ Die Grundbedürfnisse der Menschen (insbesondere der Armen) und die Kapazitätsgrenzen der Umwelt haben Vorrang vor anderen Zielen.

Die Schweiz hat sich seit 1992 zu einer nachhaltigen Entwicklung bekannt und aktiv an den Nachfolgekonferenzen von Rio 92 mitgearbeitet. 1997 erliess der Bundesrat zum ersten Mal eine «Strategie Nachhaltige Entwicklung», in der die Ziele der nachhaltigen Entwicklung auf die Schweiz umgesetzt wurden. Seither wurde diese Strategie immer wieder den veränderten Bedingungen angepasst. Die aktuelle Version enthält einen Aktionsplan für die Legislaturperiode 2016 bis 2019. Seit 1999 ist das Ziel der nachhaltigen Entwicklung auch in der Bundesverfassung (Art. 2 und 73) verankert: «Sie [die Schweizerische Eidgenossenschaft] fördert die gemeinsame Wohlfahrt, die nachhaltige Entwicklung, den inneren Zusammenhalt und die kulturelle Vielfalt des Landes.» Was bedeuten nun aber wirtschaftliche Efﬁzienz, gesellschaftliche Solidarität und ökologische Verantwortung für die Schweiz? Wie werden die zeitlichen und räumlichen Dimensionen bei der Entwicklung unseres Landes angemessen berücksichtigt? Und wie lässt sich messen, ob die getroffenen Massnahmen auch tatsächlich zum Ziel führen? Zu diesem Zweck wurden 45 Prinzipien zur nachhaltigen Entwicklung formuliert (siehe Liste auf der folgenden Seite). Dabei handelt es sich um Forderungen, mit denen die Entwicklung der Schweiz in Bezug auf die Nachhaltigkeit bewertet werden kann. Alle Prinzipien haben einen direkten Bezug zur Deﬁnition der Bedürfnisdeckung– Entwicklung Beur nachhaltigen EntwickWie gut leben wir heute? angestrebt / beobachtet teilung lung und werden einem Die Gesundheit verbessert sich. der drei Ziele zugeordnet. Zum Beispiel wird Das Einkommen steigt nicht. ≈ das Prinzip «3a Zufriedenheit und Glück» der Die Verurteilungen aufgrund von × Zieldimension «GesellGewaltdelikten nehmen zu. schaftliche Solidarität» Die Erwerbslosenquote gemäss zugeordnet. Da die Prin× ILO nimmt zu. zipien langfristig gültig Die Abbildung zeigt, wie das Prinzip Bedürfnisdeckung aus dem Ziel sind, enthalten sie keine «Gesellschaftliche Solidarität» vereinfacht dargestellt und beurteilt wird aktuellen und konkreten (siehe Seite 21, 2a «Bedürfnisdeckung»). Massnahmen oder Lösungsvorschläge. Seit 2003 bietet das Indikatorensystem MONET (Monitoring der Nachhaltigen Entwicklung) einen Überblick über die nachhaltige Entwicklung der Schweiz. In MONET wurden rund 75 Indikatoren festgelegt, mit denen gemessen werden soll, welchen Stand die nachhaltige Entwicklung der Schweiz erreicht hat. Jeder Indikator illustriert eine unterschiedliche Facette der nachhaltigen Entwicklung und wird als Beitrag zum Gesamtbild der nachhaltigen Entwicklung der Schweiz betrachtet.

Die Agenda 21 wurde als ein Massnahmenpaket vereinbart, das vorrangig internationale Organisationen und nationale Regierungen anspricht. Die Nachfolgeagenda («Agenda 2030») trat am 1. Januar 2016 in Kraft. Das Ziel der nachhaltigen Entwicklung umfasst damit drei Dimensionen: ■ Sachliche Dimension: – Wirtschaftliche Effizienz (im ökonomischen System) – Gesellschaftliche Solidarität (im sozialen System) – Ökologische Verantwortung (im ökologischen System) ■ Zeitliche Dimension: – Gestern: Respekt gegenüber dem, was frühere Generationen an Positivem geleistet haben. Aufbau auf dem, was sich als gut erwiesen und bewährt hat. – Heute: Verbesserungen der Lebensbedingungen für die heutige Generation – Morgen: Vermeidung von Entscheidungen, die künftige Generationen in ihrer Entscheidungsfreiheit einschränken. ■ Räumliche Dimension: – Lokal / regional: Nachhaltige Entwicklung soll sich positiv auf das konkrete Lebensumfeld der Menschen (Dorf, Stadt, Kanton, Tal) auswirken. – National / kontinental: Auch grössere volkswirtschaftliche Einheiten (Länder, Kontinente) sollen in ihrer Entwicklung den Prinzipien der Nachhaltigkeit genügen. – Global: Nachhaltige Entwicklung berücksichtigt auch die Auswirkungen der eigenen Handlungen auf Wirtschaft, Umwelt und Gesellschaft in anderen Weltgegenden. So darf wirtschaftlicher Wohlstand bei uns nicht zulasten der Umwelt oder der sozialen Gerechtigkeit in anderen Ländern gehen.

■ Die 45 Prinzipien der Nachhaltigkeit

Ökologische Verantwortung Allgemeiner Grundsatz

15a 15b

Erhaltung der natürlichen Lebensgrundlagen Erhaltung der Biodiversität

Gesellschaftliche Solidarität Allgemeiner Grundsatz

1a 1b

Gewährleistung der Menschenrechte Grenzen der individuellen Freiheit

Ressourcenverbrauch

16a 16b

Verbrauchsbegrenzung für erneuerbare Ressourcen Verbrauchsbegrenzung für nicht erneuerbare Ressourcen

Objektive Lebensbedingungen

2a 2b 2c

Bedürfnisdeckung Gesundheitsförderung Armutsbekämpfung

Stoffe und Abfälle

17a 17b

Begrenzung abbaubarer Abfälle und Schadstoffe Verzicht auf nicht abbaubare Schadstoffe

Risiken

Subjektive Lebensbedingungen

3a 3b

Zufriedenheit und Glück Wohlbefinden berücksichtigende Entwicklung

18a 18b 18c

Ökologischer Ausgleich Minimierung ökologischer Risiken Vorsorge bei Ungewissheit

Verteilungsgerechtigkeit, Chancengleichheit

4a 4b 4c

Diskriminierungsverbot Chancengleichheit und Verteilungsgerechtigkeit Integration Benachteiligter

Geschwindigkeit von Veränderungen

Rücksicht auf das Zeitmass natürlicher Prozesse

Natur- und Kulturlandschaft

Lebenswerte Natur- und Kulturlandschaft

Stärkung des sozialen Zusammenhalts

5a 5b

Interkulturelle und personelle Verständigung Soziale und politische Partizipation

Internationale Solidarität

6a 6b

Entwicklungszusammenarbeit Friedens- und Demokratieförderung

Entwicklung und Erhaltung des Humankapitals

7a 7b 7c 7d

Entwicklung des Humankapitals (Bildungsinvestitionen) Informations- und Meinungsfreiheit Förderung der Lernfähigkeit Kindergerechtes Umfeld

Aufgabe 5 Übung 7

Wirtschaftliche Leistungsfähigkeit Allgemeiner Grundsatz

Wirtschaftsordnung im Dienste des Gemeinwohls

Wirtschaftssystem

9a 9b 9c

Markt als Wirtschaftsordnung Kostenwahrheit und Verursacherprinzip Systemkonforme Markteingriffe

Leistungs- und Wettbewerbsfähigkeit

10a 10b 10c 10d

Förderung der wirtschaftlichen Leistungsfähigkeit Innovations- und wettbewerbsfreundliche Wirtschaftsordnung Forschungsförderung Grenzen der öffentlichen Verschuldung

Flexibilität und Stabilität

11a 11b

Voraussehbarkeit von Systemänderungen Sozialverträgliche Veränderungsgeschwindigkeit

Produktion und Konsum von Gütern und Dienstleistungen

12a 12b 12c

Umweltgerechte Produktion Umwelt- und sozialgerechter Konsum Transparente Betriebs- und Konsumenteninformation

Beschäftigung

Sinnstiftende und existenzsichernde Beschäftigung

Internationaler Handel

14a 14b

Umwelt- und sozialverträglicher Welthandel Allseitig nutzbringender Welthandel

Ökologische und energiepolitische Herausforderungen

31.7

Lösungsansätze am Beispiel Energiepolitik

Der Verbrauch und die Produktion von Energie haben fast immer negative Auswirkungen. Benzin und Heizöl verstärken den Treibhauseffekt und beschleunigen damit den Klimawandel. Die Atomenergie hinterlässt Abfälle, die kommende Generationen über einen unvorstellbar langen Zeitraum von Tausenden von Jahren noch gefährden könnten. Der Bau neuer (zumindest grosser) Wasserkraftanlagen ist in der Schweiz vorwiegend aus Landschaftsschutzgründen kaum mehr möglich. Der Einsatz alternativer Energieformen ist oft (noch) nicht wirtschaftlich genug; Sonnen- und Windenergie stehen nur zur Verfügung, wenn die Sonne scheint bzw. genügend Wind vorhanden ist. Aus ökonomischer Sicht handelt es sich bei der Atmosphäre gegenwärtig noch um ein freies Gut. Sie ist in unbeschränktem Mass vorhanden, kann nicht bewirtschaftet (gekauft oder verkauft) werden und hat deshalb keinen Preis. Die Atmosphäre kann von den Wirtschaftsteilnehmern «gratis» mit CO 2 angereichert werden, d. h., die Emission von CO 2 kostet nichts. In einem solchen Fall entstehen externe Kosten, das sind Folgekosten, die nicht von den Verursachern gedeckt werden. Dies bedeutet, dass die Konsumenten und Produzenten fossiler Energieträger mit dem Preis nicht alle Kosten abdecken; die Energie ist zu billig. Durch die zu tiefen Preise wird das freie Gut Atmosphäre zu stark genutzt, in diesem Fall verschmutzt. Externe Kosten verursachen z. B. auch der private und der öffentliche Personenverkehr. Die Kosten für die Behandlung von Atemwegserkrankungen als Folge des Schadstoffausstosses von Dieselfahrzeugen (z. B. Feinstaubpartikel) müssen nicht die Verursacher, d. h. die Autofahrer, sondern die direkt Betroffenen tragen. Würden solche Kosten internalisiert, d. h., den Verursachern belastet, müsste der Preis für den Privatverkehr angehoben werden, z. B. über höhere Preise für den Energieträger Diesel. Auch in diesem Beispiel führt der zu tiefe Preis für Diesel dazu, dass die Nachfrage zu hoch ist. Die Energiepolitik hat nun die Aufgabe, solche Fälle von Marktversagen durch entsprechende Massnahmen zu korrigieren. Sie muss dabei viele Anliegen erfüllen. Es wird einerseits verlangt, dass Energie jederzeit und zu günstigen Preisen verfügbar ist. Andererseits soll der Energieverbrauch sparsam und rationell erfolgen, erneuerbare Energien wie Sonne und Holz sollen vermehrt genutzt werden. Ein weiterer Grund für energiepolitische Massnahmen ergibt sich aus dem Postulat der Nachhaltigkeit. Nicht nur soll die Energienutzung keine negativen Auswirkungen auf die Umwelt haben, die begrenzten natürlichen Ressourcen sollen auch noch nachfolgenden Generationen zur Verfügung stehen. In diesem Spannungsfeld muss der Staat energiepolitische Rahmenbedingungen setzen. Diese können von eher unverbindlichen Ermahnungen bis hin zu streng einzuhaltenden Grenzwerten auf Gesetzesstufe reichen. ■ Die Energiewende – Energiestrategie 2050 Als Folge der AKW-Katastrophe von Fukushima kam es auch in der Schweiz zu Diskussionen über die Sicherheit der einheimischen AKW. Im Frühjahr 2012 präsentierte der Bundesrat

einen ersten Entwurf zur Energiestrategie 2050. Die vom Bundesrat angestrebte Energiewende umfasst ein ganzes Paket von Massnahmen. Ziel ist es, den Energieverbrauch zu senken, den Anteil fossiler Energie zu reduzieren und die erneuerbaren Energien zu fördern. Auch sollen in der Schweiz keine neuen AKW mehr gebaut werden; die bestehenden AKW sollen am Ende ihrer Betriebsdauer stillgelegt und nicht durch neue Kernkraftwerke ersetzt werden. Gemäss den Vorstellungen des Bundesrates soll der durchschnittliche Energieverbrauch pro Person bis 2035 gegenüber 2000 um 35 % gesenkt werden. Diese Ziele sind über folgende Massnahmen zu erreichen: ■ Energiemässige Sanierungen von Gebäuden und strengere Standards für Neu- und Altbauten. Die notwendigen Mittel sollen über eine Erhöhung der CO2-Abgabe beschafft werden. ■ Im Bereich Verkehr soll das angestrebte Sparziel unter anderem mit höheren CO2-Emissionsvorschriften für neue Autos erreicht werden. ■ Auch die Energieverbrauchs-Vorschriften für Elektrogeräte und Beleuchtung sollen verschärft werden. ■ Förderung erneuerbarer Energien: Die Stromproduktion aus erneuerbaren Energien ohne Wasserkraft soll erhöht werden; aber auch bei der Wasserkraft ist ein Ausbau bis 2035 vorgesehen.Bis allerdings der Energiebedarf vollständig durch erneuerbare Energien gedeckt werden kann, ist ein befristeter Ausbau der fossilen Stromproduktion mit Ein Gas-Kombikraftwerk ist ein Kraftwerk, in dem Wärme-Kraft-Kopplung und vorausein Gas-Turbinenkraftwerk und ein Dampfkraftwerk sichtlich sogenannten «Gas-Kombikraftkombiniert werden. werken» nötig. ■ Höhere Energiekosten: Gemäss Bundesrat ist Energie grundsätzlich zu billig, entsprechend soll die Energiewende für die Haushalte zu 20 bis 30 % höheren Energiekosten führen. Der Bundesrat hat als zweite Etappe der Energiestrategie 2050 eine ökologische Steuerreform angekündigt. Mit einer Energieabgabe sollen jedem Gut seine externen Kosten angelastet werden. Dadurch werden die Preise jener Güter ansteigen, die viel Energie verbrauchen. Die Einnahmen der Abgabe sollen in geeigneter Form an die Haushalte zurückfliessen: entweder durch Steuersenkungen oder Reduktion der Lohnnebenkosten (z. B. des ALV-Abzugs). Ab 2021 soll die «Förderwelt» von einer «Lenkungswelt» abgelöst werden. Preisliche Lenkungsmassnahmen sollen schrittweise die Subventionen ersetzen.

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■ Energienutzung mit erneuerbaren Energieträgern Angesichts der negativen Auswirkungen des Verbrauchs fossiler Brennstoffe müssen alternative, umweltfreundliche Energieträger ein grösseres Gewicht bekommen. In der Schweiz beträgt der Anteil der erneuerbaren Energien 2015 23 % des Endenergieverbrauchs, davon entfallen alleine 14 % auf die Elektrizität (primär Wasserkraft). Das Wasserkraftpotenzial der Schweiz ist allerdings weitgehend ausgeschöpft. Von den verbleibenden 9 % erneuerbarer Energie entfallen 5 % auf Energie aus Holz. Die alternativen Energieformen wie Windkraft, Solarwärme, Fotovoltaik, Biomasse, Erdwärme, Klärgas und Kleinwasserkraft erreichen zusammen rund 4 %. ■ Wasserkraftwerke bieten sich aufgrund der Alpen und der Flüsse in der Schweiz zur Elektrizitätserzeugung geradezu an. 2015 wurden 58 % des Schweizer Stroms in Wasserkraftwerken erzeugt. In sogenannten Laufkraftwerken (Niederdruckanlagen) werden grosse Wassermassen bei einer geringen Fallhöhe eines gestauten Flusses zur Energiegewinnung ausgenutzt. Dagegen nutzen Speicherwerke (Hochdruckanlagen) den grossen Höhenunterschied in hochgelegenen Talsperren, d. h., die Energiegewinnung erfolgt mittels geringer Wassermassen, aber eines grossen Höhenunterschieds. In Pumpspeicherwerken wird zudem in Zeiten geringer Energiebelastung (z. B. nachts) das Wasser mit nicht benötigtem Strom in die höher gelegenen Speicherseen gepumpt, um damit in Zeiten hoher Energiebelastung wieder Strom herstellen zu können. ■ Windkraftwerke nutzen den Druckunterschied zwischen Gebieten mit unterschiedlichen Temperaturen aus und erzeugen aus der Bewegungsenergie des Windes über einen Generator elektrische Energie. Windenergieanlagen müssen dort gebaut werden, wo regelmässig der Wind weht; in der Schweiz ist dies am ehesten der Jura mit regelmässigen Winden aus Westen / SüdIn der dicht besiedelten Schweiz sind Windwesten. Grössere Windenergieanlagen kraftwerke aus Gründen des Landschaftsschutzes bestehen aus vielen Windrädern mit Rooft umstritten. torendurchmessern bis zu 90 m.

■ Solarkraftwerke nutzen die Sonnenenergie direkt zur Stromgewinnung aus. In solarthermischen Anlagen wird die Sonnenwärme genutzt, um mit Wasserdampf eine Turbine antreiben zu können. Da es sich dabei um sehr grossflächige Anlagen handelt, ist diese Technologie in der Schweiz kaum umsetzbar. Solarzellenkraftwerke arbeiten auf der Grundlage der Fotovoltaik, indem die Sonnenstrahlung über Solarzellen direkt in elektrische Energie umgewandelt wird. Nach Ansicht des Bundesamtes für Energie ist das Potenzial von Solarstrom beträchtlich: Bis zum Jahr 2050 könnten rund 20 % des derzeitigen Strombedarfs durch Fotovoltaik erzeugt werden. Eine weitere Anwendungsmöglichkeit der Solarenergie ist die Warmwasseraufbereitung mithilfe von Sonnenkollektoren. Das Wasser zum Duschen, Waschen oder Heizen wird indirekt durch die Sonnenbestrahlung von Kollektoren aufgeheizt und im Boiler gespeichert. ■ Energie aus Biomasse: Die in jedem natürlichen organischen Material (Pflanzen und Tieren) in Form von Kohlenhydraten und Fetten gespeicherte Sonnenenergie kann mittels Verbrennung, Vergasung, alkoholischer Gärung oder Biogasproduktion energetisch genutzt werden. Biogasanlagen eignen sich z. B. für landwirtschaftliche Betriebe ab 30 bis 50 Grossvieheinheiten. Mit dem über einen Gärprozess entstehenden Gas kann über ein Heizkraftwerk Strom erzeugt werden. Das Gas kann auch direkt für Heizzwecke eingesetzt werden. ■ Geothermische Energie: Mit Geothermie wird die Wärme aus dem Erdinnern bezeichnet. Die Technologie zur Nutzung der Erdwärme mittels Erdwärmesonden (bis rund 150 Meter Tiefe) und Wärmepumpen ist für Anwendungen im Heizbereich von Ein- und Mehrfamilienhäusern gut entwickelt. Noch in der Pilotphase befinden sich leistungsstärkere Anlagen zur Stromproduktion, bei der Wasser in Tiefen von fünf Kilometern erhitzt werden soll, um damit an der Erdoberfläche Strom zu erzeugen. Dies funktioniert analog den thermischen Kraftwerken. Auch wenn der Anteil der neuen erneuerbaren Energien noch bescheiden ist, liegt in allen alternativen Energieformen ein hohes Zukunftspotenzial, erfüllen sie doch alle Anforderungen an eine nachhaltige Energieversorgung. Eine positive volkswirtschaftliche Auswirkung der Erforschung und Entwicklung solcher Technologien resultiert dabei auch in Form von technischem Know-how und Ingenieurwissen, das vielen schweizerischen Unternehmungen Aufgabe 6 zugute kommt. Übung 8

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31.8

Instrumente für umweltpolitische Massnahmen

Das seit dem Jahr 2000 geltende erste CO 2-Gesetz legte den Grundstein für eine nachhaltige Energie- und Klimapolitik. Das Gesetz räumte der Eigeninitiative von Wirtschaft und Privaten einen hohen Stellenwert ein. Seit 2013 ist ein Nachfolgegesetz in Kraft, mit dem eine weitere Senkung der fossilen Treibhausgas-Emissionen erreicht werden soll. Dem Bund kommt bei allen Massnahmen mit dieser Zielsetzung aufgrund des Gesetzes eine koordinierende Rolle zu. Dabei steht ihm grundsätzlich eine breite Palette an Instrumenten zur Auswahl. ■ Appelle – freiwillige Verbrauchseinsparungen Das CO 2-Gesetz sieht ausdrücklich freiwillige Massnahmen von Wirtschaft und Privaten vor. Mit Informationen zur Energiesituation und Überzeugungsarbeit bei Unternehmungen und Haushalten wird versucht, die Wirtschaftsteilnehmerinnen und -teilnehmer zu einem sparsamen Umgang mit nicht erneuerbaren Ressourcen zu bewegen bzw. zur Verwendung erneuerbarer Ressourcen zu gewinnen. Mit «EnergieSchweiz» steht beispielsweise eine Plattform zur Verfügung, die Aktivitäten im Bereich der erneuerbaren Energien und der Energieefﬁzienz zwischen staatlichen Stellen und Partnern aus Wirtschaft und Umweltorganisationen koordiniert. In den verschiedensten Bereichen wie Energieerzeugung, Gebäudefragen oder Mobilität arbeitet «EnergieSchweiz» hin auf Sensibilisierung, Information, Beratung, Aus- und Weiterbildung in Energiefragen. Die Organisation soll damit einen Beitrag leisten zur Reduktion des Endenergieverbrauchs und der CO 2-Emissionen sowie der Steigerung des Anteils der erneuerbaren Energien. ■ Planerische und technische Massnahmen Unter planerische und technische Massnahmen fallen vielfältige Aktivitäten des Staates zur Förderung eines sparsamen Umgangs mit nicht erneuerbaren Ressourcen. Es gibt kantonale Energieinformationsstellen, die Planer und Bauherren über den Einsatz alternativer Energieformen (z. B. Sonnenenergie, Wärmepumpen) bei Neubauten oder Gebäudesanierungen informieren. Einige Kantone gewähren Finanzhilfen für Anlagen zur Gewinnung von erneuerbaren Energien sowie für Gebäude und Anlagen, die bestimmte Effizienzkriterien erfüllen, z. B. den MINERGIE-Standard. MINERGIE ist ein Qualitätslabel für neue und sanierte Gebäude. Im Zentrum steht der Wohn- und Arbeitskomfort von Gebäudenutzern. Der Standard definiert den maximalen Energieverbrauch in Gebäuden für Raumheizung, Klimatisierung und Wassererwärmung. Andere Kantone sehen Förderprogramme für alternative Energien vor. So werden z. B. Biogasanlagen zur Vergärung organischer Abfälle in landwirtschaftlichen Betrieben mit Beiträgen unterstützt, oder es werden Subventionen für installierte Solarstromanlagen ausgerichtet.

■ Vorschriften und Gebote Der Staat kann auch auf dem Weg der Gesetzgebung aktiv in die Energiepolitik eingreifen, z. B. über das Energiegesetz oder das CO 2-Gesetz. Energiepolitische Zielsetzungen können aber auch über viele weitere Erlasse und Entscheide angestrebt werden. So bewirkt etwa der Ausbau des öffentlichen Verkehrs eine Verminderung des Privatverkehrs und hat damit einen positiven Einfluss auf die CO 2-Emission des Privatverkehrs. Mittels Gesetzen erlässt der Staat Vorschriften für bestimmte umweltschädigende und energieverschwendende Aktivitäten. So gibt es etwa Grenzwerte für den Schadstoffausstoss von Heizungen, Industrieanlagen oder Motorfahrzeugen. Per Gesetz können aber auch gewisse Aktivitäten oder umweltschädigende Stoffe verboten werden. So wurde z. B. ein Verbot für den Fluorchlorkohlenwasserstoff (FCKW) als Kühlmittel in Autoklimaanlagen und Kühlschränken erlassen; FCKW ist für die Zerstörung der Ozonschicht mitverantwortlich. Zwar werden durch gesetzliche Massnahmen die energiepolitischen Vorgaben eindeutig definiert. Allerdings wird dadurch auch ein gewisses energiepolitisches Niveau «zementiert». Für die Produzenten und Konsumenten ergeben sich künftig keine Anreize mehr, die gesetzlichen (Mindest-)Standards zu unterbieten. Diese Standards werden zudem oftmals auf einem Niveau angesetzt, das nicht sehr weit vom aktuellen Wert entfernt ist. Grund dafür ist der Einfluss von Interessenverbänden (Parteien, Verbände) im Verlauf eines meist langjährigen Gesetzgebungsprozesses. Wenn die entsprechenden Massnahmen erst einmal in Kraft gesetzt sind, sind sie aus umweltpolitischer Sicht bereits veraltet bzw. auf einem zu tiefen Niveau definiert. ■ Marktwirtschaftliche Instrumente Marktwirtschaftliche Instrumente nutzen den üblichen Preisbildungsmechanismus beim Ausgleich von Angebot und Nachfrage. Indem die externen Kosten des Energieverbrauchs bewertet und den Verursachern verrechnet werden (= Internalisierung externer Kosten), müssen die Wirtschaftsteilnehmer diese bisher nicht berücksichtigten Kosten der Produktion und des Verbrauchs in ihre Konsumentscheide miteinbeziehen. Höhere Preise führen in der Regel zu einem Nachfragerückgang. Damit kann ein erstes Ziel, die Verminderung des Energieverbrauchs, erreicht werden. Gleichzeitig mit den höheren Energiepreisen werden aber auch alternative, bisher zu teure Energieformen marktfähig. Dadurch werden die Wirtschaftsteilnehmer vermehrt auf alternative, erneuerbare Energieträger «ausweichen», womit ein zweites energiepolitisches Ziel erreicht werden kann. Die beiden wichtigsten marktwirtschaftlichen Instrumente sind Emissionszertifikate und Lenkungsabgaben.

■ Emissionszertifikate: Mit Emissionszertifikaten wird eine gesetzlich zugelassene maximale Schadstoffmenge definiert, die auf handelbare «Verschmutzungsrechte» (= Zertifikate) aufgeteilt wird. Die einzelnen Zertifikate können von den Wirtschaftsteilnehmern erworben werden (z. B. im Rahmen einer Versteigerung) und berechtigen die Inhaber, die Umwelt im Umfang ihres Zertifikates zu verschmutzen. Eine Schadstoffemission ohne Zertifikat ist natürlich verboten und wird vom Staat geahndet und bestraft. Sinn von Emissionszertifikaten ist zum einen, dass die Unternehmungen für Umweltverschmutzungen bewusst etwas zahlen müssen und damit diese Kosten in ihre Kalkulation miteinbeziehen. Zum andern sollen sie dadurch motiviert werden, ihre Produktionsverfahren aktiv in Richtung alternativer Technologien ohne entsprechende Schadstoffemissionen zu lenken. Emissionen werden durch dieses System allerdings nicht verhindert, aber begrenzt. Der grosse Vorteil liegt darin, dass die maximale Schadstoffmenge pro Jahr deﬁniert und periodisch angepasst werden kann. In der Schweiz nehmen vornehmlich grosse, energieintensive Unternehmungen am Emissionshandel teil. ■ Lenkungsabgaben: Durch eine Lenkungsabgabe werden umweltbelastende Stoffe mit einer Abgabe belegt. So werden die Stoffe teurer und damit unattraktiver. Dadurch soll das Ziel einer Reduktion der Schadstoffe auf eine marktgerechte Art über den Preis erreicht werden. Lenkungsabgaben haben aber auch eine Verteilungsfunktion. Die aus der Abgabe gewonnenen Einnahmen werden an die Bevölkerung rückvergütet. Lenkungsabgaben sind deshalb keine Steuern, weil der Ertrag nicht in die allgemeine Staatskasse fällt. Seit 2010 werden beispielsweise die Erträge der CO 2-Abgabe zurückerstattet. 2017 erhält jede Person einen Betrag von CHF 67.80 vergütet. Diese Rückvergütung erfolgt über Krankenversicherer (weil alle Einwohnerinnen und Einwohner obligatorisch versichert sind, verfügen die Krankenkassen über ein aktuelles Adressverzeichnis). Durch dieses System werden jene Wirtschaftsteilnehmer belohnt, die wenig CO 2Emissionen verursachen (weil sie wenig bis keine Abgaben bezahlt haben), und jene «bestraft», die für hohe CO 2-Emissionen verantwortlich sind, weil sie aus irgendeinem Grund nicht darauf verzichten können oder wollen. Auch wenn der marktwirtschaftliche Mechanismus für das Instrument der Lenkungsabgabe spricht, so werden die umweltpolitischen Ziele oft nicht erreicht, weil die Höhe der Abgabe bei ihrer Festlegung im politischen Prozess zu tief angesetzt wird, um das anvisierte Umweltziel zu erreichen. Übung 9

Ökologische und energiepolitische Herausforderungen 27

Ökologische und energiepolitische Herausforderungen

 Das haben Sie gelernt Erneuerbare und nicht erneuerbare Ressourcen unterscheiden Die Unterschiede zwischen Stocks, Ressourcen und Reserven erklären Probleme und Herausforderungen im Bereich des Umweltschutzes beschreiben Die Entwicklung des Energieverbrauchs in der Schweiz und weltweit erklären Den unterschiedlichen Pro-Kopf-Energieverbrauch verschiedener Länder beschreiben Den Endenergieverbrauch nach Verbrauchergruppen unterscheiden Verschiedene Energieträger beschreiben und ihren Anteil am Energieverbrauch in der Schweiz kennen Die Reichweiten der fossilen Energieträger beurteilen Die Entstehung des Treibhauseffekts erklären und seine Auswirkungen beurteilen Die Funktionsweise eines Kernkraftwerks beschreiben Die Problematik des Einsatzes der Kernenergie beurteilen Nachhaltige Entwicklung am Beispiel des Gesamtmodells beschreiben Die vier Bedingungen einer nachhaltigen Entwicklung beschreiben Die drei Zieldimensionen einer nachhaltigen Entwicklung erklären Die grundsätzlichen Ziele der Energiestrategie 2050 des Bundesrates erklären Verschiedene erneuerbare Energienutzungsarten nennen Unterschiedliche energiepolitische Massnahmen beschreiben und hinsichtlich ihrer Wirksamkeit beurteilen

Offene Fragen

 Diese Begriffe können Sie erklären Natürliche Ressourcen

Risiko

Stocks

Wahrscheinlichkeit

Ressourcen

Schadensausmass

Reserven

Nachhaltige Entwicklung

Erneuerbare Ressourcen

Erneuerbare Energieträger

Nicht erneuerbare Ressourcen

Wasserkraft

Fossile Energieträger

Windenergie

Erdöl

Sonnenenergie

Erdgas

Energie aus Biomasse

Kohle

Geothermische Energie

Raumplanung

Externe Kosten

Biologische Vielfalt (Biodiversität)

Internalisierung

Klimaerwärmung / Klimawandel

Energiewende / Energiestrategie 2050

Energieträger

CO 2-Gesetz

Primärenergie

Emissionszertifikate

Sekundärenergie

Lenkungsabgaben

Endenergie Energieverbrauch Pro-Kopf-Verbrauch Treibhauseffekt Natürlicher Treibhauseffekt Künstlicher Treibhauseffekt Weltklimakonferenz Kyoto-Protokoll Kernenergie Uran Radioaktiver Abfall

Ökologische und energiepolitische Herausforderungen

Übung 1 Übersicht über die natürlichen Ressourcen Ordnen Sie den Formulierungen a) bis h) den jeweils zutreffenden Fachbegriff aus der unten aufgeführten Liste zu.

a) Die momentan wichtigste erneuerbare Energiequelle.

Die folgenden Auswahlaufgaben enthalten immer zwei Aussagen, die miteinander verknüpft sind. Entscheiden Sie sich jeweils für eine der folgenden Antwortmöglichkeiten: A +weil+

B +/+

C +/–

D –/+

E –/–

Beide Aussagen richtig, Verknüpfung trifft zu

Beide Aussagen richtig, Verknüpfung trifft nicht zu

Erste Aussage richtig, zweite Aussage falsch

Erste Aussage falsch, zweite Aussage richtig

Beide Aussagen falsch

b) Art und Weise des Verbrauchs erneuerbarer Energie, die eine Regeneration innerhalb eines für Menschen absehbaren Zeitraums ermöglicht.

Begründen Sie falsche Verknüpfungen oder die falsche Teilaussage in wenigen Worten.

c ) Ressourcen, die in einem sehr langen natürlichen Prozess entstanden sind und durch die menschliche Nutzung «endgültig» verbraucht werden.

a) Die Erde wird auch als der Grüne Planet bezeichnet, weil 50 % der Erdoberfläche aus festem Grund bestehen.

d) Sämtliche Bodenschätze und Energievorkommen der Erde, ob momentan genutzt oder nicht. e ) Vielzahl von Tierarten, Pflanzen, Pilzen, Mikroorganismen, Lebensräumen, Wassergebieten, Weiden und Wald, die durch unsere wirtschaftlichen Aktivitäten im ökologischen System (neben Wasser, Boden und Luft) belastet wird.

b) Wasser gilt als erneuerbarer Rohstoff, weil es durch die Sonnenenergie ständig in einem Kreislauf von Verdunstung und Niederschlag bewegt wird.

f) Technologie, mit der direkt aus Sonnenlicht elektrische Energie erzeugt werden kann.

c) Der Mangel an sauberem Trinkwasser dürfte sich in Zukunft entschärfen, weil aufgrund des Bevölkerungswachstums die landwirtschaftlichen Anbauflächen ausgeweitet werden.

g) Jener Teil der Bodenschätze und Energievorkommen, der für die Menschen einer bestimmten Zeit von Interesse ist; ob wirtschaftlich und technisch abbaubar oder nicht. h ) Jener Teil der Bodenschätze und Energievorkommen, der für die Menschen einer bestimmten Zeit zugänglich und auch tatsächlich abbaubar ist.

1 2 3 4

Ressourcen Nachhaltige Nutzung Biologische Vielfalt Fossile Energieträger

5 6 7 8

Stocks Sonnenenergie Fotovoltaik Reserven

Übung 2 Wasser – eine besondere Ressource Ziffer des zutreffenden Begriffs

d) Die Wasserkraft soll künftig noch verstärkt zur Energiegewinnung genutzt werden, weil dadurch keine negativen Auswirkungen auf das Ökosystem zu befürchten sind.

e) Die globalen Wasserreserven sind optimal verteilt, weil sich die wasserreichen Gebiete vornehmlich auf der nördlichen Erdhalbkugel befinden.

Übung 3 Umweltschutz: welche Bereiche sind betroffen?

Wasser

Boden

Biologische Vielfalt

Klima und Luft

Naturgewalten und -gefahren

Welche der aufgeführten Bereiche der Umwelt werden durch die folgenden Aussagen angesprochen?

Übung 4 Energieverbrauch

Welche Aussagen sind richtig (R), welche falsch (F)? Setzen Sie das zutreffende Symbol in das Kästchen und korrigieren Sie die Fehler auf den leeren Linien. a) Für den Vergleich zwischen verschiedenen Energieträgern wird die Menge eines Energieträgers auf eine Kilowattstunde Strom umgerechnet.

b) Sekundärenergieträger entstehen durch die Umwandlung von Primärenergie in eine vom Menschen nutzbare Energieform.

a ) In der Hitzewelle des Sommers 2003 stieg in der Schweiz die Sterblichkeitsrate zwischen Juni und August um rund 7 %. b ) Im Siedlungsraum des Menschen sind durch die Versiegelung von Oberflächen und Mauern viele Lebensräume für Pflanzen und Tiere verschwunden.

c) Der Wirkungsgrad der Umwandlung von Energie beschreibt das Verhältnis zwischen eingesetzter Energie und gewünschter Nutzenergie.

c ) Das Risiko (Wahrscheinlichkeit mal Schadenausmass) durch Erdbeben ist langfristig mit demjenigen von Hochwassern vergleichbar.

d) Die Schweiz verfügt zwar über ein hohes Potenzial an Wasserkraft; trotzdem muss sie ein Fünftel der benötigten Energieträger importieren.

d ) Das Wirtschafts- und Bevölkerungswachstum führt zu einem gesteigerten Bedarf an Siedlungen und Verkehrsinfrastruktur. e ) In den zunehmend auftretenden Trockenperioden kommt es zu Nutzungskonflikten, weil die Landwirtschaft einen höheren Bedarf aufweist.

e) Die Industrie ist mit einem guten Drittel des Endenergieverbrauchs die grösste Verbrauchergruppe. Die Haushalte verbrauchen gut ein Viertel, der Verkehr (19 %) und die Dienstleistungen (17 %) den Rest.

f) Die Anzahl der Flugbewegungen auf den drei Flughäfen Zürich, Genf und Basel hat sich seit 1990 um fast ein Drittel erhöht. g ) Die von der Schweiz insgesamt ausgestossene Menge an Treibhausgasen entspricht einer Menge von 6,6 t pro Kopf.

f) Der steigende Energieverbrauch in der Schweiz während der letzten zwanzig Jahre ist hauptsächlich auf die Verbreitung des Computers in der Arbeitswelt zurückzuführen.

h ) Die Intensivierung der Landwirtschaft und die Konzentration auf Hochleistungssorten hat dazu geführt, dass wir die Landschaft als eintöniger und weniger abwechslungsreich empfinden.

g) Entwicklungsfortschritte bei Volkswirtschaften mit geringem Pro-Kopf-Einkommen sind häufig mit einer deutlichen Zunahme des Pro-Kopf-Energieverbrauchs verbunden.

Ökologische und energiepolitische Herausforderungen

Übung 5 Fossile Energieträger Die folgenden Auswahlaufgaben enthalten immer zwei Aussagen, die miteinander verknüpft sind. Entscheiden Sie sich jeweils für eine der folgenden Antwortmöglichkeiten: A +weil+

B +/+

C +/–

D –/+

E –/–

Beide Aussagen richtig, Verknüpfung trifft zu

Beide Aussagen richtig, Verknüpfung trifft nicht zu

Erste Aussage richtig, zweite Aussage falsch

Erste Aussage falsch, zweite Aussage richtig

Beide Aussagen falsch

Begründen Sie falsche Verknüpfungen oder die falsche Teilaussage in wenigen Worten. a) Die Organisation Erdöl exportierender Länder (OPEC) kann durch Absprachen den Erdölpreis beeinflussen, weil in der OPEC alle Förderländer vertreten sind.

b) Erdöl ist die Grundlage für Kosmetikartikel und Kunststoffe, weil es aus über hundert verschiedenen Stoffen besteht.

c ) Die Erdgasreserven reichen nach derzeitiger Schätzung etwas länger aus als die Erdölreserven, weil Erdgas eigentlich nur von privaten Haushalten genutzt wird.

d ) Die Schätzung von 1960, wonach die globalen Erdölvorräte bereits nach 20 Jahren erschöpft sein sollten, musste laufend revidiert werden, weil mit dem Auffinden neuer Vorkommen die Reichweite der Vorräte immer wieder erweitert wurde.

e ) Durch den natürlichen Treibhauseffekt wird menschliches Leben auf der Erde erst möglich, weil ohne diesen Effekt die Temperatur bei etwa – 18 Grad liegen würde.

f) Der künstliche Treibhauseffekt bewirkt eine Erhöhung der Durchschnittstemperatur der Erde, weil durch die Treibhausgase nur ein kleiner Teil der kurzwelligen Sonnenstrahlen in die Erdatmosphäre eindringen kann.

g) Die Beschlüsse der Weltklimakonferenz von Doha dürften einen recht positiven Einfluss auf das Weltklima haben, weil sich erstmals auch grosse Emittenten wie die USA, China, Japan oder Brasilien verbindlich zu Reduktionszielen verpflichteten.

h) Das Kyoto-Protokoll ist ein Beispiel dafür, wie die globale Klimaproblematik durch den verbindlichen Einbezug der USA gelöst werden kann, weil die USA am meisten Treibhausgase ausstossen.

Übung 6 Stromerzeugung in einem Kernkraftwerk

Übung 7 Nachhaltige Entwicklung Die folgenden Auswahlaufgaben enthalten immer zwei Aussagen, die miteinander verknüpft sind. Entscheiden Sie sich jeweils für eine der folgenden Antwortmöglichkeiten:

Welche Aussagen sind richtig (R), welche falsch (F)? Setzen Sie das zutreffende Symbol in das Kästchen und korrigieren Sie die Fehler auf den leeren Linien. a ) Die Nutzung der Kernenergie begann bereits vor fast hundert Jahren mit der Inbetriebnahme der ersten Anlage in Connecticut (USA) 1918.

b ) Zur Verwendung in einem Kernkraftwerk werden aus dem natürlich vorkommenden Uranerz in einem speziellen Prozess sogenannte Kernbrennstäbe hergestellt.

A +weil+

B +/+

C +/–

D –/+

E –/–

Beide Aussagen richtig, Verknüpfung trifft zu

Beide Aussagen richtig, Verknüpfung trifft nicht zu

Erste Aussage richtig, zweite Aussage falsch

Erste Aussage falsch, zweite Aussage richtig

Beide Aussagen falsch

Begründen Sie falsche Verknüpfungen oder die falsche Teilaussage in wenigen Worten. a) Nachhaltige Entwicklung kommt ohne Ressourcenverbrauch aus, weil sie Rücksicht auf die Bedürfnisse künftiger Generationen nimmt.

c ) Grundsätzlich erfolgt die Stromproduktion in einem Atomkraftwerk nach dem gleichen Prinzip wie in einem thermischen Kraftwerk, das mit Kohle befeuert wird.

b) Nachhaltige Entwicklung verlangt nach globalen Regeln, weil die Durchsetzung entsprechender Gesetze auf nationaler Ebene keine Wirkung hat. d) Im Vergleich zu einem mit Kohle befeuerten thermischen Kraftwerk liegt der Vorteil eines Kernkraftwerks darin, dass beim Betrieb keine CO 2-Emissionen entstehen.

c) Die Förderung alternativer Energieträger dient der nachhaltigen Entwicklung, weil diese Energieträger in unbegrenztem Umfang vorhanden sind.

e ) Die Entsorgung des radioaktiven Abfalls ist seit Inbetriebnahme der Wiederaufbereitungsanlagen in Frankreich (La Hague) und England (Sellafield) weitgehend gelöst.

d) Das Indikatorensystem MONET der EU bietet einen Überblick über den Stand der Nachhaltigkeit, weil die Nutzung der Ressourcen verbindlich festgelegt wird.

f) Für die Endlagerung von radioaktivem Abfall muss sichergestellt werden, dass der verglaste Abfall während einigen 1000 Jahren sicher verwahrt wird.

e) Eine nachhaltige Entwicklung betrifft sowohl das soziale als auch das Rechtssystem, weil beispielsweise die Grundrechte in der Verfassung verankert sind.

Ökologische und energiepolitische Herausforderungen

Solarkraftwerke Fotovoltaik Energie aus Biomasse Geothermische Energie S

a ) Ist in der Schweiz aus Gründen des Landschaftsschutzes umstritten. b ) Arbeitet nachts mit nicht benötigtem Strom (Pumpspeicherwerke). c) Benötigt erneuerbare Primärenergieträger. d ) Arbeitet nach dem Prinzip eines konventionellen thermischen Kraftwerks. e) Nutzt geringe Fallhöhen grosser Wassermassen aus. f ) Bei diesem Verfahren entstehen sehr wenig CO2-Emissionen.

A a) Informationen zur Energiesituation und Überzeugungsarbeit bei Unternehmungen und Haushalten. b) Grenzwert für den Schadstoffausstoss von Heizungen. c) Massnahmen zur Internalisierung externer Kosten. d) Umsetzung der Massnahmen verlangt in der Regel Gesetzesänderungen. e) Emissionszertifikate

g ) Kann ab 2050 rund 20 % des Strombedarfs decken.

f ) Kantonale Finanzhilfen für Anlagen, die den MINERGIE- Standard erfüllen.

h ) Arbeitet mit einem Primärenergieträger, bei dessen Vermarktung die Preise durch die OPEC beeinflusst werden.

g) CO 2-Lenkungsabgaben

i ) Primär für die Anwendung im Heizbereich von Ein- und Mehrfamilienhäusern geeignet.

i) Hier wird eine maximale Schadstoffmenge gesetzlich zugelassen.

j ) Nur auf landwirtschaftlichen Betrieben ab einer gewissen Grösse möglich. k) Das Potenzial für solche Anlagen ist in der Schweiz weitgehend ausgeschöpft. l ) Solche Anlagen sollen gemäss Energiestrategie 2050 keine mehr gebaut werden. m) Benötigt eine Primärenergie, die in der Schweiz nicht vorkommt.

h) Dafür setzt sich z. B. «EnergieSchweiz» ein.

Planerische und technische Massnahmen Gebote und Verbote Marktwirtschaftliche Instrumente

Energiepolitische Massnahmen lassen sich in vier Arten gliedern. Kreuzen Sie für die folgenden energiepolitischen Massnahmen die zutreffende Art an.

Appelle

Windkraftwerke

Kreuzen Sie an, welche Anlagen zur Erzeugung von elektrischer Energie mit den folgenden Formulierungen angesprochen werden.

Übung 9 Unterschiedliche energiepolitische Massnahmen

Wasserkraft Laufkraftwerk Wasserkraft Hochdruckanlage

Übung 8 Zukunft der Energieversorgung Atomkraftwerk

Ökologische und energiepolitische Herausforderungen

Aufgabe 1 Umweltprobleme a) Interpretieren Sie die beiden Diagramme auf dieser Seite.

Welchen Zusammenhang sehen Sie?

■ Längenänderung des Grossen Aletschgletschers (kumuliert) 0

Meter

-1000

- 2000

- 3000

- 4000

Jahr

- 5000 1880

1890

1900

1910

1920

1930

1940

1950

1960

1970

1980

1990

2000

b ) Was könnte die Ursache für die beobachtete Entwicklung sein?

2010

Quelle: www.bafu.admin.ch

c ) Welche weiteren Folgen könnte die beobachtete Entwicklung haben?

■ Abweichung von der durchschnittlichen Jahresmitteltemperatur (1961 bis 1990) in der Schweiz 2

Grad Celsius

-1

d ) Nennen Sie weitere Umweltprobleme, die auf die Schweiz zukommen könnten. Jahr

-2 1900

1910

1920

1930

1940

1950

1960

1970

1980

1990

2000

2010

Quelle: www.bafu.admin.ch

Aufgabe 2 Masseinheiten für die Energie ■ Elektrische Leistung wird in Watt (W) angegeben; weil diese Einheit oft zu klein ist, verwendet man häufig Kilo-, Mega- oder Gigawatt (1 Gigawatt = 109 W = 1 000 000 000 W). ■ Die internationale Masseinheit für Energie ist Joule (J); gebräuchlich sind auch hier 3erPotenzen, man arbeitet oft mit Kilo-, Mega- oder gar Terajoule (1 TJ = 1012 Joule). ■ Elektrische Arbeit ist der Energieverbrauch pro Zeit. Das Watt ist definiert als 1 Joule pro Sekunde. Es gelten somit die folgenden Zusammenhänge: Geräteleistung

Betriebsdauer

c) Vergleichen Sie den aktuellen Halbjahres- oder Monatsverbrauch an Elektrizität Ihres eigenen Haushaltes (bzw. des Haushaltes Ihrer Eltern) sowie die daraus entstandenen Kosten mit den entsprechenden Werten Ihrer Klassenkameraden. Begründen Sie die Unterschiede.

Energieverbrauch

1 Watt (W)

mal

1 Sekunde (s)

1 Joule (J)

1 Kilowatt (kW)

mal

1 Sekunde (s)

1 Kilojoule (kJ)

Kilowatt (kW)

mal

1 Stunde (h) (= 3600 s)

1 Kilowattstunden (kWh) = 3 600 000 J = 3600 kJ

Das heisst also: Wenn ein elektrisches Gerät mit 1000 Watt Leistung während einer Stunde in Betrieb ist, verbraucht es eine Energie von einer Kilowattstunde (kWh). a ) Bestimmen Sie den Energieverbrauch von zwei unterschiedlichen Elektrogeräten in Ihrem Haushalt und vergleichen Sie Ihre Werte mit denjenigen Ihrer Klassenkameradinnen. d) Bestimmen Sie mithilfe des Internets, wie viel Elektrizität im abgelaufenen Jahr in der Schweiz produziert wurde und wie hoch die Energieproduktion eines beliebigen, von Ihnen ausgewählten Kraftwerks im entsprechenden Jahr war. b ) Erkundigen Sie sich nach dem aktuellen Preis für 1 kWh Elektrizität und bestimmen Sie die Energiekosten, wenn ein Heizstrahler auf der höchsten Stufe mit z. B. 1800 Watt während einer Stunde in Betrieb ist.

Ökologische und energiepolitische Herausforderungen

Aufgabe 3 Fossile Energieträger

Schiefergas-Hype spaltet die Gemüter Geologen vermuten riesige Schiefergasvorkommen im Schweizer Mittelland. Ein texanischer Gaskonzern wittert das grosse Geschäft. Doch die Förderung ist umstritten. Am Bodensee suchen britische Konzerne bereits seit geraumer Zeit nach Gas und diese Woche wurde bekannt, dass der texanische Gaskonzern eCorp im Mittelland ebenso nach fossilen Brennstoffen bohren will. Um an das kostbare Schiefergas zu kommen, bedienen sich die Bohrspezialisten des Hydraulic Fracturing, kurz Fracking. Zu Deutsch bedeutet dies so viel wie hydraulisches Aufbrechen von Gestein. Technischer Kern der Methode ist es, Wasser und Chemikalien in tiefliegende Gesteinsschichten zu pressen und dadurch Druck zu erzeugen, um Öl oder Gas herauszulösen. Der Gaskonzern eCorp will nun sein europäisches Hauptquartier nach Zürich verlegen und von dort die Gasexploration in der Schweiz, Frankreich, England und Osteuropa vorantreiben. Dafür will das Unternehmen aus Texas mehrere Millionen Franken investieren. Noch in diesem Jahr sind zehn Probebohrungen im Mittelland geplant. Und die Aussichten sind glänzend: Geologen vermuten in 3000 Metern Tiefe Schiefergasvorkommen, die den Bedarf an fossilen Brennstoffen in der Schweiz für Jahrzehnte decken könnten. Ein Milliardengeschäft, das sich eCorp angeln möchte. Experten nehmen Stellung Für die einen ist die moderne Fördermethode ein Segen, für die anderen ein Frevel an der Umwelt. Die Fracking-Methode birgt laut Kritikern grosse Gefahren, insbesondere für das Grundwasser. Die Befürworter sehen grosses Potenzial in der Energiegewinnung. 20 Minuten Online hat zwei Experten zur umstrittenen Fördermethode befragt: Pro: Peter Burri, Präsident Schweizerische Vereinigung von Energie-Geowissenschaftern «In den USA gab es bei der Förderung von Schiefergas einige Umweltprobleme. Diese Vorkommnisse sind inakzeptabel, gehen aber fast ausschliesslich auf menschliches Versagen zurück. Fracking wird seit Jahrzehnten problemlos angewendet. Es ist möglich, Gestein aufzubrechen, ohne gefährliche Chemikalien zu verwenden, neuerdings sogar ohne Wasser. Ein Verbot der Technologie ist wissenschaftlich nicht gerechtfertigt. Was wir brauchen, sind klare Richtlinien, damit die Technologie kontrolliert angewendet werden kann. Europa deckt heute einen wichtigen Teil seines Energiebedarfs mit Gas, das wird noch sehr lange so bleiben. Es ist auch umweltpolitisch sinnvoll, das Gas in der Schweiz zu fördern: Hier geschieht dies unter strengen Sicherheitsauflagen und wir verschwenden nicht einen bedeutenden Teil der Energie, um das Gas von Sibirien in die Schweiz zu transportieren.»

Contra: Michael Casanova, Projektleiter Gewässerschutz- und Energiepolitik bei Pro Natura «Es klingt verlockend. Gas im Wert von Milliarden von Franken schlummert tief unter unseren Betten im Untergrund. Nur: Um es zu gewinnen, müssen inakzeptable Risiken eingegangen werden. Tonnenweise müssten Chemikalien zur Förderung in den Untergrund gepumpt werden. Eine langfristige Verschmutzung von Trink- und Grundwasser ist trotz beruhigenden Worten der Gas-Lobby nicht auszuschliessen. Ebenso werden beim Fracking Abermillionen Liter Wasser verbraucht. Wasser, welches aus unseren bereits stark genutzten Gewässern entnommen wird. Heute stehen wir am Anfang eines neuen Energiezeitalters. Investieren wir in Energieeffizienz und Energieträger der Zukunft! Das krampfhafte Festhalten am fossilen Zeitalter blockiert dringend nötige Impulse für eine naturverträgliche Energiezukunft.» USA im Rausch des schwarzen Goldes In den USA wird das hydraulische Aufbrechen von Gesteinsformationen bereits grossflächig eingesetzt. Die grössten Gas- und Ölquellen liegen in Texas und North Dakota und sie sollen die USA vom Tropf der Scheichs befreien und die russischen Gasproduzenten in die Schranken weisen. Das wird weltpolitisch weitreichende Folgen haben. Der grösste Verbraucher fossiler Brennstoffe könnte in ein paar Jahren zum grössten Ölproduzenten der Welt aufsteigen – eine Renaissance, an die viele nicht mehr geglaubt haben. Die US-Energiebehörde EIA geht davon aus, dass durch die neue Technik im laufenden Jahr 900 000 Fass mehr Öl pro Tag aus dem Boden gepumpt werden können. Die Förderung steigt damit auf 7,3 Millionen Barrel. Zugleich wird die Einfuhr von Rohöl und Benzin den Behörden zufolge bis 2014 auf sechs Millionen Barrel (159 Liter) pro Tag sinken. Das ist rund die Hälfte des Spitzenwertes der Jahre 2004 bis 2007. Deutsche Behörden melden Bedenken an In Deutschland hat die Fracking-Technologie indes einen Rückschlag erlitten. Das deutsche Umweltbundesamt warnt vor dem Einsatz der umstrittenen Erdgasfördermethode. Sie soll nur unter strengen Auflagen erlaubt werden. Das Bundesamt geht davon aus, dass 1,3 Billionen Kubikmeter Gas tief unter der Erde schlummern. Das entspreche dem Gesamtbedarf der nächsten 13 Jahre in Deutschland. Die Behörden warnen jedoch, dass die Technologie insbesondere wegen des Einsatzes von Chemikalien und der Entsorgung des anfallenden Wassers erhebliche Risiken berge. Quelle: 20 Minuten online; 25. Januar 2013

■ Erdgasgewinnung durch Fracking

a) Was versteht man unter Fracking?

Fracking

konventionelle Lagerstätten

3 einzementiertes Steigrohr

500 m Sandstein

gering durchlä

p e ic s s i ge s S

s te herge

Erdgas

ch iches S gasre

Erdgas im dichten Gestein 1000 m Tiefe

b) Warum ist Fracking heute plötzlich auch in der Schweiz und anderen europäischen Ländern ein Thema, obwohl die Methode eigentlich schon seit vielen Jahren bekannt ist?

iefergestein

künstliche Risse

600 bis 1000 m

So funktioniert Fracking: 1 Horizontalbohrung: In die Lagerstätten werden lange Strecken gebohrt. 2 Das Steigrohr wird unten mit Löchern perforiert (Durchmesser 30 bis 40 Zentimeter). 3 Unter hohem Druck wird ein Gemisch aus Wasser, Quarzsand und Chemikalien durch die Löcher in das umliegende Gestein gepresst. 4 Durch den hydraulischen Druck entstehen Risse im Gestein, durch die das Gas fliessen kann. Die Risse können sich horizontal bis zu 100 Metern und vertikal bis zu zehn Metern ausdehnen. 5 Das eingepresste Gemisch (Frack-Fluid) wird bis auf den Quarzsand und Chemikalienreste zurückgepumpt. Der Quarzsand hält die künstlichen Risse offen. Das eingeschlossene Gas strömt dem Bohrloch zu und kann nun gefördert werden.

c) Warum ist Fracking derart umstritten?

Quelle für Grafik: http://www.welt.de

Videos zum Thema:

Ökologische und energiepolitische Herausforderungen

Aufgabe 4 Entsorgung von radioaktiven Abfällen Die Schweiz stellt einen grossen Teil ihres Stroms in Atomkraftwerken her. Die Frage, wie mit dem dabei anfallenden radioaktiven Abfall umgegangen werden soll, ist umstritten. Gemäss Kernenergiegesetz müssen die radioaktiven Abfälle von ihren Verursachern entsorgt werden. Die Betreiber der Kernkraftwerke sowie die Schweizerische Eidgenossenschaft haben für diese Aufgabe 1972 die Nationale Genossenschaft für die Lagerung radioaktiver Abfälle (Nagra) gegründet. Die Nagra strebt eine sichere Lagerung der radioaktiven Abfälle der Schweiz an, sodass Mensch und Umwelt langfristig geschützt sind. Sie wird von etlichen Organisationen kritisiert, die bezweifeln, dass die Nagra das angestrebte Ziel erreicht. Eine dieser kritischen Organisationen ist die Schweizerische Energiestiftung. Lesen Sie bitte zuerst die beiden Stellungnahmen der Nagra und der Energiestiftung und beantworten Sie anschliessend die Fragen dazu. Ziel und Zweck der Entsorgung der radioaktiven Abfälle Radioaktive Abfälle müssen so entsorgt werden, dass der dauernde Schutz von Mensch und Umwelt gewährleistet ist; beginnend mit der Entstehung der radioaktiven Abfälle über ihre Behandlung (Verfestigung, Verpackung) und Zwischenlagerung bis zur Entsorgung in einem geologischen Tiefenlager. Um dies sicherzustellen, muss die von den radioaktiven Abfällen ausgehende Strahlung abgeschirmt werden. Die Abfälle müssen dauerhaft vom Lebensraum ferngehalten werden, damit die radioaktiven Stoffe nicht über die Nahrungskette in den menschlichen Körper gelangen. Die Abschirmung der Strahlung ist selbst bei hochaktiven Abfällen mit rund vierzig Zentimeter Abschirmmaterial einfach zu erreichen. Anspruchsvoll ist hingegen der langfristig zuverlässige Einschluss. Radioaktive Stoffe zerfallen im Laufe der Zeit. Die Radioaktivität der hochaktiven Abfälle nimmt in den ersten hundert Jahren nach der Einlagerung in einem Tiefenlager auf etwa einen Zehntel und nach rund tausend Jahren auf etwa einen Hundertstel ab. Diese Abfälle müssen trotzdem etwa 200 000 Jahre vom menschlichen Lebensraum ferngehalten werden, bis die Radioaktivität durch Zerfall weitgehend abgeklungen ist. Die Diskussionen darüber, wie ein langfristiger Einschluss zuverlässig erreicht werden kann, haben das Departement für Umwelt, Verkehr, Energie und Kommunikation (UVEK) bewogen, in den 90er-Jahren eine Expertengruppe (Expertengruppe Entsorgungskonzepte für radioaktive Abfälle, EKRA) einzusetzen. Im Jahr 2000 kam diese zum Schluss, dass nur die geologische Tiefenlagerung die nötige Langzeitsicherheit gewährleisten kann. Ferner hat die EKRA empfohlen, die Tiefenlager so auszulegen, dass eine Kontrolle möglich ist und die eingelagerten Abfälle zurückgeholt werden können. Das Parlament hat diese Empfehlungen ins neue Kernenergiegesetz (KEG) aufgenommen, das im Februar 2005 in Kraft trat. Lager an der Erdoberfläche, deren Sicherheit von Unterhalt und Wartung durch den Menschen abhängen, erfüllen die Vorgaben an die Langzeitsicher-

heit nicht. Wie die Geschichte zeigt, kann man sich nicht darauf verlassen, dass die Gesellschaft genügend stabil ist, um Unterhalt und Wartung langfristig zu garantieren. Während sich Gesellschaften permanent verändern, zeigt die Erdgeschichte, dass Gesteinsschichten über viele Jahrmillionen stabil sein können. Unter Tage steht die Zeit sozusagen still, unabhängig davon, was an der Erdoberfläche passiert. Wasserundurchlässige Gesteinsschichten können Stoffe über erdgeschichtlich lange Zeiträume einschliessen. Die Dauer, während der hochaktive Abfälle von unserem Lebensraum ferngehalten werden müssen, liegt zwar weit ausserhalb unseres menschlichen Vorstellungsvermögens – auf der erdgeschichtlichen Zeitskala ist sie jedoch kurz. Quelle: Website Nagra (www.nagra.ch)

a) Warum stellt der Umgang mit radioaktiven Abfällen eine besondere Herausforderung dar?

b) Wie begründet die Nagra die Absicht, den radioaktiven Abfall in einem Tiefenlager zu entsorgen?

c) Welche Argumente führt die Energiestiftung gegen dieses Vorgehen an?

Atommüll – das strahlende Erbe Der heutige Schweizer AKW-Park wird radioaktiven Atommüll mit einem Volumen in der Grössenordnung der Bahnhofshalle Zürich hinterlassen. Dieser ist in kleinsten Mengen tödlich und muss eine Million Jahre von der Biosphäre ferngehalten werden. Wie das zu bewerkstelligen sein soll, ist bis heute weltweit unklar. Das aktuelle Konzept der Nagra (Nationale Genossenschaft für die Lagerung radioaktiver Abfälle) ist nicht durchdacht und weist gravierende Sicherheitsmängel auf. Die Nagra hat vor, den Atommüll in 400 bis 900 Meter zu vergraben und nach einer kurzen Beobachtungszeit die Stollen wieder zu verfüllen. Über dem Tiefenlager soll wieder eine grüne Wiese wachsen. Wie und ob überhaupt eine Langzeitüberwachung durchgeführt wird, steht heute in den Sternen. Das «Aus den Augen aus dem Sinn»-Prinzip dieser Lösung ist zwar für die AKW-Betreiber preisgünstig, aber für diese Art von Abfällen viel zu gefährlich. Zudem sind sehr viele technische und sicherheitsrelevante Fragen offen, welche die Sicherheit eines Tiefenlagers grundsätzlich infrage stellen. Zudem streut das komplexe Vorgehen (Sachplan Geologische Tiefenlagerung) vor allem Sand in die Augen der betroffenen Bevölkerung und geht keineswegs dem Sicherheitsprimat nach, sondern dem geringsten politischen Widerstand. Die Produktion von Atommüll muss gestoppt werden. Für die SES gibt es für diese Art von Müll keine «Endlösung». Es braucht Lösungen auf Zeit, die es kommenden Generationen ermöglichen, das Problem auf neuen Erkenntnissen basierend zu entschärfen oder auf Unfälle zu reagieren. Eines ist klar: Die Rechnung für den heute «billigen» Atomstrom bezahlen die nächsten Generationen mit teuren Stilllegungs- und Lagerungskosten. Das Atomstromzeitalter dauert noch ein paar Jahrzehnte. Danach beginnt das Atommüllzeitalter – für immer und ewig. Die ungelösten Fragen im Bereich der Langzeitsicherheit, der Überwachung sowie der Rückholung und Markierung müssen heute geklärt werden. Die sicherheitstechnischen Fragen müssen ebenfalls beantwortet werden, bevor ein Standort gesucht wird. […] Um die bestmögliche Lösung für die radioaktiven Abfälle zu finden, muss die geologische und technische Langzeitsicherheit oberste Priorität haben: Dafür braucht es genaue geologische Untersuchungen in allen Regionen. Zudem muss die Frage nach der sichersten Erschliessung des Lagers geklärt sein. Erst dann kann über die Platzierung der Oberflächenanlage entschieden werden. Das heutige Verfahren entspricht dieser Logik nicht und muss deshalb gestoppt werden. Um die später anfallenden Kosten bezahlen zu können, äufnen die AKW-Betreiber einen Entsorgungsfonds. […] Doch mit den heutigen Einzahlungen werden sich die Kosten nie decken lassen. Damit nicht der Steuerzahler, sondern die AKW-Betreiber die Entsorgungskosten bezahlen, müssen die Beiträge für den Entsorgungsfonds massiv erhöht werden.

d) Welche Alternative schlägt die Energiestiftung vor?

e) Welche der beiden Vorschläge überzeugt Sie eher? Begründen Sie Ihre Meinung!

Quelle: Website Schweizerische Energiestiftung (www.energiestiftung.ch)

Ökologische und energiepolitische Herausforderungen

Aufgabe 5 Mit Fakten und Fantasie in die Zukunft «Nachhaltige Entwicklung» ist als Schlagwort in aller Munde, doch was genau beinhaltet die Bedeutung dieses Begriffes? Befindet sich die Schweiz auf dem Weg einer nachhaltigen Entwicklung? In welchen Bereichen sind Fortschritte zu verzeichnen? Wo besteht Handlungsbedarf? Um diese Fragen beantworten zu können, haben das Bundesamt für Statistik (BFS), das Bundesamt für Umwelt (BAFU), das Bundesamt für Raumplanung (ARE) und die Direktion für Entwicklung und Zusammenarbeit (DEZA) gemeinsam das sogenannte MONET-System entwickelt. MONET steht für MOnitoring (= Überwachung) der Nachhaltigen EnTwicklung in der Schweiz. Es misst und dokumentiert anhand von 75 Indikatoren (Hinweisen, Belegen) die aktuelle Lage und Entwicklung der Schweiz hinsichtlich der sozialen, wirtschaftlichen und ökologischen Aspekte der nachhaltigen Entwicklung (vgl. www.bfs.admin.ch). Kartenspiel KLARTEXT – Alltag auf der Zeitungsredaktion als Spielidee Das Kartenspiel «Klartext» wurde entwickelt, um den Begriff «Nachhaltige Entwicklung» einer breiteren Bevölkerung auf spielerische Art näherzubringen.

Als Chefredaktor / in einer Zeitung haben Sie verschiedene Reporter angestellt, die sich auf unterschiedliche Fachbereiche spezialisiert haben – im Kartenspiel «Klartext» als sogenannte REPORTER-Karten dargestellt. Diese Reporterkarten sind in Anlehnung an das MONET-System nach den drei Dimensionen Gesellschaft, Wirtschaft und Umwelt geordnet. Die Sterne in der oberen linken Ecke einer Reporterkarte entsprechen der «Kompetenz» oder Stärke der Reporterin. Jede der 20 Reporterkarten des Kartenspiels entspricht genau einem Postulatsbereich (Zielbereich bzw. Prinzip der nachhaltigen Entwicklung) gemäss dem MONET-System; auf der Karte ist dieses Prinzip der nachhaltigen Entwicklung mit einem Symbol als Fachgebiet der Reporterin dargestellt.

Ziel des Spiels ist es, mithilfe der eigenen Reporter möglichst viele NEWS-Karten zu ersteigern und daraus Zeitungsartikel zu verfassen. Die Spielschritte und -phasen des Kartenspiels werden in einer Videospielanleitung detailliert vorgeführt und erklärt.

Auf den Zeitungsredaktionen treffen laufend Meldungen aus dem schweizerischen Alltag zu den verschiedensten Aspekten nachhaltiger Entwicklung ein. Auf den NEWS-Spielkarten sind diese alltäglichen Begebenheiten auf der weissen Seite notiert; auf der farbigen Rückseite finden sich dazugehörige statistische Informationen. Jede dieser NEWS-Karten entspricht einem Indikator des oben erläuterten MONET-Systems. Die NEWS-Karten sind thematisch in sieben Bereiche (01 – 07) gegliedert.

Nachdem Sie «Klartext» gespielt haben, können Sie die folgenden Fragen beantworten:

d) Wählen Sie in Ihrer Gruppe ein Freizeiterlebnis aus und suchen Sie die passenden Indikatoren (Newskarten Rückseite) dazu. Stellen Sie sich dabei folgende Frage: «Welche Indikatoren haben mit meinem gewählten Freizeiterlebnis einen Zusammenhang?» Überlegen Sie sich dazu die folgenden Punkte: 1. In welche Richtung schlagen die ausgewählten Indikatoren durch Ihr Freizeiterlebnis aus? 2. Wie lassen sich die Ausschläge in Bezug auf die nachhaltige Entwicklung bewerten? (Positiv – in Richtung Nachhaltigkeit oder Negativ – weg von der Nachhaltigkeit). 3. Wie könnte Ihr Freizeiterlebnis verändert werden, um negativ bewertete Indikatoren vermeiden zu können?

a) Welche vier Spielschritte im Kartenspiel «Klartext» sind aus Ihrer Sicht die drei bedeutsamsten NEWS-Karten? Begründen Sie Ihre Antwort.

Fassen Sie Ihre Ergebnisse auf einem Poster zusammen und bereiten Sie eine kurze Präsentation von 3 bis 5 Minuten vor.

b) Was ist der Zweck der Ereigniskarten?

c ) Es gibt 20 REPORTER-Karten. Welches ist aus Ihrer Sicht die beste REPORTER-Karte? Begründen Sie Ihre Antwort.

Ökologische und energiepolitische Herausforderungen

Aufgabe 6 Energiestrategie 2050 Vor dem Hintergrund der Katastrophe in Fukushima und basierend auf Grundlagenarbeiten haben Bundesrat und Parlament im Jahr 2011 den schrittweisen Ausstieg aus der Kernenergie beschlossen. Die bestehenden Kernkraftwerke sollen am Ende der sicherheitstechnischen Betriebsdauer stillgelegt und nicht durch neue ersetzt werden. Dieser Entscheid bedingt einen Umbau des Energiesystems. Die nötigen Massnahmen werden in der Energiestrategie 2050 gebündelt. Der Endenergie- und Stromverbrauch sollen reduziert, die erneuerbaren Energien gefördert und die CO 2-Emissionen gesenkt werden, dies unter Bewahrung der zuverlässigen, wirtschaftlichen und nachhaltigen Energieversorgung in der Schweiz.

■ Zusammensetzung des Energieverbrauchs PJ 900

TWh 250

Wasserstoff Biogas als Treibstoff

800

Flüssige Biotreibstoffe 200

700

Flugtreibstoffe Diesel Benzin

600

Biogas, Klärgas

Die nebenstehende Grafik illustriert die Zusammensetzung und die Entwicklung des Energieverbrauchs von 1960 bis 2050. Beantworten Sie dazu die folgenden Fragen a) bis c).

150 Umgebungswärme

500

Solarwärme 1

(Industrie-)Abfälle

400

a) Wie wird sich gemäss diesem Szenario der Stromverbrauch von 2010 bis 2050 entwickeln?

100 300

Holz Fernwärme* Kohle

200

Erdgas Sonstige Erdölprodukte

100

Heizölprodukte o. Treibstoffe 0

b) Wir stark verändert sich der Energieverbrauch prozentual von 2010 bis 2050?

1960

1970

2000

2010

2020

2030

2035

2040

2050

Elektrizität*

Zusammensetzung des Endenergieverbrauchs (ohne Treibstoffverbrauch des internationalen Flugverkehrs) bis 2020, 2035, 2050 auf der Basis des vorliegenden Massnahmenpakets des UVEK Quelle: Prognos 2012

c ) Ist eine solche Entwicklung des Stromverbrauchs aus Ihrer Sicht realistisch oder unrealistisch? Begründen Sie Ihre Antwort.

Abkürzungen: PJ = Petajoule, Masseinheit für Energie 1 PJ = 278 Gigawattjahre (1 Gigawattjahr − Energieabgabe eines 1000-Megawatt-Kraftwerks in einem Jahr). TWh = Terawattstunde 1 TWh = 1 Billion Wattstunden (Wh) = 1 Milliarde Kilowattstunden (kWh)

Darunter verstehen wir den möglichen Verlauf künftiger Ereignisse, hier des Stromverbrauchs, berechnet aufgrund von definierten Rahmenbedingungen – in dieser Fragestellung anhand der Annahmen und Massnahmen der Energiestrategie 2050 des Bundesrates.

■ Entwicklung des Elektrizitätsangebots

Die nebenstehende Grafik zeigt die Entwicklung des Elektrizitätsangebots. Analysieren Sie die Grafik und beantworten Sie die Fragen d) bis f).

Variante C&E (Gas- und Dampf-Kombikraftwerk / Wärmekopplung und erneuerbare Energieträger), Szenario Politische Massnahmen Bundesrat (erstes Massnahmenpaket)

d ) Wann ist der Ausstieg aus der Kernenergie vorgesehen?

110 100

e) Wie wird gemäss dieser Grafik die Kernenergie konkret ersetzt?

90 80 70 60 50 40 30 20

bestehende Wasserkraftwerke bestehende fossile KW neue fossile WKK neue Kernkraftwerke

f ) Welche Probleme stellen sich bei diesem Szenario?

neue Wasserkraftwerke bestehende Bezugsrechte neue Erneuerbare* neue Importe

bestehende Kernkraftwerke bestehende Erneuerbare* neue Kombikraftwerke Bruttonachfrage

0 2000

2005

2010

2015

2020

2025

2030

2035

2040

2045

2050

Hydrologisches Jahr *) gekoppelt und ungekoppelt

Quelle: Prognos 2012

Abkürzungen KW = Kraftwerke WKK = Wärme-Kraft-Kopplung (Auskopplung von Nutzwärme, insbesondere bei der Stromerzeugung aus Brennstoffen)

Ökologische und energiepolitische Herausforderungen