Transportmittel und ihre CO2-Bilanz im Vergleich. Alternativen und Vermittlungsmöglichkeiten im Unterricht


Seminararbeit, 2020

30 Seiten, Note: 1,0


Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung

2. Folgen des Temperaturanstiegs

3. CO2-Bilanzen der gängigen Transportmittel im Vergleich

4. Maßnahmen zur Reduzierung von fossilen Brennstoffen
4.1 Implementierung klimafreundlicher Kraftstoffe im Vergleich
4.2 Maßnahmen im Tourismus
4.3 Maßnahmen in der Stadt

5. Vermittlung in der Schule
5.1 Vorüberlegungen
5.2 Bildung für nachhaltige Entwicklung in den Lehrplänen der Fächer Biologie und Geographie und Wirtschaftskunde
5.3 Überlegungen für den Unterricht

6. Zusammenfassung und Fazit

7. Abbildungsverzeichnis

8. Literaturverzeichnis

9. Quellen

10. Anhang
9.1 The M0app
9.2 Unterrichtskonzept
9.3 Methodenblatt „Fish Bowl"

1. Einleitung

Mobilität ist ein Thema, mit dem sich die meisten Menschen fast tagtäglich auseinandersetzen. Bereits am frühen Morgen wird entschieden, mit welchem Transportmittel sie zur Arbeit, Schule etc. fahren. Dabei ist die Frage, wie man sich im Alltag fortbewegt, bei einer Weltbevölkerung von ca. 7,6 Mrd. Menschen1 eine sehr wichtige. An dieser Stelle muss jedoch betont werden, dass „Mobilität" nicht dasselbe bedeutet wie Verkehr. In der Literatur wird Mobilität mit der „Fähigkeit sich fortzubewegen" definiert. Verkehr ist die Art und Weise, wie man sich fortbewegt (vgl. Zeppenfeld 2012: 112 & Götz 2011: 325 f.). Es ist zu bedenken, dass jeder Mensch aufgrund seiner persönlichen Lebensbedingungen eine bestimmte Zahl an CO2 und weitere Schadstoffe täglich produziert. Die Wahl eines Transportmittels mit einem geringen Ausstoß dieses Gasgemisches ist daher essenziell.

Die folgende Ausarbeitung geht zum einen der Frage nach, welche Möglichkeiten an nachhaltigen Transportmöglichkeiten es gibt und zum anderen, wie man Menschen dazu bringen kann, diese erfahrbar und attraktiv zu machen. Zunächst beschäftigt sich diese Abhandlung mit den Problemen des stetig zunehmenden Nah- und Fernverkehrs, den daraus resultierenden Risiken, welche aus dem Ausstoß von CO2 sowie weiteren klimaschädlichen Gasgemischen resultieren. In weiterer Folge werden verschiedene Transportmittel bezüglich ihrer CO2-Emissionen gegenübergestellt. Zuletzt wird auf alternative Transportwege ökofreundlicher Transportmittel eingegangen und auf welche Art und Weise diese für die Menschen attraktiv sein könnten. Da die Reisemöglichkeiten meist nicht zur Gänze ersichtlich sind, wird im letzten Teil ein Vorschlag zur besseren Übersichtlichkeit dessen vorgestellt: eine App, in welcher alle im Moment verfügbaren Transportmittel gegenübergestellt werden. Zusätzlich werden über diese noch diverse Informationen gegeben, welche die Entscheidung über die Wahl des zu benützenden Fahrzeuges erleichtern soll.

Seitdem die Menschen begonnen haben, Städte sowie die ersten Verbrennungsmotoren zu bauen, veränderte sich der CO2-Wert in der Luft. Somit ist der erhöhte Schadstoffgehalt der Urbanisierung, der technologischen Fortschritte und der damit zusammenhängenden, zunehmenden Mobilisierung geschuldet. Etwa ein Fünftel des CO2-Ausstoßes ist dem Transportsektor zuzurechnen (vgl. Sigurbjörnsson und Stefansson 2019: 464). Jedoch wurde dieser Fakt erst mit der Entdeckung des „Ozonlochs" thematisiert, welches Ende des 20. Jahrhunderts am Südpol entdeckt wurde. Dabei wird das natürliche „Schutzschild" der Erde angegriffen, welches aus Ozon besteht. Die Reduktion dieser Ozonschicht, welche durch die Freisetzung von FCKW's (Flour-Chlor-Kohlenwasserstoffe) verursacht wurde, hat zur Folge, dass die Tier-, Pflanzen-, sowie die Menschenwelt nicht mehr vor den UV-B- Strahlen geschützt wird, wobei diese Stoffe eine zerstörende Wirkung mit sich ziehen (vgl. Reusswig 2011: S. 693 ff.).

Bis zu 30% der Tier- und Pflanzenarten sind bedroht und 20% der Korallenriffe wurden in den letzten Jahrzehnten vernichtet. Ein weiteres Problem stellt die Entwaldung hauptsächlich in den Tropen und Subtropen dar, denn das durch auf verschiedene Weisen entstandene CO2 wird von Bäumen in O2 umgewandelt. Wenn sich die Wälder auf der Welt reduzieren, erhöht sich der CO2-Gehalt in der Luft, wodurch die Ozonschicht (O3) weiter gefährdet wird. Als weitere Folge der Abholzungen sind Degrationen der Böden zu vermerken, wodurch keine weitere Anpflanzung von Bäumen mehr möglich ist. Im Meeresbereich nimmt aufgrund des Klimawandels die Versauerung zu und in Folge dessen nimmt die Artenvielfalt der Meerestiere ab. Dadurch wird wiederum die Aufnahmekapazität von atmosphärischem CO2 im Meer verringert (vgl. Reusswig 2011: 695 f.). Dies unterstützt den Treibhauseffekt auf der Erde, was eine Erhöhung der jährlichen Durchschnittstemperatur zur Folge hat.

Es gilt jedoch, das CO2 nicht als Gas zu sehen, welches sich generell schlecht auf die Erde auswirkt. Dieses Gemisch wird benötigt, da die Erde ansonsten eine um 15°C geringere Durchschnittstemperatur hätte und es sich somit um einen weitgehend lebensfeindlichen Planeten handeln würde. Grund dafür ist, dass das CO2 einen erheblichen Teil zum natürlichen Treibhauseffekt beiträgt und zusammen mit weiteren Gasen und Gasgemischen (z.B. CH4 - Methan) in Kombination mit der Sonneneinstrahlung die Erderwärmung bewirkt. Seit dem Beginn der Industrialisierung, welche weitestgehend für den Anstieg der Treibhausgase zur Verantwortung gezogen werden kann, konnte eine Erhöhung der Erdmitteltemperatur von +0,8°C verzeichnet werden (vgl. Reusswig 2011: 698). Doch wie in allen Dingen ist ein zu hohes Maß an CO2 sehr schädlich für die Umwelt. Man bedenke, dass der Treibhauseffekt immer höhere Temperaturanstiege nach sich zieht und sich die Lebensbedingungen auf der Erde für die Menschen verändern. Bis zum Jahr 2050 wird eine Erhöhung der Erd­Durchschnittstemperatur von +2,5°C erwartet (Strasdas 2012: 346).

Die Erde hat, verglichen mit den anthropogen verursachten Treibhausgasen, auf den ersten Blick eine Unmenge an Speicherkapazitäten für CO2, jedoch handelt es sich hierbei um weitreichende Störungen, welche eine langfristige Veränderung des weltweiten Klimas verursachen. In Zahlen bedeutet dies folgendes: Die Erde verfügt insgesamt über rund 41.000 Gigatonnen an verfügbaren CO2-Speicher. Im Jahr 2008 wurden beispielsweise 10 Gigatonnen CO2 aufgrund von Verbrennungsaktivitäten durch den Menschen verzeichnet, wovon 8,8 Gigatonnen aufgrund der Verarbeitung fossiler Brennstoffe emittiert wurden. Den bedeutendsten Einfluss darauf haben somit sich wirtschaftlich sehr schnell entwickelnde Länder wie z.B. China (vgl. Reusswig 2011: 698 f.). Die Erde reagiert in weiterer Folge auf den Anstieg von CO2 und weiteren Treibhausgasen sehr empfindlich. Um die Folgen der Reduktion dieser Ozonschicht zu verdeutlichen, wird im folgenden Kapitel eine Übersicht über die konkreten Auswirkungen dessen gegeben.

2. Folgen des Temperaturanstiegs

Vom Kreislauf der Temperatur hängen weitere Grundbedingungen des Lebens ab. Dieser bestimmt beispielsweise bei vielen Tieren oder Pflanzen über deren Überleben. Da aufgrund der veränderten Temperatur einige Lebensformen ausgelöscht werden, wird in weiterer Folge in zahlreiche Nahrungsketten sowie Mindest- und Maximaltemperaturen eingegriffen. Unten werden diese Folgen weiter konkretisiert und durch aussagekräftige Beispiele veranschaulicht:

Der Meeresspiegel steigt an. Viele Gletscher sowie die Eisflächen des Nord- und Südpols schmelzen, wodurch der Meeresspiegel ansteigt. Dies hat eine Bedrohung für viele Menschen zur Folge, welche in Küstenregionen leben (vgl. Reusswig 2011: 699).

Das Wetter wird immer extremer. Da die Temperaturen immer heißer werden, verdunstet folglich mehr Wasser, welches als Niederschlag wieder auf die Erde trifft. Andererseits wurden bereits Sommer wie jener im Jahr 2003 verzeichnet, in welchem es kaum Niederschlag und überdurchschnittlich hohe Temperaturen gab. Daher werden als sogenannte Wetterextreme Hitzewellen, Starkregen, Stürme oder Trockenheit genannt (vgl. Reusswig 2011: 699 f.).

Die Artenvielfalt geht zurück. Wie oben bereits angedeutet, resultiert aus dem Anstieg der Temperatur auf der Erde eine lebensfeindlichere Umgebung, welche den Rückgang bzw. die Auslöschung vieler Arten zur Folge hat (vgl. Reusswig 2011: 700). Ein Erklärungsansatz meinerseits wäre, dass viele Tiere nicht nur ein bestimmtes Temperaturoptimum zum Überleben benötigen, sondern auch eine ganz bestimmte Nahrung. Wenn genau diese ebenfalls ausgerottet wird, ist die Nahrungskette vieler Arten gestört, wodurch sie Gefahr laufen, zu verhungern.

Die menschliche Gesundheit wird beeinträchtigt. Da aufgrund der steigenden Durchschnitts­Erdtemperatur Hitzewellen keine Seltenheit sein werden, sind diese besonders für ältere Menschen, Kinder oder chronisch Kranke ein Problem (vgl. Reusswig 2011: 701). Gerade die oben genannten Gruppen von Personen können ihren Wasserbedarf oft nicht gut abschätzen, weshalb diese zu wenig trinken bzw. sich vor der Sonne nicht ausreichend schützen. Als weitere Probleme werden von Reusswig (S. 700 f.) eine Verknappung des Wassers, Ertragseinbußen in der Landwirtschaft und eine Zunahme von Umweltkonflikten und Umweltflüchtlingen angeführt. Letztere Folgen bewirken wiederum zum einen den Anstieg diverser Lebensmittelpreise, woraus ein erhöhter Anteil hungernder oder fehlernährter Menschen resultiert. Somit wurde in vielen Studien die CO2-Werte diverser Fahrzeuge gegenübergestellt, um möglichst klimaneutrale Mobilitätskonzepte zu entwickeln. Dabei müssen zahlreiche Faktoren gegenübergestellt und auch die Herstellung derer mitinbegriffen werden, um aussagekräftige Aussagen über deren Umweltfreundlichkeit zu treffen. In weiterer Folge wird der CO2-Ausstoß diverser Fahrzeuge bei Inbetriebnahme aufgelistet.

3. CO2-Bilanzen der gängigen Transportmittel im Vergleich

Bezüglich der Beförderung von Menschen haben sich der PKW, die Bahn, der Bus und das Flugzeug bei den Menschen am meisten etabliert. Im Folgenden wird deren Ausstoß von CO2, NOx und CO2- Äquivalenten wie Methan, Lachgas etc. gegenübergestellt. Das Umweltbundesamt Österreich hat zwar ebenfalls den Durchschnitt der direkten und indirekten Emissionen berechnet, jedoch werden zur einfacheren Veranschaulichung hier die Zahlen der gesamten Emissionen geliefert.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2: Gegenüberstellung der gesamten Emissionen von PKW (benzin-, diesel-, oder strombetrieben), LKW, Zug, Bus und Flugzeug, verändert von Carmen Hassler nach: Umweltbundesamt (2019)2

In Abbildung 2 lässt sich erkennen, dass beim Schienenverkehr (PV) der geringste und beim Flugzeug (national) der höchste CO2-Ausstoß pro Person zu verzeichnen ist. Ersterer hat bis zu mehr als 50-mal höhere CO2-Emissionen als zweiterer. Im Vergleich zum Elektroauto (BEV) wird beim PV pro Person etwa sieben Mal weniger CO2 verursacht. Daraus resultiert, dass es sich bei der Bahn um das derzeit klimaneutralste und beim Flugzeug um das klimaschädlichste öffentliche Transportmittel handelt. Zur Veranschaulichung wird eine Grafik des Verkehrsclubs Österreich herangezogen:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3: CO2-Ausstoß der Bahn im Vergleich zu weiteren Verkehrsmitteln im Jahr 2019, Quelle VCÖ3

In Abbildung 3 ist der CO2-Ausstoß der bereits genannten Transportmittel visuell dargestellt. Daraus lässt sich ablesen, dass im Jahr 2019 der Bus beispielsweise einen 3,6-mal so hohen Treibhausgasausstoß pro Personenkilometer (Pkm) hatte als die Bahn. Deutlich abgeschlagen ist hier das Flugzeug, welches 29-mal mehr CO2/Pkm abgab als der Schienenverkehr. Erwähnenswert ist ebenfalls, dass sich die CO2-Emissionen von neu zugelassenen PKWs in den letzten Jahren immer mehr verringern. Die Automobilindustrie baut immer emissionsärmere PKWs, da sich Österreich im Rahmen des Kyoto-Protokolls (1997) verpflichtet hat, im Zeitraum von 2008-2012 seine Emissionen im Vergleich zur CO2-Bilanz von 1990 um 13% zu senken, woraus weitere Verordnungen und Gesetze zur Emissionsreduzierung folgten (BMNT3 4 2019: 10). Beispielsweise nannte das Land Deutschland bereits im Jahr 2010 ein CO2-Minderungsziel von 55% bis zum Jahr 2030 und sogar 95% bis zum Jahr 2050 (Drake et al. 2019: 136). In Österreich wird als Ziel der Europäischen Kommission der Durchschnittsverbrauch von 120 g CO2/km genannt. Dieses Ziel erreichte man in Österreich im Jahre 2016 nahezu, da hier ein durchschnittlicher Verbrauch aller Fahrzeuge von 120,5 g CO2/km gemessen wurde (BMNT 2019: 6 ff.). Einen wesentlichen Teil zur Senkung der CO2-Emissionen tragen rein elektronisch betriebene sowie Hybrid-Fahrzeuge bei. Laut Statistik Austria wurden bereits etwa 84.000 der über 5 Millionen zugelassenen PKWs als Elektro-, Hybrid- oder eine weitere, neuartige Antriebsform deklariert (Quelle: Statistik Austria „KFZ-Bestand 2019").

4. Maßnahmen zur Reduzierung von fossilen Brennstoffen

4.1 Implementierung klimafreundlicher Kraftstoffe im Vergleich

Da einerseits die Reserven von fossilen Brennstoffen zur Neige gehen und andererseits Wege geschaffen werden sollen, um die Emissionen von Treibhausgasen zu limitieren, ist der Verkehrssektor dazu forciert, Fahrzeuge, welche mit erneuerbaren Energien angetrieben werden, immer stärker einzusetzen. Im Idealfall rücken Kraftstoffe aus fossiler Energie dabei immer mehr in den Hintergrund. „Unter erneuerbaren Energieträger (sic!) werden hier chemische Produkte wie Wasserstoff, Methan, Methanol oder andere synthetische Treibstoffe verstanden, die aus Biomasse oder erneuerbarem Strom hergestellt werden" (Drake et al. 2019: 140). Neben Kraftstoffen aus Biomasse ist das Augenmerk auf jene Fahrzeuge zu legen, welche elektrisch betrieben werden. Diese Art des Antriebs hat in den letzten Jahren stark zugenommen. In Österreich wurden beispielsweise im Dezember 2019 knapp 30.000 elektronisch betriebene PKWs zugelassen (Quelle: Statistik Austria, KFZ Bestand 2019). Dabei lassen sich als Nachteil von batteriebetriebenen Fahrzeugen die geringe Energiedichte sowie die relativ langen Ladezeiten nennen, woraus lange Standzeiten der Fahrzeuge resultieren (vgl. Sigurbjörnsson und Stefansson 2019: 465/Clausen & Schumann 2012: 474). Als weiteres Merkmal sind leisere bzw. ruhigere Nutzungsgeräusche zu ergänzen (vgl. Clausen & Schumann 2012: 471). Aufgrund der hohen Energieverluste von Öl oder Gas in Strom geht relativ viel Energie verloren, was mitunter die recht hohen Preise für den Strom erklärt (vgl. Drake et al. 2019: 141). Tremel veranschaulicht diese Energiedichte in folgender Grafik:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 4: Energiedichte der strom- gas- und flüssigkraftstoffbetriebenen Fahrzeuge bezogen auf kWh/kg. Nach: Tremel (2019: 257).

Aus Abbildung 4 geht hervor, dass das Benzin die höchste Energiedichte im Vergleich zu Methanol, Ethanol oder Strom hat. Da batteriebetriebene Fahrzeuge aufgrund der hohen Energieverluste die geringsten Strecken zurücklegen können und diese sehr kostenintensiv sind, lässt sich die bisher noch geringe Attraktivität solcher Fahrzeuge erklären. Somit ergibt sich noch eine weitere Entwicklung - jene der Hybridfahrzeuge. Dabei werden Antriebsarten miteinander kombiniert und es muss nicht die gesamte Strecke elektrisch bzw. flüssigkraftstoffbetrieben zurückgelegt werden (vgl. Tremel 2019: 58). In weiterer Folge wird ein Vergleich herangezogen, welcher die CO2-Emissionen der verschiedenen Kraftstoffe gegenüberstellt. Antriebsformen aus Biomasse haben bei der Verbrennung einen weit geringeren CO2-Ausstoß als fossile. Dies liegt daran, dass in der Biomasse der Anteil von Kohlenstoff und weiteren Schadstoffen weit nicht so ausgeprägt ist als beispielsweise bei fossilem Öl. So ist der Wert der CO2-Emissionen von Biodiesel um bis zu 86% und jener von Bio-Ethanol um bis zu 76% geringer als jener der fossilen Brennstoffe (vgl. Fournier et al. 2012: 410). Diesbezüglich haben Wietschel et al. (2019) in einer Studie unter anderem die CO2-Bilanz verschiedener Kraftstoffarten untersucht und diese bis zum Jahr 2031 aufgerechnet. Die Autoren sind dabei zu dem Schluss gekommen, dass elektronisch betriebene PKWs die beste Bilanz aufweisen, während bei PKWs mit konventionellem Antrieb und solchen mit Brennstoffzellen die schlechteste Bilanz nachgewiesen wurde. Gute Ergebnisse konnten wiederum, wie oben bereits verzeichnet, mit Antrieben aus erneuerbaren Energien erzielt werden (Abbildung 5).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 5: CO2-Bilanz der verschiedenen Kraftstoffarten, aufgerechnet bis zum Jahr 2031. Verändert (Carmen Hassler) nach: Wietschel, Martin et al. (2019).

[...]


1 Quelle: https://de.statista.com/statistik/daten/studie/1716/umfrage/entwicklung-der-weltbevoelkerung/ [22.05.20]

2 URL: https://www.umweltbundesamt.at/fileadmin/site/umweltthemen/verkehr/1_verkehrsmittel/EKZ_Pkm_Tkm_Verkehrs mittel.pdf [02.06.2020] Abkürzungen: Pkm = Personenkilometer, Tkm = tausend Kilometer, BEV = battery electric vehicle (Elektroauto), LNF = leichtes Nutzfahrzeug, SNF = schweres Nutzfahrzeug

3 URL: https://www.vcoe.at/service/fragen-und-antworten/klima-emissionen-der-verkehrsmittel-im-vergleich [02.06.20]

4 BMNT: Bundesministerium für Nachhaltigkeit und Tourismus

Ende der Leseprobe aus 30 Seiten

Details

Titel
Transportmittel und ihre CO2-Bilanz im Vergleich. Alternativen und Vermittlungsmöglichkeiten im Unterricht
Hochschule
Leopold-Franzens-Universität Innsbruck  (Institut für Geographie)
Note
1,0
Autor
Jahr
2020
Seiten
30
Katalognummer
V1039152
ISBN (eBook)
9783346460493
ISBN (Buch)
9783346460509
Sprache
Deutsch
Schlagworte
transportmittel, co2-bilanz, vergleich, alternativen, vermittlungsmöglichkeiten, unterricht
Arbeit zitieren
Carmen Hassler (Autor:in), 2020, Transportmittel und ihre CO2-Bilanz im Vergleich. Alternativen und Vermittlungsmöglichkeiten im Unterricht, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1039152

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