Ziele dieser Arbeit sind: -die Nutzungsformen und die Technik der Geothermie in Deutschland zu beschreiben und zu erklären, -das Potenzial dieser erneuerbaren Energie in Deutschland aufzuzeigen, -ökologische Risiken und rechtliche Rahmenbedingungen zu erläutern, -zu zeigen, ob und wenn ja inwiefern das Thema Geothermie in gymnasialen Kerncurricula und Schulbüchern verankert ist, -einen eigenen Unterrichtsvorschlag zu geben mit Einbeziehung eines außerschulischen Lernstandortes im Sinne einer Exkursion, -die befundenen Ergebnisse zu diskutieren.
Mit der „Energie unter unseren Füßen“ zur Energiewende. So oder so ähnlich könnte man wohl ein aktuelles Thema beschreiben, welches in Verbindung mit geläufigeren Begriffen wie Klimawandel, Ressourcen- und Rohstoffnutzung, nachhaltige Entwicklung und Energiewende steht: die Erdwärme beziehungsweise Geothermie.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
2 Geothermie in Deutschland
2.1 Grundlagen und Nutzungsformen der Geothermie
2.2 Geschichte der Geothermie und Forschungsansätze
2.3 Geologische Rahmenbedingungen und Erschließung
2.4 Oberflächennahe Geothermie
2.5 Tiefe Geothermie
2.5.1 Hydrothermale Systeme
2.5.2 Petrothermale Systeme
3 Potenziale der geothermischen Energieerzeugung in Deutschland
3.1 Theoretisches Potenzial und dessen Nutzbarkeit
3.2 Bedeutung für die Energiewende
3.3 Ökologische Analyse und Risiken
3.4 Rechtliche Rahmenbedingungen
4 Einbindung des Themas ‚Geothermie‘ in den schulischen Kontext unter Einbezug des Ochsner Erdwärme-Lehrpfads
4.1 Relevanz für den Unterricht
4.2 Legitimation durch die Kerncurricula von Gymnasien in Niedersachsen und Nordrhein-Westfalen
4.3 Verwendung in den gymnasialen Schulbüchern in Niedersachsen und Nordrhein-Westfalen
4.4 Planung und Analyse einer Unterrichtseinheit zum Thema Geothermie unter Einbindung einer Exkursion
4.4.1 Merkmale guten Geographieunterrichts und Anforderungen an das Fach
4.4.2 Ausführlicher eigener Unterrichtsentwurf
4.4.3 Exkursionsdidaktik am Beispiel der Exkursion zum Ochsner Erdwärme-Lehrpfad
4.4.4 Diskussion: Unterrichtseinheit Geothermie und Exkursion zum Ochsner Erdwärme-Lehrpfad
5 Zusammenfassung
Zielsetzung und thematische Schwerpunkte
Die Arbeit analysiert die technischen Verfahren und das energetische Potenzial der Geothermie in Deutschland sowie deren Verankerung in den Lehrplänen und Schulbüchern des Geographieunterrichts. Ziel ist es, durch die Konzeption einer praxisorientierten Unterrichtseinheit inklusive einer Exkursion zu einem außerschulischen Lernort aufzuzeigen, wie Geothermie als aktuelles Thema zur Vermittlung nachhaltiger Energiekonzepte beitragen kann.
- Technische Verfahren und Nutzungsformen der oberflächennahen und tiefen Geothermie.
- Potenzialanalyse für die geothermische Energieerzeugung im deutschen Kontext.
- Kritische ökologische Risikoanalyse und rechtliche Rahmenbedingungen.
- Didaktische Legitimation des Themas in den Kerncurricula von Niedersachsen und Nordrhein-Westfalen.
- Konzeptionelle Einbindung außerschulischer Lernorte zur Förderung des Umweltbewusstseins.
Auszug aus dem Buch
2.4 Oberflächennahe Geothermie
Die oberflächennahe Geothermie ist wohl die in Deutschland verbreitetste Form der Nutzung von Erdwärme, da diese auch von Privatpersonen auf dem eigenen Grundstück genutzt werden kann und von vielen Unternehmen angeboten wird. „Ungefähr 25 % aller Einfamilienhaus-Neubauten in Deutschland wurden laut Statischem Bundesamt 2009 mit einer Wärmepumpenheizung ausgerüstet“ (Bußmann 2010, 138).
Es gibt verschiedene Systeme und Ausführungsarten, oberflächennahe Erdwärme zu gewinnen und zu nutzen: Erdwärmesonden, Bodenkollektoren, Energiepfähle, Brunnenanlagen und weitere. Man kann sie häufig nicht nur zum Heizen, sondern auch zur Kühlung einsetzen. Lediglich die direkte Umwandlung in Strom liegt in Deutschland, anders als es beispielsweise in Island der Fall ist, nicht im Bereich des Möglichen. Die Temperaturen belaufen sich lediglich auf 12 bis 25 °C (Dannenberg 2012). Bereits (Stand Frühjahr 2015) 318.000 oberflächennahe Geothermalanlagen sind in Deutschland im Betrieb und es werden immer mehr (Neuinstallationen 2013: 21100 Anlagen) (Bundesverband Geothermie 2015). „Die Zahl der Arbeitsplätze [im Bereich der oberflächennahen Geothermie; d.V./R.H.] stieg auf […] 12800 [im Jahre 2011; d.V./R.H.]“ (Hoffmann 2014, 47). Die oberflächennahe geothermische Energie lässt sich vielfältig einsetzen. Eine effiziente Alternative stellt sie auch im Bau von Verkehrswegen dar, wenn dadurch der herkömmliche Winterdienst ersetzt werden kann und somit eine höhere Sicherheit auf den Straßen geboten werden kann (Katzenbach et al. 2005). In diesem Kapitel werden nun die vier wichtigsten Systeme zur Gewinnung oberflächennaher Geothermie erläutert, die auf einer Wärmepumpe basieren.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Einführung in die Relevanz der Geothermie im Kontext der globalen Energiewende und Nachhaltigkeit.
2 Geothermie in Deutschland: Detaillierte Darstellung der geologischen Grundlagen, historischer Entwicklungen sowie der Unterscheidung zwischen oberflächennaher und tiefer Geothermie.
3 Potenziale der geothermischen Energieerzeugung in Deutschland: Bewertung der theoretischen Nutzbarkeit, der Bedeutung für die Energiewende sowie der rechtlichen und ökologischen Begleitumstände.
4 Einbindung des Themas ‚Geothermie‘ in den schulischen Kontext unter Einbezug des Ochsner Erdwärme-Lehrpfads: Didaktische Analyse der Verankerung in Kerncurricula und Schulbüchern sowie Entwurf einer Unterrichtseinheit mittels Exkursion.
5 Zusammenfassung: Synthese der Ergebnisse hinsichtlich der Entwicklungsaussichten der Geothermie und ihrer didaktischen Umsetzbarkeit.
Schlüsselwörter
Geothermie, Erdwärme, Energiewende, Erneuerbare Energien, Tiefengeothermie, Oberflächennahe Geothermie, Wärmepumpe, Geographieunterricht, Exkursion, Außerschulischer Lernort, Kerncurriculum, Nachhaltigkeit, Geologie, Hydrothermale Systeme, Petrothermale Systeme.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Bachelorarbeit grundsätzlich?
Die Arbeit untersucht die Nutzungsmöglichkeiten der Geothermie in Deutschland und entwickelt Konzepte für deren didaktische Vermittlung im gymnasialen Erdkundeunterricht.
Welche zentralen Themenfelder werden abgedeckt?
Die Themenfelder umfassen die geowissenschaftlichen Grundlagen der Geothermie, technische Erschließungsverfahren, das Potenzial für die Energiewende sowie eine empirische Analyse zur schulischen Behandlung des Themas.
Was ist das primäre Ziel der Forschungsarbeit?
Ziel ist es, den Status quo der geothermischen Energienutzung in Deutschland aufzuzeigen und zu prüfen, wie das Thema didaktisch aufbereitet und durch praktische Beispiele wie Exkursionen in den Unterricht integriert werden kann.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit basiert auf einer Literaturrecherche zur Geothermie sowie einer vergleichenden Analyse von gymnasialen Kerncurricula und zugelassenen Schulbüchern in Niedersachsen und Nordrhein-Westfalen.
Welche inhaltlichen Schwerpunkte bilden den Hauptteil?
Der Hauptteil gliedert sich in eine fachwissenschaftliche Analyse der geothermischen Potenziale und eine fachdidaktische Untersuchung zur Verankerung des Themas in den Curricula und Lehrbüchern.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Untersuchung?
Die Arbeit wird primär durch Begriffe wie Geothermie, Erneuerbare Energien, didaktische Reduktion und außerschulische Lernorte charakterisiert.
Wie unterscheidet sich die oberflächennahe Geothermie von der Tiefengeothermie?
Die Grenze liegt bei 400 Metern Tiefe. Während die oberflächennahe Geothermie vorrangig zum Heizen und Kühlen mittels Wärmepumpen genutzt wird, dient die tiefe Geothermie der Stromerzeugung und Fernwärmeversorgung.
Welchen Stellenwert nimmt der Ochsner Erdwärme-Lehrpfad ein?
Der Lehrpfad dient als konkretes Fallbeispiel für einen außerschulischen Lernort, um Schülern die verschiedenen technischen Methoden der Erdwärmegewinnung durch Anschauung vor Ort näherzubringen.
- Quote paper
- Victoria Mahnke (Author), 2016, Nutzung der Geothermie in Deutschland und deren Umsetzung im Geographieunterricht, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/438924
