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Lernkarten
Erkläre die Biosphäre:
̈ Stabiles, komplexes, sich anpassendes, sich entwickelndes Lebenssystem
̈ Nutzt (und steuert) die wichtigsten geologischen Prozesse der Erdkruste
̈ Macht Energie verfügbar um technische Systeme zu stützen
̈ Mächtigkeit: ~20 km
̈ Einige Eigenschaften sind verblüffend konstant, z.B.
- Salinität der Ozeane (3.4%)
- Zusammensetzung der Atmosphäre (die Hauptbestandteile der Atmosphäre werden durch Lebewesen geschaffen/genutzt)
- pH-Wert der Hydrosphäre
- Mittlere Temperatur der Atmosphäre
Erkläre was die Anthroposphäre bedeutet:
Der Mensch ist vor 2 Mio. Jahren aufgetreten.
Er kann Erlerntes über soziale Strukturen weitergeben.
Kulturelle Entwicklung läuft viel schneller als Evolution.
Der Mensch kann antizipieren, planen und sich vorbereiten.
Er schuf sich ein eigenes Ökosystem: die Anthropospähre.
Die Anthroposphäre bezeichnet den Lebensraum des Menschen, in dem seine von ihm gebauten und betriebenen biologischen und technischen Prozesse stehen und in dem seine Aktivitäten stattfinden.
Sie ist ein komplexes System von Energie-, Materie- und Informationsflüssen.
Sie ist Teil der Biosphäre.
Sie wurde während der letzten 200 Jahre zu einen bestimmenden Faktor der Biospähre.
Welche Trends zeichnen sich im Anthopozän ab?
- Exponentielles Wachstum
- Dank verbesserter Hygiene, grüner Revolution
- 1500: 0.5 Mia; 1800: 1.0 Mia; 2016: 7.4 Mia
- Urbanisierung
- 1950: 14% der Weltbevölkerung leben in Städten; 1975: 37%; 2009: 50%
- Zeit von Invention zu Innovation wird immer kürzer
- Technologien und Märkte entwickeln sich
Wie soll eine nachhaltige Weltwirtschaft aussehen?
World Conservation Strategy
Von der International Union for Conservation of Nature and Natural Resources (IUCN) in Zusammenarbeit mit UNEP, WWF, FAO, Unesco.
...is intended to stimulate a more focussed approach to the management of living resources and to provide policy guidance on how this can be carried out.
Main objectives
¤ to maintain essential ecological processes and life-support systems
¤ to preserve genetic diversity
¤ to ensure the sustainable utilization of species and ecosystems
Erkläre die Ökoeffizienz:
Wirtschaft als Treiber für Veränderung
Die Idee: Sind die Umweltauswirkungen eines Produktes gesenkt, kann es mit erhöhter Ressourceneffizienz produziert werden. Das ergibt einen Wettbewerbsvorteil.
Wichtige Aspekte der Ökoeffizienz
¤ Eine Senkung des Materialaufwands von Gütern und Dienstleistungen. ¤ Eine Senkung des Energieaufwands von Gütern und Dienstleistungen.
¤ Eine Senkung des Unterhaltsaufwands von Gütern und Dienstleistungen. ¤ Langlebigere Produkte
¤ Gesenkter Einsatz toxischer Materialien
¤ Verbesserte Wiederverwertbarkeit
¤ Möglichst hohe Nutzung von erneuerbaren Ressourcen
Eigenschaften von Ökoeffizienz-Strategien
¤ Vertrauen in technologische Innovation
¤ Vertrauen in den Produzenten als Hauptakteur der Veränderung (und nicht den Verkäufer oder den Käufer)
¤ Vertrauen in Märkte
¤ Wachstum ist prinzipiell gut
Erkläre die Ökoeffektivität (Konsistenz):
Ökoeffektivität ist ein Mass für die Wirksamkeit nachhaltiger und konsistenter Herstellungsprozesse, deren Produkte und damit zusammenhängende Materialströme in tragfähiger Beziehung zwischen ökologischen Systemen und dem Wirtschaftswachstum stehen.
¤ Emissionen für neue Produkte nutzen
¤ Erneuerbare Energiequellen nutzen
¤ Biologische Abbaubarkeit
¤ Kreislaufwirtschaft
Suffizienz:
“Eine Lebens- und Wirtschaftsweise, die dem übermässigen Verbrauch von Gütern und damit Stoffen und Energie ein Ende setzt und damit Ökoeffizienz und Konsistenz flankiert.” Manfred Linz
Benenne und erkläre das Urspringsmaterial von Aluminium:
Bauxit
- Mit 7% ist Al das dritt häufigste Element in der Erdkruste (nach O und Si)
- Bauxit besteht aus verschiedenen Al-oxiden und -hydroxiden und enthält etwa 15 25% Al.
- ¤ z.B. Al(OH)3, MW = 78 (davon 34.6% Al)
- Förderung global: 190 Mio. Tonnen pro Jahr
- Versorgung langfristig gesichert, es hat noch 55-75 Mia Tonnen.
- Tagebau: Idealerweise werden die durch den Abbau freigesetzten humushaltigen Erdschichten zwischengelagert und später zur Rekultivierung verwendet.
Welche Probleme gibt es beim Aluminiumursprungsmaterialabbau?
̈ Vegetation und Boden wird entfernt und wieder hergestellt: Landschaft und Biodiversität werden verändert
̈ Entfernung von Boden führt zu Erosion und erhöhtem Abfluss
̈ Die Hydrologie (Bewegung, Qualität und Verteilung von Wasser) wird verändert
̈ Abfallentsorgung (Rotschlamm)
̈ Abbau und Transport führen zu Staub- und
Lärmemissionen
̈ Erschliessung neuer Abbaugebiete kann zu illegalem Holzschlag und Wilderei führen
Was ist das Hauptproblem bei der Aluminiumherstellung?
Die Schmelzflusselektrolyse macht 2.6% des globalen Stromverbrauches aus.
Wie viel Energie kann durch die verwendung von Sekundäraluminium gespart werden?
Wegfall der Tonerdefabrikation und Schmelzflusselektrolyse sparen 95% des Energiebedarfs ein.
Wie hoch ist die Recyclingquote von Aluminiumdosen in der CH?
92%
Wie viel vom produzierten Aluminium wird aus Sekundäraluminium hegestellt?
rund 50%
Ursprungsmaterial von Glas und deren Häufigkeit:
Quarzsand
macht rund 12% der Erdkruste aus
Einschmelzen von Altglas braucht 25% weniger Energie
Recyclingquote von Glas in der CH?
94%
Wie wird das Recycling in der CH durchgesetzt?
Verordnung über Getränkeverpackungen (VGV)
Regelt die Rücknahmepflicht von allen Verkaufsstellen die Einwegflaschen verkaufen ohne Depot. Besgt eine Recyclingquote von 75% von Glas, PET und Aluminium, ansonsten Pfandflaschen --> wollen verkäufer unbedingt vermeiden, weil riesiger administrativer Aufwand.
Was fand GfK heraus?
Interesse für Recycling ist gross und man weiss wie es gemacht wird (2011)
Welche Gründe geben Schweizer für recycling an?
- Spart Abfallgebühren
- sinnvoll
- schont Umwelt
- "wichtig für mich"
- schont Rohstoffe
- ökologischer als verbrennen
Welche Konsumententypen Recyceln eher?
Pro
- Realisten
- Kritische
- Anspruchsvolle
Contra
- Träumer
- Häusliche
- Abenteurer
Nenne die 5 Forderungen der Nachhaltigkeitswoche:
- Lehre und Forschung zu Wachstumskritik
- Strategien zu nachhaltiger Geldanlage
- Nachhaltigkeitsbericht an jeder Hochschule
- Konzept zur Reduktion von FLugemmissionen
- Nachhaltigkeit stärker in dei Lehre intergieren
Was bedeutet GRI?
Global Reporting Initiative
Wofür ist die GRI?
Die Global Reporting Initiative entwickelt in einem partizipativen Verfahren Richtlinien für die Erstellung von Nachhaltigkeits- berichten von Unternehmen, Regierungen und NGOs.
Nenne einige Aspekte des NHB am IUNR:
- Biodiversität
- Finanzierung
- Ressourcennutzung / Energie
- Mobilität
- Berufsbefähigung
Nenne einige seltene Metalle:
- Indium
- Tantal
- Platin
- Niob (für Legierungen)
- Gallium (in Mikrochips)
Erkläre die einzelnen Konzepte des McKelvey Diagramms:
Reserven: derjenige Teil der Reservebasis, der unter den gegenwärtigen ökonomischen und technischen Rahmenbedingungen gefördert werden kann. Reserven sind als provisorische Inventare zu betrachten, die kontinuierlich revidiert werden (European Commission, 2010; USGS 2012).
Reservebasis bzw. Grenzreserven: derjenige Teil der Ressourcen, der spezifische, auf gängige Bergbau- und Produktionspraktiken bezogene physikalische und chemische Mindestanforderungen erfüllt, einschliesslich u.a. Erzgehalt und Abbautiefe (USGS 2012).
Ressource: eine Ansammlung natürlich auftretender, gasförmiger, flüssiger oder fester Materialien in oder auf der Erdkruste, aus der ein Rohstoff gegenwärtig oder möglicherweise in Zukunft ökonomisch gewonnen werden kann (USGS 2012).
Was ist das Problem mit der statischen Reichweite?
Die statische Reichweite erfasst die Reichweite eines Rohstoffes an einem gewissen Zeitpunkt an dem noch mehr Vorkommen bekannt sind, die jedoch für einen wirtschaftlichen Abbau noch uninteressant sind und deshaöb nicht in die Reichweite des Rohstoffes einbezogen werden.
Somit ist sie als Indikator für die absolute Knappheit nur bedingt aussagekräftig
Wie häufig kommen seltene Metalle auf der Erde vor?
Weniger als 0.01% der Erdkruste
Welche seltene Metalle sind am seltensten?
Platinmetalle und davon Irdium
Was ist bei der Gewinnung ein wichtiger Faktor?
Anreicherungen des zu gewinnenden Metalls. Also nicht nur dessen Konzentration in der Erdkruste, sondern auch ob es irgendwo konzentriert vorkommt.
Für welche Anwendungen brauchen wir seltene Metalle?
- IKT, Mikroelektronik
- Optoelektronik
- Energieerzeugung und -speicherung
Nenne die Hauptanwendungszwecke von Tantal, Indium, Platin und Seltenerdelemente:
- Indium
- Flachbildschirme
- PV
- Lot (zum löten)
- Tantal
- Kondensatoren
- Superlegierungen
- Platin
- Autokatalysatoren
- Schmuck
- Seltenerdelemente
- Magnete
- zum polieren
In welcher Grössenordnung bewegt sich die erwartete jährliche Zunahme nach seltenen Metallen?
2-8%
am meisten (8%) bei Niob, Gallium und schweren selten Erd Elementen (SEE)
dann Kobalt, leichte SEE und Indium mit 5-6%
Nenne einige Länder welche seltene Erdmetalle fördern mit dem jeweiligen Anteil an der Weltgesamtförderung:
- Russland
- PGM (Platinum Group Materials): 27%
- Demokratische Republik Kongo
- Kobalt: 56%
- Südafrika
- PGM: 61%
- China
- Indium: 58%
- Schwere SEE: 99%
- Leichte SEE: 87%
Wie sieht es mit den Recyclingraten von seltenen Metallen in EoL-Produkten aus?
- <1%
- Tantal, Indium, alle SEE
- >50%
- Palladium, Rhodium, Platin --> alles Platinmetalle
Definition der (geochemisch) seltenen Metalle:
Elemente die in der Erdkruste einen Massenanteil von weniger als 0.01% haben.
Werden in Platinmetalle und Seltenerdmetalle unterschieden.
Weshalb gelten viele seltene Metalle als "kritisch?
Schlechte Recyvlingquoten, schlechte Substituierbarkeit, Umweltbelastung bei Abbau, schlechte Arbeitsbedingungen bei Abbau
Welche seltenen Metalle lassen sich gut substitieuren und welche nicht?
Nicht:
Rhodium, Europium, Yttrium
Gut:
Osmium, Samarium, Tantal