Planspiel Energie in Geseke

"Schritt für Schritt zur Energie einsparenden Schule der Zukunft"

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Tag der Energie

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Um die Meinung der Anwohner zum Thema erneuerbare Energien zu erforschen, haben die Teilnehmer aus Geseke eine Umfrage gestartet. Den Fragebogen können Sie hier als Pdf downloaden.

Umfrage in der Stadt Geseke

Um das Wissen der Menschen über das Thema Umwelt, erneuerbaren Energien und Biogasanlagen zu recherchieren, haben wir eine Umfrage in Geseke durchgeführt. Ich, Enes und Tamac hatte die Aufgabe übernommen dies zu organisieren und durchzuführen. Mehr als die Hälfte der Befragten haben die Umfrage mit der Begründung, dass sie entweder nicht interessiert seien oder keine Zeit hätten, abgelehnt. (ps: Es war 34°C und am späten Abend hatte Deutschland ein WM-Spiel.)

Die Energieforscher bei der Umfrage

Nun werde ich die Fragen in der Umfrage erläutern: Es gab insgesamt 7 Fragen. Mit diesen Fragen wollten wir zum einen das Wissen der Menschen über das Thema messen (Frage1, 2, 5), zum anderen ihre Meinung über das Thema befragen (Frage 3, 4, 6, 7) und herausfinden was sie bei einem Dilemma in Punkto Umwelt machen würden (Frage 3, 6).

Frage 1: Benutzen Sie zu Hause umweltfreundliche Energien?
Drei Viertel der Befragten verneinten diese Frage, was bedeutet, dass die Umwelt für diese Personen keine wichtige Rolle spielt oder sie nichts über Arten der Energiegewinnung wissen. Eine beträchtliche Menge zu Zeiten der Klimakrise.

Frage 2: Kennen Sie sich mit Biogas aus?
Ungefähr die Hälfte der Befragten gibt an, sich mit Biogas auszukennen. Daraus kann man schließen, dass sich Menschen mit dem Begriff “Bio” und seiner Bedeutung auseinandersetzen. Das wird höchstwahrscheinlich daran liegen, dass sich Bio-Produkte rasch bekannt gemacht und die Aufmerksamkeit vieler geweckt haben.

Frage 3: Welchen Weg der Energiegewinnung würde Sie wählen?
Die Antworten sind von der Menge her ziemlich ausgeglichen, denn ungefähr die Hälfte der Befragten ist für günstige und maximale Leistung mit den Folgen der Umweltschäden. Die andere Hälfte jedoch ist mit teurer und weniger Leistung der Umwelt zuliebe zufrieden. Die Antworten variieren meist je nach finanzieller Lage.

Frage 4: Wären Sie damit einverstanden, wenn in Ihrem Ort eine Biogasanlage gebaut wird, die einen unangenehmen Gestank freilässt?
Die Mehrheit der Befragten ist mit 60% strikt gegen eine Biogasanlage, die zur Folge einen unangenehmen Gestank im Ort freilässt. Man kann daraus schließen, dass die Meisten nicht so sehr daran interessiert sind, unsere Umwelt zu schützen. Für 40% der Befragten jedoch wäre der Gestank kein Umstand.

Frage 5: Welche Möglichkeiten an umweltfreundlicher und erneuerbarer Energiegewinnung kennen Sie?
Ein Viertel der Befragten kennt die Windkraftenergiegewinnung und ein weiteres Viertel die Solarenergiegewinnung. Dann folgt die Biogasenergiegewinnung mit 15% und jeweils 10% mit der Photovoltaik, Geothermalenergie und der Wasserkraft. Unter 5% der Befragten kennen die Gezeitenenergie. Diese Grafik ist genauso geordnet, wie sie auch wirklich existiert. Denn am Meisten werden Windkraftanlagen und Solarzellen als Energiequellen in Deutschland genutzt. Die restlichen Möglichkeiten an Energiegewinnung sind nicht so sehr bekannt sowie auch wenig in Benutzung.

Frage 6: Würden Sie auf Ihren Komfort verzichten, um unsere Gegend etwas umweltfreundlicher zu gestalten?
Drei Viertel der Befragten ist bereit, auf den eigenen Komfort zu verzichten. Ein Viertel möchte jedoch nicht ihren Komfort eingrenzen. Diese Zahlen deuten darauf hin, dass diesen Menschen die Umwelt eher am Herzen liegt als ihr Komfort. Der Verzicht auf den eigenen Komfort kann nicht von vielen erwartet werden.

Frage 7: Legen Sie viel Wert auf die Umwelt?
Auf diese Frage antworten zwei Drittel der Befragten mit „Sehr“, ein Drittel mit „Etwas“ und unter 5% mit „Gar nicht“. Die absolute Mehrheit sagt also die Umwelt sei für sie sehr wichtig. Dennoch ist die Menge der Personen, für die die Umwelt etwas wichtig ist so hoch, dass dies bei einer repräsentativen Umfrage eine erhebliche Menge wäre.

Die Umfrage in der Stadt und die Ausarbeitung waren für mich eine große Herausforderung und machte ebenfalls sehr Spaß. Es war sehr interessant wie manche Personen sich verhalten haben. Und viele Personen waren sehr offen und lustig. Danken möchte ich hier auch meinem Schulkameraden Tolga Kargili der mir bei der Umfrage und der Ausarbeitung mit Excel geholfen hat.

Die Energieforscher und -forscherinnen aus Geseke haben die Biogasanlage in Mönninghausen besichtigt und dabei einige spannende Entdeckungen gemacht:

Besuch und Erkundung der Biogasanlage Mönninghausen

Wir haben mit einem Teil unseres Teams die Biogasanlage Mönninghausen besucht. Hans Jürgens, Besitzer und Experte in Sachen Biogasanlage und Biogas, hat uns herzlichst empfangen.

Das Planspielteam aus Geseke auf dem Gelände der Biogasanlage Mönninghausen

Die Erwartung dort war sehr groß. Als wir ankamen, wunderte ich mich über die gute Ausstattung der Anlage. Dass es dort sehr stark riecht, habe ich mir nicht vorgestellt. An den Geruch hat man sich schnell gewöhnt. (Im Internat konnte man uns von weitem orten.) Hans Jürgens hat uns ausführlich Auskunft über jeden Schritt der Biogasgewinnung gegeben. Dank seiner guten Erklärungen konnte man sich das gelernte Wissen von Papieren besser einprägen.
Mich hat es fasziniert, dass alle Vorgänge über einen Computer gesteuert wurde. Das System war übersichtlich aufgebaut und gut überschaubar.

Ausschnitt des Steuerungssystems

Dass die Anlage 40 Tonnen Fütterung am Tag benötigt, hat mich überrascht, aber dank den Zulieferanten aus Schlachthöfen, wäre diese enorme Masse kein Problem.
Bevor die Biomasse in den Fermenter, in diesem Behälter wird die Biomasse unter Ausschluss von Licht und Sauerstoff von Mikroorganismen abgebaut, kommen kann, muss es noch bei 70 °C eine Stunde lang aufbereitet werden. Der Behälter in dem diese Aufbereitung geschieht heißt Vorgrube.

Eindrücke von der Biogasanlage

Außerdem hätte ich nicht erwartet, dass das Blockheizkraftwerk (BHKW) so leistungsstark ist. Dieser BHKW hatte 12 Zylinder. Es kann am Tag 12 000 kW herstellen und nebenbei vier Haushalte mit Wärme versorgen.

Einspeisung der Biogasanlage

Auf dem Bild kann man sehen wie hoch die Einspeisung in kWh im Jahre 2009 war. Im durchschnitt kann man in einem Monat ca. 300 tausend kWh erwarten.
Hans Jürgens sagte uns, dass sie für ein kW ca. 15 Cent erhalten. Dies würde bedeuten, dass die Anlage durchschnittlich pro Monat ca. 45000 € nur durch die elektrische Energie Gewinn erzielt.

Einer der Energieforscher aus Geseke erkundet die Biogasanlage

Die beiden grünen Fermenter hatten ein sehr großes Fassungsvermögen (2500 m3). Diese Größe hätte ich mir nicht so groß vorgestellt. Da wir in der Theorie nur durch Texte und Bilder gesehen und erlernt hatten, kam der ganze Aufbau einer Biogasanlage mir sehr kompliziert vor. Aber als wir die Anlage besichtigt hatten, sah ich, dass alles ganz einfach aufgebaut war.
Der Besuch bei der Biogasanlage hat sich gelohnt und es wäre Wert im Laufe des Projekts es noch mal zu besuchen bzw. eine weitere zu besichtigen mit anderer Fütterung.

Das Planspielteam aus Geseke

Dies zeigte uns, dass die Biogasanlage sowohl aus der Sicht der elektrischen Energie als auch aus der Sicht der Wärmeenergie sehr von Vorteil ist. Ein Nachteil wäre die Geruchsbelästigung an dem man sich gewöhnen muss.

Nach den praktischen Erfahrungswerten, die das Team aus Geseke im Rahmen ihrer Expedition sammeln durfte, folgte deren theoretische Elaboration in der schuleigenen Bibliothek:

Das Planspiel-Team in der Schulbibliothek

In der Schulbibliothek ist das Team fleißig. Viele Bücher, Zeitschriften und Artikel wurden durchforstet. Diskussionen und Beratungsgespräche fanden statt. Desweiteren wurde die Biogas(anlage), Sanierung, BHKW und die Solaranlage/Photovoltaikanlage unter die Lupe genommen.

Das Planspielteam aus Geseke in der Bibliothek

Biogas: Biogas ist ein brennbares Gas, das durch Vergärung von Biomasse hergestellt wird. Es wird zur Gewinnung von Energie verwendet. Biogas entsteht beim Abbau von organischer Substanz durch Bakterien. Verschiedene Bakteriengruppen die vorwiegend aus Wasser, Eiweiß, Fett, Kohlenhydraten und Mineralstoffen besteht, ab und zerlegen sie in ihre ursprünglichen Bestandteile Kohlendioxid, Mineralien und Wasser. Dabei entsteht als Stoffwechselprodukt ein Gasgemisch, das sogenannte Biogas. Methan ist der Hauptbestandteil des Biogases und somit auch der eigentliche Energieträger. Dieser Prozess findet aber nur dann statt, wenn Sauerstoff fehlt. Diesen Prozess nennt man Verfaulen und findet ihn in Sümpfen, Seen, und ähnlichem. Wenn doch Sauerstoff bei diesem Prozess vorhanden sein sollte, so bezeichnet man es als Verrotten oder Kompostieren. Es gibt aber auch noch weitere unterschiedliche Prozesse, wie zum Beispiel Verbrennen, Verdauen oder Vergären. Letztendlich kann aus jeglicher Organik unter Luftabschluss Biogas gewonnen werden.

Eigenschaften: Biogas ist ein hochwertiger Energieträger, das bedeutet er kann vielseitig und mit hohem Wirkungsgrad verwertet werden, so vor allem zur Stromerzeugung, zum Kochen, Heizen und zum Warmwasserbereitung zum Trocknen, Kühlen und für den Betrieb von Infrarotstrahlen. Der Geruch von Biogas ist aufgrund des Schwefelwasserstoffs sehr unangenehm, das es somit nach faulen Eiern stinkt.

• Dichte beträgt 1,2 kg/³
• Heizwert liegt zwischen 4-7,5 kWh/m³ (abhängig vom Methangehalt)
• Zündtemperatur ist 700 °C
• Zündkonzentration Gasgehalt 6-12 %

Zusammensetzung:
Methan 40-75 %
Kohlendioxid 25-55 %
Wasserdampf 0-10 %
Stickstoff 0-5 %
Sauerstoff 0-2 %
Wasserstoff 0-1 %

Entstehung – Prozessverlauf: Biogas ist ein Stoffwechselprodukt von Bakterien, das entsteht, wenn sie organisches Substrat abbauen. Der Abbauprozess besteht im wesentlichen aus vier Stufen, wobei mehrere unterschiedliche Bakteriengruppen beteiligt sind.

Entstehung in natürlichen Prozessen und Vorteile: Da die fossilen Brennstoffe in spätestens 50 Jahren knapp werden, müssen neue Verfahren der Energiegewinnung entwickelt werden. Eine davon ist die Biogasgewinnung. Hier handelt es sich um eine völlig natürliche und erneuerbare Energiequelle, die ein Gas liefert, das zu 50 - 70 % aus Methangas besteht. Das Prinzip und der Bau einer solchen Biogasanlage ist relativ einfach. Angewendet können solche Anlagen in der Landwirtschaft, der Ernährungs- und Agrar-Industrie und der Kommunalen Entsorgung. In Verbindung mit Gülle sind organische Reststoffe besonders gut vergärbar. Angesichts solcher Möglichkeiten, sollten besonders die Kommunen ihre Kläranlagen mit Biogasanlagen ausstatten. Aber am häufigsten werden Biogasanlagen in der Landwirtschaft eingesetzt.

Blockheizkraftwerke: Gewinn an Strom 33% und Wärme 67%. Für einen günstigeren Preis sollte man die Grundlast nutzen, denn wenn man die Spitzenlast nutzt gehen Energie und Wärme verloren, weil z.B. im Sommer keine Heizung benutzt wird. Damit man trotz dessen im Winter nicht frieren muss legt man sich ein Spitzenkessel zu, der für die kalten Wintertage sorgt. Um die kosten auszurechnen müsste man folgendermaßen vorgehen

• Man addiere den Gesamtbedarf im Jahr verschiedener Bereiche
• Die Summe dividiere man durch 10 (Ölanteil in kw)

Um die jährlichen Heizkosten auszurechnen muss man mit 0.7 ct /l multiplizieren

Für unsere Schule würde die Rechnung so aussehen:
Haus I: 26000000 KW
Haus II: 735000 KW
Haus III 810000 KW
→ Summe/10 = x0,7 ct. = 49945000
Sporthalle: 400000 KW
Schule: 22000000 KW

Eine 500 KW Anlage für den Sitzenkessel würde reichen. Man könnte auch die Spitzenlast der Schwimmhalle und die Grundlast verschiedene Bereiche nehmen und eine Anlage bauen denn die Schwimmhalle hat eine Dauertemperatur von ca. 28 °C.

Sanierung: Unsere Schule muss saniert werden. Die Türe, die Fenstern, die Außen- und Innenwände sowie das Dach werden saniert, doch wie sollte man mit der Sanierung vorangehen?

In fünf Schritten zum Energiesparhaus:

1. Schritt: Fenster und Türe sanieren
→ Zuerst müssen wir mit den Fenstern und Türen anfangen zu sanieren.
2.Schritt: Dachdämmung
→ Danach müssen die Dächer saniert werden. Dabei beträgt die Dämmung an unserer Schule 20cm. Dadurch wird kein Energie verloren.
3. Schritt: Keller dämmen
→ Nach der Dachdämmung kommt die Kellerdämmung. Bei unbeheizten oder nur selten beheizten Kellern reicht es, die Kellerdecke zu dämmen.
4. Schritt: Lichter austauschen
→ Als 4. Schritt können die Lichter ausgetauscht werden (= Erneuerung der Beleuchtung) .
5. Schritt: Außenwanddämmung
→ Zuletzt werden die Außenwände saniert.

Kosten: An unserer Schule beträgt die Kosten ca. 4,5 Mio. Euro für die 6000 m² Nutzfläche.

Bauzeit: Die Sanierung kann pro Gebüade ca. in zwei Jahren beendet werden, doch man muss zuerst die Bauabschnitte einplanen (s. die fünf Schritte).

Lüftungsgewinnung: Bei rund 40% der Altbaumodernisierungen kommt es zu Schimmelbefall. Oft sind Fehler beim Umbau der Grund. Besonders häufig kommt es zu Schimmelproblemen, wenn die schlechte Dämmung der Außenwände nicht verbessert wurde und dicht schließende Fenster eingebaut wurden. Aber auch eine zu hohe Luftfeuchtigkeit in den Räumen begünstigt die Schimmelbildung. Sie kann das Resultat falschen Lüftungsverhaltens sein. Für dieses Problem ist der Bau einer Lüftung besonders wichtig.

Energiesparverordnung (EnEV): Die Energiesparverordnung (EnEV) gibt für die energetische Sanierung (Dämmung) von Bauteilen bestimmte Wärmedurchgangskoeffizienten (U-Werte) vor. Werden die Werte erreicht, kann damit das Gebäude in einen bestimmten Standard eingestuft werden. Dadurch kann man dann auch Förderungsgelder und zinsgünstige Kredite in Anspruch nehmen.

Fensterscheiben: Bei einer Fensterlieferung und beim Neubau ist es interessant, ob die bestellte Verglasung auch eingebaut wurde. Bei der Sanierung ist es wichtig zu wissen, welche Verglasung in den Fenstern eingebaut ist. Für unsere Schule sind die Dreifachverglasungen optimal, denn dadurch wird der Lärm von draußen/ innen und die Kälte gedämmt.

Photovoltaik Solaranlagen: Die Sonne ist eine sehr wichtige Energiequelle. Sie ist sehr wichtig, weil nach einer bestimmten Zeit die Vorräte an fossilen Energiequellen nicht mehr vorhanden sein werden. Spätestens dann werden wir sie nutzen müssen. Jedoch haben wir nicht den Zwang sie jetzt nicht zu nutzen. Die Sonne sendet uns genug Energie und zwar direkt an unsere Haustüre. Damit meine ich z.B. unser Hausdach. Die Sonnenenergie können wir mit den Photovoltaikanlagen nutzen. Mit Hilfe von Solarmodulen kann die Sonnenenergie in elektrischen Strom umgewandelt werden, welcher entweder in das öffentliche Netz eingespeist wird oder direkt im Haushalt verbraucht wird. Nach ca. 10 bis 15 Jahren bezahlt sich die Anlage selbst.

Photovoltaikanlagen sorgen für die Reduktion von Schadstoffemissionen, insbesondere von CO2. Wir vermeiden also dadurch die Umweltverschmutzung. Außerdem können die Photovoltaikanlagen im Stromausfall ganz normal genutzt werden, weil man die Energie der Sonne nutzt, die auch jeden Tag zu sehen ist.

Nach den vorausgegangenen Überlegungen stellten sich die Planspieler aus Geseke einer krativen Herausforderung.

Der Modellbau:

Abschlussveranstaltung: Am Samstag den 27.11.10 wird das Team aus Geseke die Ergebnisse seines "Planspiel Energie" öffentlich präsentieren. Einen kleinen Einblick in ihre Präsentation gewähren uns die Planspielteilnehmer hingegen bereits schon jetzt .

Den vollständigen Abschlussbericht "Schule der Zukunft" des Geseker Planspielteams können Sie hier einsehen.

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