Natürliche Ressourcen, Wasser und Energie: Grundlagen und Umweltaspekte

1. Was sind die Ressourcen?

Dies sind die verschiedenen natürlichen Elemente, die zum eigenen Vorteil genutzt werden.

2. Ausbeutung natürlicher Ressourcen

Der Ausdruck "Menschen erhöht die Ausbeutung der natürlichen Ressourcen weit über ihr Wachstum" bedeutet, dass die Menschheit mehr natürliche Elemente verbraucht, als diese in der Lage sind, sich neu zu bilden. Dies wird als Ausbeutung bezeichnet. Beispiele hierfür sind Öl, dessen Entstehung sehr lange dauert, oder die Abholzung von Wäldern für die Papierherstellung. Das Tempo der Ressourcennutzung ist oft viel höher als das Bevölkerungswachstum. Beispiel: Eine Stadt wächst um 5%, während der Energieverbrauch um 10% steigt.

3. Arten von Ressourcen

Man unterscheidet zwischen erneuerbaren, nicht erneuerbaren und potenziell nachwachsenden Ressourcen:

• Erneuerbare Ressourcen: Diese sind unerschöpflich, wie Sonne, Wind und Meeresgezeiten.
• Nicht erneuerbare Ressourcen: Diese existieren nur in begrenzten Mengen und sind heute bereits stark beansprucht, wie Öl, Kohle oder Erdgas.
• Potenziell nachwachsende Rohstoffe: Diese können sich regenerieren, abhängig von der menschlichen Ausbeutung im Verhältnis zur Regenerationsrate. Hierzu gehören biologische Ressourcen wie Landwirtschaft oder Fischerei.

4. Die Hydrosphäre

Die Hydrosphäre umfasst die gesamte flüssige, gasförmige und feste Materie des Globus. Sie besteht aus den Meeren, Flüssen, Seen, dem Grundwasser, Eiskappen, Gletschern und den Wolken, die die Erde umgeben.

5. Der Wasserkreislauf

Dank der Sonnenenergie verdunstet Wasser aus Ozeanen, Kontinenten (Grundwasser und Flüsse) und durch Transpiration. Dieser Wasserdampf steigt in die Atmosphäre auf und kondensiert, um als Niederschlag (Regen, Schnee, Hagel, Tau oder Frost) auf Kontinente und Ozeane zurückzukehren. Das Wasser auf den Kontinenten fließt entweder zurück ins Meer (Bäche, Flüsse) oder versickert ins Grundwasser (Galerien, Brunnen).

6. Menschliche Rolle im Wasserkreislauf

Der Mensch verändert den Wasserkreislauf durch den Bau von Dämmen und Reservoirs, um Wasser für verschiedene Zwecke zu nutzen:

• Inländischer Verbrauch: Reinigung und Versorgung.
• Öffentlicher Verbrauch: Wasserparks.
• Landwirtschaft: Bewässerung.
• Viehzucht: Futter und Reinigung.
• Industrie: Rohstoff und Kühlmittel für die Herstellung von Erzeugnissen.
• Energiequelle.

7. Verschiedene Wassernutzungen

Die Hauptnutzungen sind:

• Häuslicher und öffentlicher Verbrauch: Zur Versorgung, Reinigung und Bewässerung.
• Landwirtschaft (73%): Die Nutzung erfolgt durch Überschwemmung, Tröpfchenbewässerung und Ansaugen. Die Tröpfchenbewässerung ist mit ca. 30% die effizienteste, während die Flutbewässerung am häufigsten ist und das meiste Wasser verschwendet.
• Viehzucht: Zur Fütterung und Reinigung von Abfällen.
• Industrie/Bergbau: Als Kühlmittel und in Herstellungsprozessen.
• Stromerzeugung: Als Energiequelle.

8. Größter Wasserverbraucher

Die Landwirtschaft ist mit 73% der größte Verbraucher von Frischwasser, hauptsächlich zur Bewässerung. Obwohl es verschiedene Bewässerungsmethoden gibt (Tröpfchen-, Sprinkler- und Flutbewässerung), wird die Flutbewässerung am häufigsten genutzt, was zu erheblicher Wasserverschwendung führt.

9. Gefährdung des Wassers

Wasser wird als gefährdet betrachtet, da es eine lebenswichtige Ressource für die Menschheit ist. Die Gefährdung wird durch Bevölkerungswachstum, industrielle und landwirtschaftliche Expansion sowie den Wunsch nach höherem Lebensstandard verstärkt.

10. Lösungen für Wasserknappheit

Lösungsansätze umfassen vor allem das Bewusstsein für Wasserknappheit, eine verbesserte Wasserbewirtschaftung und -verteilung, Bildung sowie die Achtung der Wasserkultur. Der Einsatz neuer Technologien zur Wiederverwendung und Verbrauchsreduzierung ist ebenfalls entscheidend.

11. Wassersituation in Spanien

Spanien ist ein wasserarmes Land mit weniger als der Hälfte der weltweiten durchschnittlichen Wasserressourcen. Es weist die höchste Wassernutzungsrate in Europa auf, wobei die Viehzucht und die Landwirtschaft zusammen 78% des Verbrauchs ausmachen.

12. Der Boden und menschlicher Einfluss

Der Boden ist eine natürliche Schicht von etwa 2 Metern Dicke, bestehend aus Mineralien, organischen Lebewesen, Wasser und Luft. Der Mensch hat sich zu einem wichtigen geologischen Faktor entwickelt, indem er den Boden physisch, chemisch und biologisch verändert hat, was zu Erschöpfung, Erosion, Wüstenbildung und Vergiftung führt. Die Erhaltung des Bodens ist essenziell, da er die Grundlage für unsere Nahrung bildet.

13. Landwirtschaft und Bodenabbau

Die landwirtschaftliche Produktion wächst schneller als die Bevölkerung, hauptsächlich durch neue Anbaumethoden, den Einsatz von Düngemitteln und Pestiziden sowie verbesserte Mechanismen, ohne die Anbaufläche wesentlich zu erweitern. Diese technischen Fortschritte haben jedoch schwerwiegende Umweltprobleme verursacht:

• Verschmutzung und Erschöpfung der Böden durch den Einsatz von Pestiziden, Herbiziden und Düngemitteln.
• Bodenversalzung durch neue Sorten, die große Mengen Wasser benötigen, sowie die Verringerung der biologischen Vielfalt durch einheitliche Samen und erhöhte Schädlingsresistenz.
• Bodenverdichtung durch Mechanisierung, was die Porosität reduziert und das Wurzelwachstum behindert.

14. Welthunger

Mehr als 850 Millionen Menschen hungern weltweit. Dies ist auf eine unfaire Verteilung der Nahrungsmittel zurückzuführen, was eine mögliche Lösung darstellen könnte.

15. Bergbau und Umweltveränderungen

Der Bergbau hat erhebliche Auswirkungen auf die Umwelt:

• Boden: Starke Beeinträchtigung durch Ausgrabungen, was zum Verschwinden des Bodens und der Vegetation führen und die Erosion begünstigen kann.
• Biodiversität: Veränderung der lokalen Pflanzen- und Tiergemeinschaften.
• Wasserqualität: Beeinträchtigung des Grund- und Oberflächenwassers durch das Auswaschen von Mineralien und Verschmutzung.
• Atmosphäre: Staubentwicklung durch Sprengungen oder schwere Maschinen.
• Morphologie und Optik: Sichtbare Veränderungen durch die Anhäufung von Abraum, Tunnel und Terrassen.

16. Intensive Landwirtschaft und Folgen

Die intensive Landwirtschaft zielt darauf ab, so viele Tiere wie möglich auf engstem Raum in kürzester Zeit mit Futtermitteln zu versorgen. Die Futtermittel sind oft verarbeitet und es werden häufig Hormone eingesetzt, was gesundheitliche Auswirkungen auf die Verbraucher haben kann.

17. Fischfang

Fischfang ist die Entnahme verschiedener Arten aus der aquatischen Umwelt. Nicht-selektive Fangtechniken (z.B. Schleppnetze, die den Meeresboden zerstören) führen zu einem erheblichen Rückgang der biologischen Vielfalt, da auch nicht marktfähige Arten gefangen werden.

18. Seerechtsübereinkommen von 1982 (UNCLOS)

Das Übereinkommen sieht eine Ausschließliche Wirtschaftszone (AWZ) von 200 Seemeilen vor jeder Küste vor. Innerhalb dieser Zone ist jeder Staat für den Schutz der biologischen Vielfalt, der Wasserqualität und des Meeresbodens verantwortlich. Die internationalen Gewässer gelten als gemeinsames Erbe der Menschheit, wurden aber durch illegale Praktiken wie die Verfolgung geschützter Arten oder die Ablagerung von Abfällen stark beeinträchtigt.

19. Größtes Problem der Meeresumwelt

Das gravierendste Problem für die Meeresumwelt ist der Klimawandel. Er ist eine Hauptursache für den Verlust der Artenvielfalt, da Tiere versuchen, sich an die steigenden Temperaturen anzupassen, was ihnen jedoch meist nicht gelingt.

20. Maßnahmen gegen Überfischung

Maßnahmen umfassen:

• Achtung des Völkerrechts durch alle Staaten und Unternehmen.
• Anpassung der Technologie zur Reduzierung der Umweltbelastung.
• Einführung restriktiver Regeln für Fangmethoden.
• Biologische Zuchtzyklen zur Erholung der Arten.
• Schaffung von Meeresschutzgebieten zur Vermeidung des Ressourcenabbaus.
• Vermeidung des Verzehrs von Jungfisch.
• Förderung der Aquakultur als Alternative.

21. Kohle

Kohle ist ein Oberbegriff für kohlenstoffreiche Mineralien, die durch die Zersetzung von Pflanzenmaterial entstehen. Ihre Verbrennung in Kraftwerken erzeugt Treibhausgase und Stoffe, die sauren Regen verursachen.

22. Erdöl

Erdöl ist eine dunkle, zähe Flüssigkeit, die durch die Zersetzung mariner Mikroorganismen entsteht. Es ist eine grundlegende Ressource für Benzin, Diesel, Kunststoffe etc. Da die größten Lagerstätten im Nahen Osten liegen, muss es transportiert werden. Die Nutzung verursacht zwei Hauptprobleme: Ölverschmutzungen durch Tanker (oftmals durch illegale Reinigung in internationalen Gewässern) und die Freisetzung von Treibhausgasen wie CO2 bei der Verbrennung.

23. Erdgas

Erdgas ist eine Mischung verschiedener Gase (hauptsächlich CH4, H2), entstanden durch den Zerfall organischer Substanzen. Es wird per Pipeline aus Lagerstätten, vor allem im Nahen Osten und Russland, transportiert. Erdgas verbrennt sauberer, da es bei der Verbrennung keine Treibhausgase freisetzt. Ein politisches Problem ist die Abhängigkeit von Transitländern wie der Ukraine.

24. Kernenergie

Kernenergie basiert auf zwei Prozessen:

• Kernfusion: Verschmelzung von leichten Atomkernen (z.B. O und H) bei extrem hohen Temperaturen (1500 Millionen Grad Celsius). Diese Reaktion ist technologisch noch nicht beherrschbar.
• Kernspaltung: Ein Atomkern wird mit Elektronen bombardiert, was Radioaktivität und potenziell gefährliche Unfälle zur Folge haben kann. Sie wird zur Herstellung von Waffen genutzt.

Zur Stromerzeugung wird Uran gespalten, wobei Wärme entsteht. Diese erhitzt Wasser, das Turbinen antreibt, welche Generatoren speisen. Vorteile: Es werden keine Treibhausgase freigesetzt. Nachteile: Der anfallende Atommüll ist hochgefährlich und langlebig, und das Risiko von Katastrophen besteht.

25. Solarenergie

Solarenergie ist die Umwandlung von Sonnenstrahlung in nutzbare Energie, entweder thermisch oder photovoltaisch.

• Thermische Nutzung: Absorption der Sonnenwärme durch eine Flüssigkeit, hauptsächlich zur Heizung genutzt. Der Dampf kann auch Turbinen antreiben.
• Photovoltaik: Licht trifft auf eine Halbleiterzelle, setzt Elektronen frei und erzeugt Elektrizität, die in Batterien gespeichert werden kann.

Die Solarenergie ist wichtig, da wir viele Stunden Licht genießen. In Spanien gibt es Gesetze, die die Nutzung dieser Energie beim Neubau von Wohnungen fördern.

26. Auswirkungen erneuerbarer Energien

Wasserkraft

• Funktionsweise: Nutzt die Kraft strömender Flüsse oder Wasserfälle, um Turbinen anzutreiben und Strom zu erzeugen.
• Umweltauswirkungen: Reduzierung der Artenvielfalt, Erschwerung der Fischwanderung, Veränderung des Flusslaufs, mikroklimatische und visuelle Auswirkungen.

Windenergie

• Funktionsweise: Windkraftanlagen nutzen die Kraft des Windes zur Stromerzeugung.
• Umweltauswirkungen: Optische Beeinträchtigung und Gefahr für Vögel.

Gezeitenkraft

• Funktionsweise: Eine Bucht wird durch einen Damm abgetrennt. Bei Flut wird Wasser eingelassen und bei Ebbe wieder abgelassen, wobei das Wasser Turbinen antreibt.
• Umweltauswirkungen: Veränderungen im marinen Ökosystem, Erosion und Sedimentation.

Biomasse

• Funktionsweise: Nutzung aller Materialien, die durch Stoffwechselprozesse entstehen (Abfälle aus Landwirtschaft, Viehzucht, Siedlungsabfälle). Die Biomasse kann direkt verbrannt oder in Prozessen zur Herstellung von Kraftstoffen genutzt werden.
• Umweltauswirkungen: Es entstehen schädliche Gase, die jedoch nicht zum sauren Regen beitragen.

Wasserstoff

• Funktionsweise: Bei der Verbrennung wird Energie und Wasser freigesetzt. Alternativ erzeugen Brennstoffzellen durch Elektronenaustausch Wasser und Elektrizität.
• Umweltauswirkungen: Der einzige Nachteil ist, dass die Gewinnung aus Erdgas CO2 freisetzt.

Kernfusion

• Funktionsweise: Kollision leichter Kerne bei extrem hohen Temperaturen (Koaleszenz). Derzeit wird die Anwendung von Magnetfeldern erforscht, um diese Temperaturen zu halten.
• Umweltauswirkungen: Erzeugt keine radioaktiven Abfälle und setzt große Energiemengen frei. Gilt als eine der wichtigsten Energiehoffnungen der Zukunft.