Biokraftstoffe

In dieser Unterrichtseinheit lernen die Schülerinnen und Schülern alle Grundlagen zum Thema "Biokraftstoffe", wobei auf die verschiedenen Herstellungsmethoden eingegangen wird. Außerdem werden die klassischen mit den alternativen Kraftstoffen in Hinblick auf ihre Kohlenstoffdioxid-Bilanz verglichen.

Unterrichtseinheit
  • Biologie / Ernährung und Gesundheit / Natur und Umwelt / Chemie / Natur & Umwelt
  • Sekundarstufe II, Berufliche Bildung
  • 5 bis 6 Unterrichtsstunden
  • Arbeitsblatt
  • 3 Arbeitsmaterialien

Beschreibung der Unterrichtseinheit

Diese Unterrichtseinheit kann in den Rahmenlehrplan der Sekundarstufe II eingeordnet werden. Sie ist dabei realitätsnah gestaltet und bietet außerdem höchste Aktualität, denn sie orientiert sich thematisch an den umweltpolitisch gegenwärtig stark diskutierten Themen der Nachhaltigkeit und des Klimaschutzes.

Im Detail wird hier auf verschiedene alternative Biokraftstoffe eingegangen. Besonderes Augenmerk wird dabei auf die verschiedenen Herstellungsverfahren gelegt. In Bezug auf die chemische Praxis kann ein Pflanzenöl in einem Lehrkraftexperiment in kleinem Maßstab hergestellt und der Prozess dabei veranschaulicht werden. Die CO2-Bilanz wird ausführlich thematisiert und es werden die klassischen mit den alternativen Kraftstoffen verglichen. Zuletzt werden die Schülerinnen und Schüler in einer weiterführenden, fächerübergreifenden Aufgabenstellung auf die Schwierigkeiten beim Thema Klimaschutz aufmerksam gemacht und hinsichtlich des eigenen Effekts auf die Umwelt sensibilisiert, indem sie ihren eigenen CO2-Fußabdruck ermitteln und bewerten.

In vielen Aufgabenstellungen wird die eigene Recherchefähigkeit entwickelt und verbessert, aber auch die Fähigkeit zur reflektierten Recherche im Internet geschult.

Unterrichtsablauf

Inhalt
Sozial- / Aktionsform

Didaktisch-methodischer Kommentar

Die Reduktion von Treibhausgas‑Emissionen durch erneuerbare Energien und damit verbunden die Ressourcenschonung und der Klimaschutz stehen aktuell im Fokus der deutschen Gesellschaft. Noch heute ist der Straßenverkehr zu einem großen Anteil für den Ausstoß des Treibhausgases Kohlenstoffdioxid verantwortlich. Biokraftstoffe sind eine wichtige Möglichkeit, zum Klimaschutz beizutragen und so Treibhausgase einzusparen. Die Schülerinnen und Schüler sollten unbedingt für diese Thematik sensibilisiert und auf die Ziele des Bundes-Klimaschutzgesetzes aufmerksam gemacht werden.

Die Unterrichtseinheit ist ideal für den Chemieunterricht der Sekundarstufe II geeignet. Sie kann für den Kontext "Energie und chemische Reaktionen" als Exkurs genutzt werden und im Zusammenhang mit der Bedeutung der angewandten Chemie für die Sicherung der Energieversorgung thematisiert werden. Ebenso ist sie als Grundlage des möglichen Kontextes "Nachhaltiger Umgang mit Stoffen und Energie" für das Themengebiet "Chemische Gleichgewichte in Natur und Technik" interessant (vgl. Rahmenlehrplan Berlin, Brandenburg, NRW). Darüber hinaus kann die Einheit teilweise fächerübergreifend im Fach Biologie oder Erdkunde als Grundlage einer methodischen Diskussion zum Thema Nachhaltigkeit eingesetzt werden.

Das Themengebiet Kohlenwasserstoffe sollten die Schülerinnen und Schüler bereits beherrschen. Außerdem sollte für die Bearbeitung der Aufgaben ein gewisses chemisches Basiswissen vorhanden sein sowie die grundlegende Fähigkeit vorliegen, themenbezogen in verschiedenen Quellen zu recherchieren. Weiterhin sind keine Vorkenntnisse notwendig.

In der ersten Stunde wird zunächst auf die Unterschiede klassischer und alternativer Kraftstoffe eingegangen, wobei besonders das Ziel der deutschen Bundesregierung fokussiert wird, mit Hilfe des Bundes‑Klimaschutzgesetzes bis 2045 einen Ausstoß von Treibhausgasen von nahezu Null zu erreichen. An dieser Stelle kann der Treibhauseffekt thematisiert oder wiederholt und diskutiert werden.

Im weiteren Unterrichtsverlauf werden die verschiedenen Herstellungsverfahren sowie ihre jeweiligen Vor‑ und Nachteile thematisiert. Wahlweise und je nach Laborausstattung kann hier ein Versuch zur Gewinnung von Pflanzenöl aus Sonnenblumenkernen oder Bioethanol aus Traubensaft als Einzelversuch oder in Gruppenarbeit durchgeführt werden. Abschließend wird die CO2‑Bilanz der jeweiligen Kraftstoffe diskutiert und mit den klassischen Kraftstoffen verglichen.

Unterrichtsmaterial "Biokraftstoffe" zum Download

Gesamtdownload

Vermittelte Kompetenzen

Fachkompetenz

Die Schülerinnen und Schüler

  • erarbeiten sich ein detailliertes Wissen über die verschiedenen alternativen Kraftstoffe und deren Herstellung.
  • lernen die Bedeutung von Nachhaltigkeit im Zusammenhang mit der CO2-Bilanz kennen.
  • erweitern ihr Wissen über Treibhausgase und deren Folgen für die Umwelt.

Medienkompetenz

Die Schülerinnen und Schüler

  • trainieren die fächerübergreifende Recherche.
  • wählen Informationen unter Nutzung von Informationsquellen gezielt und kritisch aus und verknüpfen diese mit dem erworbenen Wissen.

Sozialkompetenz

Die Schülerinnen und Schüler

  • lernen kritisch zu hinterfragen und überzeugend zu diskutieren.
  • üben naturwissenschaftliche Sachverhalte zu prüfen und zu bewerten.
  • lernen mit naturwissenschaftlichem Wissen umzugehen.
  • verbessern ihre Selbstlernkompetenz.

Portalanbieter

Kooperationspartner

Anbieter der Unterrichtseinheit

Auszeichnungen

Autorin

Portrait von Maike Schnucklake
Maike Schnucklake

Maike Schnucklake ist promovierte Chemikerin und hat an der Freien Universität Berlin studiert.