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Um die Verwendung von INSIGHT MAKER zu vertiefen, soll auf dieser und der folgenden Seite ein Beispiel aus dem Begleitskript '
Denken in Netzen - systemisch Denken'
(Kap. 7.7), welches dort mit EXCEL modelliert ist, Schritt für Schritt mit INSIGHT MAKER erarbeitet werden.
Das Begleitskript könnt Ihr hier als pdf-Datei herunterladen.
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Wortmodell:
Wachsender Energiebedarf
bedeutet steigender Kohlendioxidgehalt in der Atmosphäre
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Grüne Pflanzen sind in der Lage, Kohlendioxid aus der Luft und aus den Gewässern zu assimilieren und ihn in Kohlenhydrate umzubauen. Lichtenergie und Chlorophyll sind dabei notwendige Bedingungen. Werden fossile Energieträger verbrannt, so entsteht bei ausreichendem Sauerstoff wieder Kohlendioxid. Der Kreislauf des Kohlendioxids ist geschlossen. Mehr dazu in MMM auf der Seite "Kohlenstoff, der natürliche Kreislauf von Kohlendioxid und die "Klimaglocke Erde" (ma0554.htm).
Wird in Zeiträumen mehr Biomasse verbrannt, als durch Photosynthese in dieser Zeit entstanden ist, so gibt es in der Atmosphäre einen Überhang an ausgestoßenem Kohlendioxid. Dieser Überhang lag vor der Industrialisierung noch bei etwa 280 ppm.
Er stieg bis heute auf 416 ppm an. Und der Kohlenstofffluss in die Atmosphäre
wächst jährlich weiter um etwa 1,5%. Durch Verbrennen von fossilen Brennstoffen in Wärmekraftwerken werden jährlich ca. 32 Mrd. Tonnen CO2 emittiert, von denen etwa die Hälfte in der Atmosphäre verbleibt.
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Darstellung der Wechselwirkungen von Bevölkerung, Energie und Kohlendioxid in einem |
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Es wird angenommen, dass die erneuerbaren Energien rückgekoppelt zum Wachsen der benötigten Gesamtenergie zunehmen und die fossilen Energien nach und nach ersetzen. Je mehr erneuerbare Energien verfügbar sind, desto weniger fossile
Energien müssen noch umgewandelt werden. Und nur die verbleibenden fossilen Energien wirken dann noch positiv auf ein Anwachsen des Kohlendioxids in der Atmosphäre. Ein mögliches Wirkungsdiagramm kann wie folgt aussehen. |
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Während für die Modellierung in EXCEL der Unterschied zwischen einer Bestandsgröße (Stock) und einer Variablen nicht so wichtig ist, muss dieser Unterschied für die Modellierung in INSIGHT MAKER genau beachtet werden.
In diesem Modell sind 'Bevölkerung', 'Kohlendioxid' und 'Erneuerbare Energien' Bestandsgrößen. Ihr Umfang verändert sich in Abhängigkeit von bestimmten Zuwachsraten. Die jährlich benötigte (Gesamt-)Energie (Energiebedarf) ist eine Variable in Abhängigkeit von der Größe der Weltbevölkerung. |
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Hier eine mögliche Modellierung mit
INSIGHT MAKER |
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Hier die zugrunde liegenden Gleichungen bzw. Ausgangswerte:
Energiebedarf = [Umrechnungsfaktor Energiebedarf] * [Bevölkerung]
fossiler Energiebedarf = [Energiebedarf] - [regen. Energiemenge]
Umrechnungsfaktor E in CO2 = 0.005
Umrechnungsfaktor Energiebedarf = 0.00000007451172175
(ergibt sich aus der 2019 benötigten Energiemenge in EJ)
Wachstumsfaktor regen. Energiemenge = 0.1
Wachstumsrate Bevölkerung = 0.01
Zustandsgrößen
Bevölkerung = 7837693000
(Weltbevölkerung zum Jahreswechsel 2019/2020)
CO2-Menge = 416 (in ppm)
regen. Energiemenge = 116.8 (s. o. 20%)
Wachstumsraten
Zunahme Bevölkerung = [Wachstumsrate Bevölkerung] * [Bevölkerung]
Zunahme CO2-Menge = [Umrechnungsfaktor E in CO2] * [fossiler Energiebedarf]
Zunahme regen. Energiemenge =
If [regen. Energiemenge] < [Energiebedarf] Then
[Wachstumsfaktor regen. Energiemenge] * [Energiebedarf]
Else 0 End If (Dadurch wird verhindert, dass der Wert negativ wird)
Wichtig: In den zuständigen Eingabefeldern von INSIGHT MAKER entfällt das '=' - Zeichen |
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Wie Ihr seht, haben wir bei der Definition der Wachstumsrate für die Zunahme der regenerativen Energieträger etwas neues ausprobiert: Eine IF THEN ELSE Abfrage.
Ihr findet diese Möglichkeit, wenn Ihr im Auswahlfenster
den Bereich 'Programming Functions' auswählt.
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Simulation |
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Ihr könnt das Modell unter diesem Link
https://insightmaker.com/insight/215938/Energie-CO2-2
ausprobieren.
Drückt auf den Button 'Simulate' und schaut Euch die jeweiligen Grafiken an. |
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Auswertung |
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Nach etwa 10 Jahren wird der (weiter steigende) Energiebedarf durch regenerative Energieträger abgedeckt. Trotzdem bleibt die CO2-Konzentration in der Atmosphäre weiterhin hoch. |
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Interpretation |
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Um den Treibhauseffekt in der Atmosphäre abzuschwächen, müssen wir unser
Modell also um Maßnahmen erweitern, die geeignet sind, die CO2-Konzentration
der Atmosphäre zu verringern.
Vorschläge hierfür findet Ihr auf der folgenden Seite. |
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