Der 2'000-Watt-Irrtum: Wie das Drohszenario Klimaerwärmung die gesamt Energiepolitik fehlleitet

Von Markus O. Häring

Die Energiewende wird beherrscht von seltsamsten Zukunftsszenarien und ideologischen Allerheilsversprechungen, die mit der Realität wenig gemein haben. Im vorliegenden Buch legt der welterfahrene Geologe und Experte für Energierohstoffe Dr. Markus Häring eine wissenschaftlich fundierte und rele­vante Analyse politischer Irrtümer wie der Energiestrategie 2050 vor, die schonungsloser nicht ausfallen könnte. Hier schreibt einer, der weiss, worum es geht, der kein Blatt vor den Mund nimmt und stets klaren Kopf behält. Ein Muss für alle, die die schweizerische Energiepolitik als entscheidende Weichenstellung erkennen, aber nicht mit Glaubensbekenntnissen oder Illusionen abgespiesen werden wollen, sondern mit objektiver Information über die technische Machbarkeit und ökonomische Sinnhaftigkeit.

Prof. em. Dr. Silvio Borner; Professor für Wirtschaft und Politik an der Universität Basel

• Sprache: Deutsch
• Herausgeber: Münster Verlag
• Erscheinungsdatum: 1. Mai 2020
• ISBN: 9783907301050

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Kurze Erdgeschichte

Erdgeschichte in 24 Stunden

Um den globalen Energieverbrauch der Menschheit in einen Zusammenhang mit der Dynamik der Erde und des Klimas zu bringen, scheinen eine Analyse der effektiven globalen Energieströme und ein Vergleich der Wirkung des Menschen auf den Planeten angebracht. Die Energiedebatte und die Klimafrage werden leider bloss anthropozentrisch, also aus der Sicht der menschlichen Gesellschaft, und nicht aus einer gebührenden Distanz geführt. Auch wenn Klimaveränderung und Auswirkung auf Flora und Fauna angesprochen sind, steht im Zentrum immer nur das Wirken des Menschen. Andere Faktoren wie zum Beispiel Vulkanismus, Sonnenaktivität, Meeresströmungen, Waldbrände, Erdbeben finden in der Diskussion zwar Erwähnung, deren Einflüsse werden allerdings kaum quantifiziert.

Der Planet Erde umkreist die Sonne mit seinen heutigen Ausmassen seit 4,6 Milliarden Jahren. Sie ist aber keine passive Steinkugel, sondern ein höchst dynamisches System, das sowohl von internen wie von externen Kräften getrieben und beeinflusst wird. Seit ihrem Bestehen hat die Erde die dramatischsten Veränderungen erfahren. Um die Grössenordnungen der geologischen Zeiträume einigermassen in Relation zueinander stellen zu können, zeigt die folgende Liste die Erdgeschichte auf einen Vierundzwanzig-Stunden-Tag komprimiert.

Eine reflektierende menschliche Gesellschaft tritt also erst in der allerletzten Sekunde der Erdgeschichte auf. Unsere heutige Zeitrechnung beginnt 40 Millisekunden vor Mitternacht und die Industrialisierung, mit welcher der aussergewöhnliche Ressourcenbedarf seinen Lauf nahm, sogar erst 4 Millisekunden vor Tagesende (Abbildung 1).

Abbildung 1: Bevölkerungsexplosion als singuläres Ereignis in der Erdgeschichte

Endogene Dynamik

Die Erde formte sich im ähnlichen Zeitraum und in ähnlicher Weise wie alle anderen Planeten des Sonnensystems aus einer gravitativen Konzentration der staubförmigen Materiescheibe, welche die Sonne umkreiste. Deshalb umkreisen auch alle Planeten die Sonne auf praktisch derselben Ebene. Bei der Zusammenballung undifferenzierter Materie setzte eine gravitative Differenzierung ein, welche heute den Aufbau der Erde charakterisiert. Sie besteht aus einem teilweise flüssigen Nickel-Eisenkern, einem Mantel, bestehend aus zähplastischen Gesteinsmaterial hoher Dichte und einer leichteren spröden Kruste, die sich jedoch über geologische Zeiten unter Druck und hoher Temperatur gleichfalls plastisch verformen kann. Die Kruste unter den Ozeanen ist 5–10 Kilometer dick, während die kontinentale Kruste 30–60 km mächtig ist. Die Erdkruste unterteilt sich in 15 Kontinentalplatten, welche durch ozeanische Rücken oder Subduktionszonen begrenzt sind. Durch wärmegetriebene Konvektionsströme im Erdmantel werden die Platten gegeneinander verschoben. Wo sie kollidieren, werden Teile einer Platte unter die andere subduziert und in der Tiefe aufgeschmolzen. Die Kollision von Kontinentalplatten führt unter anderem zur Gebirgsbildung. Die ozeanischen Rücken sind Zonen, bei welcher heiss-flüssige Magmen aus dem Mantel aufsteigen und Platten auseinanderdrücken. Die aufsteigenden Magmen erstarren und bilden neue ozeanische Krusten. Die Wärme, welche die treibenden Konvektionsströme verursacht, stammt zu einem Teil aus Restwärme der gravitativen Kompaktion des Planeten, aber vor allem aus dem Zerfall diffus verteilter Radionukleoide in Kern, Mantel und angereichert in der Kruste des Erdinneren. Das häufigste Isotop ist Kalium 40, gefolgt von den Isotopen Thorium 232, Uran 235 und Uran 238.

Die Grösse der freigesetzten Kräfte lässt sich beim Anblick von Gebirgsketten wie dem Himalaya, den Anden oder der Alpen erahnen. Einen noch direkteren Bezug zu den endogenen Kräften geben Vulkanausbrüche und Erdbeben, wie zum Beispiel bei 2011 das Tohoku-Beben 2011 vor der Küste Japans mit einer Magnitude 9.

Der konstante Wärmefluss aus dem Erdinneren zur Oberfläche beträgt global 47 TW. Das ist vergleichbar zur Sonneneinstrahlung zwar sehr wenig, doch immer noch dreimal mehr als der gesamte Energiebedarf der Menschheit im Jahr 2011.

Das eigentliche Energiepotential liegt jedoch in den Radionukliden des Urans (Deffeyes 1980) und des Thorium 232. Vor allem Letzteres ist in der obersten Erdkruste und in den Ozeanen in Mengen verfügbar, welche jeglichen Bedarf um Grössenordungen übersteigt (Hargraves 2012).

Exogene Dynamik

Unter exogener Energie versteht man sämtliche Energie, die von aussen auf die Erde eingetragen wird, also von der Sonne. Die auftreffende Sonnenenergie ist der Motor sämtlicher meteorologischer Prozesse wie Wind, Niederschläge, Wasserkreislauf und Meeresströmungen. Somit ist sie auch der Treiber von Verwitterung, Erosion von Gebirgen und Sedimentation. Ohne Solarstrahlung gäbe es auf der Erde auch kein Leben. Die Photosynthese als Quelle des Sauerstoffs in der Atmosphäre ist ein zentraler Prozess für das Leben auf der Erde.

Der Vollständigkeit halber seien auch noch die Gezeitenkräfte genannt, die eine Folge der Mondrotation um die Erde und Erdrotation um die Sonne sind. Gezeitenkräfte sind ein wichtiger Treiber von Meeresströmungen.

Die Solarkonstante bezeichnet die Sonnenbestrahlungsstärke im Abstand der Erde von der Sonne. Diese beträgt 1367 W/m². Diese Strahlung trifft aufgrund der Kugelform der Erde und deren Rotation nicht überall gleich stark und zeitlich nicht gleichmässig auf. Unter Berücksichtigung dessen beträgt die mittlere auf die Erde eintreffende Solarenergie ca. 340 W/m². Davon werden rund 77 W/m² durch Wolken und Atmosphäre direkt reflektiert, weitere 22 W/m² durch Albedo (Rückstrahlungseffekte, z. B. Schnee) direkt von der Erdoberfläche, sodass die effektive Einstrahlung etwa 240 W/m² beträgt. Für Photovoltaik sind davon 165 W/m² brauchbar (NASA 2009)

Aus den 240 W/m² ergibt sich eine exogene Leistung von 36’000 TW (Terawatt = 10¹² W). Der Energieverbrauch der Weltbevölkerung im Jahr 2011 betrug 17,7 TW. Dieser Vergleich zeigt, dass der Energieverbrauch der Menschheit in der Gesamtenergiebilanz der Erde ein Bestandteil um drei Grössenordnungen kleiner ist. Selbst bei einer Verdoppelung der Erdbevölkerung und einem weltweiten Pro-Kopf-Energieverbrauch wie heute in Europa würde dies die Gesamtenergiebilanz der Erde kaum messbar beeinflussen. Die Dynamik des Planeten Erde wird durch die Anwesenheit des Menschen also nicht wirksam verändert. Der menschliche Ressourcenverzehr hat aber eine Zustandsänderung zur Folge, den es in einen geologischen Rahmen zu stellen gilt.

Biomasse Mensch

Die Erscheinung des Menschen ist aus geologischer Sicht ein singuläres Ereignis. Die ersten Hominiden erschienen vor rund einer Million Jahren. Der Homo sapiens tritt vor rund 200’000 Jahren auf. Wie viele Menschen bis zum Beginn der Zeitrechnung auf der Welt gelebt haben, ist einigermassen spekulativ. Im Jahr 0 unserer Zeitrechnung wird die Weltbevölkerung auf rund 300 Millionen geschätzt (US Census Bureau). Zum Erreichen der ersten Milliarde brauchte es ganze 1800 Jahre. Zum Erreichen der zweiten Milliarde bis zu Beginn des zwanzigsten Jahrhunderts nur noch gut hundert Jahre. Danach ging es immer schneller. Gegenwärtig nimmt die Bevölkerung innerhalb von nur 13 Jahren um eine Milliarde zu, das ist das grösste Wachstum aller Zeiten. Nach demographischen Voraussagen der UN sollte sich diese Zunahme gegen Ende des Jahrhunderts wieder etwas abschwächen. Es kann aber davon ausgegangen werden, dass dann mindestens zehn Milliarden Menschen die Erde bevölkern werden. Die geologisch nachhaltigen Auswirkungen dieser Bevölkerungsexplosion werden jedoch nicht der enorme Zuwachs an «Biomasse» sein, sondern das Resultat der veränderten Stoffströme.

Bis vor rund 200 Jahren versorgte sich die Menschheit weitgehend mit den direkt anfallenden und nachwachsenden Rohstoffen. Zwar werden seit vielen Jahrhunderten Erze für Bauteile, Werkzeuge, Waffen etc. abgebaut, doch ist dieser Verbrauch sowohl in der Summe als auch pro Kopf der Bevölkerung bescheiden und aus heutiger Sicht kaum umweltrelevant. Eine Übernutzung, bis auf historisch belegbare Entwaldungen im vorletzten Jahrhundert, findet nicht statt. Im Energieverbrauch entsprach die Menschheit über Jahrhunderte, bis zum Beginn des 19. Jahrhunderts, einer echten 2’000-Watt-Gesellschaft.

Die Beschleunigung des Bevölkerungswachstums nimmt ihren Beginn mit der Industrialisierung. Der kausale Zusammenhang zwischen Industrialisierung und dem Bevölkerungswachstum ist komplex. Der Beginn der Industrialisierung eines Landes geht meist einher mit einem starken Wachstum. Gründe sind eine bessere Versorgungssicherheit und bei besserer Hygiene, respektive besserer medizinischer Versorgung, eine geringere Säuglingssterblichkeit und höhere Lebenserwartung. Mit steigendem Wohlstand, Bildung und Sozialsystemen sinkt die Wachstumsrate wiederum bis zum Stillstand und entwickelt sich in den modernen Gesellschaften ohne die Zuwanderung sogar rückläufig. Die Statistiken der Vereinten Nationen gehen ab zweiter Hälfte dieses Jahrhunderts ebenfalls von einer Entschleunigung des Bevölkerungswachstums aus. Es ist anzunehmen, dass die gleichen Mechanismen, welche in den Industrienationen zu einer Entschleunigung geführt haben, dieser Überlegung zugrunde liegen. Das bedeutet implizit eine massive Zunahme des globalen Energieverbrauchs und nicht etwa eine Abnahme, wie von Politik und Umweltverbänden gefordert wird. (Abbildung 2) Hier liegt offensichtlich ein Dilemma vor: Hohe soziale Sicherheit dank verbessertem Wohlstand bedingt einen höheren Energieverbrauch. Einen Gegenbeweis können Anhänger der 2’000-Watt-Gesellschaft nicht vorlegen. Vielmehr interessiert die Frage, welche auch im Zentrum des Weltklimarates IPCC steht: Wie verkraftet das der Planet Erde, und welche Auswirkungen hat das auf die Umwelt aus der Sicht der Menschheit?

Abbildung 2: Bevölkerungswachstum von 1900 bis 2100 und der damit verbundene Energiebedarf.

Die Natur kennt keine Katastrophen

Spontane Umweltveränderungen bezeichnen wir als Katastrophen, wenn menschliches Leben und Güter vernichtet werden. Wir haben uns in unseren Lebensräumen derart eingerichtet, dass wir immer kleinere Veränderungen bereits als Bedrohung unseres Wohlstandes, im schlimmsten Falle unserer Existenz verstehen. Rein von den Naturgesetzen her kann es heute nicht mehr «katastrophale» Ereignisse geben als früher. Trotzdem steht fast jeden Tag irgendeine Meldung von zunehmender Häufigkeit von Katastrophen, meist im Zusammenhang mit der Klimaveränderung, in den Medien. Es nehmen aber nur zwei Dinge zu: die Weltbevölkerung und deren Ansprüche an die Natur. Die Klima-Allianz Schweiz schreibt in einer Petition für eine gerechte Klimapolitik: «Überschwemmte Städte in den USA, vertrocknete Felder in Nepal, rutschende Berge in der Schweiz – die ganze Welt wird den Klimawandel zu spüren bekommen oder spürt ihn bereits.» (Klima-Allianz). Ausgerechnet diese Beispiele haben mit dem Klimawandel nichts zu tun: Wenn New Orleans immer wieder überschwemmt wird, hat das mit dem Absinken des Mississippi-Deltas zu tun, nicht mit dem Meeresspiegel. Wenn in Nepal Felder verdorren, hat das mit Abholzung und fehlenden Irrigationsystemen zu tun. Und rutschende Berge in der Schweiz sind auch ein natürliches Phänomen der Erosion, die Alpen steigen jährlich um rund einen Millimeter an. Eine zusätzliche Wirkung durch Klimawandel ist bei keinem der drei Szenarien auszuschliessen, nur entscheidend ist er in keinem der Fälle.

Die Natur kennt keine Katastrophen. Sie kennt nur Ereignisse. Spontane Ereignisse, bei welchen enorme Energiemengen freigesetzt werden, sind zum Beispiel Vulkanausbrüche, Erdbeben, Tsunamis, Taifune, Felsstürze, Überschwemmungen und Waldbrände. Sie haben für die unmittelbar betroffene Umwelt massive und oft irreversible Veränderungen zur Folge. Biologische Ereignisse wie Seuchen oder massive Algenblüten mit tödlichem Ausgang für viele andere Organismen gehören in dieselbe Kategorie. Erst wenn Menschen dadurch betroffen sind, sprechen wir von Katastrophen. Das sind alles Ereignisse, welche wir während einer menschlichen Lebenspanne wiederholt bestaunen können oder im schlimmsten Falle eben erleiden müssen. Auf geologische Zeiträume umgesetzt ist das jedoch nichts anderes als courant normal.

In der Erdgeschichte gibt es Ereignisse mit solchen Veränderungen auf die Umwelt, dass sie in den Sedimenten ihre Spuren hinterlassen haben und heute noch erkennbar sind. Auf ein solches Ereignis möchte ich näher eingehen, das es der vermuteten Katastrophe einer unkontrollierten Erderwärmung, wie vom IPCC befürchtet, am nächsten kommt. Um es gleich vorweg zu nehmen; einige Spezies wurden damals ausgelöscht, andere, welche sich den neuen Bedingungen anpassen konnten, gediehen prächtig. Insgesamt haben Fauna und Flora das Ereignis natürlich überlebt.