Die kurze Endphase des Ölzeitalters: Erdöl, Autoproduktion und Thermodynamik

Von Berndt Warm

Dieses Buch erklärt, weshalb Peak Oil und Peak Car mit hoher Wahrscheinlichkeit in der Vergangenheit liegen. Die Begründung basiert auf einem Gesetz der Physik, das für die Ölförderung bisher kaum beachtet wurde: dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik. Diagramme mit Wirtschaftsdaten und Erklärungen zur Ölförderung dienen als Nachweise. Es ist zu erwarten, dass Ölförderung und Fahrzeugbau in wenigen Jahren deutlich zurückgehen und schon im Jahr 2030 kaum noch existent sind.

• Sprache: Deutsch
• Herausgeber: tredition
• Erscheinungsdatum: 12. Dez. 2021
• ISBN: 9783347487321

Buchvorschau

1. Einführung

Eine erste, allerdings sehr kurze Fassung dieses Berichts habe ich auf der ASPO-Konferenz in Potsdam im Oktober 2019 das erste Mal verteilt. Er war damals nur acht Seiten lang und enthielt den Anhang und die Referenzen noch nicht. Im Januar 2020 habe ich eine überarbeitete Fassung erstellt, die auf der Seite https://limitstogrowth.de/2020/01/17/etp-modell-weshalb-faellt-der-mittlere-rohoelpreis-seit-2008-oder-thermodynamik-der-oelfoerderung-von-berndt-warm veröffentlicht ist. Eine englische Version kann dort auch heruntergeladen werden: https://limitstogrowth.de/wp-content/uploads/2020/01/Mar_2020_Thermo_EN_09.pdf.

In der vorliegenden Version sind viele zusätzliche Beobachtungen und Daten zu Ölförderung ergänzt. Der Einfluss der Corona-Pandemie auf die dargestellten Kurven wird deutlich; Peak Oil¹ und Peak Car sind jetzt als Ereignisse der Vergangenheit erkennbar. Beide Peaks liegen zeitlich etwa zwei Jahre vor dem Beginn der Pandemie.

Zu Anfang der Erstellung dieses Berichts war die seit August 2021 aufkommende Energiekrise noch eine aus den Daten erwartbare Fiktion, doch schon jetzt hat die Wirklichkeit den Bericht eingeholt.

1.1. Motivation für die Erstellung des Berichts

Die Ölförderung wird in kurzer Zeit enden; das wird einen extremen Einfluss auf das Leben der Menschheit haben. Der gesamte Verkehrssektor wird umgestellt werden oder zusammenbrechen. Je früher man erkennt, was auf uns zukommt, desto besser kann man sich darauf vorbereiten.

Mein Hauptgrund zur Erstellung dieses Berichts ist, Zeit für die Umstellung auf eine Zeit ohne Erdöl zu gewinnen.

Das ausgerechnet ich dieses Buch schreibe, liegt an folgenden Dingen:

• Als Physiker glaube ich fest an die Gültigkeit der physikalischen Gesetze, speziell der Hauptsätze der Thermodynamik.

• Ich bin einer der wenigen Physiker, die eine Zeit lang in der Öl- und Gasindustrie gearbeitet haben. Die Dauer betrug zwar nur ein halbes Jahr, aber das reichte aus, um bestimmte Problemstellungen und Rechenmethoden der Industrie kennenzulernen. Mein Arbeitsgebiet dort war Softwareerstellung für den Gasfluss aus Bohrlöchern, der durch thermodynamische Gleichungen bestimmt wird.

• Ich verdiene kein Geld mit der Öl- und Gasindustrie oder deren Produkten und kann keine beruflichen Nachteile durch dieses Buch bekommen, da ich in Rente bin.

• Als begeistertem Radfahrer fehlt mir die Liebe zum Auto und der Wunsch, unbedingt das Auto, seine Annehmlichkeiten und die nötige Infrastruktur zu erhalten. Im Gegenteil, ich entwickle langsam einen immer stärkeren Widerwillen gegen Landschaftsversiegelung durch Straßen, Autolärm, mit Autos zugestellte Städte und Abgase.

Um die Aussagen dieses Buchs allgemein nachvollziehbar zu machen, sind für alle Daten Quellen angegeben, sowie die verwendeten Formeln im Anhang erklärt. Trotzdem habe ich folgende Erfahrung gemacht: Ich habe das Modell und die Berechnungen vielen Leuten mithilfe des zweiten Hauptsatzes vorgestellt. Bei der Thermodynamik passiert immer das Gleiche: Jeder hat seine eigene Vorstellung von Wärmeenergie und fängt dann an, mir zu erklären, dass das Modell nicht stimmen kann. Aber keiner liest vorher die Begründung, basierend auf dem zweiten Hauptsatz durch, was schwer zu verstehen ist: Wenn aus dem zweiten Hauptsatz folgt, dass die Ölförderung zu Ende geht, kann man das nicht einfach dadurch widerlegen, indem man den zweiten Hauptsatz nicht beachtet.

1.2. Analyse der Daten

Bei der Datenanalyse sind folgende Grundsätze verwendet worden:

• Daten (Preise) werden immer in höchster Auflösung benutzt. Preise werden von anderen Autoren oft in monatlichen oder jährlichen Mittelwerten betrachtet. Bei diesen Mittellungen geht extrem viel Information verloren, sodass man wichtige Effekte übersieht.

• Nur Originaldaten nutzen, keine korrigierten. Korrekturen für Inflation können z. B. Daten so verfälschen, dass man letztendlich nicht unterscheiden kann, ob der Originalwert oder die Korrektur eine Information enthält oder erzeugt. Deshalb werden Inflationskorrekturen nur mit Vorsicht verwendet.

• Ein Barrel Öl enthält immer (fast) die gleiche Energie, ein US-Dollar (USD) hingegen hat eine Kaufkraft, die aus verschiedensten Gründen von Jahr zu Jahr variiert. Ein konstanter Bezug ist als Vergleichswert wichtig, deshalb wird vorzugsweise zuerst die Energie betrachtet und dann in US-Dollar umgerechnet.

• Alle Daten werden im SI-System dargestellt, mit wenigen Ausnahmen. Für Ölmengen wird ausnahmsweise das Barrel verwendet, da alle Preisangaben sich darauf beziehen. Kilowattstunden (statt Megajoule, 1kWh=3,6 MJ) sind in der EU eine gesetzliche Einheit, wenn auch keine SI-Einheit. Ein Liter Rohöl/Diesel/Benzin enthält etwa 10 kWh. Der Wert ist anschaulich und leicht zu merken, deshalb wird als Einheit für Energie im vorliegenden Bericht vorzugsweise kWh verwendet.

• Aktualität der Daten: Ölpreise werden täglich gemeldet, die meisten Auto-Verkaufszahlen monatlich. Nicht vorhersehbare wirtschaftliche und politische Ereignisse bewirken deutliche Schwankungen in Preisen und Verkaufszahlen. Enddatum für alle Diagramme in diesem Bericht ist Herbst 2021, aktuellere Werte wurden nicht verwendet.

• Terminologie: In der Ölindustrie werden viele spezielle Ausdrücke verwendet, meist aus der englischen Sprache. Ähnliches gilt für die Thermodynamik. Auch wenn sie auf Deutsch übersetzt werden, erfordern sie einige Zeit, um sich damit vertraut zu machen.

• Für eine wichtige Größe, nämlich den Wasseranteil der Ölförderung, gibt es nur Daten von einzelnen Ölfeldern. Der Autor ist nicht in der Lage, dafür eine Kurve zu erstellen. Ohne statistisch abgesicherte Eingangswerte sind leider auch Ausgangswerte mit einem Fragezeichen behaftet. Das gilt insbesondere für die Abbildungen 11 und 68. Der Autor hat hierfür das Diagramm der Hills Group verwendet.

1 Der Begriff Peak Oil wird hier in seiner ursprünglichen Bedeutung als Maximum der Ölförderung verwendet; nicht als das Ende der Förderung, auch nicht als Peak Nachfrage (Peak Demand) oder Ähnliches.

2. Peaks und Preise

Die Erdölförderung der Welt, die Zahl der verkauften Motorfahrzeuge und die Preisverläufe für Rohöl sind wichtige Indikatoren für die Weltwirtschaft. Sie werden fast nie im Zusammenhang betrachtet. In diesem Bericht werden sie mithilfe der Physik – genauer: mithilfe des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik – miteinander verknüpft.

2.1. Peak Oil

Als Peak Oil wird das Maximum der Ölförderung bezeichnet. Die Ölvorräte der Erde sind endlich, also muss es irgendwann soweit sein, dass die Förderung geringer wird. Es gab in der Vergangenheit schon oft Zeitpunkte, nach denen die Ölförderung zeitweilig kleiner wurde, danach aber wieder stieg. Nach Meinung vieler Experten im Ölsektor sollte man nach einem Maximum mindestens fünf Jahre abwarten, bevor es eindeutig als Peak Oil identifiziert werden kann.

Abbildung 1: Welt Rohölproduktion C&C (Crude and Condensate).

Quellen: EIA [EIA⁰¹], [STEO⁰¹] und OPEC MOMR [OPEC⁰¹]

Abbildung 1 zeigt die Rohölförderung der letzten Jahre. Dargestellt ist C&C (Crude and Condensate, Rohöl und Kondensat). Im November 2018 liegt das bisherige Maximum der Förderung. Im Jahre 2019 lag die Förderung nur wenig darunter. 2020 gab es aufgrund der Corona-Pandemie einen deutlichen Einbruch. Im diesem Bericht wird erklärt, weshalb das Maximum im November 2018 trotz der fehlenden Wartezeit mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit als das Maximum Peak Oil zu betrachten ist.

2.2. Peak Car

Peak Car ist analog zu Peak Oil das Maximum der Zahl hergestellter Autos. Die weltweite Autoproduktion ist in der Vergangenheit kontinuierlich gestiegen. Rein von der Anschauung her ist zu erwarten, dass die Zahl produzierter Pkws mit Verbrennungsmotoren nach Peak Oil auch fallen wird. Während viele Leute einen Ersatz der Verbrenner-Pkw mit Elektrofahrzeugen erwarten, ist das aus bestimmten Gesichtspunkten zumindest unsicher.

Abbildung 2: monatlicher Verkauf von Motorfahrzeugen (Summe von EU26, UK, USA, China und Indien)

Quellen: ACEA [ACEA⁰¹], SMMT [SMMT⁰¹], FRED [FRED⁰²], CEICdata [CEICDATA⁰¹]). Mittelwerte sind über 12 Monate gebildet und zentriert

Abbildung 2 zeigt die monatlichen Summen der Fahrzeugverkäufe in den Gebieten EU26, UK (United Kingdom), USA, China und Indien und eine Mittelwertlinie über 12 Monate. Diese fünf Gebiete umfassen etwa zwei Drittel der Welt-Fahrzeugproduktion. (In Kapitel 6.2 wird die Gesamtzahl der jährlichen Fahrzeugverkäufe der Welt gezeigt.) Die Mittelwertlinie über 12 Monate zeigt ein Maximum Anfang 2018. In 2018 und 2019 fielen die Verkäufe leicht, Anfang 2020 deutlich. Insgesamt beträgt der Abfall heute ca. 10 % relativ zum Maximum.

Wie beim Rohöl begann bei den Pkw der Einbruch schon vor der Corona-Pandemie, er ist nicht durch die Pandemie bedingt, wurde aber durch die Pandemie verstärkt. Lieferprobleme und der Mangel an Halbleiterbausteinen werden für den jüngsten Einbruch der Verkaufszahlen in der Presse verantwortlich gemacht.

2.2.1. War 2017 schon »Peak Car«?

Im Folgenden wird gezeigt, dass mit nahezu hundertprozentiger Sicherheit davon auszugehen ist. Die Ursache liegt im Fall der mittleren und maximalen Ölpreise seit 2008. Der Preisverfall wiederum ist die Folge eines physikalischen Fakts, nämlich des kontinuierlichen Anstiegs der zur Rohölförderung nötigen Energie.

2.3. Ölpreisverlauf seit 2008 (Peak Ölpreis)

Abbildung 3: Ölpreisverlauf (Brent) seit 2008. Gestrichelte Linie: Verbindung der Maximalwerte. Linie mit langen Strichen: Verbindung der Minimalwerte. Strich-Punkt-Linie: Polynom-Fit 2. Grades an die Preiskurve.

Im Jahr 2008 hatte der Rohölpreis einen Spitzenwert (Peak), so hoch war er später nie wieder. Es gibt ein stetiges Auf und Ab des Preises, aber insgesamt wird er langsam immer niedriger, jedenfalls bis zum März 2021. Er fällt seit 2008 [EIA⁰³], die Maxima (Fall: 7,5 $/Jahr) genauso wie der Mittelwert (Fall: 7,5 $/Jahr). Der Fall ist seit 2014 schneller geworden, erst 2021 hat sich eine Änderung ergeben. Der Effekt wird in der Öffentlichkeit wenig beachtet, denn er widerspricht der allgemeinen Annahme, Rohölförderung würde immer aufwendiger und teurer und deshalb müsse Rohöl auch immer teurer werden.[1] Die meisten Wirtschaftsinstitute gehen fest davon aus, dass die Ölpreise in Zukunft steigen werden.[2]

Doch der Preisverfall ist nicht durch Shale-Oil, nicht durch Trump, nicht durch Überangebot oder Corona bedingt, sondern durch Physik. Der Effekt ist auch nicht vom Zufall verursacht, sondern durch ein Naturgesetz, dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik.

Seit März 2021 wirkt dem Preisverfall eine Kraft entgegen, die wieder höhere Preise bewirkt. Diese Kraft ist die Einigkeit der OPEC, die durch verminderte Öl-Produktion den Preis so hochtreibt, dass der wichtigste Ölförderstaat Saudi-Arabien und andere vor dem Bankrott bewahrt werden.

Wenn der Ölpreis den Wert von 30 $ pro Barrel (Abkürzung bbl) längere Zeit unterschreitet, werden Ölquellen in großem Maßstab geschlossen werden. Abbildung 3 ist das in den Jahren 2024 bis 2026 zu befürchten. Die Fortsetzungen der gestrichelten Linie und der Strich-Punkt-Linie treffen dann die punktierte schwarze 30-$-Linie.

2.3.1. Die Maxima des Ölpreises

Insgesamt 10 Punkte wurden als Maximalwerte des Ölpreises eingestuft. Sie sind gekennzeichnet durch grüne Kreuze und mit der gestrichelten grünen Linie verbunden.

Tabelle 1: Zeitpunkt und Preis pro Barrel der Maxima des Ölpreises (Brent)

Quelle: EIA [EIA⁰³]. Daten nach dem 11.03.2021 werden gesondert betrachtet.

03.07.2008: Grund für den Anstieg war insbesondere der steigende weltweite Ölverbrauch, worauf nicht im gleichen Umfang mit Produktionserhöhungen reagiert wurde. Die Sorge vor einer Nachfrageschwäche aufgrund der globalen Finanzkrise, schlechte Konjunkturnachrichten und der dadurch folgende Nachfragerückgang nach Ölprodukten ließen den Ölpreis in der Folgezeit stark fallen. China war kurz zuvor in die Welthandelsorganisation WTO eingetreten und legte ein unglaubliches Wachstumstempo vor. Das jährliche Wirtschaftswachstum beschleunigte sich bis 2007 sogar bis auf 14 Prozent. Gewaltige Infrastrukturinvestitionen sorgten für eine erhebliche Nachfrage nach Eisenerz. Außerdem stieg der Stromverbrauch, das trieb auch die Kohle-Nachfrage nach oben. Dieselgeneratoren sorgten dafür, dass Chinas Unternehmen vor dem Hintergrund eines noch unzureichend ausgelegten Stromnetzes arbeiten konnten.

02.05.2011: Im Frühjahr 2011 gab es zwei Entwicklungen, die den Ölpreis nach oben trieben: der Arabische Frühling mit Revolutionen im ganzen arabischen Raum sowie der Tsunami am 11. März bei Japan, der zur Zerstörung des Atomkraftwerks Fukushima führte. Am 2. Mai töteten amerikanische Spezialeinheiten den Al-Quaida-Führer Osama bin Laden, danach fiel der Ölpreis etwas. Er verharrte danach für mehrere Jahre auf Werten über 100 $.

13.03.2012: Ab Mitte März prägten Nachrichten über den Euro-Rettungsschirm ESM die Nachrichten. Die Konjunktur schwächelte, der Ölpreis fiel bis Mitte des Jahres 2012. In Europa wurde die wirtschaftliche Lage von Schuldenkrise und Bankenkrise beherrscht.