Jahresschluss-Collegium am 04. Dezember 2008 im
Rathaus der Freien Hansestadt Bremen


 

Vortrag - Prof. Dr. Joachim Treusch

„Alles ist Energie“

 
Meine sehr verehrten Herren,
 
Haben Sie den Titel meines Vortrags richtig gelesen: Alles ist Energie? oder Energie ist alles!  Was unterschiede denn diese beiden Aussagen?
 
Macht es die Gegenfrage klar: Ist alles Energie? oder: Ist Energie alles?
 
Oder wäre vielleicht das Thema angemessen gewesen
 
Energie ist alles, und ohne Energie ist alles nichts!
 
in grober Analogie zum Gelde
 
Geld ist nicht alles, aber ohne Geld ist alles nichts!
 
 
Ja, jetzt scheint es klar:
„Alles ist Energie“ ist eine typische Physikeraussage, die beim Urknall anhebt und bei der noch unerklärten dunklen Materie endet.
 
„Energie ist alles“ ist eher eine Politikeraussage, aber immerhin eine recht vernünftige, und der Nachsatz „ohne Energie ist alles nichts“ ist so unbestreitbar wie die Tatsache, dass Sie alle, meine Herren, gerade etwa einen Tagessatz der physiologisch für Ihren Grundumsatz notwendigen Energie zu sich genommen haben - nämlich etwa 2,5kWh, den energetischen Gegenwert von 0.25 l Benzin. Und Sie haben keine Chance, in den nächsten zwanzig bis 25 Minuten einen wesentlichen Teil davon abzubauen, auch wenn Ihr Gehirn mit etwa 20% des Gesamtumsatzes Ihr mit Abstand energiehungrigster Körperteil ist.
 
Warum überhaupt dieser wortklauberische Vorspann, wo doch seit Robert Mayer und Hermann von Helmholtz (beide übrigens im Erstberuf Ärzte!!) klar ist, dass Energie als eine wohldefinierte Größe den Hauptsätzen der Thermodynamik folgt und nicht den Gesetzen psychologischer oder politischer Wahrnehmung? Wäre es doch so einfach!
 
Zwar wird man wenig Widerspruch ernten, wenn man die beiden ersten Hauptsätze in ihrer popularisierten Form: 1. „Von nichts kommt nichts“, und 2. „Veränderung hat ihren Preis“ in die politische Öffentlichkeit bringt. Aber dieselben Leute, die hier nicht widersprechen, können im nächsten Atemzug sagen: „Es wird doch jedes Jahr mehr Erdöl neu exploriert als verbraucht, wo liegt das Problem?“ So als könne das auf einem endlichen Planeten ewig so weitergehen.
 
Das war jetzt der erste Hauptsatz. Der zweite ist zugegebenermaßen etwas komplizierter. Entsprechend gibt es noch fundamentalere Missverständnisse. Dann muss man im Wirtschaftsteil einer angesehenen Wochenzeitung lesen: „Kraftwerke, die 50 statt 40 Prozent der in der Kohle chemisch gebundenen Energie in Strom umwandeln, machen womöglich Ingenieure stolz; Klimaprobleme lösen sie nicht. Die Investition in solche Kraftwerke ist deshalb riskant. Nur wenn ihre Nutzung CO2-frei erfolgt, hat Kohle eine Zukunft. Ihre Vergasung oder Umwandlung zu Wasserstoff macht das möglich“.
 
Jetzt weiß man, dass zum Thema Energie noch längst nicht genug gesagt ist. Und wenn man schließlich - die Weltmärkte verfolgend - feststellt, dass das Barrel Öl seit dem Jahr 2000 von seinerzeit 15$ über 150$ vor wenigen Tagen jetzt auf 50$ gesprungen ist, dann weiß man darüber hinaus, wie eng Geld und Energie gekoppelt sind. Was ist die Ratio dieser Kopplung? Die Endlichkeit der Vorräte, deren Verteilung über den Globus, die Verschiedenheit der Inanspruchnahme? Oder ist die Macht des Geldes größer als die der Energie?
 
Als der Club of Rome 1972 seinen aufsehenerregenden Bericht über „Die Grenzen des Wachstums“ veröffentlichte, lebten auf unserer Erde knapp vier Milliarden Menschen, jedes Jahr kamen etwa 2%, d.h. weitere 80 Millionen dazu - überwiegend in den armen Ländern. Bei Fortsetzung dieses Anstiegs, bei festgehaltenem prozentualem Zuwachs von 2% also und einer Verdoppelungszeit von 35 Jahren, sähen wir die Erde heute mit acht Milliarden Menschen bevölkert. Tatsächlich sind wir nur etwas mehr als sechseinhalb Milliarden, die Zuwachsrate liegt nur noch bei knapp 1,3% weltweit. Ist das schon Grund zur Entwarnung?Aus der Sicht der reichen Länder konnte es eine Weile so aussehen: die Lebenserwartung steigt, die Zuwachsrate liegt nahe bei Null, das Wirtschaftswachstum wurde vom Energieverbrauch entkoppelt. Dass hier eine gefährliche Scheinblüte vorliegt, dass eine alternde Bevölkerung Probleme ganz eigener Art bekommt, wurde an der Diskussion über Renten- und Gesundheitsreform schon lange vor der heutigen weltweiten Finanzkrise deutlich, die ja anderen Ursprungs ist. Auch wenn diese Krise im Augenblick und wahrscheinlich für die nächsten zwei Jahre vieles andere überlagert, so muss doch deutlich bleiben, dass das reale, weltweit langfristig drängendste Problem an anderer Stelle als an den Finanzmärkten liegt.
 
Wenn man die Welt einteilt in Länder mit einem Bevölkerungszuwachs von weniger als 1% jährlich und solche mit einem jährlichen Zuwachs von mehr als 2%, bekommt man eine erschreckende Nord-Süd-Teilung des Globus, und die trennende Grenze läuft überall durch die aktuellen Krisengebiete der Bürgerkriege und des Terrorismus. Nur wenige Länder, wie z.B. China, Thailand, Südkorea und neuerdings Indien liegen mit einer Zuwachsrate zwischen einem und zwei Prozent im hoffnungsvollen Zwischenbereich.
 
Dabei ist es natürlich nicht die demographische Entwicklung allein, die Krisen bedingt, sondern die gefährliche Rückkopplung zwischen den steigenden Bedürfnissen einer wachsenden Bevölkerung und der mit eben diesem Wachstum sich verringernden Chance, diese Bedürfnisse zu befriedigen. Was sind denn diese Bedürfnisse? Die UNO definiert kurz und pragmatisch: Nahrung, Kleidung, Unterkunft, ein Radio, ein Fahrrad und eine Kücheneinrichtung sind Mindestanforderungen zum Glücklichsein auf Erden.
 
Etwas allgemeiner ausgedrückt könnte man formulieren: Der Mensch braucht Energiezufuhr in verschiedener Form, eine gewisse Grundausstattung mit Material, als soziales Wesen Information und Kommunikation und Rahmenbedingungen wie sauberes Wasser, saubere Luft, die gesundes Leben ermöglichen. Genaueres Hinsehen zeigt, dass die Voraussetzung aller Voraussetzungen zur angemessenen menschlichen Lebensführung die Versorgung mit Energie ist, Energie ist alles, und genau deswegen ist das Thema Energie stärker als alle anderen Themen auch politisch geprägt. Denn, in der Tat: Die Zukunft der auf diesen Planeten als Lebenswelt beschränkten Menschheit hängt von einem vernünftigen Gebrauch und einer vernünftigen Verteilung der vorhandenen energetischen Ressourcen ab.
 
Dabei müssen sowohl das Versorgungsproblem, d.h. die Reichweite der vorhandenen Vorräte sinnvoll wandelbarer Primärenergie, wie auch das Entsorgungsproblem, d.h. z.B. die Problematik radioaktiven Mülls oder klimabedrohenden Kohlendioxids, bedacht werden. Jede Ideologie ist hier fehl am Platze, denn das vorhersehbare, extrem asymmetrisch über den Globus verteilte Bevölkerungswachstum verlangt nach einem Wohlstandsausgleich, und der ist mindestens mittelfristig unweigerlich mit einer Steigerung des Energieumsatzes verbunden. Hier einen „optimalen Weg“ zu finden zwischen Ressourcenknappheit auf der einen und Umweltbelastung auf der anderen Seite, wird die vordringlichste Aufgabe der nächsten Jahrzehnte sein. Gefordert sind gleichermaßen die nationale und die internationale Politik, die globalisierte Wirtschaft und schließlich Wissenschaft und Technologie.
 
Die Weltwirtschaftskrisen als Folge des Platzens von Immobilien - und Hypotheken“blasen“ ebenso wie der Zusammenbruch des „e-markets“ vor wenigen Jahren könnten uns irgendwann wie nebensächliche Episoden der modernen Geschichte vorkommen, wenn die Lösung des Energieproblems nicht befriedigend gelingt.
 
Was sind die Fakten?
 
Derzeit liegt das „energetische Verhältnis“ zwischen einem US-Bürger und einem Chinesen bei rund 8:1, ein US-Bürger verbraucht achtmal soviel Primärenergie wie ein Chinese. Dies Verhältnis steigt für das Vergleichspaar USA/Afrika gar auf über 20:1, für Südasien sieht es nicht besser aus. Der Energieverbrauch ist auf unserem Planeten also auch höchst ungleich verteilt, komplementär zum Nachholbedarf - welch ein politischer Sprengstoff! Ein Viertel der Weltbevölkerung verschwendet mehr als zwei Drittel der verfügbaren Energie. Wie soll das weitergehen?
 
Der Energiebedarf der Menschheit wird in den kommenden Jahrzehnten parallel zum Bevölkerungswachstum und zur ja gewünschten Industrialisierung der jetzt noch armen Länder wachsen. Die Internationale Energie Agentur IEA prognostiziert für das Jahr 2030 bei einer Weltbevölkerung von etwa 8.5 Milliarden Menschen einen globalen Bedarf von 23 Milliarden Kilowattjahren, fast eine Verdopplung gegenüber dem jetzigen Wert. Diese Zahl ist nicht nur beängstigend groß, sie wirft auch beängstigend große Probleme auf: die nach dem „woher“ ebenso wie die nach dem „wohin“.
 
Den Löwenanteil am gegenwärtigen Energieverbrauch tragen die fossilen Energieträger Kohle, Erdöl und Erdgas. Sie decken mehr als 80% des weltweiten Energiebedarfs. Das werden sie aller Voraussicht nach auch in zwanzig Jahren noch tun müssen. Den „eigentlichen“ Preis für diese Energie zahlt auch bei 150$ pro Barrel Öl (zunächst) nicht der Verbraucher, sondern die Umwelt. Der anthropogene „Treibhauseffekt“ ist keine Chimäre wildgewordener Theoretiker mehr, sondern sehr praktische Erfahrung.
 
Das einfachste aller denkbaren Zukunftsszenarien, nämlich „weiter wie bisher“ hätte langfristig gute Chancen, unser letztes zu werden, obwohl es kurzfristig kaum vermeidbar erscheint. Wir müssen also Alternativszenarien entwickeln und gleichzeitig damit leben, dass ihre Umsetzbarkeit einen Zeitrahmen hat, der pragmatische Zwischenlösungen erzwingt. Die heutige Suche nach der Energieversorgung von morgen muss mehrgleisig fahren, darf keine Option auslassen. Zu viele „Unbekannte“ sind im Spiel, als dass eine eindeutige Strategie auszumachen wäre:
 
Als erstes müssen wir lernen, Energie zu sparen, die Effizienz zu steigern - vom Kraftwerk bis zum Endverbraucher. Das hilft der Umwelt, dem privaten Geldbeutel und mit jeder technologischen Neuerung dem nationalen  Wohlstand durch Export. Aber es kann den Energiehunger nur mäßigen, nicht stillen. Wir müssen also in Energiequellen für das nachfossile Zeitalter investieren.
 
Drei dieser Quellen, nämlich Biomasse, Wasserkraft und Wind tragen mit 10% zur weltweiten Primärenergie bei. Ihre Zuwachsraten sind aus natürlichen Gründen begrenzt.
Ein ganz anders Bild bietet die Kernkraft. Die mit 6% zur weltweiten Primärenergie, mit beachtlichen 16% zur weltweiten Stromerzeugung beiträgt. Ihr sind politische Grenzen gesetzt.
 
Die höchsten Zuwachsraten hat zweifellos die Photovoltaik, aber die wächst derzeit noch auf extrem niedrigem Promilleniveau, wird also die Probleme der Welt nicht in den nächsten zwei Dekaden lösen können. Zumal man sich überlegen muss, wie lange es Sinn macht, eine Energieform mit dem vollen Wert des durch sie erzeugbaren Bruttosozialproduktes zu subventionieren.
 
Auf kürzerer Zeitskala ist die Solarthermie erfolgreich. Sie ist auf direkte Sonneneinstrahlung angewiesen, deswegen z.B. in Kalifornien erfolgreich als Stromversorger für Klimageräte.
 
Die letzte erkennbare Option, die Energiegewinnung aus der Verschmelzung von Wasserstoff zu Helium, die Kernfusion trägt viele Hoffnungen, hat aber noch einen weiten Weg bis zur technischen Realisierung vor sich. Wer sie allerdings deswegen verschenken wollte, würde gefährlich handeln. Denn, wenn die technischen und physikalischen Probleme der Fusion endgültig gelöst wären, dann hätten wir die mächtigste der irdischen Energiequellen erschlossen mit schier unerschöpflichen Vorräten.
 
Meine persönliche Energie-Vision für 2030:
 
Fossile Kraftwerke haben einen Wirkungsgrad von 65% erreicht und das weltweit.
Der inhärent sichere Hochtemperaturreaktor setzt sich durch.
Photovoltaik liefert 2-5% der verfügbaren elektrischen Energie.
Elektroautos haben einen Marktanteil von deutlich über 20%.
 
Und wenn wir mutig noch zwanzig Jahre weiterschauen, dann haben sich die Zuwachsraten von Wohlstand und Energieverbrauch weltweit entkoppelt, die Fusion beginnt Energie zu liefern, Photovoltaik trägt mit 20-30% zur weltweiten Stromversorgung bei, die Entsorgung der HTR ist gesichert, Leichtwasserreaktoren haben ausgedient, und nur noch Flugzeuge und die chemische Industrie benutzen flüssige Kohlenwasserstoffe.
 
Das wäre ein optimistisches Szenario, das zu einem gesicherten Weltfrieden passen könnte. Unabhängig davon ist aber wohl der folgende Syllogismus richtig, mit dem ich schließen möchte:
 
Prämisse I: Die Verfügbarkeit von Energie ist unabdingbare Voraussetzung einer nachhaltigen Zukunft menschlichen Lebens.
 
Prämisse II: Die Probleme ihrer Nutzung können nur in Kooperation zwischen Wissenschaft, Wirtschaft und Politik gelöst werden.
 
Conclusio: Die Zukunft der Menschheit kann nur gesichert werden in der gemeinsamen (internationalen und interdisziplinären) Anstrengung von Politik, Wirtschaft und Wissenschaft.