Mensch und Fahrzeug

6.2 Ressourcen

Der falsche Denkansatz des Ressourcenund Natur-„Verbrauches“ muss endlich überwunden werden. Demokrit hat schon vor 2500 Jahren gewusst, dass Nichts aus dem Nichts kommt, und Nichts ins Nichts verschwindet. Die Ressourcen reichen für alle gegenwärtigen und zukünftigen Generationen. Sie sind in Wahrheit unerschöpfbar, obwohl sie nicht unbegrenzt vorhanden sind. Wir verbrauchen sie nämlich nicht, wir gebrauchen sie nur. Nichts verschwindet, alles reichert sich im technischen Kreislauf an.

Diese Behauptung widerspricht der gegenwärtigen Bewusstseinslage. Sie ist aber aus drei Gründen richtig:

ξDie derzeitigen und künftigen Stoffströme sind klein im Verhältnis zu den Vorräten und die erforderlichen Energieströme sind klein im Verhältnis zum Energieumsatz der Natur,

ξdie verwendeten Rohstoffe verschwinden nicht, sondern verbleiben im technischen Kreislauf, werden immer wieder verwendet (Schrott) und

ξes gibt für jede Ressource Ersatz. Der mit der Knappheit steigende Preis schützt alle Ressourcen vor der völligen Erschöpfung, weil Ersatzlösungen irgendwann billiger werden.

Die Wahl der Ressource ist immer eine ökonomische Entscheidung. Aus diesem Grund ist aus der Steinzeit die Eisenzeit geworden. Viele Gegenstände des täglichen Gebrauchs sind heute aus Kunststoff, der vor 60 Jahren als „Ersatzstoff“ in Erscheinung getreten ist.

Die vier technisch wichtigsten Elemente (O, Si, Al, Fe) sind zugleich die vier häufigsten in der oberen Erdrinde. Nachwachsende Rohstoffe und synthetisch hergestellte sind eine an Bedeutung zunehmende Rohstoffquelle.

Friedrich Schmidt-Bleek >6.5 hat ein neues Angstszenario geschaffen: für einen Ehering aus 10 gr Gold müssen 3.5 t Material bewegt werden. Wenn 9 Milliarden t pro Jahr Kies und Sand (und insgesamt vielleicht 200 Mrd. t pro Jahr) bewegt werden, dann sind das unvorstellbar große Mengen. Aber die Natur bewegt weit größere Mengen: z. B. 500 000 Mrd. t pro Jahr Wasser, die verdunsten und regnen, zum Teil viele tausende Kilometer fließen und nicht nur umgeschaufelt werden wie der Abraum eines Goldbergwerks. Natürlich verändert der Mensch die Erde, wie das Leben schon von Anbeginn die Erdoberfläche verändert hat. Ohne Leben wäre sie wüst und leer wie die Oberfläche unserer Nachbarplaneten, hätte keine Sauerstoffatmosphäre, nicht das herrliche Grün der Pflanzen und Blau des Himmels. Die biologische Art Mensch verdrängt auch andere biologische Arten. Das machen alle Arten so, sonst gäbe es keine Evolution, wären nicht über 99 % der bisherigen Arten ausgestorben. Die Menschheit darf es sich aber als positiv anrechnen lassen, dass sie als erste biologische Art für den Fortbestand anderer Arten sorgt. Und zwar umso mehr, je größer ihre Wirtschaftsleistung pro Kopf ist.

Die Bilder 6-9 bis 6-12 geben einen Überblick über den technischen Stoffund Energiefluss in den auch der Materialund Verbrauchsbedarf des Autos eingebettet ist.

Bild 6-11 Globaler Energiebedarf. World Energy Forecasts 1996, +2. 11%/a (2050: 25 Mrd t OE/a = 31 Mrd kW). Der globale Energiebedarf steigt mit etwa 2.1 % pro Jahr. In der Aufteilung liegen die fossilen Energieträger vorn. Wasserund Kernkraft werden in diesem Vergleich unter ihrem Wert geschlagen. Ihre Energie wird in elektrischen kW gezählt. Das trifft auch auf die alternativen Energien zu, die aber zusammen nur etwas mehr als 1 Promille beitragen.

Natürlich könnte man auch heute schon ein Auto bauen, das vorwiegend aus Holz und Keramik besteht. Das wäre aber unwirtschaftlich und unterbleibt daher. Schwieriger ist die Situation beim Kraftstoff. Die Erdöllager sind endlich. – Obwohl die so genannte „Reichweite“ seit 50 Jahren fortwährend größer wird, muss sich der Verkehr langfristig nach Kraftstoffalternativen umsehen. Das nächstliegende ist die Verwendung nachwachsender Energieträger: Rapsöl wurde von Karl dem Großen zur Herstellung von Lampenöl nördlich der Alpen eingeführt. Obwohl unwirtschaftlich erobert es einen zunehmenden Anteil im Kraftstoffsektor. Der Einsatz von aus Zuckerrohr gewonnenem Äthylalkohol wurde in Brasilien unter weitgehender Unterschätzung der wirtschaftlichen Unterlegenheit versucht. In Südafrika wird im großen Maßstab Benzin aus Kohle hergestellt, in Indonesien Kraftstoff aus Erdgas (gas to fuel). In Deutschland wird nach dem wirtschaftlichsten Weg für die Herstellung von Kraftstoff aus Biomasse gesucht (biomass to fuel). Solange es noch Erdgas (Methan) und Flüssiggas (Propan, Butan) gibt, kann diese in Fahrzeugflotten eingesetzt werden. In der Nähe von Erdgas und Kohlelagerstätten müsste sich die Herstellung von Kraftstoffen rechnen, weil der kWh-Preis für beide Energieträger kleiner als der für Öl ist. Aber was dann, wenn (in 200 Jahren?) die fossilen Energieträger wirklich zu Ende gehen oder wegen des steigenden CO2-Pegels nicht mehr verwendet werden können? Dann bleibt nur der Rückgriff auf die unerschöpflichen Energiequellen: Solarstrahlung, Erdwärme und Kernkraft, Bild 6-12.

Eine andere Möglichkeit liegt in der Verwendung von Ammoniak, NH3. Es ist bei relativ kleinem Druck zu verflüssigen, Stickstoff N2 steht überall zur Verfügung.

Die häufig gestellte Frage nach der „Reichweite“ des Erdöls ist eigentlich sinnlos: es wird nie zu Ende gehen, weil irgendwann alternative Energieträger billiger sind. Das dann teuer gewordene Erdöl wird man nur dort einsetzen, wo es keine Alternativen gibt (für bestimmte chemische Prozesse z.B.). Bild 6-12a zeigt das Kostenbild: die zum konventionellen Erdöl teureren Alternativen gewinnen mit steigendem Marktpreis ihre Chance. Dieser liegt heute bei etwa 50 +/- 30 $/bbl bzw 4 +/- 1.5 USct/kWh. Zu diesem Marktpreis ist off shore-Förderung konkurrenzfähig und allmählich werden es auch die Ölsande und Ölschiefer in denen es z.B. in Kanada etwa so viel Energie wie in Saudi Arabien gibt. Etwa gleich teuer könnte die Versorgung mit Benzin aus Kohle (coal to liquid, CTL) sein, wie das heute in großem Stil in Südafrika gemacht wird. Oder durch Verflüssigung von Methangas (gas to liquid, GTL). Dafür ist gerade in Indonesien ein große Anlage in Betrieb gegangen. Oder durch Verwendung von Biomasse (biomass to liquid, BTL), wofür sich gerade Shell und Volkswagen engagieren. Noch teurer ist es Rapsöl umzuestern („Biodiesel“) oder Zucker zu vergären, wie es in Brasilien in großem Maß betrieben wird. Alle diese Investitionen sind dadurch gefährdet, dass konventionelles Erdöl eines Tages billiger wird. Wer soll dann die teueren Produkte kaufen?

Wird der Anspruch auf CO2-freie Energienutzung getrieben, dann scheidet unbehandeltes Erdöl von vornherein aus. Trotzdem gibt es genug Energie für alle Menschen und alle künftigen Generationen. BTL verwendet Kohlenstoff nur im Kreislauf, wenn Traktoren und chemische Prozesse (Kunstdünger) auch mit Biomasseprodukten betrieben werden. Man kann aber auch fossile Energieträger einsetzen, wenn das C bzw CO2 abgespaltet und „endgelagert“ wird. Auch kann man Kohlehydride als Energieträger verwenden, wenn auf andere Weise dafür gesorgt wird, das der C-Kreislauf geschlossen bleibt. Verwendet man z.B. den Kohlenstoff des Kalksteins (CaCO3) als Kohlenstoffquelle (Abspalten des CO2 durch Brennen: CaCO3 = CaO + CO2), so nimmt der gebrannte Kalk das CO2 wieder aus der Atmosphäre auf. Freilich braucht man Wasserstoff: entweder aus Elektrolyse (Solaroder Kernenergie) oder aus biologischen Prozessen, oder man setzt Methan ein, wobei allerdings ein Teil des Kohlenstoffs in der Atmosphäre bleibt (siehe Gleichungen in Bild 6-12a). – Analog verhalten sich die Strompreise, Bild 6-12b. Es gibt genug Energie, sie wird nur mit steigenden Ansprüchen immer teurer. Auch hier können fossile Energieträger eingesetzt werden, wenn das CO2 abgespaltet und endgelagert wird. – Die Insolation, die Einstrahlung der Sonne, ist je nach geografischem Breitegrad und Bewölkung unterschiedlich, Bild 6-12c. Ebenso ist es die Bevölkerungsdichte. Bezieht man die eingestrahlte Sonnenenergie auf die Bevölkerungszahl (Bild 6-12d), so ergeben sich überraschende Ergebnisse: z.B. kommen in Bangladesh nur 212 kW pro Kopf, weil zwar die Einstrahlung (1700 kWh/m².a) aber auch die Bevölkerungsdichte (917 Ew/km²)groß sind. Russland erntet 10829 kW pro Kopf, 48 mal so viel, weil sowohl die Einstrahlung (800 kWh/m².a) aber auch die Bevölkerungsdichte (8 Ew/km²) klein sind. Die EU ist gut beraten sich mit dem Südrand des Mittelmeers gut zu stellen: dort gibt es reichliche und intensive Sonneneinstrahlung bei kleiner Bevölkerungsdichte (Algerien 13.15, Libyen 3.07 Ew/km², 66 600 kW/c) in nicht zu großer Entfernung. Die USA sind günstiger dran: ihr eigener Süden ist gut bestrahlt und der Nachbar und Wirtschaftspartner Mexiko ist bei einer Insolation von 1600 kWh/m².a und einer Bevölkerungsdichte von 51.5 Ew/km² ein potenter Lieferant von Solarenergie.

Bild 6-14 Energieproduktion je Erwerbstätigen (kW/ET).

Das kann nur eine sehr grobe Schätzung sein, weil sich die Technologie rasch verändert (wie viele Arbeitsstunden sind erforderlich um 1 kWh der betreffenden Energie verfügbar zu machen?) und auch die Zahl der Arbeitsstunden pro Jahr schwer vorauszusagen ist. Die Wasser-, Windund Kernkraftenergieproduktion (WWK) ist hier in einen Wert zusammengefasst, obwohl kaum vorauszusehen ist, in welchem Umfang Wasserkraft weiter ausgebaut wird, Windkraft sich durchsetzt (off-shore windparcs) und wie sich die Nutzung von Kernkraft entwickelt (Endlager, Kernfusion).

Im Vergleich zur Raffinerie von Erdöl oder sogar zur Umsetzung von Kohle in flüssige Energieträger werden diese synthetischen Energieträger viel teurer sein, mehr Arbeitsaufwand erfordern. Aber haben wir nicht ohnehin Angst, dass uns „die Arbeit ausgeht“? Suchen wir nicht nach neuen Arbeitsplätzen? Wir müssen abschätzen, welcher Arbeitsaufwand auf die Menschheit zukommt, und ob er leistbar ist. Dazu ist zunächst zu bedenken, dass unsere Zählung des Energiebedarfs recht fahrlässig ist: wir addieren elektrische (Hochtemperatur-) und chemische (Niedertemperatur-) Energie, obwohl man aus elektrischer Energie das Mehrfache an Niedertemperatur machen kann (Wärmepumpe) und umgekehrt elektrische (Hochtempera- tur-) Energie nur mit einem bescheidenen Wirkungsgrad aus chemischer Energie zu gewinnen ist. Entsprechend zahlen wir auch im Haushalt für eine elektrische kWh ein Mehrfaches wie für Gas, Öl oder Kohle. Für das Nutzbarmachen eines Liters Benzin (9 kWh) an der Tankstelle ist ein bestimmter Arbeitsaufwand für Prospektion der Lager, Förderung, Transport und Raffinerie aufzuwenden. Dieser Aufwand kommt im Preis (abgesehen von Steuern) zum Ausdruck. Für eine kWh elektrischen Strom im Haushalt ist eine höherer Arbeitsaufwand erforderlich: für den Bau des Kraftwerks, für Kohle, Gas oder Öl, für die Speicherung der Energie (Pumpkraftwerk), für die Stromzuleitung, Bild 6-14. Letzten Endes decken die Preise nur die Arbeitskosten ab, weil Wasser, Wind, Sonnenstrahlung und die Energie der Lagerstätten selbst kostenlos sind.

In Bild 6-15 werden die so abgeschätzten Werte auf den ebenfalls abgeschätzten Energiebedarf angewendet. Dabei wird davon ausgegangen, dass sich der Bedarf an elektrischer (Hochtempe-