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Prof. Gerd Ganteför
Universität Konstanz
FB Physik
Universitätsstr. 10
78457 Konstanz

Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über <http://dnb.d-nb.de> abrufbar.

Alle Rechte, insbesondere die der Übersetzung in andere Sprachen, vorbehalten. Kein Teil dieses Buches darf ohne schriftliche Genehmigung des Verlages in irgendeiner Form – durch Photokopie, Mikroverfilmung oder irgendein anderes Verfahren – reproduziert oder in eine von Maschinen, insbesondere von Datenverarbeitungsmaschinen, verwendbare Sprache übertragen oder übersetzt werden. Die Wiedergabe von Warenbezeichnungen, Handelsnamen oder sonstigen Kennzeichen in diesem Buch berechtigt nicht zu der Annahme, dass diese von jedermann frei benutzt werden dürfen. Vielmehr kann es sich auch dann um eingetragene Warenzeichen oder sonstige gesetzlich geschützte Kennzeichen handeln, wenn sie nicht eigens als solche markiert sind.

Umschlaggestaltung Simone Benjamin, McLeese Lake, Canada
Satz TypoDesign Hecker GmbH, Leimen

Gerd Ganteför ist Professor für Physik an der Universität Konstanz. Im Rahmen seiner Lehrtätigkeit hat er dort u.a. eine Vorlesung über Energie und Klima konzipiert und erfolgreich etabliert. Schwerpunkte seiner Forschungsarbeit sind Clusterphysik bzw. Nanotechnologie. Dabei ergründet er auch die Möglichkeiten der Energiespeicherung in Automobilen. Weiterhin ist Gerd Ganteför Research Professor im Department of Chemistry an der Johns Hopkins Universität in Baltimore (USA). Seine Bekanntheit verdankt er neben zahlreichen Fachartikeln auch seinen öffentlichen Vorträgen, in denen er unter anderem Themen aus der Energie- und Klimaproblematiik aufgreift.

Dieses Buch entstand aus einer Vorlesung für Studenten der Physik an der Universität Konstanz heraus. Mein Forschungsgebiet sind die Nanowissenschaften, aber in der Lehre müssen Dozenten die ganze Breite der Physik anbieten und ich fand die Herausforderung, mich in die Themen Energie, Klima und Bevölkerung einzuarbeiten, reizvoll. Für besonders schwierige und aktuelle Aspekte habe ich externe Spezialisten in die Vorlesung eingeladen. Die Studenten erhielten auf diese Weise ein fachlich fundiertes und trotzdem sehr breites Wissen und ein solches soll das Buch auch dem Leser bieten. Das Besondere des Buches ist die gleichwertige Behandlung der drei Problemkreise Bevölkerung, Energie und Klima, denn nur eine Sichtweise, die sich auf ein breites Wissen abstützt, erlaubt eine ausgewogene und vernünftige Beurteilung der anstehenden Probleme. Durch diese ganzheitliche Betrachtung verschiebt sich die Perspektive.

Genau wie in einer lebendigen Vorlesung sind kleine Geschichten in den Text eingestreut, die zum Teil frei erfunden sind, zum Teil auf eigenen Erlebnissen beruhen.

Ein Wissenschaftler schreibt tagein, tagaus Veröffentlichungen und Buchbeiträge. Aber ein Sachbuch, das sich an interessierte Laien richtet, ist damit nicht zu vergleichen. Ohne die Hilfe anderer, die sich in dem Metier auskennen und mich in Frustphasen ermunterten, hätte ich das Buch nicht schreiben können. Die meiste Arbeit hat Wiebke Salzmann investiert, die jeden Satz und jedes Bild überarbeitete und das Buch erst lesbar gemacht hat. In der Anfangsphase hat mir Petra Begemann zur Seite gestanden, als ich mit meiner verschwommenen Idee auf der Suche nach einem Verlag war. Und ohne die Unterstützung von Martin Preuß und Waltraud Wüst vom Verlag Wiley-VCH gäbe es dieses Buch nicht. Die Universität Konstanz und insbesondere unser Dekan der Naturwissenschaften Paul Leiderer haben mir die Zeit für das Buch eingeräumt und dafür bin ich dankbar. Zum Schluss möchte ich meiner Frau danken, die mir oft Mut gemacht hat und eigentlich erst die Idee zu dem Buch in mir aufkeimen ließ.

Teil I

Einführung

Einleitung

Die Propheten des Weltuntergangs

(Vorhersage des Weltklimarats zu den Folgen einer Temperaturerhöhung um 5 °C [IPCC 2007])

Der drohende Untergang oder nur die Lust am Untergang?

Die Schlagzeilen, die uns täglich erreichen, sind furchterregend. Der Kölner Dom wird vom Meer überflutet werden (Abb. 1), die Wüsten werden sich ausbreiten, Stürme bisher unbekannter Stärke werden auftreten – und das alles, weil Kohlekraftwerke und Automobile riesige Mengen an Kohlendioxid in die Atmosphäre abgeben [Spiegel 1986, IPCC 2007]. Hinzu kommen befürchtete Super-GAUS unsicherer Kernkraftwerke, die große Landflächen unbewohnbar machen werden, und marode Endlager voll radioaktiven Mülls, der das Trinkwasser verstrahlt. Die Folgen des Hungers nach immer mehr Energie kommen einem Weltuntergang nahe.

Aber ist es wirklich so schlimm oder wird übertrieben, weil ein drohender Weltuntergang immer auf Interesse stößt?

Hollywood hat den Weltuntergang in vielen Variationen für große Filme genutzt und weiß um die Publikumswirksamkeit solcher Szenarien. In jüngerer Zeit dient auch die Klimakatastrophe als Vorlage. Die Filmemacher haben dabei den Vorteil, frei von der Begrenzung durch lästige Naturgesetze gleichzeitig mehrere Naturkatastrophen hereinbrechen lassen zu können. In dem Film »The day after tomorrow« kommt es zu einer globalen Abkühlung (Vermutlich eine Verwechslung. Es gibt zwar die Idee, der Golfstrom könne sich bei Erwärmung abschwächen, was eine Abkühlung zur Folge hätte. Diese Abkühlung würde in Nordeuropa jedoch gerade mal die Erwärmung kompensieren, kälter wird es auf keinen Fall mit diesem Mechanismus. Aber ob sich der Golfstrom überhaupt abschwächt, ist umstritten.) Diese Abkühlung hat eine verheerende Überschwemmung zur Folge (ein Vorzeichenfehler, denn eine Eiszeit bewirkt ein Absinken des Meeresspiegels). Interessant ist die Ähnlichkeit des Filmplakats von 2004 mit dem Titelblatt des Spiegels (Abb. 1) aus dem Jahr 1986.

Um die Publikumswirksamkeit von Katastrophenszenarien wissen auch Wissenschaftler, die ihre vermutlich seriösen Ergebnisse spektakulär verkaufen wollen. So überbieten sich die Klimaforscher beispielsweise im Vorhersagen immer höherer Anstiegsraten des Meeresspiegels. Während der Weltklimarat zu meiner Meinung nach seriösen Werten von um die 50 cm in den nächsten 100 Jahren tendiert [IPCC 2007], schaffen es einzelne Forscher immer wieder, mit Prognosen des doppelten und dreifachen Wertes in der Tagespresse erwähnt zu werden [Rahm 2007]. Forscher, die niedrigere Werte als der Weltklimarat prognostizieren, gibt es auch, aber die schaffen es nicht in die Tagesschau.

Der Weltuntergang in der Frühzeit: eine Strafe der Götter

Weltuntergänge als Folge menschlicher Sünden sind seit Jahrtausenden Bestandteil religiöser Überlieferungen. Bereits in der Bibel werden die Menschen mehrfach durch Naturkatastrophen für ihre Ausschweifungen bestraft. Wie der heute prognostizierte Anstieg des Meeresspiegels war auch die Sintflut eine Folge des Fehlverhaltens der Menschen (Abb. 2), nämlich die Strafe des alttestamentarischen Gottes für die Bosheit der Menschen. In 1. Mose 6,5 heißt es: »Gott sah sich die Erde an: Sie war verdorben, denn alle Wesen aus Fleisch auf der Erde lebten verdorben.« Vertreter der Umweltorganisationen würden dieser Beurteilung möglicherweise auch heute noch zustimmen. Auch der Untergang von Sodom und Gomorrha wird in der Bibel als Strafe Gottes für menschliche Ausschweifungen erzählt. Eine Stelle im Lukas-Evangelium dazu lässt an die heutige Konsumgesellschaft denken: »Sie aßen und tranken, kauften und verkauften, pflanzten und bauten. Aber an dem Tag, als Lot Sodom verließ, regnete es Feuer und Schwefel vom Himmel und alle kamen um.« (Lukas 17, 28–29). Auch der moderne Mensch isst, trinkt, kauft und verkauft, pflanzt und baut. Aus der Sicht des Alten Testaments sind viele Annehmlichkeiten der modernen Konsumgesellschaft Völlerei und Sinneslust und damit Sünden. Vielleicht wird aus dieser Tradition heraus von vielen auch die heute drohende Klimakatastrophe als Strafe für die Konsum- und Spaßgesellschaft erwartet.

Aber was wird eigentlich bestraft? Es erscheint fast, als würden die Menschen, wenn es ihnen gut geht, eine Strafe für dieses »Gut-Gehen« erwarten. Nehmen wir das Beispiel Nahrungsmittel: Praktisch alle Esswaren, die gut schmecken, sind auf die eine oder andere Art schädlich. Der Schokoladenriegel beispielsweise schädigt die Zähne, macht dick, belastet die Umwelt, weil die Kakaobohne von weit her eingeflogen werden muss, und begünstigt die Ausbeutung der Dritten Welt, weil die Kakaobauern unter schlechten Bedingungen leben müssen. Ganz anders verhält es sich da mit dem einheimischen Müsliriegel. Unverständlich ist allerdings, warum der Geschmackssinn, der uns in langen Jahrmillionen der Evolution von der Natur geschenkt wurde, derartig versagt, wenn es um die Gesundheit und die Umwelt geht. Und das gilt nicht nur für Schokoladen- und Müsliriegel. Mit überwältigender Mehrheit sind Speisen, die nicht schmecken, gesund und umweltfreundlich, während Leckerbissen in jeder Hinsicht schädlich sind. Aber der Geschmackssinn hat doch eigentlich die Aufgabe, die guten von den schlechten Nahrungsmitteln zu trennen. Sollte er sich so irren? Oder ist es vielleicht doch so, dass viele Nahrungsmittel, die gut schmecken, auch gut sind? Und dass der Mensch nur gerne glaubt, dass etwas Gutes schlechte Folgen hat? Denn wenn man lange genug sucht, findet sich sicher für jedes Nahrungsmittel eine schädliche Nebenwirkung.

Die Klimakatastrophe passt genau in dieses Denkschema. Praktisch alle Dinge, die in der heutigen Konsumgesellschaft Spaß machen, schaden dem Klima: Urlaub auf Gran Canaria, ein schnelles Auto, in der heißen Badewanne liegen, am Wochenende entfernte Verwandte besuchen, exotische Früchte essen. All das steht unter der Strafe des drohenden Weltuntergangs. Aber die Ähnlichkeit zu alttestamentarischen Überlieferungen ist zu groß, als dass man solche Prophezeiungen einfach so glauben sollte.

Wissenschaftlich fundierte Weltuntergangsprophezeiungen

Der damals hoch angesehene Astronomieprofessor Johannes Stöffler sagte im Jahr 1499 für den 5. Februar 1524 eine große Flut voraus [Stöffler 1524]. Dann würden alle Planeten in einem Sternbild stehen und es wäre sogar nach heutigem Wissen vorstellbar, dass ihre vereinte Anziehungskraft eine besonders hohe Flutwelle bewirken könnte. Die Prophezeiung wurde verbreitet, woraufhin die Menschen in Panik gerieten, Archen bauten und Berge bestiegen. Die Vorhersage veranlasste schließlich auch den Kurfürsten von Brandenburg, mit reichlich Proviant einen Berg aufzusuchen. Die Konstellation der Planeten traf tatsächlich ein, denn die Berechnungen von Professor Stöffler waren korrekt. Aber sie war ohne Einfluss auf den Wasserstand, da die Kräfte viel zu gering sind, wie wir heute wissen.

Heute sind die Vorhersagen einer Katastrophe oder eines Weltuntergangs immer wissenschaftlich fundiert. Doch die alttestamentarische Idee der Bestrafung für Ausschweifungen lebte in den letzten Jahrzehnten wieder auf. Ein bekanntes Beispiel ist das Waldsterben. In der Ausgabe des Spiegels vom 16. 11. 1981 warnen Fachleute vor einer »Umweltkatastrophe von unvorstellbarem Ausmaß … Die ersten großen Wälder werden schon in den nächsten fünf Jahren sterben. Sie sind nicht mehr zu retten.« [Spiegel 1981]. Ausgelöst wurde das Waldsterben durch Abfallprodukte der ausschweifenden Wohlstandsgesellschaft – genauer gesagt, das Schwefeldioxid aus den Abgasen der Autos und der Kraftwerke. Auch diese Katastrophe ist nicht eingetreten. Allerdings unterscheidet sich das Waldsterben in einem wichtigen Punkt von den Untergangserzählungen der Vorzeit: Die Aktivitäten des Menschen haben tatsächlich – das heißt, wissenschaftlich nachweisbar – Schäden verursacht. Durch die Abgase sind Bäume krank geworden oder sogar abgestorben.

Auch die besondere Stellung der Planeten im Jahr 1524 hatte wirklich eine stärkere Gezeitenkraft zur Folge, die tatsächlich eine erhöhte Flut auf der Erde bewirkte. Allerdings nicht in der von Herrn Stöffler vorhergesagten katastrophalen Höhe, sondern in der Größenordnung von Millimetern.

Dieses Muster setzt sich fort: Die Visionen des Untergangs sind übertrieben, aber es steckt ein Kern wissenschaftlicher Wahrheit darin. Die Verfechter der Untergangsszenarien übertreiben praktisch immer, da sie so der Aufmerksamkeit der Menschen sicher sein können. Eine realistische Einschätzung der Gefahr ist aber notwendig, um vernünftige Maßnahmen einleiten zu können – sonst kann es zu unsinnigen Panikreaktionen wie beim Kurfürsten von Brandenburg kommen. Auf der anderen Seite darf eine Warnung auf der Basis wissenschaftlicher Erkenntnisse nicht ignoriert werden.

Weltuntergangsdrohungen als Mittel zur Macht

Ein wesentlicher Antrieb einzelner Menschen oder auch von Gruppen von Menschen ist das Streben nach Macht. Macht bedeutet zum einen materiellen Reichtum, zum anderen ist es ein Grundbedürfnis des Menschen, seinem Nächsten seine Lebensart aufzuzwingen. Die Androhung eines Weltuntergangs ist ein perfektes Mittel, um diese allzu menschlichen Gelüste durchzusetzen. Welches Argument gibt es gegen eine Partei, die für den Fall, dass sie nicht gewählt wird, mit dem Weltuntergang droht? Religiöse Fanatiker nutzen dieses Argument immer wieder zur Durchsetzung ihrer Weltanschauung. Und sie haben den Vorteil, frei von den Nöten des Finden-Müssens einer wissenschaftlichen Begründung zu sein – sie drohen einfach mit der Strafe Gottes. Die Klimakatastrophe eignet sich ebenfalls hervorragend dazu, seinem Nachbarn die eigene Lebensart aufzuzwingen – allerdings mit dem lästigen Nachteil, dass eine wissenschaftliche Begründung mitgeliefert werden muss. Dazu wird eine kleine Geschichte erzählt, die ganz ähnlich wirklich passiert ist (siehe Kasten).

Eine kleine Geschichte: Eine besonders tolerante Wohngemeinschaft

Florian starrte missmutig auf den verbliebenen Zettel in seiner Hand. Da hatte er es geschafft, eine Doktorandenstelle zu finden – wenn auch nur eine halbe, aber immerhin – und nun schien seine Promotion daran zu scheitern, dass er keine Wohnung fand. Wie überall, war es auch in dieser Universitätsstadt schwierig, bezahlbaren Wohnraum zu finden. Am Schwarzen Brett in der Mensa hingen einige Zettel mit Angeboten von freien Zimmern in Wohngemeinschaften, kurz »WG« genannt. Seit den 70ern hatten sich solche WGs etabliert. Man sah sie als Alternative zum als kleinkariert und restriktiv empfundenen Familienleben und als Chance, endlich die eigenen Ideale von Freiheit und Toleranz leben zu können. Ein Konzept, das auch Florian gefiel.

Aber offenbar hatte er in den Augen der WG-Bewohner das falsche Studienfach gewählt – trotz deren Ideen von Freiheit und Toleranz. Denn in den letzten zwei Stunden hatte er sich etliche Variationen von »Oh Gott, aber doch kein Physiker! Physiker bauen Kernkraftwerke und ruinieren die Umwelt!« anhören müssen. Na, was sollte es, diese letzte Telefonnummer konnte er nun auch noch wählen.

Und tatsächlich – diese WG war so frei und tolerant, dass er zum Bewerbungsgespräch eingeladen wurde. Offenbar bekam er endlich einmal die Chance, zu erzählen, dass er gar nicht die Absicht hatte, Kernkraftwerke zu bauen, sondern sich in Richtung »alternative Energien« spezialisieren wollte.

Als Florian sich am Küchentisch niedergelassen hatte, schenkte der Sprecher der WG, der sich als Thomas vorgestellt hatte, ihm Tee ein und setzte sich ihm gegenüber.

»Also«, begann Thomas, »der Tee ist selbstverständlich aus fairem Handel. Und genau darum geht es uns in unserer Wohngemeinschaft – wir wollen besonders bewusst leben, die Menschenrechte achten und den Generationen der Zukunft eine Chance geben. Daran musst du dich ebenfalls halten, wenn du hier wohnen willst. In unseren Kühlschrank dürfen nur Bioprodukte, wir essen nichts, was Konservierungsstoffe enthält, nur Obst und Gemüse, das der Saison entspricht.«

Florian dachte an die Äpfel in seinem Rucksack. Wann genau hatten Äpfel Saison? Er würde seine Oma fragen müssen, die hatte einen Garten. In der Jackentasche fühlte er den Schokoriegel. War der aus fairem Handel? Wohl eher nicht. Da würde er wohl auf Müsliriegel mit Biotrockenfrüchten der Saison umsteigen müssen. Florian öffnete den Mund, um zu fragen, was denn im Winter Saison hatte, aber Thomas dozierte weiter. Kommentare von Florian schienen ihn nicht zu interessieren.

»Deshalb nehmen wir auch in den Mietvertrag auf, dass bestimmte Handlungen zur fristlosen Kündigung führen – wie zum Beispiel der Besitz einer Aluminiumdose Coca Cola.«

Fristlose Kündigung? Wegen einer Dose Coca Cola? Florian starrte ihn an. Die Dose in seinem Rucksack enthielt zwar Pepsi, aber vermutlich war auch das ein Grund, aus der Wohnung zu fliegen. Ob als Nächstes eine Taschenkontrolle angeordnet wurde?

Als Thomas ihm die lange Liste der Verfehlungen präsentierte, die eine fristlose Kündigung zur Folge hätten, stand Florian bereits im Flur und schulterte seinen Rucksack. Ihm war eingefallen, dass sein Onkel einen Wohnwagen hatte. In dem könnte er für ein paar Wochen auf dem Campingplatz wohnen. Dem Onkel wäre es egal, welches Behältnis Florians Getränk umhüllte.

Untergangsprophezeiungen mit Substanz

1972 sagten die Computersimulationen des Club of Rome einen Kollaps der Industrieproduktion und der Bevölkerungszahl spätestens bis zum Jahr 2100 voraus (Abb. 3), da Bevölkerungsexplosion und Wirtschaftwachstum die Rohstoffvorräte erschöpfen (»Die Grenzen des Wachstums« [Rome 1972]). Die Lebenserwartung nimmt stark ab, da mit dem Zusammenbruch der Produktion Nahrungsmittel knapp werden und sich die medizinische Versorgung verschlechtert.

Auch diese Vorhersagen ähneln wieder dem klassischen Schema, dass ausschweifendes Verhalten (nämlich der hohe Konsum und die skrupellose Ausbeutung der Rohstoffe) durch eine Katastrophe mit Hunger, Krankheit und Tod im Schlepptau bestraft wird. Es ist natürlich keine Bestrafung durch eine übergeordnete Instanz, sondern die »natürliche« Konsequenz eines Fehlverhaltens wie der morgendliche Kater nach einem Gelage. Abb. 3 zeigt, dass nach den Vorhersagen des Club of Rome das Wachstum bis 2020 weitergehen wird. Erst dann kehrt die Entwicklung um und Produktion und Bevölkerung nehmen ab. Damit ist allerdings nicht gemeint, dass das Bevölkerungswachstum quasi von selbst abflacht, sondern dass Hunger und Krankheiten die Menschheit dezimieren. Diese Vorhersage könnte noch immer richtig sein, da sie einen Zeitraum betrifft, der in der Zukunft liegt.

Heute, 30 Jahre nach dem Erscheinen der »Grenzen des Wachstums«, beherrscht die Prognose des Weltklimarats (Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC) die Diskussion [IPCC 2007]. Wieder wird die Menschheit vor den Wirkungen weiterer Ausschweifungen gewarnt. Als Fehlverhalten wird jetzt die Emission von Treibhausgasen angeprangert, verursacht durch viele menschliche Aktivitäten innerhalb einer Industrie- und Konsumgesellschaft. Die angekündigten Konsequenzen sind Stürme, Dürren und wieder eine globale Überflutung. Erstaunlich und unverständlich ist allerdings, dass in den Analysen des Weltklimarats die Bevölkerungsexplosion praktisch nicht diskutiert wird – wogegen diese in der Veröffentlichung des Club of Rome ein Hauptthema war.

Werden die Katastrophen eintreten?

Zum Glück ist trotz aller Vorhersagen die Welt bisher noch nicht untergegangen. Zwei Vorhersagen – die des Club of Rome und die des Weltklimarates – betreffen aber eine Zeit, die heute noch in der Zukunft liegt. Beides sind Vorhersagen auf der Basis sorgfältiger Beobachtungen und Berechnungen. Deren Ergebnisse sind meiner Meinung nach ähnlich den Rechnungen von Professor Stöffler auf jeden Fall richtig. Aber kommt es wirklich zu einer globalen Katastrophe wie in der in Abb. 1 gezeigten Vision? Und welche Maßnahmen sind die wirkungsvollsten, um den globalen Folgen der Klimaveränderungen zu begegnen? Im vorliegenden Buch werde ich erläutern, dass sich das Klima zwar ändern wird, aber mit weniger katastrophalen Folgen, als die Medien und verschiedene Gruppierungen der Gesellschaft derzeit verkünden. Vorhersagen, die über hundert Jahre und mehr in die Zukunft reichen, sind immer unsicher. Zum Beispiel hätten vor hundert Jahren Hochrechnungen der Menge an Pferdeäpfeln bewiesen, dass die europäischen Städte im Jahr 2000 im Pferdemist versinken. Auch die Kohlendioxidemissionen aus Benzin und Diesel sind heute ein großes Problem, aber in 30 Jahren nicht mehr, weil das Erdöl dann aufgebraucht ist (Abb. 4). Bei Trends, die auf rein physikalischen Gesetzen beruhen (wie zum Beispiel dem Temperaturanstieg als Folge der anwachsenden Menge an Treibhausgasen), sind langfristige Prognosen glaubwürdiger als wenn gesellschaftliche Einflüsse eine Rolle spielen (wie technische Entwicklungen bei der Fortbewegung). Aber auch hier sind 100 oder 200 Jahre eine lange Zeit und der Weltklimarat beschränkt sich daher fast immer auf Aussagen über die nächsten 100 Jahre. Aber Vorhersagen müssen immer unter dem Aspekt betrachtet werden, dass ein Prophet, der will, dass man ihm zuhört, eine Katastrophe ankündigen muss und nicht bloß einen warmen Winter.

Das Konzept des Buches und seine Thesen

Das Konzept

Abseits der allgemeinen »Lust am Untergang« gehe ich in diesem Buch einen anderen Weg. Die wissenschaftlichen Informationen zu den Themen Bevölkerung, Energie und Klima werden in verständlicher Form zusammengestellt und die drei Themengebiete miteinander verknüpft (Abb. 5). Betrachtet man nämlich nur einen Aspekt, kann das zu falschen Entscheidungen führen, die vielleicht sogar das Gegenteil dessen bewirken, was man eigentlich angestrebt hat. So wachsen die Kohlendioxidemissionen zwar auch deswegen, weil in den Industrieländern Energie vergeudet wird – aber vor allem wachsen die globalen Emissionen deshalb, weil die Bevölkerung alle 12 Jahre um eine Milliarde Menschen zunimmt [UN 2008]. Um die Klimarisiken zu reduzieren, muss das Bevölkerungswachstum daher reduziert werden. Dazu müssen die richtigen Prioritäten gesetzt und die Risiken abgeschätzt werden. Sind die Klimaänderungen wirklich so gefährlich, dass um jeden Preis (zum Beispiel durch den Einsatz von aus Mais gewonnenem Biodiesel) vorrangig die Kohlendioxidemissionen reduziert werden müssen? Oder muss in erster Linie das Bevölkerungswachstum unbedingt gestoppt werden, weil es bald nicht mehr genug Lebensmittel gibt? Welches sind die richtigen Prioritäten?

Das Risiko einer Klimaänderung und die Versorgung der Menschheit mit Energie sind eng miteinander verknüpfte Problembereiche, da viele Methoden der Energieerzeugung mit der Emission von Treibhausgasen verbunden sind. Umweltschützer propagieren den Einsatz regenerativer Energien. Diese Energien sind jedoch teurer und das hat Folgen. In Teil II des Buches werde ich ausführen, dass arme Länder mit einem starken Bevölkerungswachstum auf preisgünstige Energie angewiesen sind. Nur wenn diese Länder einen höheren Entwicklungsstand erreichen können, können wir auf ein Ende des Bevölkerungswachstums hoffen. Und nur dann kann die Umweltzerstörung, bei der die Kohlendioxidemissionen nur ein Faktor von vielen sind, gestoppt werden (Abb. 6). Eine ökonomische und soziale Entwicklung dieser Länder ist aber nur möglich, wenn preiswerte Energie in ausreichend großer Menge verfügbar ist. Eine Verknappung oder Verteuerung von Energie würde im Gegenzug zu einem wieder beschleunigten Bevölkerungswachstum führen. Dann besteht keine Chance mehr, ein Gleichgewicht zwischen Natur und Mensch zu erreichen.

Entscheidend ist also eine Abwägung der Klimagefahren gegenüber dem Bedarf der bevölkerungsreichen Länder an preiswerter Energie.

Die Ergebnisse des Buches als Thesen

Für diejenigen Leser, die sich nicht durch die volle Länge des Buches arbeiten wollen, werden die Ergebnisse hier als knappe Thesen (siehe Kasten) vorweggenommen. Bevor sich der Leser über die Thesen wundert, sollte er sich folgende Erklärungen ansehen:

1. Einige Umweltenthusiasten, die beim Klima die globale Verantwortung einfordern, vertreten die Meinung, dass sich die Bevölkerungsfrage »von selbst« regeln wird. Damit meinen sie Hungersnöte und Kriege. Solche Meinungen sind nicht akzeptabel.

2. Auch ich würde es begrüßen, wenn der Energiebedarf mit umweltfreundlichen Energien wie der Solarenergie und der »Energie aus dem Meer« [EON 2008] gedeckt werden könnte. Das ist jedoch leider nicht der Fall. Auch dann nicht, wenn es jeden Tag beschworen wird.

3. Im Teil IV (Klima) folge ich weitestgehend den Klimamodellen des Weltklimarats [IPCC 2007]. Aber wenn die Prognosen einen Spielraum lassen, dann hebe ich hier nicht die katastrophalste der möglichen Entwicklungen hervor, sondern die nach meiner Einschätzung wahrscheinlichste.

Die Thesen des Buches

Die Klimaerwärmung hat auch Vorteile

– Die Vorhersage katastrophaler Stürme ist Schwarzmalerei.

– Es wird nicht global trockener, sondern der Niederschlag nimmt zu.

– Die Klimaerwärmung erzeugt mehr Lebensraum.

– Eigentlich steuern wir auf eine Eiszeit zu.

Kohle- und Kernkraftwerke dienen indirekt dem Naturschutz

– Das Bevölkerungswachstum lässt den Energieverbrauch steigen und belastet die Umwelt.

– Wirtschaftswachstum in armen Ländern senkt die Kinderzahl pro Frau.

– Die Voraussetzung für ein Wirtschaftswachstum ist bezahlbare Energie.

– Kohle- und Kernkraftwerke liefern bezahlbare Energie.

– Kohle- und Kernkraftwerke schützen letztlich das Klima.

– Es gibt gute und schlechte Kernkraftwerke.

Die regenerativen Energien sind nur ein schöner Traum

– Es gibt eine natürliche Methode der Endlagerung.

– Auch alle regenerativen Energien zusammen reichen nicht.

– Sonnenenergie ist nur in sonnigen Ländern sinnvoll.

– Die exotischen Energien werden immer Exoten bleiben.

– Die Geothermie bringt mehr als die Solarthermie.

– Stattdessen wird die Kernfusion die ultimative Lösung sein.

Fakten: Was ist die Ausgangslage?

Für eine sinnvolle Energie- und Klimapolitik ist es wichtig, die aktuelle Sachlage vorurteilsfrei zu erfassen. In diesem Kapitel wird daher die heutige Situation (Datenbasis 2008) der Energieversorgung, des Bevölkerungswachstums und der Klimaveränderung dargestellt.

Energie

Energieverbrauch und Energieeffizienz: Die Amerikaner sind nicht immer Schlusslicht

Jeder Mensch verbraucht Energie für Nahrung, Heizung, Verkehrsmittel und bei der Arbeit. Der Energiebedarf pro Person kann gering sein, wenn sich viele Menschen einen Wohnraum teilen, nur wenige Konsumgüter verbrauchen, nicht reisen und im Land wenig produziert wird. Oder anders gesagt: Wenn die Menschen arm sind. Dies ist zum Beispiel in vielen Ländern Afrikas der Fall und daher ist dort der Pro-Kopf-Energieverbrauch niedrig. Ein Zusammenschnitt von Satellitenbilden der Nachtseite der Erde veranschaulicht eindrücklich, in welchen Ländern viel Energie und welchen wenig verbraucht wird (Abb. 7).

Ein Bürger der USA verbraucht etwa zehnmal mehr Energie als ein Bewohner Afrikas (linke Seite in Abb. 8) [BWT 2008]. Unter dem Gesichtspunkt eines minimalen Energieverbrauchs ist Afrika ein vorbildlicher Kontinent, aber Lebensstandard und Lebenserwartung sind dort niedrig – und zwar so niedrig, dass auch hartgesottene Umweltaktivisten kaum freiwillig dort leben wollten. Daher wird heute eher die Energieeffizienz im Ländervergleich betrachtet (rechte Seite in Abb. 8). Hohe Energieeffizienz heißt, dass die Bürger bei geringem Energieverbrauch einen hohen Lebensstandard haben. Sie ergibt sich also als Quotient aus Energieverbrauch und Lebensstandard, wobei der Lebensstandard durch das Bruttoinlandsprodukt (BIP) ausgedrückt wird [WB 2007]. Das Pro-Kopf-BIP errechnet sich aus dem Wert aller im Land produzierten Güter und Dienstleitungen geteilt durch die Zahl der Einwohner.

Ein internationaler Vergleich der Energieeffizienz ergibt folgendes Bild (Abb. 8): Die USA unterscheiden sich nicht mehr so stark von Deutschland, wie wenn der Pro-Kopf-Energieverbrauch zugrundegelegt wird. An der Spitze steht Japan, das mit wenig Energiebedarf einen hohen Lebensstandard erreicht. Schlusslicht ist diesmal nicht Afrika, sondern die Länder der ehemaligen Sowjetunion, die sehr viel Energie bei gleichzeitig niedrigem Lebensstandard verbrauchen. Das bedeutet also, dass Afrika und Russland Energie verschwenden.

Veränderungen: Deutschland spart, aber die Welt wächst und wächst

In Deutschland ist der Energiebedarf in den letzten 15 Jahren ziemlich konstant geblieben [BWT 2008]. Das deutsche Bruttoinlandsprodukt wächst zwar jedes Jahr um ein oder zwei Prozent, aber die Energieeffizienz wächst ebenso. Die Energiesparmaßnahmen führen hierzulande also nicht zu einer Abnahme des Energiebedarfs, sondern kompensieren lediglich das Wachstum des Bruttoinlandsprodukts.

Weltweit ist der Energieverbrauch während der letzten 15 Jahre um 30 % angestiegen (Abb. 9). Allein in China nimmt der Primärenergieverbrauch derzeit in zwei Jahren um die Menge an Energie zu, die Deutschland in einem Jahr verbraucht. Bis zum Jahr 2003 stieg der weltweite Energieverbrauch proportional zur Weltbevölkerung an, denn mehr Menschen brauchen mehr Energie. Seit 2003 steigt der Primärenergieverbrauch aber noch stärker an als die Bevölkerungszahl wächst [BWT 2008, UN 2008]. Das liegt daran, dass wegen des starken Wirtschaftwachstums beispielsweise in China der globale Lebensstandard steigt. Der Energieverbrauch würde sich also auch dann weiter erhöhen, wenn die Bevölkerungszahl ab sofort konstant bleiben würde. Addieren sich beide Effekte – höherer Lebensstandard und Bevölkerungswachstum – steigt der Energieverbrauch sehr steil an.

Abb. 9 zeigt, dass selbst ein vollständiger Verzicht Deutschlands auf jegliche Kohlendioxidemissionen (Deutschland hat einen Anteil von knapp 3 % an den weltweiten Kohlendioxidemissionen) an der globalen Problematik nichts ändern würde. Die Abbildung beweist auch, dass Bemühungen um eine Eindämmung der Emissionen wie das Kyoto-Protokoll keinerlei Effekt haben. Im Jahr 2007, dem letzten in der Statistik erfassten Jahr, gab es sogar den stärksten jemals gemessenen Anstieg an Kohlendioxidemissionen [BWT 2008]. Der enorm gesteigerte Weltenergieverbrauch (schwarze Kurve in Abb. 9) wurde durch Erhöhung der Erdölförderung und einen massiven Ausbau von Kohle- und Gaskraftwerken gedeckt. Im in Abb. 9 gezeigten Zeitraum nahm die Förderung von Erdöl um 26 %, die von Erdgas um 42 % und die von Kohle um 48 % zu [BWT 2008]. All das führt zu erhöhten Kohlendioxidemissionen (Quadrate in Abb. 9) – im Zeitraum von 1990 bis 2006 hat die weltweite Emission an Kohlendioxid entsprechend um 35 % zugenommen.

Wann ist der globale Tank leer?

Erdöl, Erdgas und Kohle werden pro Jahr weltweit im Maßstab von Gigatonnen verbraucht. Im Fall des Urans sind es nur Kilotonnen, aber irgendwann werden die globalen Vorräte aller dieser nichterneuerbaren Energien erschöpft sein. Aber wann? Das ist gar nicht so einfach zu sagen. Es gibt sichere Reserven, deren Umfang bekannt ist und die zu einem vernünftigen Preis gefördert werden können. Darüber hinaus gibt es wahrscheinliche Reserven, deren Umfang nur geschätzt werden kann und deren Abbau teurer, aber möglich ist. Und schließlich gibt es Abschätzungen, wie viel von dem jeweiligen Rohstoff insgesamt auf der Erde vorhanden sein könnte. Einige dieser Lagerstätten können aber mit heutigen Mitteln nicht abgebaut werden oder es wäre viel zu teuer. Abb. 10 veranschaulicht, wie lange diese drei Klassen von Vorräten (sichere, wahrscheinlich, gesamte) reichen könnten. Die Grafik zeigt das Ergebnis eines Vergleichs umfangreicher Studien eines nationalen und zweier internationaler Institute [WEC 2007, IEA 2008, BGR 2009]. Eine detaillierte Diskussion der Reichweiten findet sich in Kap. 8.

Die Vorräte an Erdöl werden noch 100 oder mehr Jahre reichen, aber die Förderrate wird in etwa 10 Jahren zu sinken beginnen. Dann ist der sogenannte »Oil Peak« erreicht und von da an wird es immer weniger Öl geben [Hub 1987]. Der Ölpreis wird vermutlich drastisch steigen und die Nationen müssen dann endgültig mit der Umstellung auf andere Energien beginnen. Deutschland und viele andere Länder sehen im Erdgas eine Übergangslösung, da die Erdgasvorräte bei gesteigerter Förderung vermutlich noch 100 oder mehr Jahre reichen werden. Der derzeit unternommene massive Ausbau von Erdgaspipelines und die Investitionen in Flüssiggastanker werden mit Blick auf Abb. 10 verständlich. Die bekannten Vorräte an Uran werden ebenfalls in etwa 50 Jahren verbraucht sein. Aber es wurde lange nicht nach weiteren Uranlagerstätten gesucht und die wahrscheinlichen Uran-Reserven sind sehr, sehr viel größer. Auch kann das vorhandene Uran durch eine verbesserte Reaktortechnik etwa hundertmal besser ausgenutzt werden. Die Kohlevorräte schließlich reichen bis in eine Zukunft, die mit der heutigen Zeit nicht mehr viel gemeinsam haben wird. Beschränkt man sich auf einen überschaubaren Zeithorizont bis zum Jahr 2100, wird das Erdöl bald knapp werden und Erdgas eignet sich gut als Übergangslösung. Die Versorgung mit Uran und Kohle ist noch lange gesichert.

Deutschland redet über grüne Energie, lebt aber von schwarzer

Die Energieversorgung in Deutschland basiert trotz der vielen Fördermaßnahmen für Wind- und Solarenergie auf den fossilen Energien [BWT 2008] – was auch im globalen Mittelwert der Fall ist (Abb. 11). 82 % des Primärenergieverbrauchs stammen aus der Verbrennung von Kohle, Erdgas und Erdöl. Weitere 11 % kommen aus der Kernenergie. Die Kernenergie spielt global eine weniger wichtige Rolle [IEA 2008]. Der Anteil der regenerativen Energien beträgt in Deutschland und auch in der Welt nur 2 %. Zusätzlich muss hier beachtet werden, dass bei den regenerativen Energien die Wasserkraft den größten Anteil ausmacht. Strom wird seit vielen Jahrzehnten aus Wasserkraft gewonnen und rechnet man diesen Anteil heraus, dann ist der wirkliche Beitrag neuer regenerativer Energien bisher noch sehr gering [BGR 2009]. Bei einem Vergleich mit ähnlichen Statistiken sollte der Leser darauf achten, dass häufig nicht die wirklich erzeugte Energie aufgelistet wird, sondern die »installierte Leistung« – also die Energie, die unter optimalen Bedingungen maximal von einer Anlage erzeugt werden kann. Diese Leistung wäre zum Beispiel bei Solarkraftwerken dann ein vernünftiges Maß, wenn die Sonne ohne jede Wolke 24 Stunden lang scheinen würde. Weiterhin wird hier der gesamte Verbrauch an Energie erfasst, während in vielen Statistiken nur die Stromerzeugung, also nur die elektrische Energie, betrachtet wird. Windräder und Solarzellen liefern Elektrizität und haben demzufolge in Statistiken, die nur die Stromerzeugung erfassen, einen höheren Anteil als in Betrachtungen des gesamten Energieverbrauchs. Man kann darüber streiten, welche Darstellung den Beiträgen der verschiedenen Energie am ehesten gerecht wird, aber der Leser sollte sich im Klaren darüber sein, dass die Verfasser von Statistiken immer eine Darstellung wählen werden, die ihre jeweilige Intention am stärksten unterstützt.

Tatsache ist aber, dass Deutschland genauso von Kohle, Erdöl und Erdgas abhängt wie der Rest der Welt.

Die Energiefresser: Industrieproduktion, Verkehr, Heizung

Man unterscheidet zwischen dem Primärenergieverbrauch – also zum Beispiel wie viele Liter Benzin ein Auto verbraucht – und dem Endenergieverbrauch – also wie viel mechanische Energie der Automotor erzeugt (da dies ja die Energie ist, die der Fahrer letztlich nutzt). Beträgt der Wirkungsgrad 100 %, ist der Endenergieverbrauch gleich dem Primärenergieverbrauch (siehe Kasten S. 24). Bei der Erzeugung mechanischer Energie zum Beispiel aus der Verbrennung von Benzin im Automotor liegt der Wirkungsgrad jedoch nur zwischen 30 und 50 %. Die Erzeugung von Raumwärme durch Verbrennung von Kohle oder Heizöl ist dagegen fast ohne Verluste möglich. Insgesamt können in Deutschland immerhin ⅔ der Primärenergie als Endenergie genutzt werden und nur ⅓ geht als Abwärme verloren [BWT 2008] – ein Zeichen für eine hohe Energieeffizienz. Abb. 12 zeigt die Anteile des Endenergieverbrauchs in Deutschland. Der bei weitem größte Anteil wird in den Bereichen Industrie, Heizung und Verkehr verbraucht. In diesen Bereichen kann also am meisten eingespart werden. In einem Privathaushalt sind Wärmedämmung und sparsamere Autos sinnvolle Beiträge zum Energiesparen, während der Einsatz von Energiesparlampen einen eher symbolischen Charakter besitzt.

Der Wirkungsgrad

Meist kann eine Energieform nicht zu 100 % in eine andere umgewandelt werden. Der Wirkungsgrad eines Umwandlungsprozesses sagt aus, wie viel Prozent einer Primärenergie (zum Beispiel der chemischen Energie in der Kohle) in die gewünschte neue Energieform (zum Beispiel Elektrizität in einem Kohlekraftwerk) umgewandelt wird. Die Wärmeenergie spielt dabei eine bevorzugte Rolle. Ob es Licht, mechanische Energie, chemische Energie oder Elektrizität ist – diese Energien in Wärme umzuwandeln, ist immer einfach und gelingt immer mit einem Wirkungsgrad von 100 %. Aber auch bei allen anderen Energieumwandlungen wandelt sich ein Teil der Energie in Wärme um. Das sind dann Wärmeverluste. Und die Energie will den Zustand »Wärme« auch nicht wieder verlassen. Wärme lässt sich grundsätzlich nur zu einem Teil in eine der »höheren« Energieformen zurück verwandeln. Im Fall eines Kohlekraftwerks ist diese Abwärme, die als Verlust bei der Umwandlung der Verbrennungswärme in Elektrizität entsteht, weithin in der Dampffahne des Kühlturms sichtbar.

Der Wirkungsgrad von Kohlekraftwerken liegt heute bestenfalls bei 45 %. Noch schlechter ist es bei der Solarzelle: je nach Art der Solarzelle lassen sich nur 10–20 % der einfallenden Energie in Elektrizität umwandeln. Der Rest des Sonnenlichts wird zu Wärme.

Der Wirkungsgrad entscheidet über die Wirtschaftlichkeit von Kraftwerken, Solarzellen, Motoren und vielen anderen Maschinen. Aber es ist nicht leicht, den Wirkungsgrad zu erhöhen. Zum Teil stehen Naturgesetze dagegen, aber manchmal ist es einfach zu teuer.

Bevölkerung

Ein Tabu unserer Zeit: das Bevölkerungswachstum

Wenn jedes Paar zwei Kinder bekommt, die ihrerseits wieder zwei Kinder bekommen, ist die Bevölkerung prinzipiell stabil. Ist die Kinderzahl höher, wächst die Bevölkerung exponentiell. Das bedeutet, sie wächst pro Jahr um einen bestimmten Prozentsatz, zum Beispiel um 1 %. Bei 100 Millionen Einwohnern würde das bedeuten, dass jedes Jahr 1 % der aktuellen Einwohnerzahl hinzukommt: im ersten Jahr also 1 Million, im zweiten Jahr 1 Million zehntausend neue Einwohner, im dritten Jahr rund 1 Million zwanzigtausend usw. Exponentielles Wachstum bedeutet, dass die Zahl der Menschen immer stärker wächst und die Bevölkerungskurve immer steiler nach oben weist. Tatsächlich wuchs die Weltbevölkerung in der Vergangenheit (Abb. 13) sogar stärker als exponentiell, denn die Säuglingssterblichkeit nahm ab und die Lebenserwartung erhöhte sich dank besserer medizinischer Versorgung und besserer Verfügbarkeit von Nahrungsmitteln.

Seit zehn oder zwanzig Jahren ändert sich dieser Trend jedoch. Die Zunahme hat sich abgeschwächt und zurzeit wächst die Weltbevölkerung nur noch linear [UN 2008]. (»Lineares Wachstum« bedeutet, dass die Bevölkerung pro Jahr um eine konstante Anzahl wächst.) Die Vereinten Nationen rechnen sogar damit, dass sich das Wachstum noch weiter abschwächt und schließlich zum Stillstand kommt [UN 2004]. Der Maximalwert der Weltbevölkerung läge dann bei 10 Milliarden Menschen. In Europa wächst die Bevölkerung seit langem nicht mehr – das ist eine Folge des hohen Lebensstandards und man kann diesen als »weiche« Bremse für das Wachstum betrachten. Aber für den armen Teil der Weltbevölkerung wird der Wachstumsstopp vielleicht durch »harte« Bedingungen erzwungen werden: Nahrungsmittelmangel und Krankheiten.

Kaum noch jemand glaubt daran, dass die Bevölkerung unbegrenzt weiter wachsen kann. Es ist ebenfalls unwahrscheinlich, dass das Bevölkerungswachstum ohne großes Leid gestoppt werden kann. Seltsamerweise wird aber in der Öffentlichkeit kaum über das Problem der wachsenden Weltbevölkerung gesprochen.

Das Bevölkerungswachstum ist zehnmal schlimmer als der Anstieg des Meeresspiegels

Ein extremes Beispiel für ein rasches Bevölkerungswachstum ist Bangladesch. Das Land hat eine Fläche von 144 000 km² und ist damit halb so groß wie Deutschland. Etwa 150 Millionen Menschen leben dort, also doppelt so viele wie in Deutschland. Die Bevölkerung nimmt jedes Jahr um mehr als 2 % zu; das sind über 3 Millionen Menschen [Bangl 2009]. Das bedeutet, dass in einem Land, das nur halb so groß ist wie Deutschland, jedes Jahr eine Stadt der Größe Berlins gebaut werden müsste, um die vielen Menschen unterzubringen.

Umgekehrt kann man auch sagen, dass der Lebensraum, der jedem Bewohner Bangladeschs zur Verfügung steht, durch das Bevölkerungswachstum jedes Jahr um 2 % abnimmt. In 10 Jahren wären das knapp 20 %. Und in hundert Jahren würde der Lebensraum pro Einwohner dramatisch abgenommen haben. Aber außerdem ist Bangladesch eines der Länder, die am stärksten vom Anstieg des Meeresspiegels betroffen sein werden, da große Teile des Landes im flachen Schwemmland des Gangesdeltas liegen. Wenn der Meeresspiegel in 100 Jahren um einen Meter ansteigt, würden etwa 20 % der Fläche Bangladeschs verloren gehen [Bangl 2009]. Das Bevölkerungswachstum bewirkt denselben Effekt dagegen in nur 10 Jahren. Das bedeutet, dass das Problem des Bevölkerungswachstums mindestens zehnmal dringender auf eine Lösung wartet als das des Meeresspiegels.