Start Das Dilemma Es gibt keine einfache Alternative
Es gibt keine einfache Alternative PDF Drucken E-Mail
Geschrieben von: Administrator   
Dienstag, 25. November 2008 um 11:40 Uhr

Erdöl ist durchaus etwas Besonderes. Kein anderer Energieträger erreicht hinsichtlich der Kombination von Energiedichte, Transportfähigkeit, Ungefährlichkeit in der Handhabung und stofflichem Verhalten bei Raumtemperatur auch nur annähernd seine Klasse. Wasserstoff ist energiereicher, existiert auf der Erde aber nicht in natürlichen Vorkommen und muss erst mit Hilfe anderer Energieträger erzeugt werden, darüber hinaus ist er hochflüchtig und daher nur sehr aufwändig zu lagern bzw. zu transportieren. Andere fossile Brennstoffe sind bei Raumtemperatur flüchtig (Erdgas, Methanhydrat) und müssen komprimiert oder gekühlt werden bzw. weisen nur höchstens die halbe Energiedichte von Erdöl auf (Kohle). Kernenergie, Photovoltaik oder Windenergie wiederum eignen sich mehr zur Stromerzeugung, und unsere Infrastruktur ist nicht dafür ausgelegt, rein mit Strom betrieben zu werden; es wären also enorme Investitionen erforderlich. Agrotreibstoffe schließlich sind nur begrenzt gewinnbar, die die Erde nur eine bestimmte landwirtschaftlich nutzbare Fläche besitzt, auf der aber hauptsächlich Nahrungsmittel angebaut werden müssen.

Es gibt aber noch eine weitere wichtige Kennzahl, bei der das Erdöl so gut wie alle anderen Energieträger schlägt. Sie ist unter den Bezeichnungen Erntefaktor, ERoEI („Energy Returned on Energy Invested“) oder Energiebilanz bekannt und bezeichnet das Verhältnis der durch eine Einheit eines Energieträgers gewonnenen Energie, geteilt durch die Energie, die für diese Gewinnung erforderlich ist.

Im konkreten Fall der Ölförderung wären das beispielsweise die Energie, die für Bau und Errichtung der Explorations- und Förderanlagen (sowie der dafür benötigten Rohstoffe!), den Transport des Öls zur Verbrauchsstelle oder die Unterhaltung des jeweils mit diesen Arbeiten befassten Personals aufgewendet werden muss. Intuitiv hört sich das nach einer vernachlässigbaren Größe an – leider ist dies nicht der Fall, und es gibt Energieträger (etwa aus Mais gewonnenes Ethanol), deren Erntefaktor so klein ist, dass sie für eine wirtschaftliche Nutzung eigentlich mehr oder weniger nicht in Frage kommen (was in Folge von Subventionen aber doch geschieht). Die folgende Liste zeigt den Erntefaktor für eine Reihe von Energieträgern (Zahlen, sofern nicht ausdrücklich angegeben, nach Cutler J. Cleveland; Robert Costanza; Charles A. S. Hall; Robert Kaufmann: Energy and the U.S. Economy: A Biophysical Perspective, Science, New Series, Vol. 225, No. 4665 (Aug. 31, 1984), 890-897.):

  • Ölförderung USA (1940er)

100 : 1

  • Ölförderung USA (1970er)

23 : 1

  • Kohleförderung USA (1950er)

80 : 1

  • Kohleförderung USA (1970er)

30 : 1

  • Kohleschiefer

0,7 : 1 bis 13 : 1

  • Kohleverflüssigung

0,5 : 1 bis 8,2 : 1

  • Kohleverstromung (USA)

9 : 1

  • Ethanol (Brasilien, aus Zuckerrohr)1

9 : 1

  • Ethanol (USA, aus Mais)

1,3 : 1

  • Biodiesel (Deutschland)2

3,9 : 1

  • Ölsandgewinnung3

3,9 : 1

  • thermischer Solarkollektor4

24 : 1

  • Wasserkraft

11,2 : 1 bis 267 : 1

  • Windkraft5

48

  • Kernkraft6

11,1 : 1

  • Geothermie7

2 : 1 bis 13 : 1

  • Photovoltaik (Südeuropa)8

10 : 1 bis 38 : 1

  • Photovoltaik (Deutschland)9

5,5 : 1 bis 20 : 1

Leider gibt es für die Aufstellung dieser Energiebilanzen keine verbindlichen Regeln, sodass die Zahlen nur als grobe Richtwerte zu verstehen sind (vor allem bei der Photovoltaik werfen Kritiker ein, dass die „High-Tech-Systemkosten“ der Forschungs- und Produktionsinfrastruktur nicht berücksichtigt werden), aber es lässt sich leicht erkennen, dass Öl als Flüssigtreibstoff absolut unerreicht ist und alle anderen Alternativen, ob im fossilen Bereich oder bei den Erneuerbaren, nicht annähernd so hohe Erntefaktoren haben. Die Werte bei den Stromerzeugungstechnologien sind teilweise ähnlich hoch oder sogar noch höher, allerdings ist hier die Vergleichbarkeit wegen der unterschiedlichen Einsatzgebiete schwierig.

Warum ist das so wichtig?

Energie und Kosten sind nicht 1:1 austauschbar, hängen aber voneinander ab – wenn man mehr Energie benötigt, steigen grob gesagt die Kosten (auch wenn es sich um eine andere Energieart handeln sollte). Betrachten wir kurz das folgende, der Übersichtlichkeit halber stark vereinfachte Diagramm, in dem eine Volkswirtschaft als „Black Box“ dargestellt ist, in die Energie und Rohstoffe hineinfließen, um Waren und Dienstleistungen zu produzieren. Ein Teil dieser Waren und Dienstleistungen wird dafür benötigt, Energie und Rohstoffe bereitzustellen, der Rest steht sozusagen zur freien Verfügung und dient zum Teil der Deckung unserer Grundbedürfnisse (der Einfachheit halber fallen darunter hier auch die nötigen laufenden Investitionen zur Aufrechterhaltung der Infrastruktur), zum Teil bietet er uns den Grad an Bequemlichkeit, den wir gewohnt sind – die „Überflussgesellschaft“. Hat nun die Energiegewinnung einen hohen Erntefaktor (analoge Überlegungen gelten für die Rohstoffe), werden nur vergleichsweise wenige Mittel benötigt, um die jeweilige Gesamt-Wirtschaftsleistung zu erzielen, und es steht ein großer Teil dieser Leistung für die Grundbedürfnisse und den Luxus zur Verfügung:

Erntefaktor und Wirtschaft

Betrachten wir nun dieselbe Volkswirtschaft, wenn Energie und Rohstoffe mit niedrigem Erntefaktor bereitgestellt werden. Die Aufwendungen für diese Bereitstellung benötigen nun einen größeren Teil des Gesamtleistungen, sodass weniger für Grundbedürfnisse und Luxus zur Verfügung steht:

Erntefaktor und Wirtschaft 2

Wenn man also dasselbe Niveau an Grundbedürfnissen und Luxus befriedigen möchte, muss man entweder die Gesamtleistung erhöhen oder die technische Effizienz verbessern, mit der Energie und Rohstoffe zur Produktion von Waren und Dienstleistungen eingesetzt werden. In beiderlei Hinsicht aber gibt es Grenzen: Das Raumschiff Erde erlaubt kein unendliches Wachstum, und die Effizienzsteigerung – bei allem Vertrauen in die menschliche Kreativität – stößt an physikalische Grenzen. Wenn man beispielsweise einen Menschen in einem seinem Lebensstil und seinen Sicherheitsbedürfnissen angemessenen motorisierten Individualfahrzeug von Punkt A nach Punkt B bewegen will, ist dafür eine bestimmte Energiemenge nötig, die man schlichtweg nicht unterschreiten kann, wenn man nicht a) ein kleineres Fahrzeug wählt (aber dann kann man mehr nicht gleichzeitig den Hund zum Tierarzt bringen, auf demselben Weg die Kinder von der Kita abholen und noch rasch beim Getränkemarkt reinspringen, um drei Kästen Wasser mitzunehmen), b) die Transportart wechselt (also z. B. aufs Fahrrad umsteigt, aber dann kann man fast gar nichts mehr mitnehmen), oder c) statt nach B nach C fährt, das näher liegt, wo aber die gewünschte Leistung nur in zweitrangiger Qualität zur Verfügung steht. In allen drei Fällen wird weniger Energie verbraucht, aber der Bequemlichkeitsgrad bzw. Nutzen ist zweifellos ebenfalls geringer. Man könnte auch versuchen, die gesamte Erdoberfläche so umzugestalten, dass für alle Menschen sämtliche möglichen Bs möglichst nahe liegen, aber dieses Ziel ließe sich nur in einem eher eingeschränkten Umfang und sehr langfristig verwirklichen (was nicht heißt, dass man es nicht versuchen sollte, siehe das Leitbild der „Stadt der kurzen Wege“).

Kurz und gut – je geringer der Erntefaktor der Energieträger ist, die eine Volkswirtschaft einsetzt, desto schwieriger wird es für diese Volkswirtschaft, den gewohnten Output zu halten oder gar zu steigern. Der US-Ökologe Charles Hall von der State University of New York nimmt sogar an, dass für die Aufrechterhaltung einer technischen Zivilisation insgesamt ein Erntefaktor von mindestens 5:1 erforderlich ist. Wie man an der oberen Liste sehen kann, liegen viele Agrotreibstoffe und synthetische Kohlenwasserstoffe deutlich unter diesem Minimum. Rein unter dem Aspekt des Erntefaktors käme also als Alternative zum Erdöl eine völlige Umstellung des Wirtschaftssystems auf Strom in Frage, aber Strom lässt sich schwer speichern, und eine entsprechende technische Infrastruktur (große Batteriesysteme, Druckluft- oder Pumpspeicher) würde die Effizienz und damit wiederum den Erntefaktor beträchtlich senken. Energie mit niedrigem Erntefaktor ist noch reichlich vorhanden – die Aufrechterhaltung unseres gewohnten Lebensstils wird dadurch wohl nicht möglich sein.

 

1http://www.energybulletin.net/node/21064

2http://www.pentalco.de/resources/pdf_236biokraftstoffvergleich2006.pdf

3http://robertrapier.wordpress.com/category/eroei/

4http://www.volker-quaschning.de/datserv/kev/index.html

5http://www.volker-quaschning.de/datserv/kev/index.html

6Lindburg, A. 2007. Emergy evaluation of a Swedish Nuclear Power Plant. Uppsula University Neutron Physics Laboratory Report ISNN 1401 – 6269.

7http://www.theoildrum.com/node/3949

8http://www.volker-quaschning.de/datserv/kev/index.html

9http://www.volker-quaschning.de/datserv/kev/index.html

Zuletzt aktualisiert am Dienstag, 25. November 2008 um 21:11 Uhr