Krausmann | Toblacher Gespräche | 02. Oktober 2009 Toblacher Gespräche 02. Oktober 2009 Am Beginn des Zweiten Solarzeitalters Über Aufstieg und Niedergang

Krausmann | Toblacher Gespräche | 02. Oktober 2009

Toblacher Gespräche02. Oktober 2009

Am Beginn des Zweiten Solarzeitalters

Über Aufstieg und Niedergang der fossilen Epoche

Fridolin Krausmann


Socio-economic system

Gesellschaftlicher Stoffwechsel

Natürliche Ressourcen

Abfälle und Emissionen

Umweltprobleme•Landwirtschaft•Bergbau•Knappheit•Übernutzung

Umweltprobleme•Treibhausgase•Toxische Substanzen•Abfall entsorgung•Abwasser

Gesellschaft

Natürliche Umwelt


elektromagnetischeStrahlung

Photosynthese

Brennstoffthermische

Energie

Arbeitmechanische

Energie.

Tieremetabolische

energie

Menschenmetabolische

Energie

Acker

Arbeitmechanische

Energie

WeideWaldErwärmung der Atmosphäre

Windmechanische

Energie

Wasserkraftmechanische

Energie

SonneDas solare Energiesystem agrarischer Gesellschaften:

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2006


Das kontrollierte Solarenergiesystem agrarischer Gesellschaften

• Biomasse stellt mehr als 98% des Energieaufkommens

– Landw. Biomasse für Nahrung

– Futter für Zugtiere

– Brennholz für Raumwärme, Nahrungszubereitung und gewerbliche Prozesse

– Wasser-/Windenergie und Kohle sind mengenmäßig nur von untergeordneter Bedeutung

• Verfügbare Fläche und Landnutzung bestimmen die mögliche Energiemenge.

Österreich: Energie und Landnutzung um 1800

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Primärenergie

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Nahrung f. Menschen

Futter für Arbeitstiere

Brennholz für Haushalte Und Gewerbe

Biomasse materiell genutzt


Das kontrollierte Solarenergiesystem

Landw. Bevölkerung

Landnutzung

Photosynthese

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Fossile Energie

Energieflüsse

Nicht-landw.Bevölkerung

Produktion


Landwirtschaft: Quelle gesellschaftlich nutzbarer Energie

Photosynthese

1 GJ Arbeit* etc. 4-7 GJ Nahrung

Landwirtschaft

*Primärenergieäquivalent von Arbeit


Die Grenzen des solaren Energiesystems

• Nutzung erneuerbarer Flüsse von Energie: Voraussetzung für ökologische Nachhaltigkeit.

• Die Aufrechterhaltung der Bodenfruchtbarkeit als zentrales Nachhaltigkeitsproblem.

• Wachstum ist begrenzt: Abnehmender Grenzertrag.

• Transport ist begrenzt: Landtransport ist mit hohen Energiekosten verbunden.

• Urbanisierung und räumliche Ausdifferenzierung sind begrenzt.

Kasimir Geibel, 1896


Kohle Eisen

DampfschiffEisenbahn

Bergbau

GebläsePumpeDampf-

maschine

Kohle: Die erste Energietransition

• Ab 1700 setzt sich in England die Nutzung von Kohle durch.

• Technologiekomplex aus Kohle, Dampfmaschine, Eisen & Stahl, Eisenbahn.

• Die erste Energietransition: Der Anteil von Biomasse am Energieumsatz sinkt.

• Kohle hebt Wachstumsschranken auf. -

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Verbrauch von Kohle [kg/Kopf/Jahr] im 19. Jahrhundert

Quelle: Mitchell 2003


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Kohle

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Energieverbrauch in Wien 1800-2000

Kohle

Biomasse


Kohle: Der „unterirdische Wald“

Archie Rhys Griffith:Coal mining, 1928

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²Kohleverbrauch als virtuelle Waldfläche

Fläche Großbritannien


Annäherung an die Grenzen:Landwirtschaft als Flaschenhals für Wachstum

• Die Landwirtschaft erhält kaum energetische Subventionen aus dem Kohle basierten Energiesystem – aber:

• Urbanisierung und Bevölkerungswachstum: Verdoppelung der Bevölkerung.


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Annäherung an die Grenzen: Ertragssteigerung durch Optimierung

• Biologische Innovationen (neue Kulturpflanzen, mehr Vieh, mehr Dünger) ermöglichen eine Steigerung der Nahrungsproduktion.

• In England waren die Potentiale weitgehend ausgereizt: stagnierende Erträge

Getreide Ertrag

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“Flächenimport” nach England

Die Importabhängigkeit der Nahrungsversorgung erreicht in England um 1900 über 50%.

England nutzt um 1900 mehr Ackerflächen in Übersee als auf eigenen Territorium.

US Exporte basieren auf einer nicht-nachhaltigen Bodennutzung

Produktion pro Kopf

Importe pro Kopf

Getreide: Produktion und Import1830 bis 1900


Erdöl: Die zweite Energietransition

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Kohle

Öl und Erdgas

Energieverbrauch in den USA 1870-2005• Erdölboom beginnt ab 1900 in

den USA.

• Zweite Energietransition: Erdöl löst Kohle als Schlüssel-ressource ab.

• Technologiekomplex: Erdöl-Verbrennungsmotor-KFZ-Petrochemie-Elektrifizierung.

• Massenproduktion und Massenkonsum: Material/Energieumsatz der Haushalte steigt.

• Synchronisierung der Entwicklung in den Industrieländern.

Quelle: Gierlinger 2009


Steigender pro Kopf Verbrauch: Elektrifizierung und Motorisierung

Stromverbrauch pro Kopf Kraftfahrzeugbestand

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Quelle: Mitchell 2003


Fossilenergie und die Industrialisierung der Landwirtschaft

• Die Industrialisierung der Landwirtschaft schließt den Prozess der Entkoppelung von Energie und Fläche ab:

• Mechanisierung: Substitution und Anstieg der installierten Leistung pro Flächeneinheit.

• Agrochemie: Überwindung der Nährstoffschranken. Nutzvieh verliert seine Bedeutung im Nährstoff-management.


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Traktoren

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Menschliche Arbeit


Mechanisierung der Landwirtschaft: Installierte Leistung (Österreich)

• Die Industrialisierung der Landwirtschaft schließt den Prozess der Entkoppelung von Energie und Fläche ab:





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Kunstdünger

N-Fixierung

Stickstoff Input in die Landwirtschaft• Die Industrialisierung der

Landwirtschaft schließt den Prozess der Entkoppelung von Energie und Fläche ab:




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Nahrungsproduktion steigt schneller als Bevölkerung: Österreich 1830-2000

Bevölkerung

Essbare Biomasse (Bevölkerungsäquivalent)


Die Transformation der Landwirtschaft:Von Energiebereitstellung….

Photosynthese

1 GJ Arbeit* 4-7 GJ Nahrung

Landwirtschaft

*Primärenergieäquivalent von Arbeit


Photosynthese

0,1 GJ Arbeit*

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30-35 GJ Fossile

Landwirtschaft

Die Transformation der Landwirtschaft:….zu einer Senke von Energie

* Primärenergieäquivalent von Arbeit


Das kontrollierte Solarenergiesystem

Landwirt.Bevölkerung

Landnutzung

Nicht-Landw.Bevölkerung

Produktion

Photosynthese

ArbeitBiomasse

Fossile Energie

Energieflüsse


Das fossile Energiesystem

Landw.Bevölkerung

Landnutzung

Urban-industr. Bevölkerung

Produktion

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Fossile Energ.

ArbeitBiomasse

Fossile Energie

Energieflüsse


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Steigender pro Kopf Verbrauch und Stabilisierung:Energieverbrauch Österreich und UK, 1900-2000

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Österreich

Vereinigtes Königreich



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Globaler Energie- und Materialverbrauch pro Kopf, 1900 bis 2005

Energie

Material



Globaler Ressourcenverbrauchabsolut, 1900 bis 2005: ungebremstes Wachstum

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Construction minerals

Ores and industrial minerals

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Agrargesellschaften Industriegesellschaft

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FossileEnergieträger

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Herausforderungen:Hoher Ressourcenverbrauch der Industrieländer

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Zurück zum solaren Energiesystem?

EnergieverbrauchÖsterreich 2000

EnergieverbrauchEngland 2000

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Herausforderung:Globale Ungleichheit und Wachstum

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Least Developed Industrializing Industrial

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Mineralien

FossileEnergieträger

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Schlussgedanken:

• Der Ressourcenverbrauch in den Industrieländern muss sinken; Entkoppelung von Wachstum und Ressourcenverbrauch in Ländern des Südens.

• Technologie allein ist vermutlich zu wenig; es wird tiefgreifender gesellschaftlicher Veränderungen bedürfen.

• Food First: Biomasse ist zuerst Nahrung. Die Weltbevölkerung wird bis 2050 auf über 9 Milliarden Menschen wachsen und bereits jetzt eignet sich die Menschheit 30% der verfügbaren Biomasse an. Das globale Potential für Bioenergie wird auf max. 100 EJ (20% des aktuellen Energie Verbrauchs) geschätzt.

• Biomasse ist, wie viele andere erneuerbare Ressourcen, eine regionale Ressource. Die umsichtige und nachhaltige Nutzung von Biomasse braucht aber auch eine globale Perspektive.


Vielen Dank für ihre Aufmerksamkeit

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