Nachhaltiges Wachstum und Zukunft der Elektronik

Transkript

1 Nachhaltiges Wachstum und Zukunft der Elektronik Prof. Ernst Ulrich von Weizsäcker Ko-Präsident International Resource Panel

2 Inhalt: How Germany Became the China of Europe Fukushima und Klima Weniger Energie im Wohlstand Ein neuer Kondratjeffzyklus Elektronik und Umwelt Politische Rahmensetzung!

3 am 7. März 2011:

4 am 7. März 2011: Bei uns ist der Exportanteil der Wirtschaft stark gestiegen, stärker als in China. In Frankreich, Kanada usw. ist er zusammengeschnurrt.

5 am 7. März 2011: Die deutsche Arbeitslosenrate ist trotz Finanzkrise gesunken, fast überall sonst ist sie sprunghaft gestiegen.

6 am 7. März 2011: TIME nennt auch Gründe: Höchste Qualität statt Billigprodukte Langfristig denkende Familienunternehmen Reform der sozialen Sicherung (Schröder, Hartz) Kurzarbeitergeld Spitze bei grünen Technologien Betonung der Berufsbildung (alte Tradition) Betonung der Industrie (Kontrast: England, Irland) Früh die asiatischen Märkte entdeckt.

7 Atomunfall Fukushima und Tsunami: Tragödien, Kurssturz, und vielleicht das Ende des Atomzeitalters

8 Aber deshalb jetzt zurück zur Kohle?? Das wäre Wahnsinn in Sachen Klima.

9 Klimadesaster 2010 Ein Eisberg von 260 qkm bricht von Grönland ab Pakistan: Flutkatastrophe Brände rund um Moskau

10 . Zur Zeit destabilisieren wir das Grönlandeis. (rot: Süßwasserbedeckung im Sommer 1992 und 2002)

11 Die Flut kann plötzlich kommen! (nach Michael Tooley. Global sea-levels: floodwaters mark sudden rise. Nature 342 (6245), p )

12 Die Wachstumszonen in Asien liegen fast alle direkt am Meer!

13 Die Destabilisierung polarer Eismassen wäre um ein Vielfaches schlimmer als Fukushima. Warum geschieht so wenig beim Klimaschutz?

14 Die Antwort liegt in der verführerischen Kuznets-Kurve: Erst reich werden, und später Umweltschutz machen! Lokale Verschmutzung reich und schmutzig arm und sauber reich und sauber! Zeit und Wohlstand

15 CO2-Intensität Beim Klimaschutz sind wir immer noch in Phase 1: Die CO2-Intensität ist ein zuverlässiger Wohlstandsindikator! BIP pro Kopf

16 CO2-Intensität Die Kuznets-Kurve der CO2-Vermeidung müssen wir erst noch erfinden!! BIP pro Kopf

17 CO2-Intensität und müssen den Entwicklungsländern helfen, diese zu durchtunneln BIP pro Kopf

18 Wir brauchen eine CO2-Minderung von %. Wie soll das gehen? Da gibt s drei Möglichkeiten: Weniger in der Energie CO2 Weniger Energie im Wohlstand Weniger Wohlstand

19 Die konventionelle Aufteilung heißt: 80%: Weniger CO2 in der Energie 10%: Weniger Energie im Wohlstand 10%: Weniger Wohlstand 100% Conventional thinking less carbon in energy less energy in wealth less wealth

20 Analog jetzt beim Kernenergieausstieg 80%: Strom aus Wind, Gas, Kohle, Import 10%: Weniger Energie im Wohlstand 10%: Alles wird teurer (weniger Wohlstand) 100% Conventional thinking less carbon in energy less energy in wealth less wealth

21 Mir gefällt das nicht. Viel attraktiver wären: 30%: Weniger CO2 in der Energie 65%: Weniger Energie im Wohlstand 5%: Weniger Wohlstand 100%. Aber das ist nichts weniger My strategy als eine neue technische Revolution!! less carbon in energy less energy in wealth less wealth

22 Eine neue technische Revolution, - das nennt man auch einen Kondratjeff-Zyklus. Elektrizität, Chemie, Auto IT Biotech. TV, Flugzeug, Computer Resourcenproduktivität, Erneuerbare Energien Stahl & Eisenbahn Mechanisierung

23 DESERTEC: Europa mit Afrika verbunden, und Solarstrom mit Wind, Wasserkraft, Biomasse und Geothermie. Natürlich mit HGÜ. Und mit viel Elektronik gesteuert

24 Smart Grids: Elektrogeräte, Elektroautos (auch als Speicher), mit zentraler flexibler Steuerung.

25 Die rentable CO2-Vermeidung geht nur mit Effizienz, kaum mit erneuerbaren Energien oder gar CCS! Quelle: McKinsey & Vattenfall 2007

26 Bei der Effizienzrevolution kann die Elektronik eine viel wichtigere Rolle spielen als bei Desertec oder smart grids.

27 Dass eine revolutionäre Verbesserung der Energieproduktivität physikalisch machbar ist, zeigt vielleicht eine Rechnung aus einem Leistungskurs Physik.

28 Stellen Sie sich einen 10 kg schweren Wassereimer vor Wieviele Kilowattstunden braucht man, um ihn von Meereshöhe auf den Gipfel des Mount Everest zu heben?

29 Die Antwort heißt: Eine Viertel Kilowattstunde! 1 kwh (Eine Wattsekunde ist ein Newtonmeter; ¼ Kwh ist Wattsekunden)

30 Dezember 2009 März 2010 Oktober 2010 Das neue Buch Faktor Fünf skizziert die Technologien einer Verfünffachung der Ressourcenproduktivität und den politischen Weg dorthin.

31 Jetzt ein Schnelldurchgang durch die Faktor Fünf-Revolution

32 Amory Lovins Hyperauto ist ca. 5 mal effizienter als der Schnitt Hyperauto 1,2 l/100km Heutige Flotte 6-10 l/100km Energieffizienz

33 Passivhäuser (Wolfgang Feist): zehnfache Energieeffizienz Energieeffizienz

34 Neu: Altbausanierung nach Passivhausstandard Oben: Photos Unten: Thermogramme

35 Statt Portland Zement Geopolymerzement z.b. mit Flugasche aus Kraftwerken (vor allem in China!) Energieeffizienz

36 LED statt Glühbirnen: ein Faktor 10 an Effizienz. Philips 7W Master LED Energieeffizienz

37 Ökologisch optimierte High Tech aus Dresden: OLED

38 Telepräsenz-Konferenz statt Geschäftsreisen Elektronik ist gut für einen Faktor hundert! Energie- und Materialeffizienz

39 Mineralien: Vom großen Baggern zum City-Mining Materialeffizienz

40 Das war ein Schnelldurchgang durch Faktor Fünf. Nun ein paar Worte zur materiellen Seite der Elektronik.

41 103 Lr 102 No 101 Md 100 Fm 99 Es 98 Cf 97 Bk 96 Cm 95 Am 94 Pu 93 Np 92 U 91 Pa 90 Th 89 Ac ** Actinides 71 Lu 70 Yb 69 Tm 68 Er 67 Ho 66 Dy 65 Tb 64 Gd 63 Eu 62 Sm 61 Pm 60 Nd 59 Pr 58 Ce 57 La * Lanthanides 118 Uuo (117) (Uus) 116 Uuh 115 Uup 114 Uuq 113 Uut 112 Uub 111 Rg 110 Ds 109 Mt 108 Hs 107 Bh 106 Sg 105 Db 104 Rf ** 88 Ra 87 Fr 7 86 Rn 85 At 84 Po 83 Bi 82 Pb 81 Tl 80 Hg 79 Au 78 Pt 77 Ir 76 Os 75 Re 74 W 73 Ta 72 Hf * 56 Ba 55 Cs 6 54 Xe 53 I 52 Te 51 Sb 50 Sn 49 In 48 Cd 47 Ag 46 Pd 45 Rh 44 Ru 43 Tc 42 Mo 41 Nb 40 Zr 39 Y 38 Sr 37 Rb 5 36 Kr 35 Br 34 Se 33 As 32 Ge 31 Ga 30 Zn 29 Cu 28 Ni 27 Co 26 Fe 25 Mn 24 Cr 23 V 22 Ti 21 Sc 20 Ca 19 K 4 18 Ar 17 Cl 16 S 15 P 14 Si 13 Al 12 Mg 11 Na 3 10 Ne 9 F 8 O 7 N 6 C 5 B 4 Be 3 Li 2 2 He 1 H 1 eriod Group # 103 Lr 102 No 101 Md 100 Fm 99 Es 98 Cf 97 Bk 96 Cm 95 Am 94 Pu 93 Np 92 U 91 Pa 90 Th 89 Ac ** Actinides 71 Lu 70 Yb 69 Tm 68 Er 67 Ho 66 Dy 65 Tb 64 Gd 63 Eu 62 Sm 61 Pm 60 Nd 59 Pr 58 Ce 57 La * Lanthanides 118 Uuo (117) (Uus) 116 Uuh 115 Uup 114 Uuq 113 Uut 112 Uub 111 Rg 110 Ds 109 Mt 108 Hs 107 Bh 106 Sg 105 Db 104 Rf ** 88 Ra 87 Fr 7 86 Rn 85 At 84 Po 83 Bi 82 Pb 81 Tl 80 Hg 79 Au 78 Pt 77 Ir 76 Os 75 Re 74 W 73 Ta 72 Hf * 56 Ba 55 Cs 6 54 Xe 53 I 52 Te 51 Sb 50 Sn 49 In 48 Cd 47 Ag 46 Pd 45 Rh 44 Ru 43 Tc 42 Mo 41 Nb 40 Zr 39 Y 38 Sr 37 Rb 5 36 Kr 35 Br 34 Se 33 As 32 Ge 31 Ga 30 Zn 29 Cu 28 Ni 27 Co 26 Fe 25 Mn 24 Cr 23 V 22 Ti 21 Sc 20 Ca 19 K 4 18 Ar 17 Cl 16 S 15 P 14 Si 13 Al 12 Mg 11 Na 3 10 Ne 9 F 8 O 7 N 6 C 5 B 4 Be 3 Li 2 2 He 1 H 1 eriod Group # 103 Lr 102 No 101 Md 100 Fm 99 Es 98 Cf 97 Bk 96 Cm 95 Am 94 Pu 93 Np 92 U 91 Pa 90 Th 89 Ac ** Actinides 71 Lu 70 Yb 69 Tm 68 Er 67 Ho 66 Dy 65 Tb 64 Gd 63 Eu 62 Sm 61 Pm 60 Nd 59 Pr 58 Ce 57 La * Lanthanides 118 Uuo (117) (Uus) 116 Uuh 115 Uup 114 Uuq 113 Uut 112 Uub 111 Rg 110 Ds 109 Mt 108 Hs 107 Bh 106 Sg 105 Db 104 Rf ** 88 Ra 87 Fr 7 86 Rn 85 At 84 Po 83 Bi 82 Pb 81 Tl 80 Hg 79 Au 78 Pt 77 Ir 76 Os 75 Re 74 W 73 Ta 72 Hf * 56 Ba 55 Cs 6 54 Xe 53 I 52 Te 51 Sb 50 Sn 49 In 48 Cd 47 Ag 46 Pd 45 Rh 44 Ru 43 Tc 42 Mo 41 Nb 40 Zr 39 Y 38 Sr 37 Rb 5 36 Kr 35 Br 34 Se 33 As 32 Ge 31 Ga 30 Zn 29 Cu 28 Ni 27 Co 26 Fe 25 Mn 24 Cr 23 V 22 Ti 21 Sc 20 Ca 19 K 4 18 Ar 17 Cl 16 S 15 P 14 Si 13 Al 12 Mg 11 Na 3 10 Ne 9 F 8 O 7 N 6 C 5 B 4 Be 3 Li 2 2 He 1 H 1 Period Group # 103 Lr 102 No 101 Md 100 Fm 99 Es 98 Cf 97 Bk 96 Cm 95 Am 94 Pu 93 Np 92 U 91 Pa 90 Th 89 Ac ** Actinides 71 Lu 70 Yb 69 Tm 68 Er 67 Ho 66 Dy 65 Tb 64 Gd 63 Eu 62 Sm 61 Pm 60 Nd 59 Pr 58 Ce 57 La * Lanthanides 118 Uuo (117) (Uus) 116 Uuh 115 Uup 114 Uuq 113 Uut 112 Uub 111 Rg 110 Ds 109 Mt 108 Hs 107 Bh 106 Sg 105 Db 104 Rf ** 88 Ra 87 Fr 7 86 Rn 85 At 84 Po 83 Bi 82 Pb 81 Tl 80 Hg 79 Au 78 Pt 77 Ir 76 Os 75 Re 74 W 73 Ta 72 Hf * 56 Ba 55 Cs 6 54 Xe 53 I 52 Te 51 Sb 50 Sn 49 In 48 Cd 47 Ag 46 Pd 45 Rh 44 Ru 43 Tc 42 Mo 41 Nb 40 Zr 39 Y 38 Sr 37 Rb 5 36 Kr 35 Br 34 Se 33 As 32 Ge 31 Ga 30 Zn 29 Cu 28 Ni 27 Co 26 Fe 25 Mn 24 Cr 23 V 22 Ti 21 Sc 20 Ca 19 K 4 18 Ar 17 Cl 16 S 15 P 14 Si 13 Al 12 Mg 11 Na 3 10 Ne 9 F 8 O 7 N 6 C 5 B 4 Be 3 Li 2 2 He 1 H 1 Period Group # Bei Hochtechnologie-Metallen wie Gallium, Indium, Neodym usw liegt die Recyclingrate unter 1%!! Quelle: Thomas Graedel et a. Recycling Rates of Metals. International Resource Panel, >50% >25-50% >10-25% 1-10% <1%???

42 Die EU 27 ist bei vielen Metallen zu 100% von Importen abhängig! Quelle: SOER 2010, EEA, S.7

43 Große Mengen Edelmetalle und NE-Metalle sind im Computerschrott Quelle: EMPA, St. Gallen

44 Energieeinsparungen bei Verwendung von Sekundär- gegenüber Primärrohstoffen. (Allerdings nur bei großen Mengen!) Quellen: Fricke 2006

45 In einer Tonne Handyschrott mal mehr Gold als in einer Tonne Golderz aus Südafrika! Bildquelle: v-areainfo. styriartig.at/?tag=handy

46 Beim Rezyklieren gruppieren sich seltene Metalle meist an die Leitmetalle Kupfer, Nickel und Blei. Die Trennung von diesen erfolgt in einem zweiten Schritt. Quelle: Umicore, 2008

47 Aber ein großer Teil des Elektronikschrotts geht immer noch in die Dritte Welt. Quelle: Peter Moers

48 Vor der EU-Elektroschrottrichtlinie von 2002 ging der Elektro- und Elektronikschrott großenteils nach China und Indien.

49 Äußerst unterschiedliche Firmen engagieren sich in der Metallrückgewinnung

50 Und die Politik will helfen durch Einführung einer zusätzlichen Wertstofftonne, vor allem für Elektronikschrott

51 Die ISEB Stiftung ist eigentlich für Software Testing und zugehörige Zertifikate bekannt. Jetzt hat sie sich auch mit der Ökologisierung der Infotechnik beschäftigt. Hauptthemen: Energie, toxische Stoffe und Recycling.

52 Es gab Riesenfortschritte bei der Enegieeffizienz und dem Kleinerwerden der Hardware. Seit 1977 (Einführung des ersten PC, des Apple 2) hat sich die Material- und Energieintensität pro Informationsdienstleistung um einen Faktor 1000 verringert! (Q: Hilty, L.M. (2008) Information Technology and Sustainability, S. 13)

53 Aber: Gleichzeitig hat sich der Energie- und Materialverbrauch in der IT-Branche sicher etwa vertausendfacht. Erklärung: Die Zahl der IT-Dienstleistungen hat sich reichlich vermillionenfacht. Ein Teil davon hat andere Branchen viel effizienter gemacht. Aber der Gesamtenergieverbrauch steigt ungebremst an!

54 Selbst Suchmaschinen brauchen viel Strom! 50 Milliarden jährliche Such-Anfragen im Internet (meist: Google) verbrauchen ca 15 Millionen Kilowattstunden Strom. (Q: Google (undated) Efficient Computing: Introduction, Zugriff 30 März 2009.)

55 Die Konsumsteigerung durch Effizienz nennt man auch den Rebound-Effekt William S. Jevon s beschrieb 1865 in The Coal Question, wie die Erfindung der äußerst kohleeffizienten Dampfmaschine nicht etwa zu einem Rückgang, sondern zu einem steilen Anstieg des Kohleverbrauchs führte. Man nennt es auch das Jevons- Paradox oder das Khazzoom- Brookes Postulat.

56 Rebound-Effekt in den USA: Energieintensität nimmt ab, aber der Energieverbrauch steigt. SUV s, Zersiedlung, Tausende neuer Stromanwendungen, allen voran: IT

57 Der Rebound-Effekt zwingt uns zu neuem Denken bei staatlichen Eingriffen. Mit Einzelregulierungen schaffen wir immer mehr Bürokratie (man denke nur an REACh!). Wir müssen marktwirtschaftlich denken und endlich die Preise sprechen lassen!

58 Es geht um ein Umdenken bei der Produktivität Seit 1850 hat sich die Arbeitsproduktivität verzwanzigfacht Von 1975 bis 2050 sollte sich die Ressourcenproduktivität verzehnfachen

59 Die Arbeitsproduktivität stieg mit den Bruttolöhnen Bruttolohnkosten und Arbeitsproduktivität in den USA von 1910 bis 1960

60 Sind die Energie- und Rohstoffpreise gestiegen? Sie sind seit 200 Jahren systematisch gefallen!!

61 Wir müssen politisch dafür sorgen, dass die Preise einigermaßen die ökologische Wahrheit sagen. Wenn die Märkte das nicht schaffen, muss der Staat eingreifen!

62 Warum nicht die Energie- und Rohstoffpreise parallel zu den Effizienzgewinnen anheben? Dann bleiben die monatlichen Kosten für Energie usw. im Durchschnitt konstant. Die Strategie heißt auch, Preise senken, wenn die Preise auf den Märkten nach oben hüpfen!

63 Hohe Energiepreise brauchen der Wirtschaft nicht zu schaden, solange das Geld im Lande bleibt. Japan hatte mit Abstand die höchsten Energiepreise, - und ist wirtschaftlich - technologisch davongezogen! OECD data. Picture: Wuppertal Institute

64 Zusammengefasst: Elektronik ist ein zivilisatorischer Segen und kann auch der Umwelt enorm helfen. Aber erst eine Steuerung über den Preis (vor allem Energie) kann verhindern, dass der Segen zum Fluch wird.

65 Vielen Dank!