Energie und Metalle Ressourcen werden knapp Der erzwungene Abschied von der Verschwendung. Jörg Schindler

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1 Ingolstadt, Ingolstadt, Juli Juli Energie und Metalle Ressourcen werden knapp Der erzwungene Abschied von der Verschwendung Jörg Schindler Gesprächskreis Die Transformateure Akteure der Großen Transformation. ASPO Deutschland e.v.

2 Übersicht Übersicht Nur über ein Verständnis der Geschichte des Gebrauchs von Energie und Metallen erschließt sich die Gegenwart Eine kurze Geschichte der Energienutzung bis zum fossilen Endspiel Eine kurze Geschichte der Metallnutzung der Verlauf der zunehmenden Metallisierung Energie und Metalle ihre Nutzung bedingt sich wechselseitig Der erzwungene Abschied von der Verschwendung die Nichtnachhaltigkeit wird offenbar Ein anderer Umgang mit Energie und Metallen ist notwendig 2

3 Vorbemerkung 3

4 Ötzi Ötziwar warein einmoderner modernermensch Mensch er erverfügte verfügteüber überhigh hightech tech Heavy metal: Das Kupferbeil Quelle: 4

5 Ca. Ca Jahre Jahrespäter: später: Ötzi Ötzivon vonheute heute mit mit smart smartphone phone All metals: smart phone 5

6 Wir Wirbrauchen brauchenden denblick Blickauf aufdie dielange langegeschichte Geschichte Die Nutzung von Energie und Metallen bilden die unverzichtbare Grundlage unserer Lebensweise. Wird selten zusammengebracht. Diese Nutzung in den entwickelten Ländern ist zunehmend und offensichtlich nichtnachhaltig. Wie ist es dazu gekommen? Und wo stehen wir heute? Verständnis erschließt sich erst durch einen Blick auf die lange Geschichte. Es ist die Geschichte der fortschreitenden Aneignung der Erde durch den Menschen mittels Energie und Technik (Stoffe und Metalle). Dabei hilft der Blick ex ante (was konnte man jeweils wissen über die Zukunft?). Er macht deutlich, dass wir heute am Beginn einer neuen Umbruchszeit stehen, für die wir noch keinen Namen haben. Der Fokus der Nachhaltigkeitsdebatte auf Energie ist richtig. Aber ebenso grundlegend sind die Metalle für die Transformation. 6

7 Eine kurze Geschichte der Energienutzung bis zum fossilen Endspiel 7

8 Der DerMensch Menschlernt lerntdie diekräfte Kräfteder dernatur Naturtechnisch technischzu zunützen nützen Mit der Beherrschung des Feuers fing die Vorherrschaft des Menschen an. Holz und andere brennbare Biomasse machten Energie jenseits der menschlichen und tierischen Körperkräfte verfügbar. Erst das Garen von Speisen, dann der Einsatz hoher Temperaturen zur Schaffung irdener Gefäße und zur Konditionierung und Legierung von (erst wenigen) Metallen. Dank der dadurch möglichen Gerätschaften wurde es zunehmend möglich, die mechanischen Kräfte von Wind und Wasser nutzbar zu machen (Segelschiffe, Windmühlen, Wasserräder). Dies war das vorherrschende Energieregime bis weit ins 2. Jahrtausend n. Chr. 8

9 Die Dieindustrielle industriellerevolution Revolution Kohle Kohleund undeisen Eisen In der 2. Hälfte des 18. Jahrhunderts wurden in Nordengland große Mengen von sea coal gefördert und in den Süden des Landes verschifft. Holz war schon knapp und relativ teurer. Der unterirdische Wald lieferte nie dagewesene Energiemengen. Mit der Erfindung und zunehmenden Weiterentwicklung der Dampfmaschine konnten mit Kohle befeuerte Dampfmaschinen zur Entwässerung der Gruben eingesetzt werden: Kohleförderung aus größeren Tiefen wurde möglich. Koks war die Voraussetzung für die Eisenherstellung in großen Mengen. Ganz neue Technologien und Maschinen wurden möglich. Kohle wurde zum energetischen Treiber der Industriellen Revolution. Doch die Zeitgenossen des 18. und 19. Jahrhunderts kannten diesen Begriff nicht. Sie hatten keinen Namen für die revolutionären Umbrüche, die sie gestalteten und erlitten. 9

10 Erdöl Erdölund undder deraufstieg Aufstiegdes desmodernen modernenverkehrs Verkehrs Erdöl, zuerst mittels Bohrungen gefördert in der 2. Hälfte des 19. Jahrhunderts, war zunächst der Ersatz für das aus Walen gewonnene Lampenöl. (Moby Dick ist die Geschichte des Niedergangs des Walfangs, ebenfalls einer Zeitenwende.) Erdöl begann seinen späteren Aufstieg an der Wende vom 19. zum 20. Jahrhundert als Kraftstoff für den motorisierten Verkehr: von der Kohle zum Öl. (Zuerst der Umstieg bei der britischen Kriegsmarine.) Die Kombination von Verbrennungsmotor und Öl ist eine einzigartige Erfolgsgeschichte: möglich wurde jetzt erst der motorisierte Straßenverkehr und wahr wurde der Traum vom Fliegen. Der moderne Verkehr formte Siedlungsstrukturen und die räumliche Arbeitsteilung der Wirtschaft. Er ist die Basis des westlichen Lebensstils. 10

11 Die Diegroße großebeschleunigung Beschleunigungder der1950er 1950erJahre Jahre Nach dem 2. Weltkrieg kam zum amerikanischen (und russischen) Öl das Öl aus dem Mittleren Osten. Öl wurde zunehmend billiger und war reichlich und prägte so die Wahrnehmung. Es begann die Massenmotorisierung und das Leitbild der amerikanischen Konsumgesellschaft setzte sich in den industrialisierten Ländern durch. Öl wurde zum wichtigsten Energieträger. Erdgas kam neu hinzu und wurde wichtig im Wärmemarkt. Damit war das fossile Trio (Kohle, Öl und Gas) in den 1970ern komplett. Eine Umbruchsphase von nur gut zwei Jahrzehnten. Dennoch: Ab jetzt sollte Energie für immer billig und reichlich sein. 11

12 Das Dasfossile fossileendspiel Endspiel Peak PeakOil Oil Die globale konventionelle Ölförderung ist seit 2005 auf einem Plateau. Die Mehrzahl der Förderländer hat ihr Fördermaximum schon überschritten. Einen Zuwachs hat es danach nur bei der unkonventionellen Ölförderung in Nordamerika gegeben (Teersande in Kanada und Light Tight Oil mittels Fracking in den USA). Jetzt ist dank des Preisverfalls die Fracking-Blase geplatzt. Weltweit ist die Ölindustrie in der Krise. Abgesagte Investitionen in Höhe von 1000 Mrd. Dollar und Massenentlassungen kennzeichnen die Lage. Der Abstieg vom weltweiten Fördermaximum steht bevor und er könnte steil sein. 12

13 Geschichte Geschichteder derölfunde Ölfundeund undder derölförderung Ölförderung 13

14 Plateau Plateauder derkonventionellen konventionellenölförderung Ölförderungseit seitmitte Mitte Grafik: Matt Mushalik, 14

15 LBST-Szenario: LBST-Szenario:Rückgang Rückgangder derölförderung Ölförderungbis bis

16 Der DerSeneca SenecaEffekt: Effekt:Warum Warumder derabstieg Abstiegsteiler steilerist istals alsder deranstieg Anstieg Quelle: Ugo Bardi, 16

17 Eine kurze Geschichte der Metallnutzung der Verlauf der zunehmenden Metallisierung 17

18 Kupfer Kupfer das daserste erstefunktionsmetall Funktionsmetall Ötzi the iceman hatte als innovativstes Werkzeug ein Kupferbeil. Er lebte um ca v. Chr.. Kupfer war das erste Gebrauchsmetall, das die Menschen genutzt haben. Die Gründe sind vielfältig: Gediegenes und leicht zugängliches Vorkommen, Bearbeitbarkeit mit den damaligen Mitteln, günstige Materialeigenschaften für Werkzeuge, etc. Heute sprechen wir von der Kupferzeit (Datierung global sehr unterschiedlich, ca. schon vor bis v. Chr.). Doch die Menschen der Kupferzeit wussten nicht, dass Kupfer ein Metall ist. Rückblickend war diese Ära der Beginn einer zunehmenden Metallisierung. 18

19 Von VonBronze Bronzebis biseisen Eisen Zinn war das nächste Metall, das die Menschheit technisch genutzt hat. Legiert mit Kupfer entsteht Bronze, ein Metall mit besseren Eigenschaften für u.a. die Herstellung von Werkzeugen und Waffen. Der Bronzezeit folgte um etwa 1200 v. Chr. die Eisenzeit. Bis zur industriellen Revolution blieben Kupfer, Zinn und Eisen die wichtigsten technischen Metalle (Funktionsmetalle). Jetzt wurden Eisen und Stahl erstmals in großen Mengen verfügbar. Kupfer kam zu neuer Verwendung und Bedeutung mit Beginn der Elektrifizierung in der 2. Hälfte des 19. Jahrhunderts. Metalle waren aufwändig herzustellen und daher kostbar. Ihre Verwendung orientierte sich an technischen Notwendigkeiten. Während dieser ganzen Zeit wurde auch Gold und Silber gefunden und verwendet für Schmuck oder für Münzen. Ein eigenes Kapitel. 19

20 Mehr MehrMetalle Metalleund unddie dieentdeckung Entdeckungdes desperiodensystems Periodensystems In der 2. Hälfte des 19. Jahrhunderts wurde das Periodensystem entdeckt (auch wenn es noch lange dauern sollte, bis es voll verstanden wurde). Technische und wissenschaftliche Fortschritte führten dazu, dass immer mehr Metalle mit ihren spezifischen Eigenschaften in neuen Anwendungen nutzbar gemacht wurden. Um 1900 waren es bereits etwa 20 Elemente. Bis zum Jahr 2000 wurden schon ca. drei Dutzend Elemente genutzt. Danach setzte sich die Dynamik fort, getrieben von weiteren Innovationen. Wichtig dabei insbesondere die Informations- und Kommunikationstechnologien. 20

21 Alle AlleMetalle Metalle all allmetals metalsage age Im Zuge der zunehmenden Metallisierung wurden auch alle Seltenerdmetalle nutzbar gemacht. (Sie heißen zwar selten, sind aber nicht wirklich selten in der Erdkruste.) Inzwischen werden praktisch alle stabilen Elemente des Periodensystems technisch genutzt. Wir befinden uns im all metals age (so als Begriff vorgeschlagen von Martin Held). Beispielhaft ist hier das Smart Phone zu nennen. Es enthält eine Vielzahl von Elementen in winzigsten Konzentrationen. Dies scheint auf den ersten Blick eine effiziente Verwendung von Rohstoffen zu sein. Es wird noch gezeigt werden, dass das in Wirklichkeit ein gravierendes Problem darstellt. 21

22 Energie und Metalle ihre Nutzung bedingen sich gegenseitig 22

23 Metalle Metallesind sindessentiell essentiell Alle erneuerbaren Energietechnologien brauchen Metalle. Das gilt für alle Formen der Stromerzeugung: von der Wasserkraft über Windkraft und Fotovoltaik bis zur Geothermie. Das gilt auch für alle Formen der regenerativen Wärmenutzung. Und es gilt vor allem auch für die Digitalisierung, die entgegen einer verbreiteten Wahrnehmung eben keine Entmaterialisierung zur Folge hat. Ganz im Gegenteil! Nicht zu vergessen die sonstigen Infrastrukturen und Gerätschaften, die die industrialisierten Länder prägen. 23

24 Metalle Metalleund undenergie Energie Metalle, und allgemein Minerale, kommen unterschiedlich konzentriert und unterschiedlich verteilt in der Erdkruste vor. Je geringer die Konzentration eines Metalls in der Lagerstätte ist und je mehr es in komplexen chemischen Verbindungen vorkommt und mit anderen Metallen vergesellschaftet ist, desto höher ist der Energieaufwand für Gewinnung, Konditionierung und Aufkonzentration. Empirisch ist bei vielen Metallen wegen der Erschöpfung hochkonzentrierter Lagerstätten der steigende Energieaufwand schon beobachtbar. Jedoch braucht es zunehmend die Metalle für die Energiebereitstellung. Gleichzeitig steigt der Energieaufwand für die Energiebereitstellung. Ein circulus vitiosus! Eine naturgesetzliche Abwärtsspirale. 24

25 Der erzwungene Abschied von der Verschwendung die Nichtnachhaltigkeit wird offenbar 25

26 Fossile FossileNichtnachhaltigkeit Nichtnachhaltigkeit Peak Oil leitet den Peak aller fossilen Energieträger ein: mit etwa ein bis zwei Jahrzehnten Verzögerung wird auch die Förderung von Kohle und Erdgas ihren Höhepunkt erreichen. Peak Oil leitet das Ende von business as usual (BAU) ein. Die Nichtnachhaltigkeit des fossilen Energieregimes wird offenbar: sowohl von der Ressourcenseite als auch von der Klimaseite Der Übergang zu einem postfossilen erneuerbaren Energieregime ist unvermeidlich. Mit knapper werdender Energie wird in Zukunft im wahren Wortsinn gewirtschaftet werden müssen. 26

27 Dissipation Dissipation der dernichtnachhaltige nichtnachhaltigeverbrauch Verbrauchvon vonmetallen Metallen Anders als Energie werden Metalle nicht verbraucht. Sie verschwinden nicht durch ihre Verwendung. (Energie verschwindet zwar auch nicht durch ihre Nutzung, sie erhöht lediglich die Entropie das Niedrigenergieniveau und ist dann nicht mehr nutzbar.) Der Einsatz von einer Vielzahl von Elementen in geringsten Konzentrationen und auch noch vermischt führt zu einer Feinverteilung von aufwändig hergestellten Rohstoffen. Sie sind damit, obwohl noch da, praktisch nicht mehr erneut nutzbar. Sie werden de facto verbraucht. Man nennt das Dissipation (oder auch stoffliche Entropie). Dissipation ist Verschwendung. Sehr klar wird das auch in der Bedeutung des englischen Begriffs dissipation. 27

28 Ein anderer Umgang mit Energie und Metallen ist notwendig 28

29 Unterschiedliche UnterschiedlicheKonsequenzen Konsequenzender dernichtnachhaltigkeit Nichtnachhaltigkeit Ausweg aus der Nichtnachhaltigkeit der fossilen Energienutzung ist der Übergang zu einem postfossilen Energieregime. Was aber ist der Ausweg aus dem nichtnachhaltigen Verbrauch von Metallen? Postmetallisch geht offensichtlich nicht. Metalle sind notwendig. Metalle sind die Basis einer erneuerbaren Energiebereitstellung sowie der vielfältigen Anlagen und Produkte, die für unsere Lebensweise notwendig sind. Dabei ist sicher die Frage zu beantworten: Was brauchen wir wirklich? Und was ist verzichtbar oder ist sogar Ballast? Flaschenhälse werden für diese Entscheidungen ein Wegweiser sein. Die Suche nach einem nachhaltigen Gebrauch von Metallen steht an. 29

30 Es Esbraucht brauchtein einmetallbewusstsein Metallbewusstsein All metals age: Es geht erst richtig los! Wir stehen ganz am Anfang einer neuen Epoche. Die Konsequenzen sind nicht absehbar, aber die Veränderungen werden umfassend sein. Wie seinerzeit der Ötzi mit dem Kupferbeil haben wir noch keinen Begriff für die große Transformation, an deren Beginn wir stehen. Wir haben mit unseren scheinbar effizienten high-tech Produkten einen nichtnachhaltigen Pfad der Verschwendung eingeschlagen. Wir müssen lernen, diesen Pfad zu korrigieren. Wir müssen lernen, Metalle zu gebrauchen, statt sie zu verbrauchen. Dazu muss die Gesellschaft (analog zum Energiebewusstsein) ein Metallbewusstsein entwickeln. 30

31 Links Gesprächskreis Die Transformateure Akteure der Großen Transformation ASPO Deutschland e.v. Energy Watch Group Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH 31