via EurekAlert Unser Energiehunger ist an unsere wirtschaftliche Vergangenheit gebunden
So wie ein lebender Organismus ständig Nahrung benötigt, um sich selbst zu erhalten, verbraucht eine Wirtschaft Energie, um zu arbeiten und die Dinge am Laufen zu halten. Dieser Verbrauch ist jedoch mit den Kosten für Treibhausgasemissionen und den Klimawandel verbunden. Wie können wir also Energie nutzen, um die Wirtschaft am Leben zu erhalten, ohne dabei den Planeten auszubrennen?
In einem Artikel in PLOS ONE berichten Tim Garrett, Professor für Atmosphärenwissenschaften an der Universität von Utah, zusammen mit dem Mathematiker Matheus Grasselli von der McMaster University und dem Ökonomen Stephen Keen vom University College London, dass der derzeitige weltweite Energieverbrauch an eine unveränderliche wirtschaftliche Produktion in der Vergangenheit gebunden ist. Und der Ausweg aus einer ständig steigenden Kohlenstoffemissionsrate muss nicht unbedingt eine immer höhere Energieeffizienz sein – tatsächlich kann es das Gegenteil sein.
“Wie erreichen wir eine stabile Wirtschaft, in der eine wirtschaftliche Produktion besteht, die jedoch nicht kontinuierlich zunimmt und unseren Energiebedarf erhöht?” Sagt Garrett. “Können wir nur überleben, indem wir den Verfall reparieren und gleichzeitig die vorhandene fossile Infrastruktur auf einen nicht fossilen Appetit umstellen? Können wir die Flamme vergessen?”
Thermoökonomie
Garrett ist Atmosphärenforscher. Er erkennt jedoch an, dass atmosphärische Phänomene, einschließlich steigender Kohlendioxidwerte und Klimawandel, mit der wirtschaftlichen Aktivität des Menschen verbunden sind. “Da wir das Erdsystem als physikalisches System modellieren”, sagt er, “habe ich mich gefragt, ob wir Wirtschaftssysteme auf ähnliche Weise modellieren können.”
Er ist nicht der Einzige, der an Wirtschaftssysteme in Bezug auf physikalische Gesetze denkt. Tatsächlich gibt es ein Forschungsgebiet namens Thermoökonomie. So wie die Thermodynamik beschreibt, wie Wärme und Entropie (Störung) durch physikalische Systeme fließen, untersucht die Thermoökonomie, wie Materie, Energie, Entropie und Information durch menschliche Systeme fließen.
Viele dieser Studien befassten sich mit Korrelationen zwischen Energieverbrauch und aktueller Produktion oder dem Bruttoinlandsprodukt. Garrett verfolgte einen anderen Ansatz; Sein Konzept eines Wirtschaftssystems beginnt mit der jahrhundertealten Idee einer Wärmekraftmaschine. Eine Wärmekraftmaschine verbraucht bei hohen Temperaturen Energie für die Arbeit und gibt Abwärme ab. Aber es verbraucht nur. Es wächst nicht.
Stellen Sie sich nun eine Wärmekraftmaschine vor, die wie ein Organismus Energie verwendet, um nicht nur sich selbst zu erhalten, sondern auch zu wachsen. Aufgrund des Wachstums in der Vergangenheit wird immer mehr Energie benötigt, um sich selbst zu erhalten. Für den Menschen kommt die Energie aus der Nahrung. Das meiste geht zum Unterhalt und ein wenig zum Wachstum. Und von der Kindheit bis zum Erwachsenenalter wächst unser Appetit. Wir essen mehr und atmen immer mehr Kohlendioxid aus.
“Wir haben die Wirtschaft als Ganzes betrachtet, um zu sehen, ob ähnliche Ideen zur Beschreibung unserer kollektiven Aufrechterhaltung und unseres kollektiven Wachstums gelten können”, sagt Garrett. Während Gesellschaften Energie verbrauchen, um das tägliche Leben aufrechtzuerhalten, fließt ein kleiner Teil der verbrauchten Energie in die Produktion von mehr und das Wachstum unserer Zivilisation.
“Wir sind schon eine Weile da”, fügt er hinzu. “Es ist also eine Anhäufung dieser vergangenen Produktion, die zu unserer gegenwärtigen Größe und unserem außergewöhnlichen kollektiven Energiebedarf und CO2-Emissionen heute geführt hat.”
Wachstum als Symptom
Um diese Hypothese zu testen, verwendeten Garrett und seine Kollegen Wirtschaftsdaten von 1980 bis 2017, um die Beziehung zwischen der kumulierten Wirtschaftsproduktion der Vergangenheit und der aktuellen Rate, mit der wir Energie verbrauchen, zu quantifizieren. Unabhängig vom untersuchten Jahr stellten sie fest, dass jedes Billionen inflationsbereinigte Jahr 2010 US-Dollar an wirtschaftlicher weltweiter Produktion einer erweiterten Zivilisation entsprach, die zusätzliche 5,9 Gigawatt Stromerzeugung benötigte, um sich selbst zu erhalten. In einer fossilen Wirtschaft entspricht dies laut Garrett etwa 10 Kohlekraftwerken, was zu einer jährlichen Emission von etwa 1,5 Millionen Tonnen CO2 in die Atmosphäre führt. Unser aktueller Energieverbrauch ist also die natürliche Folge unserer kumulierten früheren wirtschaftlichen Produktion.
Sie kamen zu zwei überraschenden Schlussfolgerungen. Erstens: Obwohl die Verbesserung der Effizienz durch Innovation ein Kennzeichen der Bemühungen zur Reduzierung des Energieverbrauchs und der Treibhausgasemissionen ist, hat die Effizienz den Nebeneffekt, dass die Zivilisation leichter wachsen und mehr konsumieren kann.
Zweitens, dass die gegenwärtigen Wachstumsraten der Weltbevölkerung möglicherweise nicht die Ursache für steigende Energieverbrauchsraten sind, sondern ein Symptom für Effizienzgewinne in der Vergangenheit.
“Befürworter der Energieeffizienz zur Eindämmung des Klimawandels scheinen einen vernünftigen Grund zu haben”, sagt Garrett, “aber ihr Argument funktioniert nur, wenn die Zivilisation eine feste Größe beibehält, was nicht der Fall ist. Stattdessen kann eine effiziente Zivilisation schneller wachsen.” Es kann die verfügbaren Energieressourcen effektiver nutzen, um mehr aus allem zu machen, einschließlich der Menschen. Die Expansion der Zivilisation beschleunigt sich und nimmt nicht ab, ebenso wie der Energiebedarf und die CO2-Emissionen. ”
Eine stationäre dekarbonisierte Zukunft?
Was bedeuten diese Schlussfolgerungen für die Zukunft, insbesondere in Bezug auf den Klimawandel? Wir können heute nicht aufhören, mehr Energie zu verbrauchen, als wir die Vergangenheit auslöschen können, sagt Garrett. “Wir haben Trägheit. Ziehen Sie den Stecker für den Energieverbrauch und die Zivilisation hört auf zu emittieren, aber es wird auch wertlos. Ich glaube nicht, dass wir einen solchen Hunger akzeptieren könnten.”
Aber ist es möglich, den wirtschaftlichen und technologischen Fortschritt rückgängig zu machen, der die Zivilisation an diesen Punkt gebracht hat? Können wir, die Spezies, die die Kraft des Feuers nutzte, jetzt in Garretts Worten “die Flamme vergessen” und das effiziente Wachstum verringern?
“Es ist unwahrscheinlich, dass wir unsere früheren Innovationen vergessen, es sei denn, uns wird durch Ressourcenverarmung und Umweltzerstörung ein Zusammenbruch auferlegt”, sagt er, “den wir natürlich vermeiden möchten.”
Welche Zukunft sieht Garretts Arbeit also vor? Es ist eines, in dem es der Wirtschaft gelingt, in einem stabilen Zustand zu bleiben – wo die Energie, die wir verbrauchen, dazu dient, unsere Zivilisation zu erhalten und nicht zu erweitern.
Es ist auch eines, bei dem die Energie der Zukunft nicht auf fossilen Brennstoffen basieren kann. Die müssen im Boden bleiben, sagt er.
“Um bei den derzeitigen Wachstumsraten die Kohlendioxidemissionen auf ihrem derzeitigen Niveau zu halten, müssen schnell erneuerbare und nukleare Anlagen gebaut werden, etwa ein großes Kraftwerk pro Tag. Und irgendwie muss dies auch ohne versehentliche Unterstützung der wirtschaftlichen Produktion geschehen.” so, dass auch der Bedarf an fossilen Brennstoffen steigt. ”
Es ist ein “eigenartiger Tanz”, sagt er, zwischen der Beseitigung der früheren Innovationen auf fossiler Basis, die die Expansion der Zivilisation beschleunigten, und der Innovation neuer Technologien für nicht fossile Brennstoffe. Selbst wenn diese stationäre Wirtschaft sofort umgesetzt und die CO2-Emissionen stabilisiert würden, würde das Tempo der globalen Erwärmung verlangsamt – nicht beseitigt. Die atmosphärischen CO2-Werte würden vor dem Ausgleich immer noch das Doppelte ihres vorindustriellen Niveaus erreichen.
Garrett betrachtet die Weltwirtschaft durch eine thermodynamische Linse und erkennt an, dass es unveränderliche Realitäten gibt. Jede Form einer Wirtschaft oder Zivilisation braucht Energie, um zu arbeiten und zu überleben. Der Trick besteht darin, dies mit den Klimafolgen in Einklang zu bringen.
“Klimawandel und Ressourcenknappheit bestimmen die Herausforderungen dieses Jahrhunderts”, sagt Garrett. “Wir werden keine Hoffnung haben, unsere missliche Lage zu überleben, indem wir physikalische Gesetze ignorieren.”
Zukünftige Arbeit
Diese Studie markiert den Beginn der Zusammenarbeit zwischen Garrett, Grasselli und Keen. Sie arbeiten nun daran, die Ergebnisse dieser Studie mit einem vollständigen Modell für die Wirtschaft zu verbinden, einschließlich einer systematischen Untersuchung der Rolle von Materie und Energie in der Produktion.
“Tim hat uns dazu gebracht, uns auf eine bemerkenswerte empirische Beziehung zwischen Energieverbrauch und kumulierter Wirtschaftsleistung zu konzentrieren”, sagt Grasselli. “Wir sind jetzt damit beschäftigt zu verstehen, was dies für Modelle bedeutet, die Begriffe enthalten, die den Ökonomen besser bekannt sind, wie Kapital, Investitionen und die immer wichtige Frage nach Geldwert und Inflation.”
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Nach der Veröffentlichung finden Sie die vollständige Studie hier.
