Wie die Welt wirklich funktioniert: Die fossilen Grundlagen unserer Zivilisation und die Zukunft der Menschheit

Das Buch „Wie die Welt wirklich funktioniert: Die fossilen Grundlagen unserer Zivilisation und die Zukunft der Menschheit“ von Václav Smil bietet wieder sehr interessante Einblicke in Zusammenhänge, die uns meist nicht bewusst sind. Hier wieder eine Zusammenfassung und einzelne Zitate von aus meiner Sicht wichtigen Kernaussagen.

Zusammenfassung

Václav Smil zeigt, dass unsere moderne Zivilisation auf einem hochkomplexen und stark energieabhängigen Fundament steht. Im Zentrum stehen fossile Brennstoffe, die nicht nur Strom, Wärme und Mobilität ermöglichen, sondern auch die Landwirtschaft, Industrie und den globalen Handel tragen. Besonders deutlich wird: Ohne stabile Energiezufuhr wären weder die heutige Nahrungsmittelproduktion noch die Versorgung mit Baustoffen, Kunststoffen, Stahl oder Ammoniak in ihrem aktuellen Umfang denkbar.

Ein weiterer Kernpunkt ist die enorme Verwundbarkeit dieses Systems. Die Gesellschaft nutzt zwar immer mehr Elektrizität und technische Effizienz, bleibt aber auf Rohstoffe, Infrastruktur und weltweite Lieferketten angewiesen, die nicht beliebig ersetzbar sind. Smil macht deutlich, dass viele vermeintlich „moderne“ Lösungen nur funktionieren, weil im Hintergrund weiterhin große Mengen fossiler Energie eingesetzt werden.

Die zentrale Botschaft lautet deshalb: Fortschritt ist nicht gleich Unabhängigkeit. Je vernetzter, spezialisierter und energieintensiver unsere Welt wird, desto anfälliger wird sie für Störungen. Wer die Zukunft realistisch einschätzen will, muss Energieflüsse, Materialabhängigkeiten und die Grenzen technischer Umstellungen zusammen denken.

Zitate

Menschen von heute interagieren ständig mit Artefakten vom Typ «Blackbox», Gerätschaften, die sich relativ leicht bedienen lassen und einen gewünschten Output liefern, ohne dass der Bediener versteht oder verstehen muss, was im Inneren des Geräts vor sich geht.

Die schiere Menge unseres Wissens nötigt uns zu einer Spezialisierung, deren Kehrseite eine zunehmende Verflachung unseres Verständnisses grundlegender Dinge ist.

In den Vereinigten Staaten sind heute nur noch rund drei Millionen Männer und Frauen (als selbstständige Landwirte und Lohnarbeiter) unmittelbar in der Nahrungsmittelerzeugung tätig;

Diese drei Millionen entsprechen weniger als einem Prozent der US-Bevölkerung, und somit ist es kein Wunder, dass die meisten Amerikaner keine – oder nur eine sehr ungefähre – Ahnung davon haben, wie die Brotschnitten und Wurstscheiben, die auf ihrem Teller landen, entstanden sind.

In China wird mehr Stahl produziert als in irgendeinem anderen Land, aber nicht einmal 0,25 Prozent der 1,4 Milliarden Chinesen sind daran beteiligt.

Im Jahr 2020 lag der Pro-Kopf-Energieverbrauch bei rund zwei Fünfteln der Weltbevölkerung (3,1 Milliarden Menschen, darunter fast alle Bewohner des südlich der Sahara gelegenen Afrika) in derselben Größenordnung wie in Deutschland und Frankreich im Jahr 1860! Wenn diese 3,1 Milliarden Menschen zu einem menschenwürdigen Lebensstandard aufschließen sollen, werden sie ihren Pro-Kopf-Energieverbrauch mindestens verdoppeln, besser jedoch verdreifachen müssen,

Eine vollständige Entkarbonisierung der Weltwirtschaft bis 2050 ist aus heutiger Sicht nur vorstellbar um den Preis einer globalen wirtschaftlichen Schrumpfung in einer unvorstellbaren Größenordnung oder als Resultat außerordentlich rapider Transformationen auf der Basis fast märchenhafter technischer Fortschritte.

Es ist relativ leicht möglich, elektrischen Strom mit Windturbinen oder Solarzellen anstatt durch Verbrennung von Kohle oder Erdgas zu erzeugen, aber sehr viel schwieriger, sämtliche landwirtschaftlichen Fahrzeuge und Maschinen ohne fossilen Flüssigtreibstoff zu betreiben oder sämtliche Düngemittel und andere Agrochemikalien ohne Rückgriff auf Erdgas und Erdöl zu erzeugen. Kurz: Es wird auf Jahrzehnte hinaus nicht möglich sein, ohne Einsatz fossiler Energieträger und Rohstoffe die Bevölkerung unseres Planeten zu ernähren.

Die vier tragenden Säulen der modernen Zivilisation: Ammoniak, Stahl, Beton und Kunststoff.

1: Energie verstehen: Brennstoffe und Elektrizität

im Jahr 2020 wurde mehr als die Hälfte des weltweit verbrauchten Stroms durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe, hauptsächlich Kohle und Erdgas, erzeugt.

Im Jahre 1950 liefern fossile Brennstoffe fast drei Viertel der gesamten Primärenergie (wobei der größte Anteil nach wie vor auf die Kohle entfällt), und nicht-biologische Kraftüberträger (bei denen jetzt Benzin- und Dieselmotoren an der Spitze stehen) mehr als 80 Prozent aller mechanischen Energie. Bei Anbruch des 21. Jahrhunderts greifen nur noch arme Leute in Niedriglohnländern auf Brennstoffe aus Biomasse zurück – Holz und Stroh liefern nur noch rund 12 Prozent der weltweit genutzten Primärenergie.

Unter Berücksichtigung dieser Korrekturen – und mit großzügigen Auf- und Abrundungen, um den irreführenden Eindruck einer präzisen Datengrundlage zu vermeiden – gelange ich zu dem Ergebnis, dass die Nutzung fossiler Brennstoffe im Verlauf des 19. Jahrhunderts um das 60-fache, im Verlauf des 20. Jahrhunderts um das 16-fache und im Verlauf der letzten 220 Jahre insgesamt um rund den Faktor 1500 zugenommen hat.

Der durchschnittliche Erdbewohner hat heute rund 700-mal so viel nutzbare Energie zur Verfügung wie seine Vorfahren zu Beginn des 19. Jahrhunderts.

Energieumwandlungen sind nicht weniger als die Grundlage des Lebens und der Evolution.

Vereinfacht gesagt, ist Energie die einzige wahrhaft universelle Währung, und nichts (von der Rotation einer Galaxie bis zum Lebenszyklus einer Eintagsfliege) kann ohne Energieumwandlungen stattfinden.

Angesichts aller dieser leicht verifizierbaren Realitäten fällt es schwer zu verstehen, warum die moderne Volkswirtschaftslehre, jene Ansammlung von Erklärungen und Prinzipien, deren Praktiker größeren Einfluss auf die Politik haben als alle anderen Experten, den Energieaspekt weitgehend ignoriert. Der Volkswirtschaftslehre fehlt es nach Ansicht von Ayres nicht nur an jeglicher systematischer Einsicht in die große Bedeutung von Energie für die physische Seite der Produktion, sondern sie geht auch davon aus, «dass Energie nicht besonders wichtig ist, weil der Kostenanteil der Energie an der wirtschaftlichen Wertschöpfung so klein ist, dass man ihn vernachlässigen kann …. Als ließen sich Güter durch Arbeit und Kapital alleine produzieren – oder als sei Energie lediglich eine Erscheinungsform menschengemachten Kapitals, die sich durch Einsatz von Arbeit und Kapital erzeugen (im Unterschied zu gewinnen) lässt.»

Moderne Gesellschaften wenden ihr Augenmerk erst dann der Energie zu, wenn die Versorgung mit einem der wichtigen handelbaren Energieträger bedroht ist und die Preise dafür in die Höhe schießen.

Energie ist einer der am wenigsten fassbaren und am meisten missverstandenen Begriffe, und ein mangelndes Verständnis für grundlegende Realitäten hat bei diesem Thema zu vielen Illusionen und Fehlschlüssen geführt.

An Land sind große Atomreaktoren die zuverlässigsten Erzeuger elektrischen Stroms: Manche von ihnen liefern Strom in Höhe ihrer Nennleistung während 90–95 Prozent ihrer Betriebszeit, wogegen die besten Offshore-Windturbinen ihr Potenzial nur zu rund 45 und Photovoltaikzellen selbst an sonnenreichsten Standorten zu höchstens 25 Prozent ausnutzen. Die in Deutschland installierten Solarpaneele erzeugen sogar nur 12 Prozent des Stroms, den sie produzieren könnten, wenn sie rund um die Uhr ihre Nennleistung erreichten.

Hier eine Rangliste der Energiedichten (alle in Gigajoule pro Tonne):

• Brennholz 16,
• bituminöse Kohle (je nach Qualität) 24– 30;
• Kerosin und Diesel um die 46.

Auf das Volumen anstatt aufs Gewicht bezogen, ergibt sich (in Gigajoule pro Kubikmeter): #

• Brennholz 10,
• hochwertige Kohle 26,
• Kerosin 38.
• Erdgas (Methan) bringt es übrigens auf nur 35 MJ/Kubikmeter, das ist weniger als 1/1000 der Energiedichte von Kerosin.

Global betrachtet ist der Verkehrssektor heute, da weltweit mehr als 4 Milliarden Motorfahrzeuge die Straßen bevölkern, der größte Treibstoffverbraucher, gefolgt von der Industrie – mit Textil, Energie, Chemie und Lebensmittelbranche als den größten Sektoren – und der Seefahrt. Der Jahresverbrauch an Schmierstoffen liegt heute jenseits von 120 Megatonnen. (Zum Vergleich: Die Gesamtmenge aller weltweit erzeugten Speiseöle, vom Oliven- zum Sojabohnenöl, beläuft sich aktuell auf rund 200 Megatonnen im Jahr.) Und weil die verfügbaren Alternativen – synthetische Schmierstoffe aus einfacheren, aber immer noch oft erdölbasierten Bestandteilen anstelle direkt aus Erdöl gewonnener Komponenten – teurer sind, wird die Nachfrage nach Letzteren in dem Maß weiter zunehmen, wie die vorgenannten Industrien weltweit expandieren.

Und es gibt noch eine weitere Anwendung, für die Kohlenwasserstoffe stand heute unverzichtbar sind: als Grundstoff für viele verschiedene chemische Synthesen (allen voran für die Gewinnung von Ethan, Propan und Butan aus natürlichen flüssigen Gasen), woraus eine Vielfalt an synthetischen Fasern, Harzen, Klebstoffen, Färbemitteln, Farben und Lacken, Reinigungsmitteln und Pestiziden entsteht, die allesamt eine wichtige Rolle in unserem modernen Leben spielen.

Einem großen, bevölkerungsreichen Land würde das ausschließliche Setzen auf diese Erneuerbaren etwas voraussetzen, das bis heute nicht gegeben ist: entweder die technischen Kapazitäten für eine Speicherung großer Strommengen über lange Zeiträume (Tage bis Wochen) als Reservekapazität für Ausfallzeiten bei Wind und Sonne oder flächendeckende Hochspannungsnetze, um Strom aus sonnen- und windreichen Regionen zu den Metropolen transportieren zu können.

Die kommerzielle Stromerzeugung begann 1882 mit gleich drei Premieren. Zwei davon waren die bahnbrechenden, von Thomas Edison konzipierten, kohlebefeuerten Kraftwerke in London (Holborn Viaduct, in Betrieb ab Januar 1882) und New York (Pearl Street, September 1882), das dritte war das erste Wasserkraftwerk der Welt, das im September 1882 am Fox River in Appelton (Wisconsin) in Betrieb ging.

im Jahr 1900 flossen noch weniger als 2 Prozent aller weltweit erzeugten fossilen Brennstoffe in die Stromerzeugung, und auch 1950 lag dieser Anteil noch unter 10 Prozent; er hat heute rund 25 Prozent erreicht.

Die zivile Nutzung der Kernenergie zur Stromerzeugung begann 1956 im britischen Calder Hall, erlebte ihre stärkste Wachstumsphase in den 1980er Jahren, erreichte ihren Höhepunkt 2006 und verzeichnet seither einen leichten Rückgang ihres Anteils an der weltweiten Stromerzeugung auf um die 10 Prozent.

Wasserkraft steuerte 2020 einen Anteil von knapp 16 Prozent bei, Wind- und Solarkraftwerke knapp 7 Prozent. Der Rest (rund zwei Drittel) entfällt auf in der Regel mit Kohle oder Erdgas befeuerte Großkraftwerke.

in den 50 Jahren zwischen 1970 und 2020 verfünffachte sich die weltweite Stromerzeugung, während sich das gesamte Primärenergie-Volumen lediglich verdreifachte.

Mit einem Zuverlässigkeitsgrad von 99,9999 Prozent wäre die Stromversorgung höchstens 32 Sekunden im Jahr unterbrochen! Das ist ein Muss in Gesellschaften, in denen elektrischer Strom fast alles am Laufen hält.

Im Jahr 2019 erzeugte Deutschland 577 Terawattstunden elektrischen Strom, knapp 5 Prozent mehr als im Jahr 2000 – seine installierte Erzeugungskapazität nahm in diesen 20 Jahren jedoch um rund 73 Prozent zu (von 121 auf rund 209 Gigawatt). Die Gründe für diese Diskrepanz liegen auf der Hand.

2: Die Nahrungsmittelproduktion verstehen: Wie wir fossile Brennstoffe essen

1950 war der Planet Erde in der Lage, rund 890 Millionen Menschen adäquat zu ernähren; heute schafft er das für knapp über 8 Milliarden Menschen, was in absoluten Zahlen fast einer Verneunfachung entspricht!

Der Ertrag verharrt bei 1 t/Hektar, doch der zu erbringende Aufwand an menschlicher Arbeit liegt bei nur noch rund 1,5 Minuten pro kg Getreide – 1801 waren es 10 Minuten.

Das Erzeugen von Weizen kostet heute weniger als 2 Stunden menschlicher Arbeit pro Hektar (verglichen mit 150 Stunden 1801), und da wir inzwischen bei Erträgen von rund 3,5 t/Hektar angekommen sind, errechnet sich hieraus ein Arbeitsaufwand von knapp 2 Sekunden pro kg Getreide.

Innerhalb von zwei Jahrhunderten ging der menschliche Arbeitsaufwand für die Erzeugung von 1 Kilogramm amerikanischen Weizens von 10 Minuten auf weniger als 2 Sekunden zurück.

Doch die Energie, die für die Herstellung und den Antrieb landwirtschaftlicher Maschinen benötigt wird, ist fast eine vernachlässigbare Größe im Vergleich zu der für die Herstellung von Agrochemikalien aufgewendeten Energie.

Beim intensiven Hochleistungs-Anbau von Weizen, Reis und vielen Gemüsesorten müssen mehr als 100 (manchmal an die 200) kg Stickstoff pro Hektar ausgebracht werden; dieser hohe Bedarf macht die Synthese von Stickstoffdünger zur wichtigsten indirekten Energie-Investition im modernen Feldbau.

Erfindung der Ammoniaksynthese durch Fritz Haber 1909

Für die Herstellung eines Kilogramms Sauerteigbrot, angefangen vom Anbau des Weizens über das Mahlen der Körner bis zum Backvorgang, fallen mindestens das Äquivalent von 250 ml Dieseltreibstoff an. Bei einem standardmäßigen Baguette (250 g) liegt das verausgabte Energieäquivalent bei rund zwei Esslöffeln Dieseltreibstoff, bei einem großen deutschen Bauernbrot (2 kg) sind es rund 450 ml (bei Vollkornbrot etwas weniger). Real ist der fossile Energieaufwand noch höher, weil heutzutage nur ein kleiner Teil des Brotes in unmittelbarer Nähe der Produktionsstätte verkauft wird.

Energieeinsparungen durch effiziente Massenproduktion werden durch höhere Transportkosten wettgemacht, sodass die aggregierten Energiekosten (vom Anbau über Ernte und Vermahlung bis zum Backen der Brote und ihrer Distribution an die Verkaufsstellen) womöglich ein Dieseltreibstoff-Äquivalent von 600 ml/kg erreichen!

1950 waren pro Einheit Lebendgewicht eines Hähnchens drei Futtereinheiten nötig, heute steht diese Quote bei nur noch 1,82, was ungefähr einem Drittel der entsprechenden Quote bei Schweine- und einem Siebtel der Quote bei Rindfleisch entspricht.

Die Erzeugung eines US-amerikanischen Hähnchens (dessen essbares Gewicht heute im Durchschnitt bei fast genau 1 kg liegt) erfordert 3 kg Getreide.

Mithin müssen wir von einer weltweiten Schwankungsbreite der Futterkosten zwischen 150 und 750 ml Dieseltreibstoff pro kg essbarem Fleisch ausgehen.

Ein zurückhaltender Schätzwert für die aggregierten Kosten der Hähnchenmast liegt somit bei einem Äquivalent von rund 200 ml Dieseltreibstoff pro kg Fleisch, im Extremfall kann aber auch 1 l erreicht werden. Addiert man die Energie, die für das Schlachten und Zerteilen der Tiere aufgewendet werden muss, und rechnet man auch noch den Aufwand für Lagerung, Verkauf, eventuelle Tiefkühlung zu Hause und für die letztliche Zubereitung auf dem Herd hinzu, summiert sich der Energieeinsatz, der nötig ist, um 1 kg Grillhähnchen auf den Teller zu bekommen, auf mindestens 300–350 ml Rohöl, eine Brennstoffmenge,

Der untere Grenzwert von 300–350 ml/kg ist Ausdruck eines bemerkenswerten Effizienzniveaus, wenn man sie mit den 210–250 ml/kg bei Brot vergleicht,

Tomaten gedeihen überall, wo mindestens 90 Tage lang Wärme herrscht, Almeria in Spanien. Die Folientunnel-Anlagen im südlichsten Teil der Provinz Almeria sind die weltweit größte «überdachte» Fläche für den kommerziellen Anbau einer Nährpflanze: rund 40.000 ha (entsprechend einem Quadrat mit 20 km Seitenlänge)

Unter dem Strich steht ein Energieäquivalent von rund 650 ml Dieseltreibstoff pro kg Tomaten, das entspricht 75 ml pro mittelgroßer (125 g) Tomate!

Wenn Sie gefangenen Wildfisch mit dem denkbar niedrigsten fossilen Fußabdruck essen wollen, halten Sie sich an Sardinen. Der Mittelwert für alle Meerestiere liegt verblüffend hoch: Bei 700 ml/kg und die Maximalwerte, die beim Fang bestimmter wilder Garnelen und Hummer fällig werden, erreichen unglaubliche 10l/kg

Eine spezielle Aquakultur-Variante, die im Mittelmeer praktiziert wird, ist die Aufzucht von Wolfsbarschen (loup de mer) in großen Netzgehegen. Die Energiekosten dieser Aufzuchtart entsprechen in der Regel dem Äquivalent von 2 bis 2,5 l Dieseltreibstoff pro kg– das bedeutet, dass sie in derselben Größenordnung liegen wie der Energieaufwand für den Lebendfang vergleichbarer Wildarten.

Kommerziell bedeutsame Aquakulturen mit Fischarten, die sich mit pflanzenbasiertem Futter mästen lassen, sind hier vor allem unterschiedliche chinesische Karpfenarten – Großkopf-, Silber-, Schwarz- und Graskarpfen sind die meistgehandelten –, die typischerweise niedrige Energiekosten von unter 300 ml/kg aufweisen.

Zwischen 1900 und 2000 wuchs die Weltbevölkerung um den Faktor 3,7, während die ackerbaulichen Nutzflächen nur um rund 40 Prozent zunahmen; wie meine Berechnungen zeigen, erhöhten sich die anthropogenen Energieinvestitionen in die landwirtschaftliche Produktion im selben Zeitraum um das 90-fache, was ganz überwiegend auf das Konto der in Agrochemikalien gebundenen Energie und der von landwirtschaftlichen Maschinen verbrauchten Treibstoffe ging.

Die anthropogenen Energieinvestitionen in den modernen Ackerbau (einschließlich sämtlicher Transporte) und in die Meeresfrüchteproduktion (Fischfang und Aquakulturen) summieren sich auf lediglich rund 4 Prozent des globalen Energieverbrauchs.

Dazu müssen wir jedoch die folgenden Energiebedarfe addieren: für Lebensmittelverarbeitung und Marketing, Verpackung, Transport, Dienstleistungen des Groß- und Einzelhandels, häusliche Lagerung und Zubereitung sowie schließlich Gastronomie und Lieferdienste. Unter Berücksichtigung all dessen ergab sich für die USA im Jahr 2007 ein Anteil der Ernährung von fast 16 Prozent am gesamten Energieumsatz des Landes; inzwischen nähert sich der Anteil der 20-Prozent-Marke.

Zwischen 1800 und 2020 konnten wir den Umfang der für die Produktion eines Kilogramms Getreide aufzuwendenden menschlichen Arbeit um mehr als 98 Prozent reduzieren– und proportional dazu verringerte sich der Anteil der in der Landwirtschaft Beschäftigten an der Gesamtbevölkerung.

Der Mais, Amerikas bedeutendste Getreidepflanze, brachte 1920 Erträge von weniger als 2 t/Hektar, 2020 jedoch 11 t.

Ein Landwirt, der nur mit Naturdünger arbeiten würde, müsste die 10- bis 40fache Menge davon ausbringen, um seinen Pflanzen dieselbe Menge an Nährstoffen zukommen zu lassen – in Wirklichkeit müsste er die Menge sogar noch erhöhen, weil ein nicht unbeträchtlicher Teil des im Naturdünger enthaltenen Stickstoffs durch «Volatilisierung» verloren ginge oder sich in Wasser lösen und ins Erdreich unterhalb der Wurzelsohle gespült würde.

Das bedeutet, dass mindestens die Hälfte aller weltweiten Ernteerträge der letzten Jahrzehnte dem Einsatz synthetischer Stickstoffpräparate zu verdanken ist und es ohne diese Mittel nicht möglich wäre, auch nur die Hälfte der heute knapp 8 Milliarden Erdbewohner wie gewohnt zu ernähren.

Zwei Ernten im Jahr einzufahren, ist heute auf mehr als einem Drittel aller chinesischen Anbauflächen übliche Praxis, und mehr als ein Drittel allen in China geernteten Reises stammt aus Regionen in Südchina, in denen zwei Ernten pro Jahr der Normalfall sind.

Es sei daran erinnert, dass synthetische Düngemittel aktuell mehr als doppelt so viel Stickstoff in unsere Böden bringen wie alle Naturdünger zusammen.

Der durchschnittliche Tagesbedarf eines Erwachsenen in der überwiegend bewegungsarmen Bevölkerung eines reichen Landes beträgt nicht mehr als 2000 bis 2100 kcal, das ist erheblich weniger als die 3200 bis 4000 kcal pro Kopf, die derzeit rechnerisch zur Verfügung stehen.

Nach Erhebungen der FAO verliert die Welt fast die Hälfte aller geernteten Produkte im Bereich Obst, Gemüse, Wurzeln und Knollen, ein rundes Drittel aller Meeresfrüchte, 30 Prozent des geernteten Getreides und ein Fünftel aller Molkereiprodukte, Öle und Fleischprodukte– also mindestens ein Drittel der gesamten Nahrungsmittelproduktion.

In China, dem weltweit größten Verbraucher von Stickstoffdüngern, wird nur ein Drittel des ausgebrachten Stickstoffs von den Reispflanzen aufgenommen; der Rest verdunstet in die Atmosphäre oder wird vom Grund- und Oberflächenwasser davongetragen.

Der industrielle Mensch isst keine aus Sonnenenergie entstandenen Kartoffeln mehr; er isst heute teilweise aus Erdöl erzeugte Kartoffeln.»

3: Unsere materielle Welt verstehen: Die vier Säulen der modernen Zivilisation

Silizium (Si), in dünne «Wafer» geschnitten (dem Trägermaterial für Mikrochips), ist das Element, das wie kein anderes das elektronische Zeitalter charakterisiert, aber Milliarden Menschen könnten bestens ohne Silizium leben; es ist nicht essentiell für die moderne Zivilisation.

So nützlich und transformativ die technischen Fortschritte in der Mikroelektronik in den Jahrzehnten nach 1950 gewesen sind, so wenig verkörpern sie das unverzichtbare materielle Fundament der modernen Zivilisation.

Die vier Säulen der modernen Zivilisation genannt habe: Zement, Stahl, Kunststoffe und Ammoniak.

Physikalisch und chemisch unterscheiden sich diese vier Stoffgruppen durch eine enorme Diversität der Materialeigenschaften und Funktionen.

Im Jahr 2019 verbrauchte die Welt rund 4,5 Milliarden t Zement, 1,8 Milliarden t Stahl, 370 Millionen t Kunststoffe und 150 Millionen t Ammoniak; keines der vier ließe sich von heute auf morgen durch andere Materialien ersetzen, jedenfalls nicht in globaler Größenordnung.

Ihre massenhafte Erzeugung beruht in hohem Maß auf der Nutzung fossiler Brennstoffe als Energielieferant, und noch dazu liefern einige dieser Brennstoffe wichtige Zutaten für die Synthese von Ammoniak und für die Produktion von Kunststoffen.

Weltweit verbraucht die Erzeugung dieser vier unersetzlichen Materialien rund 17 Prozent des Potenzials an Primärenergie und steht für 25 Prozent aller aus der Nutzung fossiler Brennstoffe resultierenden CO₂-Emissionen – Stand heute sind keine massenhaft verfügbaren Alternativen in Sicht, die an die Stelle dieser bewährten Prozesse treten könnten.

Ohne synthetischen Ammoniak könnten Stand heute nicht mehr als 4 Milliarden Menschen auf dieser Erde leben.

Keine vergleichbare existenzielle Bedingung gilt für Kunststoffe oder Stahl, und natürlich auch nicht für den Zement, der für die Herstellung von Beton benötigt wird, oder für Silizium.

Rund 80 Prozent des weltweit erzeugten Ammoniaks werden für das Düngen von Feldfrüchten verwendet; der Rest fließt in die Herstellung von Salpetersäure, Sprengstoffen, Raketentreibstoffen, Farbstoffen, Kunstfasern und Reinigungsmitteln für Fenster und Böden.

Fast 60 Prozent der weltweit verwendeten Stickstoffdünger kommen in Asien zum Einsatz, ungefähr ein Viertel in Europa und Nordamerika, weniger als 5 Prozent in Afrika.

Als Kunststoffe bezeichnen wir eine große Gruppe synthetischer (oder halbsynthetischer) organischer Materialien, deren Gemeinsamkeit darin besteht, dass sie formbar sind.

Die weltweite Kunststoffproduktion wuchs von rund 20.000 t 1925 auf 2 Millionen t 1950, 150 Millionen t 2000 und rund 370 Millionen t 2019.

Das Leben vieler Menschen beginnt (auf der Geburtsstation) und endet (auf der Intensivstation) heute in einer Welt aus Plastik.

PVC ist heute der Hauptbestandteil mindestens eines Viertels aller im Gesundheitswesen verwendeten Erzeugnisse, und in modernen Wohnhäusern finden wir es in Wänden und Dächern, in Fensterrahmen, Jalousien, und Schläuchen, als Mantelmaterial für Kabel sowie als Bestandteil der elektronischen Bauelemente einer weiter wachsenden Zahl von Büroeinrichtungen und Spielzeugen– und auch Bank- und Kreditkarten, mit denen wir all das Aufgezählte bezahlen, sind aus PVC gefertigt.

Dazu kommt, dass fast alle anderen metallischen und nichtmetallischen Werkstoffe und Produkte, die wir nutzen, mit aus Stahl gefertigten Werkzeugen und Maschinen gewonnen, verarbeitet, geformt, aufbereitet und transportiert werden und dass keines der heutigen Massentransportsysteme ohne Stahl funktionieren würde.

Auch in der Erdkruste ist Eisen reichlich vorhanden – nur drei Elemente (Sauerstoff, Silizium und Aluminium) kommen noch häufiger vor. Eisen rangiert mit 6 Prozent an vierter Stelle.

Der Stromverbrauch eines Lichtbogenofens ist allerdings enorm: Selbst ein hocheffizienter moderner EAF verbraucht an einem Arbeitstag so viel Strom wie eine Großstadt mit rund 150.000 Einwohnern.

Stahlschrott ist inzwischen eines der wertvollsten Exportgüter der Welt;

Die EU ist der größte Stahlschrott-Exporteur, gefolgt von Japan, Russland und Kanada; China, Indien und die Türkei sind die führenden Aufkäufer.

Aufgearbeiteter Stahl trägt fast 30 Prozent zur globalen Jahresproduktion bei,

Bei den effizientesten heutigen Verfahren können wir von einem Energiebedarf von 17–20 GJ/Tonne des fertigen Endprodukts ausgehen; bei weniger effizient arbeitenden Herstellern können es 25–30 GJ/Tonne sein.

Beim Einschmelzen von Stahlschrott in Lichtbogenöfen fallen sehr viel geringere Energiekosten an als bei der integrierten Produktion «jungfräulichen» Stahls– nur etwas über 2 GJ/Tonne beim derzeit effizientesten Verfahren. Dazu müssen noch die Energiekosten für das Walzen des Stahls (in der Regel 1,5–2 GJ/Tonne) addiert werden; damit ergeben sich als globale Werte für die Energiekosten der Stahlerzeugung rund 25 GJ/Tonne bzw. 5 GJ/Tonne für recycelten Stahl.

Der gesamte weltweite Energieaufwand für die Stahlerzeugung belief sich 2019 auf ca. 34 Exajoule, das sind rund 6 Prozent des globalen Verbrauchs an Primärenergie. Bedenkt man die Abhängigkeit der Stahlindustrie von Koks und Erdgas, muss man konzedieren, dass die Stahlherstellung einen signifikanten Beitrag zum menschengemachten Ausstoß von Treibhausgasen leistet.

Zement ist zwar in der Herstellung deutlich weniger energieintensiv als Stahl, aber weil weltweit fast dreimal so viel Zement produziert wird wie Stahl, geht auf sein Konto ein vergleichbar großer Teil (rund 8 Prozent) der Kohlenstoff-Emissionen.

Spätestens seit 2007 lebt die Mehrzahl aller Menschen in Städten, die es ohne Beton so nicht gäbe.

Die Rezeptur für modernen Zement wurde jedoch erst 1824 patentiert;

Das neue Material hatte eine ausgezeichnete Druckfestigkeit; ganz anders verhält es sich bei der Zugfestigkeit.

Die ersten rotierenden Zementöfen moderner Bauart, in denen die mineralischen Bestandteile bei Temperaturen von bis zu 1500 °C vitrifiziert werden, gaben ihr Debüt in den 1890er Jahren und schufen erst die Möglichkeit, Beton in den für große Bauprojekte erforderlichen Mengen herzustellen. Das 16 Stockwerke hohe Ingalls Building in Cincinnati (Ohio), errichtet 1903, war das erste Hochhaus der Welt aus mit Stahl bewehrtem Beton.

Der Zementverbrauch in den USA steigerte sich zwischen 1900 und 1928 um den Faktor 10 auf 30 Millionen t pro Jahr, und der Bauboom der Ära nach dem Zweiten Weltkrieg– vor allem der Ausbau des Interstate- Systems und des dichten Netzes aus Flughäfen– brachte bis zum Ende des Jahrhunderts noch einmal eine Verdreifachung. Der Höhepunkt wurde 2005 mit ca. 128 Millionen t erreicht, und in den letzten Jahren pendelte der Verbrauch um die 100 Millionen t pro Jahr. Diese 100 Millionen Tonnen stellen heute einen winzigen Bruchteil dessen dar, was der momentan größte Zementverbraucher der Welt, China, pro Jahr auf die Waage bringt. Das Land erzeugte 1980, zu Beginn seines Modernisierungsschubs, weniger als 80 Millionen t Zement im Jahr. Doch schon 1985 zog China an den USA vorbei und wurde zum größten Zementproduzenten der Welt, und 2019 entfiel auf China mit rund 2,2 Milliarden t mehr als die Hälfte der gesamten weltweiten Zementproduktion.

Der vielleicht verblüffendste «Rekord» dieses chinesischen Durchmarsches ist die Tatsache, dass China in nur zwei Jahren – 2018 und 2019 – mit rund 4,4 Milliarden t fast so viel Zement produzierte wie die Vereinigten Staaten während des gesamten 20. Jahrhunderts (4,56 Milliarden t).

Die Welt verarbeitet heute in einem Jahr mehr Zement, als sie es in der gesamten ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts getan hat.

Einfacher Beton ist kein überaus langlebiges Material; er ist anfällig für viele schädigende Einflüsse von außen.

Exponierte Betonoberflächen reagieren empfindlich auf Feuchtigkeit, Frost, Besiedlung durch Bakterien und Algen (insbesondere in den Tropen), Säureablagerungen und Vibrationen. Unterirdische Betonstrukturen leiden unter Druckbelastungen, die Risse verursachen, und potenziell auch unter von oben in den Boden einsickernden Reagenzien, die Schäden anrichten können.

Auch wenn es unmöglich ist, konkrete Zahlen für ihre durchschnittliche Lebenserwartung zu nennen, kann man davon ausgehen, dass viele Betonstrukturen nach nur zwei oder drei Jahrzehnten starke Verwitterungsschäden aufweisen, während andere problemlos ein Alter von 60 bis 100 Jahren erreichen können.

In wohlhabenden Ländern mit geringem Bevölkerungszuwachs besteht die Hauptaufgabe darin, zerfallende Infrastrukturen zu sanieren. Im letzten der US-amerikanischen Infrastruktur ausgestellten Zeugnis finden sich ausschließlich schlechte bis sehr schlechte Noten für alle Bereiche, in denen Beton eine tragende Rolle spielt: Staudämme, Straßen, Flughäfen.

Diese Bewertung vermittelt eine Ahnung davon, vor welchen (materiellen wie finanziellen) Herausforderungen China spätestens 2050 stehen wird.

Würden diese Länder eine Entwicklung ähnlich der durchlaufen, die sich ab 1990 in China vollzogen hat, wäre das mit folgenden Steigerungsraten verbunden: einer Vervielfachung der Stahlproduktion um den Faktor 15, der Zementproduktion um mehr als den Faktor 10, der Produktion synthetischen Ammoniaks um mehr als das Doppelte und der Produktion synthetischer Kunststoffe um mehr als das Dreißigfache.

Selbst wenn viele der auf dem Modernisierungspfad befindlichen Länder nur die Hälfte oder sogar nur ein Viertel der materiellen Fortschritte Chinas seit den letzten 30 Jahren schafften, würden sie immer noch eine Vervielfachung ihres derzeitigen Materialverbrauchs erleben.

Keine Bauwerke sind typischere Symbole «grüner» Stromproduktion als große Windkraftanlagen – doch gleichzeitig sind diese enormen Agglomerationen von Stahl, Zement und Kunststoff auch eine Verkörperung fossiler Brennstoffe.

Multiplizieren wir diese Anforderungen mit den Millionen Windrädern, die die Menschheit brauchen würde, um die Stromproduktion aus fossilen Quellen zu ersetzen, erkennen wir sogleich, wie irreführend das Gerede von der bevorstehenden Entmaterialisierung grüner Volkswirtschaften ist. Das vielleicht beste Beispiel dafür, dass wir uns in enorme neue stoffliche Abhängigkeiten begeben, liefert das Elektroauto. Eine typische Lithiumbatterie für ein Kraftfahrzeug wiegt rund 450 kg und enthält rund 11 kg Lithium, knapp 14 kg Kobalt, 27 kg Nickel, mehr als 40 kg Kupfer und 50 kg Graphit – und zusätzlich noch 181 kg Stahl, Aluminium und Kunststoffe. Für die Bereitstellung aller dieser Materialien – für die Batterie eines einzigen Fahrzeugs wohlgemerkt – müssen zuvor rund 40 t Erze verarbeitet werden, wobei angesichts der geringen Konzentration vieler Elemente in den betreffenden Erzen zunächst einmal rund 225 t an Rohstoff gefördert und eingeschmolzen werden müssen.

Von 2020 bis 2050 würde sich der weltweite Bedarf an Lithium um den Faktor 18–20, an Kobalt um den Faktor 17–19, an Nickel um den Faktor 28–31 und an den meisten anderen benötigten Materialien um den Faktor 15–20 erhöhen.

Solange nicht alle Energien, die für die Förderung und Verarbeitung dieser Materialien eingesetzt werden, aus erneuerbaren Energiekonversionen kommen, wird unsere moderne Zivilisation in einem profunden Sinn auf die fossilen Brennstoffe angewiesen bleiben, die für die Produktion dieser unverzichtbaren Materialien eingesetzt werden.

4: Die Globalisierung verstehen: Maschinen, Mikrochips und mehr

Dieser eindeutig erkennbare und intensive, aber noch nicht annähernd universelle Globalisierungsschub nach dem Ende des Zweiten Weltkriegs– der 1973–1974 mit den beiden Ölpreiserhöhungsrunden der OPEC sein Ende fand und an den sich eine 15-jährige Phase relativer Stagnation anschloss – wurde möglich durch das Zusammenwirken von vier fundamentalen technischen Fortschritten: dem Siegeszug neuer Dieselmotoren mit bauartbedingt höherer Leistung und Effizienz; der Einführung eines neuen Energiewandlers: der mehr Schubkraft für Jetliner liefernden Gasturbine; verbesserten Konzepten und Bauweisen für den internationalen Gütertransport (gigantische Massengutfrachter für den Transport flüssiger und fester Stoffe und Containerschiffe für die meisten anderen Handelsgüter); Quantensprüngen bei der Rechenleistung von Computern und bei der Informationsverarbeitung.

1971 brachte Intel seinen 4004 heraus, den ersten Mikroprozessor der Welt.

Da keine unmittelbar greifbaren Alternativen in Sicht sind, mit denen wir Aufgaben vergleichbarer Größenordnung lösen könnten, werden wir weiterhin auf diese Techniken angewiesen sein – auf große Dieselaggregate, die unsere Frachtschiffe antreiben, auf Containerschiffe und Großraumflugzeuge sowie auf Mikroprozessoren –, und zwar noch für Jahrzehnte.

Die Dimension der expansiven wirtschaftlichen Entwicklung, die sich in unserer Welt zwischen 1950 und 1973 vollzog, lässt sich am besten am wachsenden Produktionsvolumen der vier materiellen Säulen unserer modernen Zivilisation und an der Steigerung der globalen Nachfrage nach Energie illustrieren.

Die Stahlerzeugung hat sich um nahezu den Faktor vier vervielfacht (von rund 190 auf 698 Mt pro Jahr), die Zementproduktion um fast den Faktor sechs (von 133 auf 770 Mt), die Herstellung synthetischen Ammoniaks um nahezu den Faktor acht (von weniger als fünf auf 37 Mt Stickstoff) und die Kunststoffproduktion um mehr als den Faktor 26 (von weniger als zwei auf 45 Mt). Die Menge der bereitgestellten Primärenergie verdreifachte sich nahezu, und der Rohölverbrauch versechsfachte sich fast,

Es gibt keinen Wettstreit darum, welche Technik den bedeutendsten Beitrag dazu geleistet hat, den großformatigen Güterverkehr zu ermöglichen, den eine globalisierte Wirtschaft braucht: Ohne den Dieselmotor wäre der internationale Handel mit Massengütern – von Getreide bis zu Erdöl – auf einem kleinen Bruchteil des Volumens stehen geblieben, das heute verschifft wird.

Nicht weniger als 1548 Exemplare der Boeing 747 sind in dem halben Jahrhundert seit Produktionsbeginn ausgeliefert worden,

Der Anteil der Einwanderer an der US-Bevölkerung, der unmittelbar vor dem Ersten Weltkrieg mit knapp 15 Prozent einen Rekordwert erreicht hatte, sank in den folgenden Jahrzehnten und erreichte 1970 mit weniger als 5 Prozent einen neuen Tiefstand.

2009 wurde China zum weltweit größten Warenexporteur, und 2018 machten die chinesischen Exporte mehr als 12 Prozent des gesamten Welthandels aus, und der Handelsbilanzüberschuss Chinas gegenüber den USA erreichte 420 Milliarden Dollar, sank jedoch im folgenden Jahr wegen zunehmender Spannungen zwischen den beiden wirtschaftlichen Supermächten um rund 18 Prozent.

Seit 1973 hat sich im Zuge der Globalisierung das Volumen des Schiffstransports mehr als verdreifacht, und zugleich haben sich wesentliche Änderungen in der Zusammensetzung der Frachten ergeben.

Während noch 1973 mehr als die Hälfte des gesamten Schiffstransportvolumens auf Tankerfrachten (in erster Linie Rohöl und Raffinerieerzeugnisse) entfiel, stellten 2018 Industrieprodukte rund 70 Prozent des Gesamtaufkommens, eine Verschiebung, die nicht nur den Aufstieg Asiens – vor allem Chinas – zum weltweit führenden Hersteller von Konsumgütern widerspiegelte, sondern die generelle Entwicklung zu immer mehr Integration und Interdependenz:

Eine Verdreifachung des Seefrachtvolumens zwischen 1973 und 2019 setzte (in Bruttoregistertonnen ausgedrückt) nahezu eine Vervierfachung der Ladekapazität der weltweiten Handelsflotten voraus. Bei den Öltankern stieg die Ladekapazität auf etwas mehr als das Dreifache, bei Containerschiffen auf das rund Viereinhalbfache. Die globale Containerschiff-Flotte verzehnfachte sich binnen 45 Jahren auf 5152 Schiffe 2019. Mit dieser Vervielfachung ging eine massive Verschiebung der Containerfracht-Aktivität nach China einher: 1975 gab es noch gar keinen Containerverkehr nach China, und knapp die Hälfte des weltweiten Containerverkehrs entfiel auf Häfen in den USA und Japan; 2018 hatte China (einschließlich Hongkongs) einen Anteil von 32 Prozent erreicht, während auf die USA und Japan zusammen nur noch weniger als 10 Prozent entfielen.

1973 seine bis dahin größten Frachter vom Stapel laufen, jeder mit einem Fassungsvermögen von 1968 Standard-Stahlcontainern (fast fünfmal so viele wie seine ersten umgebauten Frachter 1957). Die 1996 in Dienst gestellte Regina Maersk konnte 6000 Standardcontainer laden; 2008 stand der Rekord bei 13.800, und 2019 stellte die Mediterranian Shipping Company sechs gigantische Frachter in Dienst, die jeweils 23.756 Standardcontainer befördern konnten; demnach erhöhte sich die maximale Ladekapazität von Containerschiffen zwischen 1973 und 2019 auf das Zwölffache.

Jedes Passagierflugzeug transportiert in seinem Laderaum Handelsgüter, und daneben wächst eine Flotte von Frachtfliegern heran: Zwischen 1973 und 2018 hat sich der weltweite Luftfrachtverkehr (gemessen in Tonnenkilometern) um etwa den Faktor zwölf vervielfacht, während der Passagierluftverkehr von etwa 0,5 Billionen auf mehr als 8,3 Billionen Passagierkilometer im Jahr angewachsen ist, eine Steigerung fast um den Faktor 17.

Europa war und ist das Hauptziel des internationalen Flugtourismus, etwa die Hälfte aller Ankünfte entfällt auf die Alte Welt, wobei Frankreich, Spanien und Italien die meistbesuchten Länder sind.

Zwischen 1971 und 2019 wuchs die Rechenpower von Mikroprozessoren um sieben Zehnerpotenzen – genau gesagt um den Faktor 17,1 Milliarden.

(GPS): Das erste dieser Systeme war amerikanischer Provenienz und stand ab 1993 zur Verfügung, drei weitere Systeme folgten: das russische GLONASS, das europäische Galileo, und das chinesische Beidou.

So brachte vor allem die erste Hälfte des 20. Jahrhunderts einen signifikanten Rückschritt in Sachen wirtschaftlicher Globalisierung

Der Anteil des Außenhandels am Weltsozialprodukt sank von rund 14 Prozent 1913 auf rund 6 Prozent 1939 und auf nur noch 4 Prozent 1945.

Shenzhen war ein kleines Fischerdorf, als es 1980 zur ersten Sonderwirtschaftszone Chinas ernannt wurde; heute ist es eine Megacity mit mehr als 12 Millionen Einwohnern.

Unter die Rubrik lächerlich fallen so groteske Phänomene wie, dass Kanada, das Land mit den größten Waldbeständen pro Kopf der Bevölkerung unter allen reichen Ländern, Zahnstocher und Toilettenpapier aus China importiert, einem Land, dessen Waldflächen nur einen Bruchteil der kanadischen ausmachen.

Entgegen der verbreiteten Meinung gehen nur rund 18 Prozent des weltweiten Warenhandels auf Verlagerungen wegen geringerer Lohnkosten zurück.

In vielen Wertschöpfungsketten ist dieser Anteil im Verlauf der 2010er Jahre zurückgegangen, und zugleich nahmen innerhalb der Wertschöpfungsketten Faktoren wie Fachkunde und hochqualifiziertes Personal einen immer höheren Rang ein. In eine ähnliche Richtung weist eine OECD-Studie, aus der hervorgeht, dass die Expansion globaler Wertschöpfungsketten 2011 ihren Höchststand erreicht hat und seither eine leichte Rückwärtsbewegung stattfindet – die Handelsvolumina bei Vorprodukten und Dienstleistungen schrumpfen.

Wenn 70 Prozent aller weltweit gefertigten Gummihandschuhe aus einer einzigen Fabrik kommen und ein gleich hoher oder sogar noch größerer Anteil nicht nur aller weltweit verfügbaren persönlichen Schutzausrüstungen, sondern auch wichtiger medizinischer Wirkstoffe und Medikamente (Antibiotika, Blutdrucksenker) von einer Handvoll Lieferanten in China und Indien stammt.

Diese Konzentration auf einige wenige Hersteller mag der erfüllte Traum eines Wirtschaftswissenschaftlers von der absoluten Minimierung der Stückkosten durch Massenproduktion sein, doch zeugt es andererseits von extrem fahrlässiger – wenn nicht krimineller – Leichtfertigkeit, wenn Ärzte und Pfleger in einer Pandemie ohne ausreichende persönliche Schutzkleidung dastehen, wenn importabhängige Länder in einen schockierenden Wettstreit um knappe Güter eintreten und wenn Patienten in aller Welt ihre Rezepte nicht mehr einlösen können, weil in Asien Produktionsstätten nur noch mit halber Kraft arbeiten oder geschlossen sind.

Die Tatsache zum Beispiel, dass US-Firmen große Transformatoren zunehmend aus China importieren, lässt Besorgnisse über die Verfügbarkeit von Ersatzteilen aufkommen, deren Ausbleiben in Zukunft zu einer Destabilisierung amerikanischer Stromnetze führen könnte, und ich muss wohl kaum noch einmal die Argumente für den publizistisch heiß diskutierten Ausschluss des chinesischen Huawei-Konzerns

5: Risiken verstehen: Von Viren über Ernährungsweisen zu Magnetstürmen

Bessere Wohnverhältnisse (mehr Wohnraum, fließendes kaltes und warmes Wasser, Zentralheizung), verbesserte Hygiene (wobei kein einzelner Fortschritt wichtiger war als die ständige Verfügbarkeit von Seife und das regelmäßige Händewaschen) und eine bessere öffentliche Gesundheitsversorgung (von Massenimpfungen bis zu staatlichen Kontrollen der Lebensmittelsicherheit) haben unser Leben komfortabler gemacht, die von verseuchtem Wasser ausgehenden Infektionsrisiken reduziert, das Vorkommen von Krankheitserregern in Lebensmitteln eingedämmt und die Gefahr von Kohlenmonoxidvergiftungen beim Gebrauch von Holzöfen weitgehend eliminiert.

Entgegen dem Eindruck, der durch die Medienberichterstattung erzeugt wird, nehmen die Häufigkeit gewalttätiger Konflikte und die Zahl der dabei Getöteten und Verwundeten seit Jahrzehnten ab.

Ja, unsere Welt steckt voller wiederkehrender oder einmaliger Risiken, es wimmelt in ihr aber auch von falschen Wahrnehmungen und irrationalen Risikobewertungen.

Eine große Diskrepanz zeigt sich hingegen beim Verzehr von Fetten: Der liegt bei amerikanischen Männern um rund 45 Prozent und bei amerikanischen Frauen um 30 Prozent höher als bei den Japanern. Die breiteste Kluft tut sich beim Zuckerkonsum auf: Der liegt bei erwachsenen US-Amerikanern um rund 70 Prozent höher. In absoluten Mengen umgerechnet, ergibt sich, dass US-Amerikaner aktuell rund 8 kg mehr Fett und 16 kg mehr Zucker im Jahr zu sich nehmen als der durchschnittliche erwachsene Japaner.

Viele Wissenschaftler vertreten die Auffassung, es gebe keine «objektiven Risiken», die darauf warten, von uns gemessen zu werden, unsere Risikowahrnehmung sei nämlich ihrem Wesen nach subjektiv, abhängig von unserer Wahrnehmung konkreter Gefahren und unseren kulturellen Prägungen.

Die Stromerzeugung durch Kernkraft wird weithin als unsicher wahrgenommen, Röntgenstrahlen hingegen als eine handhabbare Gefahrenquelle.

Die erste Studie zu vermeidbaren Behandlungsfehlern kam 1999 zu dem Ergebnis, dass allein in den USA die jährliche Zahl solcher Fehler irgendwo zwischen 44.000 und 98.000 liegt. Das war damals eine als unerträglich hoch empfundene Zahl– doch eine neue, 2016 erschienene Studie setzte die Zahl noch wesentlich höher an, nämlich auf 251.454 Fälle im Jahr 2013. (Unter Berücksichtigung einer möglichen Dunkelziffer hielt die Studie sogar bis zu 400.000 Todesfälle durch Behandlungsfehler für möglich.) Damit wären Behandlungsfehler in Kliniken 2013 die dritthäufigste Todesursache nach Herzerkrankungen (611.000) und Krebs (585.000) gewesen, deutlich vor chronischen Atemwegserkrankungen (149.000).

Das Fliegen war also 2019 mehr als fünfmal sicherer als 2010 und mehr als 200 Mal sicherer als zu Beginn der Jetliner- Ära in den späten 1950er Jahren.

In Japan haben Erdbeben (die jeden Teil des Inselreichs treffen können) zwischen 1945 und 2020 rund 33.000 Menschen das Leben gekostet– mehr als die Hälfte von ihnen fielen dem Erdbeben und dem anschließenden Tsunami von Tōhoku am 11. März 2011 zum Opfer (15.899 Tote und 2529 Vermisste).

Bei einer Bevölkerung, die von 71 Millionen 1945 auf knapp 127 Millionen 2020 angewachsen ist, ergibt das ein Todesfallrisiko von 5 × 10^–10 (0,0000000005) pro Erdbebenstunde, das sind vier Zehnerpotenzen weniger als das normale bevölkerungsweite Sterberisiko.

Die Tatsache, dass in den USA Hurrikane heute kein größeres Sterberisiko mehr bergen als Blitzschläge, illustriert, dass Wetterbeobachtungssatelliten, optimierte Systeme zur Warnung der Bevölkerung und verbesserte Evakuierungsroutinen ihnen etwas von ihrer Gefährlichkeit genommen haben. Auf der anderen Seite besteht Grund zur Sorge, weil sowohl die Häufigkeit von Naturkatastrophen in aller Welt als auch die materiellen und wirtschaftlichen Schäden, die sie anrichten, ständig zunehmen.

Zwischen 1950 und 1980 nahmen die Schadensfälle langsam zu, die jährlichen Schadensfälle verdoppelten sich zwischen 1980 und 2005 sogar und nahmen zwischen 2005 und 2019 noch einmal um rund 60 Prozent zu.

Koronale Massenauswürfe können sich (unter fortschreitender Ausdehnung) in einem Tempo ausbreiten, das am langsamen Extrem weniger als 250 km/s betragen kann (in diesem Fall brauchen sie fast sieben Tage, um die Erde zu erreichen), das aber auch fast 3000 km/s erreichen kann (was ihre Reisezeit zur Erde auf 15 Stunden verkürzt).

Es gehört zu den unbequemen Wahrheiten, die die Welt in diesen Zeiten nicht gerne hört, dass virale Pandemien garantiert in relativ kurzen Abständen wiederkehren werden – und sie, auch wenn es zwischen ihnen zwangsläufig Gemeinsamkeiten gibt, einen je eigenen, nicht vorhersagbaren Verlauf nehmen können.

Auf der Rangliste der größten globalen Risiken, die das Weltwirtschaftsforum zwischen 2007 und 2015 alljährlich erstellte, standen ein katastrophaler Absturz der Börsenkurse, eine schwere Finanzkrise und ein systemisches Versagen der Finanzmärkte achtmal auf Platz 1 (offenbar eine Reaktion auf 2008), eine Wasserkrise einmal; eine gefährliche Pandemie schaffte es kein einziges Mal auf einen der drei ersten Plätze. So viel zur kollektiven prognostischen Weisheit globaler Verantwortungsträger und Entscheider!

Wie wir heute wissen, gingen die meisten dieser Todesfälle auf das Konto sekundärer bakterieller Lungenentzündungen: Rund 80 Prozent aller aus aufbewahrtem Lungengewebe von Opfern der «Spanischen Grippe» gezüchteten Kulturen enthielten Bakterien, die eine sekundäre Lungenentzündung verursachten – und zur damaligen Zeit, fast ein Vierteljahrhundert bevor Antibiotika auf breiter Front verfügbar wurden, gab es gegen diese Erkrankung keine Behandlungsmöglichkeiten.

Die Lehren, die wir bisher unter dem Eindruck von Katastrophen gezogen haben, zeichnen sich durch einen entschiedenen Mangel an Rationalität aus. Wir überschätzen die Wahrscheinlichkeit ihrer Wiederkehr und lassen uns ungern daran erinnern, dass das, was sie tatsächlich an Menschenleben und wirtschaftlichen Schäden gekostet hat, mit den Schadensfolgen vieler anderer Ereignisse vergleichbar ist, die aus unseren alltäglichen Lebensrisiken entstehen und in der Summe einen ebenso hohen Tribut fordern, ohne uns jedoch sonderlich Kopfzerbrechen zu bereiten.

Die öffentliche Reaktion auf Risiken orientiert sich mehr an der Furcht vor unvertrauten, unbekannten oder schlecht verstandenen Gefahren als an einer nüchternen vergleichenden Bewertung tatsächlich entstandener Schäden.

Terroristen haben diesen Mechanismus immer zu nutzen verstanden und Staaten dazu gebracht, außerordentlich kostspielige Maßnahmen zur Verhinderung künftiger Anschläge zu ergreifen, während sie es oft versäumten, Vorkehrungen zu treffen, mit denen man mehr Menschenleben zu viel geringeren Kosten pro verhindertem Todesfall hätte retten können.

Nicht einmal die schockierendsten Kapitel in der Geschichte amerikanischer Amokläufe und Massenmorde haben zu Gesetzesänderungen geführt, und so sind in der zweiten Dekade des 21. Jahrhunderts erneut rund 125.000 US-Amerikaner erschossen worden (Selbstmorde nicht mitgezählt).

Bei Terroranschlägen kamen in der zweiten Dekade des 21. Jahrhunderts in den USA 170 Personen ums Leben, 35 Mal weniger.

Ein risikofreies Dasein anzustreben, ist etwas ziemlich Illusionäres; dagegen ist und bleibt das Streben nach einer Minimierung gefährlicher Risiken eine der stärksten Triebkräfte des Fortschritts.

6: Die Umwelt verstehen: Die einzige Biosphäre, die wir haben

Die Liste dieser über die Zukunft unserer Biosphäre entscheidenden Grenzen umfasst neun Kategorien:

• den Klimawandel (der mittlerweile wahlweise, wenn auch sachlich nicht korrekt, als globale Erwärmung bezeichnet wird),
• die Versauerung des Meerwassers (existenzgefährdend für Meereslebewesen, die Gewebestrukturen aus Calciumcarbonat ausbilden),
• die Ausdünnung des Ozons in der Stratosphäre (das die Erde vor exzessiver Ultraviolettstrahlung schützt und durch die Emission von Fluorchlorkohlenwasserstoffen (FCKW) geschädigt wird),
• Aerosole in der Atmosphäre (die Sichttrübungen verursachen und zu Lungenschäden führen können),
• Störungen der Stickstoff- und Phosphorkreisläufe (vor allem durch die Einleitung dieser Nährstoffe in Fließ- und Küstengewässer),
• Süßwasserverbrauch (übermäßige Entnahme aus Grundwasser, Flüssen und Seen),
• Veränderungen der Bodennutzung (durch Waldrodung, Landwirtschaft und urbane und gewerbliche Flächenversiegelung),
• Verluste an biologischer Vielfalt (Biodiversität) sowie
• diverse Formen chemischer Umweltverschmutzung.

Wir werden nichts ausrichten, wenn unser politisches Handeln auf Mythen und Falschinformationen gründet. Gewiss, die wissenschaftlichen Grundlagen sind oft komplexer Natur, viele Einschätzungen sind mit Unsicherheiten behaftet, sodass kategorische Urteile oft nicht ratsam sind

Und während die Bäume des Amazonas-Regenwaldes wie alle pflanzlichen Festlandsbewohner, im Zuge der täglichen Fotosynthese O₂ erzeugen, verbrauchen sie – wiederum wie alle anderen Photosynthese betreibenden Organismen – praktisch diesen gesamten Sauerstoff im Verlauf ihrer nächtlichen Respiration, also des Prozesses, bei dem aus dem Photosyntat Energie und organische Bausteine für das Pflanzenwachstum erzeugt werden.

Die Versorgung mit Trinkwasser ist, wie wir sehen werden, so gesehen das perfekte Beispiel für ein fast weltweites Versagen in der Bewirtschaftung einer Ressource; erschwerend kommt der höchst ungleich verteilte Zugang zu dieser Ressource hinzu.

Die für die Produktion von Lebensmitteln genutzte Fläche ist heute mehr als doppelt so groß wie vor einem Jahrhundert, obwohl in allen wohlhabenden Volkswirtschaften die Ackerfläche als Ganze entweder gleich geblieben oder geringfügig zurückgegangen ist, während das Tempo, in dem weltweit neues Ackerland erschlossen wird, immerhin merklich nachgelassen hat.

Im Verlauf der letzten 50 Jahre war immer wieder einmal von einer bevorstehenden Verknappung des Phosphors die Rede, und manche Stimmen warnten sogar vor in einigen wenigen Jahrzehnten drohenden Hungersnöten. Sorgen vor der Übernutzung einer nicht unbegrenzt zur Verfügung stehenden Ressource sind immer angebracht, aber tatsächlich ist keine Phosphorkrise in Sicht. Nach Angaben des International Fertilizer Development Center reichen die weltweiten Vorkommen und Reserven an Phosphatgestein aus, um die Nachfrage nach Kalidüngern für die nächsten 300–400 Jahre zu stillen. Der U.S. Geological Survey beziffert die weltweiten Vorkommen an Phosphatgestein auf mehr als 300 Milliarden t, was bei der derzeitigen Förderrate noch für mehr als 1000 Jahre reichen würde.

Pflanzennährstoffen sind die ökologischen (und damit auch ökonomischen) Folgen ihrer unerwünschten Präsenz in der Umwelt, vor allem im Wasser.

Weil in Wasser (sowohl Süß- als auch Meerwasser) Phosphor normalerweise nur in sehr geringen Konzentrationen vorkommt, führt ein höherer Phosphoreintrag zur Eutrophierung der Gewässer, zur Anreicherung ursprünglich nur spärlich vorhandener Nährstoffe, mit der Folge eines exzessiven Algenwachstums.

Mithilfe von Gerinnungsförderern oder bakteriellen Prozessen kann Phosphor aus dem Wasser entfernt, in kristalline Form gebracht und wieder als Dünger eingesetzt werden.

Spurengase verändern das Strahlungsgleichgewicht des Planeten, indem sie einen Teil der nach außen zurückgeworfenen (infraroten) Strahlung absorbieren, wodurch die Oberflächentemperatur ansteigt.

Wasserdampf ist mit Abstand der wichtigste Blockierer nach außen gerichteter Strahlung und ist somit das Gas, das bis heute den größten Beitrag zur Erwärmung der Atmosphäre geleistet hat und dies auch in Zukunft tun wird. Wasserdampf ist die Hauptursache für den natürlichen Treibhauseffekt – ist jedoch nicht die Ursache für die Erwärmung der Atmosphäre, denn er hat keinen steuernden Einfluss auf deren Temperatur. Tatsächlich gilt das Umgekehrte: Temperaturveränderungen entscheiden darüber, wie viel Wasser in der Atmosphäre als Gas vorhanden sein kann (die Fähigkeit der Luft, Feuchtigkeit aufzunehmen, steigt proportional zur Lufttemperatur) und wie viel davon kondensiert und zu Flüssigkeit wird

Die Verbrennung fossiler Brennstoffe (die auch in nicht geringem Maß aus der Abholzung von Wäldern resultiert) ist für rund 75 Prozent der anthropogenen Erderwärmung verantwortlich, Methan (CH₄) für rund 15 Prozent. Der Rest entfällt überwiegend auf Distickstoffoxid (N₂O).

Fast seit dem Moment, als die Medien sich für diesen komplexen Prozess zu interessieren begannen, leidet die Berichterstattung über die globale Erwärmung an einer Fülle ungenügender Darstellungen der Fakten, fragwürdiger Interpretationen und düsterer Voraussagen, wodurch die Debatte über die Erderwärmung mit der Zeit eine eindeutig ins Hysterische, ja regelrecht Apokalyptische abdriftende Qualität erhalten hat.

Die nächtlichen Tiefsttemperaturen liegen hauptsächlich deshalb höher als die durchschnittlichen Tagestemperaturen, weil die Grenzschicht (die direkt über dem Erdboden liegende Luftschicht) in den Nachtstunden sehr dünn ist – nur wenige hundert Meter –, während sie sich tagsüber auf mehrere Kilometer ausdehnt.

Wenn wir die globalen Durchschnittswerte betrachten, zeigt sich, dass die fünf wärmsten Jahre der vergangenen 140 Jahre allesamt seit 2015 zu verzeichnen gewesen sind, und neun der zehn wärmsten Jahre haben wir seit 2005 erlebt.

Bei einer angenommenen Erderwärmung von bis zu 2 °C könnte die Zahl der Menschen, die von einer zunehmenden klimabedingten Wasserknappheit betroffen wären, irgendwo zwischen 500 Millionen und 3,1 Milliarden liegen.

Die meisten Studien stimmen jedoch darin überein, dass nachfragegetriebene Trinkwassernöte eine sehr viel größere Rolle spielen werden als jede durch den Klimawandel verursachte Wasserverknappung.

2015 lag der Wasserverbrauch der USA als Ganzes um nicht ganz 4 Prozent über dem Niveau von 1965, obwohl in den dazwischenliegenden 50 Jahren die Bevölkerung des Landes um 68 Prozent gewachsen war, sein BIP (inflationsbereinigt) sich mehr als vervierfacht und die bewässerte Ackerfläche um rund 40 Prozent zugenommen hatte. Das bedeutet umgerechnet, dass der durchschnittliche Wasserverbrauch pro Kopf in dieser Zeit um fast 40 Prozent zurückgegangen ist.

Es gibt inzwischen weltweit rund 18.000 Entsalzungsanlagen.

Die Folgen der COVID-19-Pandemie halten viele ernüchternde Lehren für uns bereit. Wie sich zeigte, waren wir auf ein Ereignis, von dem wir mit einer Wahrscheinlichkeit von 100 Prozent voraussagen konnten, dass es in absehbarer Zeit eintreten würde, extrem schlecht vorbereitet– zur Überraschung sogar der Leute, die mit einer Überforderung unserer Fähigkeiten zur Problemlösung rechneten.

Auch ohne Impfstoffe und Impfungen geht jede virale Pandemie früher oder später zu Ende, sobald sich weniger virulente Virenstämme durchsetzen. Demgegenüber ist der globale Klimawandel ein außerordentlich komplexer Vorgang, dessen letztlicher Ausgang von (noch längst nicht vollständig verstandenen) Interaktionen zwischen vielen natürlichen und anthropogenen Prozessen abhängt. Das bedeutet, dass wir noch auf Jahrzehnte hinaus mehr Beobachtungsdaten, mehr Studien und deutlich bessere Klimamodelle brauchen werden, um zu genaueren Voraussagen über langfristige Trends und wahrscheinliche Verläufe zu kommen. Zu glauben, unser Wissen über diese dynamischen, multifaktoriellen Realitäten habe das Stadium der Vollkommenheit erreicht, heißt die Naturwissenschaft von der globalen Erwärmung mit dem Evangelium des Klimawandels zu verwechseln. Tatsächlich brauchen wir keine endlose Abfolge neuer Klimamodelle, um wirksame Gegenmaßnahmen ergreifen zu können. Es bestehen enorme Chancen für eine Reduzierung des Energiebedarfs in Gebäuden, im Transportwesen, in Industrie und Landwirtschaft, und wir hätten einige dieser energiesparenden, Emissionen reduzierenden Maßnahmen schon vor Jahrzehnten ergreifen sollen, ganz unabhängig von der Angst vor der globalen Erwärmung. Der Kampf gegen unnötige Energieverbräuche, und gegen Luft- und Wasserverschmutzung sollte der ständige Imperativ und Wegbegleiter der Menschen sein, nicht verzweifelt aus dem Boden gestampfte Reaktionen auf eine wirklich oder vermeintlich drohende Katastrophe. Bemerkenswert ist vor allem, dass wir es weitgehend versäumt haben, Schritte zu tun, die geeignet gewesen wären, die Langzeitwirkungen des Klimawandels zu begrenzen, und die wir schon vor der angstvollen Thematisierung des Klimawandels hätten tun müssen, weil sie langfristige Einsparungen ermöglichen würden, und das sogar bei erhöhtem Lebenskomfort. Damit nicht genug: Wir haben vorsätzlich neue Energieumwandlungen eingeführt und ihre Verbreitung gefördert, Energiefresser, die zu einem erhöhten Verbrauch fossiler Brennstoffe und damit zu gesteigerten CO₂-Emissionen beigetragen haben. Die besten Beispiele für diese Versäumnisse bzw. Fehlleistungen sind die unverzeihlich mangelhaften Bauvorschriften in klimatisch eher kalten Ländern (wie der Nordhälfte der USA) und der weltweite Boom der SUVs.

Im Verlauf der 2010er Jahre entwickelten sich SUVs zur zweitgrößten Ursache steigender CO₂-Emissionen nach der Stromproduktion und noch vor Schwerindustrie, Frachtverkehr und Luftfahrt.

Zwischen 1989 und 2019 sind die anthropogenen Treibhausgas-Emissionen weltweit um rund 65 Prozent gestiegen. Selbst wenn wir diesen globalen Durchschnittswert in seine Bestandteile zerlegen, müssen wir erkennen, dass wohlhabende Länder wie die USA, Kanada, Japan, Australien und die Mitgliedsstaaten der EU, die schon vor drei Jahrzehnten einen sehr hohen Energieverbrauch pro Kopf der Bevölkerung hatten, ihre Emissionen um nur rund 4 Prozent gedrückt haben, während in der gleichen Zeit Indien die seinen vervierfacht und die Chinesen die ihren sogar um den Faktor 4,5 gesteigert haben.

Paris 2015: Tatsächlich aber konnten im Pariser Klimaabkommen keine konkreten Reduktionsverpflichtungen der weltweit größten CO₂-Emittenten verankert werden, und selbst wenn alle in Paris gemachten (nicht bindenden) Versprechen gehalten würden (was ganz und gar unwahrscheinlich ist), würde das immer noch zu einem Anstieg der Emissionen in Höhe von 50 Prozent bis 2050 führen. Was für ein Meilenstein!

Diese Konferenzen hatten nie eine Aussicht, etwa die fortdauernde Steigerung der Kohleförderung in China (die sich zwischen 1995 und 2019 mehr als verdreifacht hat, sodass China heute fast so viel Kohle fördert wie der Rest der Welt zusammen) zu bremsen oder die weiter oben beklagte weltweite Begeisterung für schwergewichtige SUVs, und sie konnten auch nicht Millionen Familien davon abbringen, sich, sobald ihr Einkommen es erlaubte, neue Klimaanlagen zuzulegen, die in den heißfeuchten Nächten der Monsunsaison in Südasien durchlaufen und in absehbarer Zeit sicher nicht mit Solarstrom betrieben werden. Der kombinierte Effekt aller dieser Zielvorgaben: Zwischen 1992 und 2019 haben sich die globalen CO₂-Emissionen um rund 65 Prozent erhöht, der CH₄-Ausstoß um 25 Prozent.

Was können wir in den kommenden Jahrzehnten erreichen? Anfangen müssen wir mit der Anerkennung grundlegender Realitäten.

Lange galt ein Anstieg der weltweiten Durchschnittstemperatur um 2 °C als ein gerade noch tragbares Maximum, doch 2018 senkte das IPCC die kritische Schwelle auf nur noch 1,5 °C ab. Jedoch haben wir zwei Drittel dieses maximal tolerierbaren Temperaturanstiegs bereits 2020 »geschafft«. Ein 2017 erstelltes wissenschaftliches Gutachten zu der Frage, wie viel Kohlenstoff die Ozeane absorbieren können (unter Berücksichtigung der Energieungleichgewichte auf der Erde und des Verhaltens feiner Partikel in der Atmosphäre), kam zu dem Ergebnis, dass die unumkehrbare Klimaerwärmung (resultierend aus den Emissionen der Vergangenheit und selbst dann nicht zu bremsen, wenn es möglich wäre, sämtliche Emissionen unverzüglich abzustellen) sich bereits auf 1,3 °C hochgeschaukelt hatte und es bei gleichbleibenden Neuemissionen noch 15 Jahre dauern würde, bis die Schwelle von 1,5 °C überschritten würde. Aus der jüngsten Analyse dieser kombinierten Effekte geht hervor, dass wir bereits auf einem unumkehrbaren Weg in Richtung 2,3 °C globaler Erwärmung sind.

Mit Computerhilfe ist es relativ einfach, viele Szenarien für eine schnelle Abkehr vom Kohlenstoff aufzustellen, doch sind uns alle die, die sich ihren Lieblingspfad zu einer Zero-Carbon-Zukunft ausmalen, realistische Erklärungen schuldig, nicht nur ein Sortiment mehr oder weniger willkürlicher und sehr unwahrscheinlicher Annahmen, die weit jenseits technischer und wirtschaftlicher Machbarkeiten angesiedelt sind und die Festgefügtheit, das Beharrungsvermögen und die enorme Komplexität unserer Energie- und Stoffsysteme außer Acht lassen.

Natürlich kann man – und darauf werde ich im Schlusskapitel zurückkommen –, wenn man Langfrist-Szenarien konstruiert, jede willkürliche Prämisse einbauen, um zu einem gewünschten Ergebnis zu kommen. Doch wie vertragen sich die diesem Szenario zugrunde liegenden Vorannahmen mit dem, was in den letzten Jahrzehnten geschehen ist? Den Energieverbrauch pro Kopf der Bevölkerung innerhalb von drei Jahrzehnten zu halbieren, wäre eine erstaunliche Errungenschaft, bedenkt man, dass er in den letzten drei Jahrzehnten um 20 Prozent gewachsen ist.

Ein Nachfragerückgang und eine allmähliche Verringerung der Zahl der Autobesitzer sind wünschenswert und auch erwartbar, aber eine Halbierung der Nachfrage nach Autos ist eine willkürlich gewählte Zielmarke mit geringer Eintrittswahrscheinlichkeit.

In China gab es 1999 nur 0,34 Autos pro 100 städtische Haushalte. 2019 waren es bereits mehr als 40. Das entspricht einer Steigerung um den Faktor 100 in nur zwei Jahrzehnten. 1990 besaß einer von 300 großstädtischen Haushalten in China ein fenstermontiertes Klimagerät; 2018 waren es 142,2 pro 100 Haushalte, ein Anstieg um mehr als das 400-Fache in weniger als drei Jahrzehnten. Wenn Länder, deren heutiger Lebensstandard dem Chinas im Jahr 1999 entspricht, nur ein Zehntel des Wirtschaftswachstums erleben würden, das China in jüngster Zeit geschafft hat, müsste bei ihnen die Zahl der Autobesitzer um den Faktor zehn und die Zahl der Klimaanlagen um den Faktor 40 zunehmen.

Und wie werden China und Indien (beide mit einer immer noch zunehmenden Kohleförderung und Kohleverstromung) es anstellen, im Handumdrehen von der Kohle wegzukommen? Aber eigentlich bringt es gar nichts, bei der Kritik an solchen energierevolutionären Narrativen ins Detail zu gehen, denn was hier präsentiert wird, ist eine akademische Spielart von Science-Fiction. Ihre Urheber legen zunächst ein willkürlich gewähltes Ziel fest (Klimaneutralität bis 2030 oder bis 2050) und rechnen dann rückwärts, um zu deduzieren, welche Maßnahmen für die Erreichung der Zielmarke ergriffen werden müssten; reale sozioökonomische Notwendigkeiten und technische Sachzwänge berücksichtigen sie kaum oder gar nicht.

Wir können trotzdem sehr viele Dinge anders und besser machen, aber nicht indem wir Lippenbekenntnisse zu unrealistischen, willkürlich gesetzten Zielen ablegen. Geschichte verläuft ganz eindeutig nicht nach den Regeln eines von Computeralgorithmen gesteuerten akademischen Planspiels, bei dem bedeutende Etappenziele jeweils in mit einer Null oder einer Fünf endenden Kalenderjahren erreicht werden; die wirkliche Geschichte ist voller Diskontinuitäten, Umkehrungen und unvorhersehbarer Abzweigungen.

Wir können die Kohleverstromung ziemlich schnell durch Stromerzeugung mittels Erdgas ersetzen (das einen wesentlich kleineren ökologischen Fußabdruck hinterlässt, wenn bei seinem Transport nennenswerte Methanverluste durch Undichtigkeiten vermieden werden), und natürlich auch durch einen Ausbau der Wind- und Solarstromkapazitäten. Wir können uns vom SUV verabschieden und massenhaft auf Elektroautos umsteigen, und wir haben noch große Ineffizienzen im Bauwesen, im Haushaltsbereich und im Energieverbrauch der Wirtschaft, die sich kostensparend reduzieren oder beseitigen ließen. Was wir hingegen nicht können, ist die Dynamik eines komplexen Systems von heute auf morgen in den Rückwärtsgang versetzen, eines Systems, das momentan mehr als 10 Milliarden Tonnen fossilen Kohlenstoffs bewegt und Energieumwandlungen in der Größenordnung von mehr als 17 Terawatt leistet. Das radikale Umschwenken wird als realistische Option beschworen, nur weil jemand beschlossen hat, dass die globale Energieverbrauchskurve, die jahrhundertelang nach oben gegangen ist, plötzlich abknicken und mir nichts, dir nichts in ein anhaltendes, relativ steiles Gefälle übergehen wird.

Es werden in wachsendem Maß die auf Modernisierungskurs befindlichen Volkswirtschaften Asiens sein, die mehr als die «Alte Welt» das Zeug haben werden, bedeutsame Veränderungen herbeizuführen

Der Aufstieg und Niedergang von Nationen ist nicht der einzige Unsicherheitsfaktor, der Prognosen zu Fortgang und Auswirkungen der Klimaerwärmung erschwert.

Wie oft haben Sie gehört oder gelesen, dass die ersten Orte, die aufgrund der Klimaerwärmung und des durch sie ausgelösten Anstiegs des Meeresspiegels unbewohnbar werden, die küstennahen Tiefebenen und die Inselstaaten im Pazifik sein werden? Tatsächlich hat eine vor kurzem erschienene Analyse, die in allen 101 Inseln des pazifischen Archipels Tuvalu (nördlich von Fidschi, östlich der Salomonen) die Veränderungen der Küstenlinien in den letzten vier Jahrzehnten nachverfolgte, ergeben, dass die Landfläche des Inselreichs um fast 3 Prozent gewachsen ist.

Wohlhabende Länder könnten ihren durchschnittlichen Pro-Kopf-Energieverbrauch erheblich verringern und dennoch eine hohe Lebensqualität beibehalten. Wenn es gelänge, einfache technische Vorgaben, von dreifach verglasten Fenstern bis zu auf längere Lebensdauer ausgelegten Fahrzeugen, auf breiter Front durchzusetzen, hätte das signifikante kumulative Effekte. Eine Halbierung des Lebensmittelschwundes und eine Umsortierung im weltweiten Fleischverzehr würden die CO₂-Emissionen senken, ohne dass unsere Ernährungsqualität darunter litte. Diese Maßnahmen fehlen bemerkenswerterweise in den meisten typischen Litaneien über die bevorstehende umwälzende Kohlenstoff-Reduktion, oder sie rangieren weit unten. Die besagte «Revolution» stützt sich auf noch nicht vorhandene Techniken zur Stromspeicherung in großem Stil, oder wahlweise auf die Ankündigung einer unrealistisch massiven CO₂-Abscheidung mit anschließender dauerhafter unterirdischer Speicherung. Diese überzogenen Erwartungen sind inzwischen auch schon etwas abgestanden.

7: Die Zukunft verstehen: Zwischen Apokalypse und Singularität

Mein Rat: Wenn Sie sich ein realistischeres Bild davon machen möchten, was die Zukunft bringen könnte, nehmen Sie Abstand von all diesen Zahlenspielereien der neuzeitlichen Prophezeiungen – oder nehmen Sie sie als das, was sie sind: Ausdruck vorherrschender Erwartungen und Verzerrungen.

Prognosen, die zwischen 2014 und 2016 veröffentlicht wurden, sagten für 2020 einen E-Anteil von 8–11 Prozent voraus – real waren es dann nur 2,5 Prozent.

Komplexere Modelle, die mögliche Wechselwirkungen zwischen wirtschaftlichen, gesellschaftlichen, technischen und ökologischen Faktoren kombinieren, erfordern mehr Annahmen und eröffnen zusätzliche Fehlerquellen.

Als in den 1960er Jahren zunehmend die Gefahr an die Wand gemalt wurde, eine immer schneller wachsende Weltbevölkerung könne die Fähigkeit des Planeten, genügend Nahrung hervorzubringen, überfordern, konnte man das mit Verweis auf die immer neue Höchstwerte erreichenden Wachstumsraten der Weltbevölkerung begründen. Über Jahrtausende hinweg hatte sich das Bevölkerungswachstum im Bereich von wenigen Zehntelprozenten pro Jahr bewegt; die Schwelle von 0,5 Prozent hat es erstmals in den 1770ern, die von 1 Prozent erstmals Mitte der 1920er Jahre überschritten; in den späten 1950er Jahren bewegte es sich auf die 2 Prozent zu und beschleunigte sich weiter. 

Tatsächlich bestand nie ein Grund, eine unkontrollierte Beschleunigung des Bevölkerungswachstums zu fürchten; die Katastrophenprediger ignorierten die einfache Wahrheit, dass kein sich fortschreitend beschleunigendes Wachstum auf einem endlichen Planeten unendlich lange weitergehen kann.

Noch bevor die 1960er Jahre zu Ende waren, erreichte die Rate des weltweiten Bevölkerungswachstums mit rund 2,1 Prozent pro Jahr ihren Höchststand, danach folgte ein ziemlich steiler Rückgang: Im Jahr 2000 lag die globale Rate bei 1,32 Prozent, 2019 bei nur noch 1,08 Prozent. Die Halbierung der relativen Wachstumsrate in nur 50 Jahren und der damit einhergehende Rückgang der absoluten Wachstumsrate – die nach Erreichen des Rekordwerts von 93 Millionen pro Jahr (1987) auf heute höchstens 80 Millionen pro Jahr gesunken ist – haben einen grundlegenden Richtungswechsel eingeläutet: Irgendwann in der ersten Hälfte der 2020er Jahre wird die Weltbevölkerung einen bedeutsamen demographischen Meilenstein passieren – die Hälfte aller Erdenmenschen wird dann in Ländern leben, deren Fortpflanzungsrate unterhalb des Reproduktionsniveaus liegen wird. Diese neue Realität lädt natürlich sofort wieder zu neuen Katastrophenszenarien ein. Würde sich das Absinken der Fortpflanzungsrate fortsetzen, in welchem Jahr würde dann das Wachstum der Weltbevölkerung die Nulllinie erreichen?

Es ist den Katastrophenpropheten immer sehr schwergefallen, sich vorzustellen, dass der menschliche Erfindergeist in der Lage ist, auch den zukünftigen Bedarf an Nahrung, Energie und Rohstoffen zu bewältigen – in den letzten drei Generationen haben wir dies trotz einer Verdreifachung der Weltbevölkerung seit 1950 geschafft. Statt verheerender Hungersnöte erleben wir eine stetige Verringerung der Zahl der unterernährten Menschen in einkommensschwachen Ländern, von rund 40 Prozent in den 1960er Jahren auf nur noch rund 11 Prozent 2019.

Beim Einsatz von Stickstoffdüngern haben wir anstelle der vorhergesagten verheerenden Verknappung eine Steigerung um mehr als das Zweieinhalbfache seit 1975 erlebt; einher damit ging eine Erhöhung der weltweiten Erntemengen um den Faktor 2,2.

Und was das Erdöl betrifft, so stieg die jährliche Fördermenge zwischen 1995 und 2019 um zwei Drittel, und die Erdölpreise lagen Ende 2019 (kurz bevor COVID kam) niedriger als 2009. Die Katastrophenpropheten lagen und liegen falsch, immer und immer wieder. Die Technik-Optimisten, die nie aufhören, uns ans Wunderbare grenzende Problemlösungen zu versprechen, müssen sich damit anfreunden, eine ähnlich schlechte Bilanz attestiert zu bekommen. Eine ihrer bekanntesten (und peinlich gut dokumentierten) Fehlleistungen war ihr Glaube an die Kernspaltung als Allheilmittel für alle Probleme der Menschheit. 

Bei der neuesten Variante einer hochkochenden Katastrophenbeschwörung geht es um die zunehmende Schädigung unserer Umwelt im Allgemeinen und um die Sorgen wegen des globalen Klimawandels im Besonderen. Journalisten und Aktivisten schreiben über die sich jetzt abspielende Klima-Apokalypse und bringen letzte Warnungen vor.

Nach dem Illusionsgehalt früherer Prophezeiungen zu urteilen, wird weder das eine noch das andere eintreten. Unsere Zivilisation befindet sich heute nicht in der Verfassung, die ihr Anfang der 1970er Jahre vorausgesagt worden ist – einer sich verschlimmernden weltweiten Hungerkrise oder eines unerschöpflichen Energiereichtums dank billiger Kernenergie –, und wir werden auch in 25 Jahren weder den Endpunkt unseres evolutionären Weges erreicht haben noch den alles verändernden Durchbruch unserer Zivilisation zur Singularität erleben.

Sich Extremereignisse auszumalen, ist relativ einfach; reale Entwicklungen zu antizipieren, die sich aus dem unberechenbaren Zusammenwirken träger Langzeitentwicklungen und unberechenbarer Diskontinuitäten ergeben, ist und bleibt Glückssache. Keine noch so ausgefeilten Modellierungen werden die Ungewissheit beseitigen, und wir werden weiterhin mit vielen unserer Langfrist-Prognosen danebenliegen. Das ist weder eine Kampfansage noch eine vorsorgliche Disqualifizierung künftiger Prognosen; es ist einfach nur eine höchst plausible, wenn nicht zwangsläufige Schlussfolgerung aus der Einsicht in die unkalkulierbaren Wechselwirkungen zwischen der Trägheit, die komplexen Systemen mit ihren festgefügten Konstanten und langfristigen Sachzwängen nun einmal innewohnt, und den plötzlichen Diskontinuitäten und Überraschungen– sei es technischer (des Siegeszuges der Haushalts- und Gebrauchselektronik, möglicher Durchbrüche in der Stromspeichertechnik) oder gesellschaftlicher Natur (des Zerfalls der UdSSR oder des Auftretens einer neuen, womöglich tödlicheren Pandemie) –, mit denen wir ebenfalls jederzeit rechnen müssen. Was Vorhersagen schwieriger denn je macht, ist der Umstand, dass wir die lebenswichtigsten Transformationen heute in einer gigantischen Größenordnung bewältigen müssen. 

Die Energiekosten und die ökologischen Schadwirkungen von Stickstoffdünger ließen sich am radikalsten dadurch senken, dass wir weniger davon einsetzen: Diese Option steht wohlhabenden Ländern mit ihrem Überfluss an Lebensmitteln und deren hohem Verschwendungsgrad offen, aber hunderte Millionen unterernährte Kinder, vor allem in Afrika, brauchen mehr Milch und mehr fleischliche Nahrung, und die kann man ihnen nur verschaffen, wenn in ihren Ländern erheblich mehr und wirksamer gedüngt wird. Um dieses Argument plastisch sichtbar zu machen: In der EU liegt der durchschnittliche Düngemitteleinsatz bei rund 160 kg/Hektar landwirtschaftlich genutzter Fläche, in Äthiopien bei weniger als 20 kg, eine Diskrepanz um fast den Faktor zehn, die die riesige Entwicklungslücke illustriert, die bei Aussagen über den globalen Nahrungsbedarf oft außer Acht gelassen wird.

bei Bedarfsangaben zu grundlegenden Materialien heute Größenordnungen von Milliarden oder hunderten Millionen Tonnen pro Jahr zusammen. Das allein macht es unmöglich, entweder solche Materialmassen durch andere Materialien zu ersetzen – was sollte denn wohl an die Stelle von 4 Milliarden t Zement oder knapp 2 Milliarden t Stahl treten? – oder einen raschen (möglichst eher Jahre als Jahrzehnte dauernden) Übergang auf ein völlig neues Verfahren zur Erzeugung dieser unverzichtbaren Materialien zu bewerkstelligen.

Auch wenn die Kapazität neuer Erneuerbarer (Wind, Solar, neue Biokraftstoffe) im Verlauf der ersten 20 Jahre des 21. Jahrhunderts um den eindrucksvollen Faktor 50 zugenommen hat, ging die weltweite Abhängigkeit von fossilem Kohlenstoff nur unwesentlich zurück, von 87 auf 85 Prozent des gesamten Primärenergiebedarfs; noch dazu ist der Löwenanteil dieses geringen relativen Rückgangs einem Ausbau der Energiequelle Wasserkraft zu verdanken, einer Vertreterin der «alten Erneuerbaren».

Weil der Energieverbrauch als ganzer 1920 um fast eine Zehnerpotenz niedriger lag als 2020, war die Ersetzung von Holz durch Kohle in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts viel leichter zu bewerkstelligen, als es die Ersetzung fossiler Brennstoffe durch neue Erneuerbare im frühen 21. Jahrhundert ist. Was bedeutet, dass selbst bei einer Verdreifachung oder Vervierfachung des bisherigen Tempos der Entkarbonisierung fossile Brennstoffe auch im Jahr 2050 noch eine Hauptrolle spielen werden.

Der größte Teil des elektrischen Stroms, der alle unsere elektronischen Geräte speist, wird von Dampfturbinen erzeugt, die Charles A. Parsons 1884 erfand, oder von Gasturbinen, die erstmals 1938 kommerziell zum Einsatz kamen. Während die Mobiltelefonie innerhalb einer einzigen Generation 1 Milliarde Telefonleitungen überflüssig gemacht hat, wird es definitiv nicht möglich sein, die Dampf- und Gasturbinen, die uns viele Terawatt Strom liefern, innerhalb einer ähnlichen Zeitspanne durch Photovoltaik-Paneele oder Windräder zu ersetzen.

Diese Realitäten sollten uns zu verstehen helfen, weshalb die fundamentalen Elemente unseres Lebens sich in den kommenden 20–30 Jahren nicht drastisch verändern werden, trotz des fast ununterbrochenen Stroms von Meldungen über immer neue und noch bessere Innovationen, von Solarzellen bis zu Lithium-Ionen-Batterien, vom 3D-Drucker, mit dem man fast alles (von Mikrostrukturen bis zu ganzen Häusern) hinkleckern kann, bis zu Bakterien, die fähig sind, Benzin zu synthetisieren. Stahl, Zement, Stickstoff und Kunststoffe werden als die vier stofflichen Säulen der Zivilisation fortbestehen; ein großer Teil der weltweiten Transportleistungen wird weiterhin von Verbrennungsmotoren erbracht werden, die raffinierte Flüssigtreibstoffe nutzen (Benzin und Diesel, Kerosin in der Luftfahrt, Diesel und Schweröl in der Schifffahrt); auf Getreidefeldern werden weiterhin Traktoren ihre Bahnen ziehen, die Pflüge, Eggen, Sämaschinen und Düngerstreuer schleppen, und später werden Mähdrescher die geernteten Getreidekörner auf die Ladefläche von Kippern schmeißen.

COVID-19 hat sich weltweit als eine ausgezeichnete – und kostspielige – Mahnung dafür bewährt, dass unsere Fähigkeit, unsere Zukunft zu planen, ihre Grenzen hat, und auch daran wird und kann sich während der Lebenszeit der nächsten Generation nichts Dramatisches ändern.

Das Land, das Jahr für Jahr mehr als eine halbe Billion Dollar für Streitkräfte und Waffen ausgibt (mehr als alle seine potenziellen Kriegsgegner zusammen), zeigte sich unvorbereitet auf ein Ereignis, von dem absolut sicher war, dass es eintreten würde, und stand, als der Moment kam, ohne einen ausreichenden Grundstock an klinischer Ausrüstung da. Hätte man ein paarhundert Millionen Dollar in inländische Produktionsstätten für diese Dinge investiert, hätte dies die durch COVID-19 verursachten volkswirtschaftlichen Verluste, die in die Billionen gegangen sind, deutlich verringern können!

In den ersten sechs Monaten nach deren Ausbruch verzeichneten ausgerechnet vier der fünf bevölkerungsreichsten Länder Europas (Großbritannien, Frankreich, Italien und Spanien) sowie zwei seiner reichsten (die Schweiz und Luxemburg) – alle mit einem seit Jahrzehnten als musterhaft geltenden Gesundheitssystem gesegnet – mit die weltweit höchsten Opferzahlen.

Krisen haben es an sich, dass sie den Schleier der Schönfärberei wegziehen und Fehlentwicklungen aufdecken.

Dieses Muster der Trägheit, wie ich es nenne, bedeutet, dass niemand jemals für irgendeine der vielen strategischen Fehlleistungen verantwortlich gemacht werden wird, die das Missmanagement der Pandemie sicherstellten, bevor diese überhaupt begann. Zweifellos werden etliche Alibi-Anhörungen stattfinden, und einige Denkfabriken werden Listen mit Empfehlungen herausbringen, die dann aber prompt ignoriert werden und an tief sitzenden Denkmustern nichts ändern werden. Ergriff die Welt nach den Pandemien von 1918–1919, 1958–1959, 1968–1969 oder 2009 irgendwelche entschlossenen Schritte? Werden Regierungen dafür Sorge tragen, dass im Falle einer künftigen Pandemie ausreichende Vorräte an medizinischer Ausrüstung eingelagert sind? Wahrscheinlich nicht, und die Reaktion auf eine solche Pandemie dürfte genauso ungereimt ausfallen wie eh und je – wenn nicht noch chaotischer. Man wird die finanziellen Vorzüge einer an einem Ort konzentrierten Massenfertigung nicht gegen eine teurere dezentralisierte Produktion eintauschen, nur weil diese weit weniger verwundbar ist.

Das bedeutet auch, dass wir immer wieder neu lernen müssen, uns mit außerhalb unserer Kontrolle liegenden Realitäten auszusöhnen.

Wie gut werden wir 2050 eine Pandemie bewältigen, die vielleicht ansteckender ist als COVID-19, wenn in manchen Ländern ein Drittel der Bevölkerung der verwundbaren Altersgruppe angehört?

Die These, es könne uns gelingen, das Ziel der Dekarbonisierung in absehbarer Zeit zu erreichen – durchgreifend und in der erforderlichen Größenordnung –, läuft jeder realen Erfahrung aus der Vergangenheit zuwider.

Kein echter Fortschritt lässt sich erzielen, solange nicht zumindest diese fünf Länder, die aktuell für 80 Prozent aller CO₂-Emissionen verantwortlich sind, sich eindeutig zu einer verbindlichen Selbstverpflichtung bekennen. Noch ist eine solche konzertierte globale Geste alles andere als zum Greifen nahe.

Dazu kommt, dass wirksame Maßnahmen kostspielig sein werden und es immer mindestens zwei Generationen dauern wird, bis die erwartete Wirkung eintritt (nämlich eine deutliche Minderung oder sogar ein völliges Ende der Treibhausgas-Emissionen). Selbst drastische Emissionsminderungen, die weit über das hinausgehen würden, was nach heutigem Stand realistisch erwartet werden kann, werden erst mit jahrzehntelanger Verzögerung ihre Wirkung entfalten.

Weil Treibhausgase, die einmal in die Atmosphäre gelangt sind, für lange Zeiträume dort verbleiben können (CO₂ zum Beispiel bis zu 200 Jahre), würden selbst heroische Anstrengungen zur Treibhausgasvermeidung frühestens nach einigen Jahrzehnten deutliche Erfolge zeitigen, etwa indem die globale Durchschnittstemperatur an der Erdoberfläche erstmals wieder sinken würde. Wenn nach dem Start kraftvoller globaler Dekarbonisierungsanstrengungen der globale Temperaturanstieg erst einmal für weitere 25–35 Jahre weitergehen würde, dürfte das die Geduld der von den hierfür ergriffenen drastischen Maßnahmen Betroffenen auf eine harte Probe stellen.

Einem von vielen Klimaforschern verwendeten klimaökonomischen Modell zufolge käme der Wendepunkt (das Jahr, in dem die ergriffenen Maßnahmen im günstigsten Fall einen messbaren wirtschaftlichen Nutzen abzuwerfen beginnen) um das Jahr 2080 herum (wenn echte Anstrengungen zur Senkung der Emissionen spätestens ab Mitte der 2020er Jahre umgesetzt würden).

Die Zukunft ist nicht (und war nie) vorbestimmt. Was sie bringen wird, hängt von unserem Handeln ab.

Zuletzt aktualisiert am 18. Juni 2026 um 23:45