Eine relativ niedrige Komplexität, wie die eines neuen Staudamms, kann manchmal zur Lösung von Energieproblemen genutzt werden, aber wir können nicht erwarten, dass immer höhere Komplexitätsgrade erreicht werden können.
Wie der Anthropologe Joseph Tainter in seinem bekannten Buch Der Zusammenbruch komplexer Gesellschaften feststellte, nimmt der Nutzen einer zusätzlichen Komplexität ab. Mit anderen Worten: Die vorteilhaftesten Innovationen werden in der Regel zuerst gefunden. Spätere Innovationen sind in der Regel weniger hilfreich. Schließlich werden die Energiekosten für zusätzliche Komplexität im Verhältnis zu ihrem Nutzen zu hoch.
In diesem Beitrag werde ich näher auf die Komplexität eingehen. Ich werde auch Belege dafür anführen, dass die Weltwirtschaft bereits an die Grenzen der Komplexität gestoßen sein könnte. Außerdem bezieht sich die gängige Kennzahl "Energy Return on Energy Investment" (EROEI) auf den direkten Energieverbrauch und nicht auf die in der zusätzlichen Komplexität enthaltene Energie. Infolgedessen suggerieren EROEI-Angaben, dass Innovationen wie Windturbinen, Sonnenkollektoren und Elektrofahrzeuge nützlicher sind, als sie es tatsächlich sind. Andere Messgrößen, die dem EROEI ähneln, machen einen ähnlichen Fehler.
[1] In diesem Video mit Nate Hagens erklärt Joseph Tainter, wie Energie und Komplexität dazu neigen, gleichzeitig zu wachsen, was Tainter die Energiekomplexitätsspirale nennt.
Abbildung 1. Die Energiekomplexitätsspirale aus der Präsentation "The Energy-Complexity Spiral" von Joseph Tainter aus dem Jahr 2010.
Nach Tainter bauen Energie und Komplexität aufeinander auf. Zunächst kann die zunehmende Komplexität für eine wachsende Wirtschaft hilfreich sein, da sie die Nutzung der verfügbaren Energieprodukte fördert. Leider erreicht diese zunehmende Komplexität einen abnehmenden Ertrag, weil die einfachsten, vorteilhaftesten Lösungen zuerst gefunden werden. Wenn der Nutzen der zusätzlichen Komplexität im Verhältnis zum zusätzlichen Energiebedarf zu gering wird, bricht die Gesamtwirtschaft tendenziell zusammen - was seiner Meinung nach einem "schnellen Verlust an Komplexität" gleichkommt.
Wachsende Komplexität kann Waren und Dienstleistungen auf verschiedene Weise billiger machen:
- Skaleneffekte der Wirtschaft entstehen durch größere Unternehmen.
- Die Globalisierung ermöglicht den Einsatz von alternativen Rohstoffen, billigeren Arbeitskräften und Energieprodukten.
- Höhere Bildung und mehr Spezialisierung ermöglichen mehr Innovation.
- Verbesserte Technologie ermöglicht eine kostengünstigere Herstellung von Waren.
- Verbesserte Technologien können Kraftstoffeinsparungen bei Fahrzeugen ermöglichen, was zu kontinuierlichen Kraftstoffeinsparungen führt.
Seltsamerweise führt die zunehmende Komplexität in der Praxis eher zu einem höheren als zu einem geringeren Kraftstoffverbrauch. Dies ist als Jevons'sches Paradoxon bekannt. Wenn Produkte billiger sind, können es sich mehr Menschen leisten, sie zu kaufen und zu betreiben, so dass der Gesamtenergieverbrauch tendenziell höher ist.
[2] In dem oben verlinkten Video beschreibt Professor Tainter Komplexität unter anderem als etwas, das einem System Struktur und Organisation verleiht.
Der Grund, warum ich Strom aus Windturbinen und Sonnenkollektoren für viel komplexer halte als beispielsweise Strom aus Wasserkraftwerken oder aus Anlagen für fossile Brennstoffe, liegt darin, dass die Leistung der Geräte weiter von dem entfernt ist, was benötigt wird, um die Anforderungen des Stromsystems zu erfüllen, das wir derzeit betreiben. Die Wind- und Solarstromerzeugung braucht Komplexität, um das Problem der Unterbrechungen zu lösen.
Bei der Stromerzeugung aus Wasserkraft kann das Wasser leicht hinter einem Damm aufgefangen werden. Oft kann ein Teil des Wassers für eine spätere Verwendung bei hohem Bedarf gespeichert werden. Das hinter dem Damm aufgefangene Wasser kann durch eine Turbine geleitet werden, so dass die elektrische Leistung dem in der Region verwendeten Wechselstrommuster entspricht. Der Strom aus einem Wasserkraftwerk kann schnell zu anderen verfügbaren Stromerzeugungsanlagen hinzugefügt werden, um das von den Nutzern bevorzugte Stromverbrauchsmuster zu erreichen.
Die Leistung von Windturbinen und Sonnenkollektoren hingegen erfordert sehr viel mehr Unterstützung ("Komplexität"), um dem Stromverbrauchsmuster der Verbraucher zu entsprechen. Strom aus Windturbinen ist in der Regel sehr unregelmäßig. Er kommt und geht nach seinem eigenen Zeitplan. Strom aus Sonnenkollektoren ist organisiert, aber die Organisation ist nicht gut auf das Verbrauchsmuster der Verbraucher abgestimmt.
Ein Hauptproblem besteht darin, dass Strom zum Heizen im Winter benötigt wird, Solarstrom jedoch überproportional häufig im Sommer verfügbar ist; die Verfügbarkeit von Windstrom ist unregelmäßig. Es können Batterien eingesetzt werden, die jedoch hauptsächlich die Probleme der falschen "Tageszeit" abmildern. Falsche "Jahreszeiten"-Probleme müssen mit einem wenig genutzten Parallelsystem entschärft werden. Das beliebteste Backup-System scheint Erdgas zu sein, aber es können auch Backup-Systeme mit Öl oder Kohle eingesetzt werden.
Dieses Doppelsystem ist mit höheren Kosten verbunden, als es bei einem alleinigen Betrieb auf Vollzeitbasis der Fall wäre. So muss z. B. ein Erdgassystem mit Pipelines und Speichern eingerichtet werden, auch wenn Strom aus Erdgas nur einen Teil des Jahres genutzt wird. Das kombinierte System benötigt Experten in allen Bereichen, einschließlich der Stromübertragung, der Gaserzeugung, der Reparatur von Windturbinen und Solarzellen sowie der Herstellung und Wartung von Batterien. All dies erfordert Bildungssysteme und internationalen Handel, manchmal mit unfreundlichen Ländern.
Ich halte auch Elektrofahrzeuge für komplex. Ein großes Problem ist, dass die Wirtschaft für viele, viele Jahre ein doppeltes System (für Verbrennungsmotoren und Elektrofahrzeuge) benötigt. Elektrofahrzeuge benötigen Batterien, die aus Elementen aus der ganzen Welt hergestellt werden. Außerdem brauchen sie ein ganzes System von Ladestationen, um ihren Bedarf an häufigem Aufladen zu decken.
[3] Professor Tainter weist darauf hin, dass Komplexität Energiekosten verursacht, die jedoch praktisch nicht messbar sind.
Der Energiebedarf ist in vielen Bereichen verborgen. Um ein komplexes System zu haben, brauchen wir zum Beispiel ein Finanzsystem. Die Kosten für dieses System lassen sich nicht wieder einrechnen. Wir brauchen moderne Straßen und ein Rechtssystem. Die Kosten für eine Regierung, die diese Leistungen erbringt, sind nicht leicht zu erkennen. Ein immer komplexeres System braucht Bildung, um es zu unterstützen, aber auch diese Kosten sind schwer zu messen. Wie wir an anderer Stelle festgestellt haben, entstehen durch doppelte Systeme weitere Kosten, die schwer zu messen oder vorherzusagen sind.
[3] Die Energiekomplexitätsspirale kann sich in einer Volkswirtschaft nicht ewig fortsetzen.
Die Energiekomplexitätsspirale kann auf mindestens drei Arten an Grenzen stoßen:
[a] Die Gewinnung von Mineralien aller Art wird zuerst an den besten Standorten durchgeführt. Ölquellen werden zuerst in Gebieten platziert, in denen Öl leicht zu fördern ist und die sich in der Nähe von Wohngebieten befinden. Kohleminen werden zuerst dort errichtet, wo die Kohle leicht zu fördern ist und die Transportkosten zu den Nutzern gering sind. Minen für Lithium, Nickel, Kupfer und andere Mineralien werden zuerst an den ertragreichsten Standorten errichtet.
Schließlich steigen die Kosten für die Energieerzeugung, anstatt zu sinken, da die Erträge abnehmen. Öl, Kohle und Energieprodukte werden teurer. Auch Windturbinen, Sonnenkollektoren und Batterien für Elektrofahrzeuge werden tendenziell teurer, weil die Kosten für die Mineralien zu ihrer Herstellung steigen. Alle Arten von Energieerzeugnissen, einschließlich "erneuerbarer Energien", werden tendenziell immer weniger erschwinglich. Tatsächlich gibt es viele Berichte darüber, dass die Kosten für die Herstellung von Windturbinen und Solarpanelen im Jahr 2022 gestiegen sind, was die Herstellung dieser Geräte unrentabel macht. Entweder höhere Preise für die fertigen Geräte oder eine geringere Rentabilität für die Hersteller dieser Geräte könnten den Anstieg der Nutzung stoppen.
[b] Die menschliche Bevölkerung neigt dazu, weiter zu wachsen, wenn die Versorgung mit Nahrungsmitteln und anderen Gütern ausreichend ist, aber das Angebot an Ackerland bleibt nahezu konstant. Diese Kombination setzt die Gesellschaft unter Druck, einen kontinuierlichen Strom von Innovationen hervorzubringen, die eine größere Nahrungsmittelversorgung pro Acker ermöglichen. Diese Innovationen erreichen schließlich abnehmende Erträge, so dass es für die Nahrungsmittelproduktion schwieriger wird, mit dem Bevölkerungswachstum Schritt zu halten. Manchmal machen ungünstige Wetterschwankungen deutlich, dass die Nahrungsmittelversorgung seit vielen Jahren zu nahe am Mindestniveau liegt. Die Wachstumsspirale wird durch steigende Lebensmittelpreise und den schlechten Gesundheitszustand der Arbeitnehmer, die sich nur unzureichend ernähren können, nach unten gedreht.
[c) Das Wachstum der Komplexität stößt an Grenzen. Die frühesten Innovationen sind in der Regel die produktivsten. Elektrizität kann zum Beispiel nur einmal erfunden werden, ebenso wie die Glühbirne. Die Globalisierung kann nur so weit gehen, bis ein Höchstmaß erreicht ist. Ich betrachte Schulden als Teil der Komplexität. Ab einem gewissen Punkt können Schulden nicht mehr mit Zinsen zurückgezahlt werden. Die (für die Spezialisierung erforderliche) Hochschulbildung stößt an ihre Grenzen, wenn die Arbeitnehmer keine Arbeitsplätze mit ausreichend hohen Löhnen finden können, um neben der Deckung der Lebenshaltungskosten auch die Bildungskredite zurückzuzahlen.
[4] Ein Punkt, auf den Professor Tainter hinweist, ist, dass sich das System vereinfachen muss, wenn das verfügbare Energieangebot reduziert wird.
Typischerweise wächst eine Wirtschaft weit über hundert Jahre lang, erreicht die Grenzen der Energiekomplexität und bricht dann über einen Zeitraum von Jahren zusammen. Dieser Zusammenbruch kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. Eine Regierungsebene kann zusammenbrechen. Ich denke an den Zusammenbruch der Zentralregierung der Sowjetunion im Jahr 1991 als eine Form des Zusammenbruchs auf einer niedrigeren Ebene der Einfachheit. Oder ein Land erobert ein anderes Land (mit Energiekomplexitätsproblemen) und übernimmt die Regierung und die Ressourcen des anderen Landes. Oder es kommt zu einem finanziellen Zusammenbruch.
Tainter sagt, dass die Vereinfachung normalerweise nicht freiwillig geschieht. Als Beispiel für eine freiwillige Vereinfachung nennt er das byzantinische Reich im 7. Jahrhundert. Da weniger Mittel für das Militär zur Verfügung standen, gab es einige seiner weit entfernten Posten auf und betrieb die verbleibenden Posten mit einem weniger kostspieligen Ansatz.
[5] Meiner Meinung nach wird bei EROEI-Berechnungen (und ähnlichen Berechnungen) der Nutzen komplexer Arten der Energieversorgung leicht überbewertet.
Ein wichtiger Punkt, den Professor Tainter in dem oben verlinkten Vortrag anführt, ist, dass Komplexität Energiekosten verursacht, die jedoch praktisch nicht messbar sind. Er weist auch darauf hin, dass zunehmende Komplexität verführerisch ist; die Gesamtkosten der Komplexität nehmen mit der Zeit zu. Modelle neigen dazu, notwendige Teile des Gesamtsystems zu übersehen, die zur Unterstützung einer hochkomplexen neuen Energiequelle erforderlich sind.
Da die für die Komplexität benötigte Energie schwer zu messen ist, neigen EROEI-Berechnungen in Bezug auf komplexe Systeme dazu, komplexe Formen der Stromerzeugung wie Wind- und Solarenergie so aussehen zu lassen, als würden sie weniger Energie verbrauchen (einen höheren EROEI haben), als sie es tatsächlich tun. Das Problem ist, dass EROEI-Berechnungen nur die direkten "Energieinvestitionskosten" berücksichtigen. Die Berechnungen sind beispielsweise nicht darauf ausgelegt, Informationen über die höheren Energiekosten eines dualen Systems zu erfassen, bei dem Teile des Systems während eines Teils des Jahres nicht ausgelastet sind. Die jährlichen Kosten werden nicht unbedingt proportional gesenkt.
In dem verlinkten Video spricht Professor Tainter über den EROEI von Öl im Laufe der Jahre. Ich habe kein Problem mit dieser Art von Vergleich, vor allem, wenn er vor der jüngsten Entwicklung hin zum verstärkten Einsatz von Fracking endet, da die Komplexität ähnlich ist. In der Tat scheint Tainter einen solchen Vergleich ohne Fracking anzustellen. Der Vergleich zwischen verschiedenen Energiearten mit unterschiedlichem Komplexitätsgrad ist das, was leicht verzerrt wird.
[6] Die derzeitige Weltwirtschaft scheint bereits in Richtung Vereinfachung zu tendieren, was darauf hindeutet, dass die Tendenz zu größerer Komplexität angesichts der mangelnden Verfügbarkeit preiswerter Energieprodukte bereits ihr Maximum überschritten hat.
Ich frage mich, ob wir bereits beginnen, eine Vereinfachung des Handels, insbesondere des internationalen Handels, zu beobachten, da die Schifffahrt (im Allgemeinen unter Verwendung von Erdölprodukten) hochpreisig wird. Dies könnte als eine Art Vereinfachung betrachtet werden, als Reaktion auf das Fehlen einer ausreichenden, preiswerten Energieversorgung.
Abbildung 2. Handel als Prozentsatz des weltweiten BIP, basierend auf Daten der Weltbank.
Aus Abbildung 2 geht hervor, dass der Handel in Prozent des BIP im Jahr 2008 einen Höchststand erreichte. Seitdem ist ein allgemeiner Abwärtstrend im Handel zu beobachten, was darauf hindeutet, dass die Weltwirtschaft zumindest in gewisser Weise wieder schrumpft, wenn sie an die Grenzen des Hochpreisigen stößt.
Ein weiteres Beispiel für einen Trend zu geringerer Komplexität ist der Rückgang der US-Studienanfängerzahlen an Colleges und Universitäten seit 2010. Andere Daten zeigen, dass sich die Zahl der Studienanfänger zwischen 1950 und 2010 fast verdreifacht hat, so dass die rückläufige Entwicklung nach 2010 einen wichtigen Wendepunkt darstellt.
Abbildung 3. Gesamtzahl der US-amerikanischen Vollzeit- und Teilzeitstudenten an Colleges und Universitäten, nach Angaben des National Center for Education Statistics.
Der Grund, warum die Veränderung der Einschreibungszahlen ein Problem darstellt, liegt darin, dass Colleges und Universitäten eine große Menge an Fixkosten haben. Dazu gehören Gebäude und Gelände, die instand gehalten werden müssen. Oft müssen auch Schulden zurückgezahlt werden. Bildungssysteme haben auch festangestellte Lehrkräfte, die sie unter den meisten Umständen weiter beschäftigen müssen. Sie haben möglicherweise Pensionsverpflichtungen, die nicht vollständig finanziert sind, was einen weiteren Kostendruck darstellt.
Nach Aussage der Hochschullehrer, mit denen ich gesprochen habe, wurde in den letzten Jahren Druck ausgeübt, um die Verbleibquote der zugelassenen Studenten zu verbessern. Mit anderen Worten, sie haben das Gefühl, dass sie dazu angehalten werden, die derzeitigen Studenten vor dem Abbruch zu bewahren, selbst wenn dies bedeutet, dass sie ihre Standards ein wenig senken müssen. Gleichzeitig halten die Gehälter der Lehrkräfte nicht mit der Inflation Schritt.
Andere Informationen deuten darauf hin, dass Fachhochschulen und Universitäten in letzter Zeit großen Wert darauf gelegt haben, eine größere Vielfalt unter den Studierenden zu erreichen. Um einen weiteren Rückgang der Studentenzahlen zu verhindern, werden zunehmend Studenten zugelassen, die in der Vergangenheit aufgrund ihrer schlechten Schulnoten nicht zugelassen wurden.
Aus der Sicht der Studenten besteht das Problem darin, dass es immer weniger Arbeitsplätze gibt, die so gut bezahlt sind, dass sie die hohen Kosten einer Hochschulausbildung rechtfertigen. Dies scheint der Grund für die Schuldenkrise der US-Studenten und den Rückgang der Studienanfängerzahlen zu sein.
Wenn die Hochschulen ihre Zulassungsvoraussetzungen und vielleicht auch die Anforderungen an den Studienabschluss zumindest etwas senken, besteht natürlich die Notwendigkeit, diese immer vielfältigeren Absolventen mit etwas schlechteren Studienleistungen an Regierungen und Unternehmen zu "verkaufen", die sie einstellen könnten. Meines Erachtens ist dies ein weiteres Zeichen für den Verlust an Komplexität.
[7] Im Jahr 2022 begannen die Gesamtenergiekosten in den meisten OECD-Ländern im Verhältnis zum BIP auf ein hohes Niveau anzusteigen. Bei einer Analyse der Situation zeigt sich, dass die Strompreise in die Höhe schnellen, ebenso wie die Preise für Kohle und Erdgas - die beiden Brennstoffe, die am häufigsten zur Stromerzeugung verwendet werden.
Abbildung 4. Grafik aus dem Artikel "Energy expenditures have surged, posing challenges for policymakers" von zwei OECD-Ökonomen.
Die OECD ist eine zwischenstaatliche Organisation der meisten reichen Länder, die gegründet wurde, um den wirtschaftlichen Fortschritt und das weltweite Wachstum zu fördern. Ihr gehören u. a. die USA, die meisten europäischen Länder, Japan, Australien und Kanada an. Abbildung 4 mit der Überschrift "Perioden hoher Energieausgaben sind oft mit einer Rezession verbunden" wurde von zwei für die OECD tätigen Wirtschaftswissenschaftlern erstellt. Die grauen Balken zeigen eine Rezession an.
Abbildung 4 zeigt, dass im Jahr 2021 die Preise für praktisch alle mit dem Energieverbrauch verbundenen Kostensegmente tendenziell in die Höhe schossen. Die Preise für Strom, Kohle und Erdgas waren im Vergleich zu den Vorjahren alle sehr hoch. Das einzige Segment der Energiekosten, das im Vergleich zu den Kosten der Vorjahre nicht sehr stark abwich, war Öl. Kohle und Erdgas werden beide zur Stromerzeugung verwendet, so dass hohe Stromkosten nicht überraschen sollten.
In Abbildung 4 weisen die Ökonomen der OECD darauf hin, was für alle Ökonomen offensichtlich sein sollte: Hohe Energiepreise treiben eine Wirtschaft oft in die Rezession. Die Bürger sind gezwungen, bei nicht lebensnotwendigen Gütern zu sparen, wodurch die Nachfrage sinkt und die Volkswirtschaften in die Rezession getrieben werden.
[8] Die Welt scheint an die Grenzen der Kohleförderung zu stoßen. Zusammen mit den hohen Kosten für den Transport von Kohle über große Entfernungen führt dies zu sehr hohen Kohlepreisen.
Die weltweite Kohleproduktion hat seit 2011 nahezu stagniert. Das Wachstum der Stromerzeugung aus Kohle ist fast genauso flach wie die Weltkohleproduktion. Indirekt zwingt dieses mangelnde Wachstum der Kohleproduktion die Versorgungsunternehmen weltweit dazu, auf andere Arten der Stromerzeugung umzusteigen.
Abbildung 5. Weltweit geförderte Kohle und weltweite Stromerzeugung aus Kohle, basierend auf Daten aus dem Statistical Review of World Energy 2022 von BP.
[9] Auch Erdgas ist heute knapp, wenn man die wachsende Nachfrage nach vielen Arten von Erdgas berücksichtigt.
Die Erdgasproduktion hat zwar zugenommen, aber in den letzten Jahren nicht schnell genug, um mit der weltweit steigenden Nachfrage nach Erdgasimporten Schritt zu halten. Die weltweite Erdgasproduktion lag im Jahr 2021 nur um 1,7 % über der Produktion des Jahres 2019.
Das Wachstum der Nachfrage nach Erdgasimporten kommt aus mehreren Richtungen gleichzeitig:
- Da das Kohleangebot stagniert und Importe nicht in ausreichendem Maße zur Verfügung stehen, versuchen die Länder, die Kohleverstromung durch Erdgas zu ersetzen. China ist unter anderem aus diesem Grund der größte Erdgasimporteur der Welt.
- Länder, die Strom aus Wind- oder Sonnenenergie erzeugen, stellen fest, dass Strom aus Erdgas schnell hochgefahren werden kann und einspringt, wenn Wind- und Sonnenenergie nicht verfügbar sind.
- Es gibt mehrere Länder, darunter Indonesien, Indien und Pakistan, deren Erdgasproduktion rückläufig ist.
- Europa hat sich entschieden, seine Erdgasimporte aus Russland über Pipelines einzustellen, und benötigt nun stattdessen mehr LNG.
[10] Die Preise für Erdgas sind sehr unterschiedlich, je nachdem, ob das Erdgas vor Ort gefördert wird, wie es transportiert wird und welche Art von Vertrag es hat. Im Allgemeinen ist lokal gefördertes Erdgas am preiswertesten. Bei Kohle gibt es ein ähnliches Problem, wobei lokal produzierte Kohle am günstigsten ist.
Dies ist ein Schaubild aus einer aktuellen japanischen Veröffentlichung (IEEJ).
Abbildung 6. Vergleich der Erdgaspreise in drei Teilen der Welt aus der japanischen Veröffentlichung IEEJ vom 23. Januar 2023.
Der niedrige Henry-Hub-Preis am unteren Rand ist der US-Preis, der nur lokal verfügbar ist. Wenn das Angebot in den USA hoch ist, ist der Preis tendenziell niedrig. Der nächsthöhere Preis ist der japanische Preis für importiertes Flüssigerdgas (LNG), der im Rahmen langfristiger Verträge über mehrere Jahre vereinbart wird. Der höchste Preis ist der Preis, den Europa für LNG auf der Grundlage von "Spotmarkt"-Preisen zahlt. LNG auf dem Spotmarkt ist die einzige Art von LNG, die denjenigen zur Verfügung steht, die nicht vorausschauend geplant haben.
In den letzten Jahren hat Europa die Chance genutzt, niedrige Spotmarktpreise zu bekommen, aber dieser Ansatz kann nach hinten losgehen, wenn nicht genug für alle da ist. Der hohe Preis für europäisches importiertes LNG war bereits im Januar 2013 zu beobachten, bevor die Invasion in der Ukraine begann.
Ein Hauptproblem besteht darin, dass der Transport von Erdgas extrem teuer ist und den Preis für den Verbraucher in der Regel mindestens verdoppelt oder verdreifacht. Den Produzenten muss langfristig ein hoher Preis für LNG garantiert werden, damit sich die gesamte für die Förderung und den Transport von Erdgas als LNG erforderliche Infrastruktur lohnt. Die extrem schwankenden Preise für LNG stellen für die Erdgasproduzenten ein Problem dar.
Die in letzter Zeit sehr hohen Preise für LNG in Europa haben dazu geführt, dass der Erdgaspreis für industrielle Nutzer, die Erdgas für andere Prozesse als die Elektrizitätserzeugung benötigen, z. B. für die Herstellung von Stickstoffdünger, zu hoch ist. Diese hohen Preise führen dazu, dass der Mangel an preiswertem Erdgas auch auf die Landwirtschaft übergreift.
Die meisten Menschen sind "energieblind", vor allem, wenn es um Kohle und Erdgas geht. Sie gehen davon aus, dass beide Brennstoffe im Überfluss vorhanden sind und billig gefördert werden können, und zwar für immer. Leider sind sowohl bei Kohle als auch bei Erdgas die Kosten für den Transport sehr hoch. Das ist etwas, das die Modellierer übersehen. Es sind die hohen Lieferkosten für Erdgas und Kohle, die es den Unternehmen unmöglich machen, tatsächlich die Mengen an Kohle und Erdgas zu fördern, die nach den Reservenschätzungen verfügbar zu sein scheinen.
[10] Wenn wir den Stromverbrauch der letzten Jahre analysieren, stellen wir fest, dass die OECD- und Nicht-OECD-Länder seit 2001 erstaunlich unterschiedliche Wachstumsmuster beim Stromverbrauch aufweisen.
Der Stromverbrauch der OECD-Länder ist nahezu konstant, insbesondere seit 2008. Selbst vor 2008 ist ihr Stromverbrauch nicht schnell gewachsen.
Der Vorschlag lautet nun, den Stromverbrauch in den OECD-Ländern zu erhöhen. Strom soll in größerem Umfang zum Betanken von Fahrzeugen und zum Heizen von Häusern verwendet werden. Er soll auch stärker für die lokale Produktion genutzt werden, insbesondere für Batterien und Halbleiterchips. Ich frage mich, wie die OECD-Länder in der Lage sein werden, die Stromerzeugung so weit zu steigern, dass sie sowohl den derzeitigen Stromverbrauch als auch die geplanten neuen Verwendungszwecke abdecken kann, wenn die Stromerzeugung in der Vergangenheit im Wesentlichen unverändert geblieben ist.
Abbildung 7. Stromerzeugung nach Brennstoffart in den OECD-Ländern, basierend auf Daten aus dem Statistical Review of World Energy 2022 von BP.
Abbildung 7 zeigt, dass der Anteil der Kohle an der Stromerzeugung in den OECD-Ländern rückläufig ist, insbesondere seit 2008. Der Anteil der "anderen Energieträger" ist zwar gestiegen, aber nur so weit, dass die Gesamtproduktion gleich geblieben ist. "Sonstige" umfasst erneuerbare Energien, einschließlich Wind- und Solarenergie, sowie Strom aus Öl und aus der Verbrennung von Abfällen. Die letztgenannten Kategorien sind klein.
Das Muster der jüngsten Energieproduktion in Nicht-OECD-Ländern ist sehr unterschiedlich:
Abbildung 8. Stromerzeugung nach Art des Brennstoffs für Nicht-OECD-Länder, basierend auf Daten aus dem Statistical Review of World Energy 2022 von BP.
Abbildung 8 zeigt, dass die Nicht-OECD-Länder die Stromerzeugung aus Kohle rasch gesteigert haben. Andere wichtige Brennstoffquellen sind Erdgas und Strom aus Wasserkraftwerken. Alle diese Energiequellen sind relativ einfach zu handhaben. Elektrizität aus lokal produzierter Kohle, lokal produziertem Erdgas und Wasserkraft ist in der Regel recht preiswert. Mit diesen preiswerten Stromquellen konnten Nicht-OECD-Länder die Schwerindustrie und einen Großteil des verarbeitenden Gewerbes in der Welt dominieren.
Betrachtet man die lokale Produktion von Brennstoffen, die in der Regel zur Stromerzeugung verwendet werden (d. h. alle Brennstoffe außer Öl), lässt sich ein Muster erkennen.
Abbildung 9. Energieerzeugung von Brennstoffen, die häufig für die Stromerzeugung verwendet werden, in den OECD-Ländern, basierend auf Daten aus dem Statistical Review of World Energy 2022 von BP.
Bei der Gewinnung von Brennstoffen, die häufig für die Stromerzeugung verwendet werden, ist die Produktion nahezu unverändert, selbst wenn man die "erneuerbaren Energien" (Wind, Sonne, Erdwärme und Holzschnitzel) einbezieht. Die Kohleproduktion ist rückläufig. Der Rückgang der Kohleproduktion ist wahrscheinlich einer der Hauptgründe für das mangelnde Wachstum der Stromversorgung in der OECD. Strom aus lokal produzierter Kohle war in der Vergangenheit sehr preiswert, was den durchschnittlichen Strompreis senkte.
Ein ganz anderes Muster ergibt sich, wenn man die Produktion von Brennstoffen für die Stromerzeugung in Nicht-OECD-Ländern betrachtet. Beachten Sie, dass in den Abbildungen 9 und 10 dieselbe Skala verwendet wurde. So war die Produktion dieser Brennstoffe im Jahr 2001 in den OECD- und Nicht-OECD-Ländern etwa gleich hoch. Seit 2001 hat sich die Produktion dieser Brennstoffe in den Nicht-OECD-Ländern etwa verdoppelt, während die Produktion in den OECD-Ländern nahezu unverändert geblieben ist.
Abbildung 10. Energieproduktion von Brennstoffen, die häufig für die Stromerzeugung in Nicht-OECD-Ländern verwendet werden, basierend auf Daten aus dem Statistical Review of World Energy 2022 von BP.
Ein interessanter Punkt in Abbildung 10 ist die Kohleproduktion in Nicht-OECD-Ländern, die unten in Blau dargestellt ist. Sie hat seit 2011 kaum noch zugenommen. Dies ist ein Teil der Verknappung des weltweiten Kohleangebots. Ich bezweifle, dass ein Anstieg der Kohlepreise die langfristige Kohleproduktion stark erhöhen wird, da die lokalen Vorkommen selbst in Nicht-OECD-Ländern immer knapper werden. Es ist viel wahrscheinlicher, dass die Preisspitzen zu einer Rezession, zu Zahlungsausfällen, zu niedrigeren Rohstoffpreisen und zu einem geringeren Kohleangebot führen werden.
[11] Ich befürchte, dass die Weltwirtschaft an die Grenzen der Komplexität und der Energieproduktion gestoßen ist.
Die Weltwirtschaft wird wahrscheinlich über Jahre hinweg zusammenbrechen. Kurzfristig kann das Ergebnis wie eine schlimme Rezession aussehen, oder wie ein Krieg, oder möglicherweise beides. Bislang scheinen die Volkswirtschaften, die nicht sehr komplexe Brennstoffe für die Stromerzeugung nutzen (lokal erzeugte Kohle und Erdgas sowie Wasserkraft), besser abzuschneiden als andere. Aber die Weltwirtschaft insgesamt wird durch eine unzureichende, billig zu produzierende lokale Energieversorgung belastet.
Physikalisch gesehen sind die Weltwirtschaft und alle einzelnen Volkswirtschaften in ihr dissipative Strukturen. Wachstum gefolgt von einem Zusammenbruch ist daher ein übliches Muster. Gleichzeitig ist zu erwarten, dass sich neue Versionen dissipativer Strukturen bilden, von denen einige möglicherweise besser an die sich ändernden Bedingungen angepasst sind. So können Ansätze für wirtschaftliches Wachstum, die heute unmöglich erscheinen, über einen längeren Zeitraum hinweg möglich sein.
Wenn beispielsweise der Klimawandel den Zugang zu mehr Kohlevorräten in sehr kalten Gebieten eröffnet, würde das Prinzip der maximalen Leistung darauf hindeuten, dass eine Wirtschaft irgendwann auf solche Vorkommen zugreifen wird. Auch wenn wir jetzt scheinbar an einem Ende angelangt sind, kann man davon ausgehen, dass selbstorganisierende Systeme langfristig Wege finden werden, um jedes Energieangebot zu nutzen ("dissipieren"), das kostengünstig zugänglich ist, wobei sowohl die Komplexität als auch der direkte Brennstoffverbrauch zu berücksichtigen sind.