Die einzige Lösung für den Klimawandel und die ökologische Krise besteht darin, den Energieverbrauch drastisch zu senken. Und zwar den gesamten Energieverbrauch - nicht nur den der fossilen Brennstoffe. Das war die Kernaussage eines Vortrags, den ich im September auf dem Energiesymposium der University of Texas mit dem Titel Substitute Renewable Energy for Fossil Fuels is a Doomsday Stratagem hielt.
Die erste Frage aus dem Publikum begann mit der Aussage: "Eine Ein-Kind-Politik ist etwas, für das wir alle eintreten sollten, und wir sollten den Menschen erlauben, sich nach dem 60. Lebensjahr das Leben zu nehmen, wenn sie es wollen, ohne es als Selbstmord zu betrachten. Solche Dinge sollten unbedingt auf der Liste der politischen Maßnahmen stehen."
Meine Antwort lautete: Tun Sie, was Ihnen richtig erscheint, aber erkennen Sie an, dass diese Dinge nichts an der Dringlichkeit der Umweltkrisen auf der Erde ändern werden. Und so verhält es sich mit den meisten "Lösungen" für unser Dilemma.
Ich bin nicht naiv. Ich erwarte nicht, dass die Gesellschaft den Energieverbrauch reduziert, weder freiwillig noch auf Anweisung der Regierung, aber es ist die einzige realistische Lösung. Das Problem für die meisten Menschen ist, dass es einfach nicht die richtige Lösung ist. Die richtige Lösung ist eine, die es der Gesellschaft ermöglicht, ihren derzeitigen Weg fortzusetzen, mit ein paar relativ bequemen Änderungen wie dem Ersatz fossiler Brennstoffe durch erneuerbare Energien oder der Entwicklung einer Kreislaufwirtschaft. Die Menschen werden eher einer Fata Morgana folgen, als die Wahrheit anzuerkennen, weil die Wahrheit zu hart ist.
Die Kernenergie ist keine Fata Morgana, aber sie ist auch nicht die Antwort auf unsere Energie- und Umweltprobleme. Sie ist eine bewährte Energiequelle im Gegensatz zu vielen Fata Morgana-Technologien. Kernfusion, Salzreaktoren und SMR (kleine Nuklearmodule) sind Pioniertechnologien, die in den kommenden kritischen Jahrzehnten wahrscheinlich keine großen Auswirkungen haben werden. Das schmälert aber nicht ihr Potenzial, etwas zu bewirken. Nur eben nicht im gegenwärtigen Zeitfenster der Dringlichkeit.
Die größte Einschränkung der Kernenergie besteht darin, dass ihr einziger praktischer Nutzen heute in der Erzeugung elektrischer Energie besteht. Elektrizität macht nur 20 % des weltweiten Energieverbrauchs aus, so dass Kernenergie und erneuerbare Energien den Gesamtverbrauch kaum beeinflussen. Ihr größter potenzieller Nutzen liegt in der Verringerung des Kohleverbrauchs.
Aus dem kürzlich veröffentlichten World Energy Outlook 2023 der IEA geht hervor, dass die Stromerzeugung in den nächsten Jahrzehnten zunehmen wird, allerdings nur auf etwa 30 % des gesamten Weltenergieverbrauchs (Abbildung 1). Es wird erwartet, dass der Beitrag der Kernenergie bis 2050 bei etwa 2 % des Gesamtenergieverbrauchs stagnieren wird.
Abbildung 1. Es wird erwartet, dass der Anteil der elektrischen Energie am Weltenergieverbrauch von 20 % auf 30 % im Jahr 2050 steigt. Der Anteil der Kernenergie am weltweiten Endenergieverbrauch wird bis 2050 unverändert bei 2 % liegen. IEA-Szenario "Stated Policies". Quelle: IEA und Labyrinth Consulting Services, Inc.
Prozentangaben können jedoch irreführend sein. Der prozentuale Anteil der Kernenergie stagniert, weil die erneuerbaren Energien, Solar- und Windenergie, so stark zunehmen sollen. Die Gesamterzeugung aus Kernenergie wird von 2022 bis 2050 um 1.671 TWh (Terrawattstunden) (+62 %) steigen, wie aus Abbildung 1 hervorgeht. Dies wird wahrscheinlich hauptsächlich als Grundlastunterstützung für intermittierende Solar- und Windenergie genutzt werden.
Der International Energy Outlook 2023 der EIA ist weniger optimistisch, dass die Stromerzeugung zunehmen wird als die IEA-Projektion, stimmt aber zu, dass die Kernenergie bis 2050 nur etwa 2 % des gelieferten Energieverbrauchs ausmachen wird (Abbildung 2). Der Anteil der Kernenergie wird zwar steigen, aber nicht prozentual.
Abbildung 2. Elektrischer Strom wird voraussichtlich von 19 % des Weltenergieverbrauchs auf 22 % im Jahr 2050 ansteigen. Der Anteil der Kernenergie am Gesamtenergieverbrauch bleibt bis 2050 unverändert bei 2 %. EIA-Referenzfall. Quelle: EIA & Labyrinth Consulting Services, Inc.
Diese Projektionen sind mit ziemlicher Sicherheit falsch, aber sie sind faktisch vernünftig.
Betrachten wir die Beschränkungen für die neue Kernenergieerzeugung ohne Berücksichtigung der Kosten. Im Jahr 2022 wurden weltweit acht neue Kernkraftwerke fertiggestellt. Um von 2.682 Terrawattstunden im Jahr 2022 auf die von der IEA geschätzten 4.353 Terrawattstunden im Jahr 2050 zu kommen, müssen durchschnittlich neun neue Anlagen pro Jahr fertiggestellt werden. Um diesen Wert zu verdoppeln, müssen jedes Jahr weitere 24 Anlagen hinzukommen, so dass sich der jährliche Zubau auf insgesamt 33 neue Anlagen pro Jahr beläuft. Würde man in den nächsten 27 Jahren jedes Jahr das Vierfache der 2022 fertiggestellten Anlagen bauen, würde der Anteil der Kernenergie an der gesamten Energieversorgung auf 4 % steigen. Das wird nicht passieren. Und selbst wenn es so wäre, würden 4 % nichts an unserer misslichen Lage ändern.
Einige mögen argumentieren, dass Gen-III+-Reaktoren und kleine modulare Reaktoren (SMR) die Verdoppelung der Kernkraftleistung eher möglich machen könnten. Vielleicht, aber das sind Pioniertechnologien, die die Energielandschaft in den nächsten Jahrzehnten kaum spürbar verändern werden. Sie ändern auch nichts an der harten Wahrheit, dass sehr viel Kapazität gebaut werden muss, nur um die Kernenergieerzeugung auf 4 % zu verdoppeln.
Die Kernenergie ist ein wichtiger Bestandteil der Energielandschaft, und ihre Bedeutung wird in Zukunft noch zunehmen. Sie ist nur nicht die Lösung.
In der Energie- und Umweltdebatte geht es vor allem um den Klimawandel und darum, Wege zu finden, fossile Brennstoffe durch kohlenstoffärmere Energieformen zu ersetzen. Das habe ich oben dargelegt. Dies ist eine verengte Sichtweise auf das Dilemma der Menschheit, die Jan Konietzko als Carbon Tunnel Vision bezeichnet (Abbildung 3). Wir brauchen eine breitere Perspektive, die Energie, Wirtschaft, Bevölkerung, Ökologie und menschliches Verhalten einbezieht.
Der Klimawandel ist nicht das größte Problem, vor dem die Welt steht. Er ist ein Symptom für das viel größere Problem des Overshoot. Das bedeutet, dass die Menschen die natürlichen Ressourcen in einem Maße verbrauchen und verschmutzen, das die Kapazität des Planeten zur Erholung übersteigt. Die Hauptursache für den Overshoot ist das außerordentliche Wachstum der menschlichen Bevölkerung, das durch fossile Energie ermöglicht wird.
Overshoot ist schwieriger zu bestreiten als der Klimawandel - die Zerstörung der Regenwälder, der Rückgang der Population anderer Arten, die Verschmutzung von Land, Flüssen und Meeren, die Versauerung der Ozeane und der Verlust von Fischereien und Korallenriffen. Dies alles ist kein natürlicher Prozess, und der Mensch ist eindeutig dafür verantwortlich.
Die Technologie ist leider ebenso wenig eine Lösung für den Klimawandel, den Overshoot oder das menschliche Dilemma, wie sie die Hauptursache für den Wohlstand der Menschheit war.
Abbildung 3. Der Carbon Tunnel. Quelle: Jan Konietzko
Ein umfassenderer Blick auf unser Dilemma zeigt, dass die globalen CO₂-Werte wahrscheinlich abflachen werden, wenn sich das Bevölkerungswachstum verlangsamt (Abbildung 4). Die schlechte Nachricht ist, dass CO₂-Werte von etwa 500 Teilen pro Million bis 2080 einen Übergang zu einer nahezu eisfreien Welt nahelegen, ähnlich wie die Erde im späten Miozän vor 15 Millionen Jahren. Bis zum Ende des 20. Jahrhunderts werden die Weltmeere im Sommer wahrscheinlich weitgehend eisfrei sein. Die Folgen für den steigenden Meeresspiegel und seine Auswirkungen auf die Küstenstädte und den Reisanbau in den Küstenebenen sind erschreckend.
Abbildung 4. Die globalen CO₂-Werte werden wahrscheinlich abflachen, da sich das Bevölkerungswachstum verlangsamt, aber die CO₂-Werte von 2080 deuten auf einen Übergang zu einer nahezu eisfreien Welt hin, ähnlich wie die Erde im späten Miozän. Quelle: Global Carbon Atlas, Europäische Umweltagentur, UN & Labyrinth Consulting Services, Inc.
Ein noch umfassenderer Blick auf das Dilemma der Menschheit umfasst die materiellen Anforderungen an die Technologien, die zur Begrenzung der Kohlenstoffemissionen eingesetzt werden. Während die Gesellschaft versucht, ihren Kohlenstoff-Fußabdruck zu verringern, sollten wir auch bedenken, wie sich dies auf ihren materiellen Fußabdruck auf dem Planeten auswirken kann. Es wird unvorhergesehene Konsequenzen geben, die unsere Initiative zur Energiewende nicht berücksichtigt hat.
Elektroautos, Solarpaneele, Windturbinen, Batterien und Kernkraftwerke erfordern einen erheblichen Einsatz von Mineralien, Metallen und Chemikalien. Der prognostizierte Anstieg der Nachfrage nach diesen Materialien wird den Druck auf die natürlichen Ressourcen des Planeten erhöhen und einen erheblichen Einsatz fossiler Energie für deren Gewinnung, Transport, Herstellung und Verteilung erfordern.
Diese Perspektive zeigt, dass fossile Brennstoffe nicht die größte Komponente des materiellen Fußabdrucks der Gesellschaft sind. Sie machen nur 17 % der Auswirkungen der Gesellschaft auf den Planeten aus (Abbildung 5). Auf nicht-metallische Mineralien entfallen 47 %, auf Biomasse 27 % und auf Metallerze 10 %.
Abbildung 5. Fossile Brennstoffe sind nicht die größte Komponente des materiellen Fußabdrucks der Gesellschaft. Nicht-metallische Mineralien machten 2019 47 % aus. Auf Biomasse entfielen 27 %, auf fossile Brennstoffe 17 % und auf Metallerze 10 %. Quelle: Global Material Flows Database & Labyrinth Consulting Services, Inc.
Der materielle Fußabdruck der Gesellschaft und das globale BIP korrelieren nahezu perfekt mit einem R² von 0,99 (Abbildung 6). Dies deutet darauf hin, dass ein anhaltendes Wirtschaftswachstum zu einem immer größeren materiellen Fußabdruck der Gesellschaft führen wird. Dies wiederum deutet darauf hin, dass eine Energiewende nur geringe Nettoauswirkungen auf den materiellen Fußabdruck der Gesellschaft auf unserem Planeten haben wird.
Abbildung 6. Der materielle Fußabdruck der Gesellschaft und das globale BIP korrelieren nahezu perfekt (R² = 0,99). Fortgesetztes Wirtschaftswachstum wird zu einem immer größeren materiellen Fußabdruck führen. Quelle: Global Material Flows Database, Weltbank & Labyrinth Consulting Services, Inc.
Eine noch umfassendere Sichtweise betrachtet den ökologischen Fußabdruck des menschlichen Unternehmens auf der Erde. Dieser ist ein Maß für die Auswirkungen des Menschen auf die Umwelt und die Fähigkeit der Natur, Menschen und ihre Wirtschaft zu unterstützen. Seit 2010 hat die Gesellschaft die Tragfähigkeit der Natur um durchschnittlich 71 % überschritten.
Es ist unwahrscheinlich, dass die Kohlenstoffemissionen und die Überschreitung der planetarischen Grenzen zurückgehen werden, solange der Energieverbrauch, das weltweite BIP und die Bevölkerung weiter zunehmen (Abbildung 7). Die Wechselbeziehung zwischen diesen Faktoren und der Verschlechterung des Ökosystems der Erde bedeutet, dass es ohne eine strukturelle Veränderung all dieser Faktoren als Ausgangspunkt keine Lösungen gibt. Dies bedeutet, dass ein zivilisatorischer Paradigmenwechsel erforderlich ist.
Abbildung 7. Es ist unwahrscheinlich, dass die Kohlenstoffemissionen und die Überschreitung der planetarischen Grenzen zurückgehen werden, solange der Energieverbrauch, das weltweite BIP und die Bevölkerung weiter zunehmen. Quelle: OWID, Global Footprint Network , Global Carbon Atlas & Labyrinth Consulting Services, Inc.
Wenn ich mit Menschen über Energie, die Umwelt und das menschliche Dilemma spreche, wollen sie, dass ich ihnen helfe zu verstehen, was die Gesellschaft tun kann, um die von mir beschriebenen Probleme zu lösen. Sie sind oft frustriert, wenn ich ihnen sage, dass das nicht so einfach ist. Sich auf einen Teil des Problems zu konzentrieren, wie z. B. Emissionen oder Kernkraft, mag zwar befriedigend sein, verlagert aber den größten Teil des Problems einfach woanders hin.
Energie ist das Ordnungsprinzip, das alle Elemente der Erdsysteme und der menschlichen Gesellschaft miteinander verbindet. Wenn wir weniger Energie verbrauchen, werden die Emissionen sinken. Energieverbrauch und BIP stehen in einem nahezu perfekten Verhältnis zueinander, so dass ein geringerer Energieverbrauch das Wirtschaftswachstum bremsen wird. Weniger Energie führt zu einem Rückgang der Bevölkerung. Ein geringeres Wirtschaftswachstum, weniger Emissionen und eine kleinere Bevölkerung werden zu einer geringeren Belastung der Umwelt durch den Menschen führen. Das ist logisch, aber nicht einfach. Es wird nicht freiwillig geschehen, sondern durch die Umstände erzwungen. Es wird traumatisch sein.
Anpassungen wie der Ersatz von fossilen Brennstoffen durch erneuerbare Energien sind wie das Entfernen von Teilen aus einem Jenga-Turm. Wir nehmen Teile heraus, glauben aber nicht, dass er einstürzen wird. Beim Jenga-Spiel stürzt der Turm immer ein.
Die Antwort besteht darin, mit der Illusion Schluss zu machen, dass wir eine Energieform durch eine andere ersetzen können und dass dies alle unsere Probleme lösen wird. Die Kernenergie ist ein Teil der Lösung, aber sie ist nicht die Antwort. Wir sollten die Komplexität anerkennen. Die Antwort ist, weniger Energie zu verbrauchen. Es ist an der Zeit, sich ehrlich mit dem menschlichen Dilemma auseinander zu setzen.