Toblacher Gespräche 02. Oktober 2009 Am Beginn des Zweiten Solarzeitalters Über Aufstieg und Niedergang der fossilen Epoche Fridolin Krausmann

Gesellschaftlicher Stoffwechsel Natürliche Umwelt Gesellschaft Socio-economic system Natürliche Ressourcen Abfälle und Emissionen Umweltprobleme Landwirtschaft Bergbau Knappheit Übernutzung Umweltprobleme Treibhausgase Toxische Substanzen Abfall entsorgung Abwasser

Das solare Energiesystem agrarischer Gesellschaften: Sonne elektromagnetische Strahlung Erwärmung der Atmosphäre Wind mechanische Energie Wasserkraft Photosynthese Wald Weide Acker Tiere metabolische energie Menschen metabolische Energie Brennstoff thermische Energie Arbeit mechanische Energie. Arbeit mechanische Energie Quelle: Sieferle 2006

Das kontrollierte Solarenergiesystem agrarischer Gesellschaften Österreich: Energie und Landnutzung um 1800 Biomasse stellt mehr als 98% des Energieaufkommens Landw. Biomasse für Nahrung Futter für Zugtiere Brennholz für Raumwärme, Nahrungszubereitung und gewerbliche Prozesse Wasser-/Windenergie und Kohle sind mengenmäßig nur von untergeordneter Bedeutung Verfügbare Fläche und Landnutzung bestimmen die mögliche Energiemenge. Biomasse materiell genutzt Brennholz für Haushalte Und Gewerbe Futter für Arbeitstiere Nahrung f. Menschen

Das kontrollierte Solarenergiesystem Nicht-landw. Bevölkerung Produktion Landw. Bevölkerung Landnutzung Photosynthese Menschl. Arbeit Biomasse Fossile Energie Energieflüsse

Landwirtschaft: Quelle gesellschaftlich nutzbarer Energie Photosynthese 1 GJ Arbeit* etc. 4-7 GJ Nahrung Landwirtschaft *Primärenergieäquivalent von Arbeit

Die Grenzen des solaren Energiesystems Nutzung erneuerbarer Flüsse von Energie: Voraussetzung für ökologische Nachhaltigkeit. Die Aufrechterhaltung der Bodenfruchtbarkeit als zentrales Nachhaltigkeitsproblem. Wachstum ist begrenzt: Abnehmender Grenzertrag. Transport ist begrenzt: Landtransport ist mit hohen Energiekosten verbunden. Urbanisierung und räumliche Ausdifferenzierung sind begrenzt. Kasimir Geibel, 1896

Kohle: Die erste Energietransition Verbrauch von Kohle [kg/Kopf/Jahr] im 19. Jahrhundert Ab 1700 setzt sich in England die Nutzung von Kohle durch. Technologiekomplex aus Kohle, Dampfmaschine, Eisen & Stahl, Eisenbahn. Die erste Energietransition: Der Anteil von Biomasse am Energieumsatz sinkt. Kohle hebt Wachstumsschranken auf. Kohle Eisen Dampfschiff Eisenbahn Bergbau Gebläse Pumpe Dampf- maschine Quelle: Mitchell 2003

Energieverbrauch in Wien 1800-2000 1910 x10 1870 x2 Kohle Biomasse

Kohle: Der „unterirdische Wald“ Kohleverbrauch als virtuelle Waldfläche Fläche Großbritannien Archie Rhys Griffith: Coal mining, 1928

Annäherung an die Grenzen: Landwirtschaft als Flaschenhals für Wachstum Die Landwirtschaft erhält kaum energetische Subventionen aus dem Kohle basierten Energiesystem – aber: Urbanisierung und Bevölkerungswachstum: Verdoppelung der Bevölkerung.

Annäherung an die Grenzen: Ertragssteigerung durch Optimierung Biologische Innovationen (neue Kulturpflanzen, mehr Vieh, mehr Dünger) ermöglichen eine Steigerung der Nahrungsproduktion. In England waren die Potentiale weitgehend ausgereizt: stagnierende Erträge Getreide Ertrag England Österreich

“Flächenimport” nach England Die Importabhängigkeit der Nahrungsversorgung erreicht in England um 1900 über 50%. England nutzt um 1900 mehr Ackerflächen in Übersee als auf eigenen Territorium. US Exporte basieren auf einer nicht-nachhaltigen Bodennutzung Getreide: Produktion und Import 1830 bis 1900 Produktion pro Kopf Importe pro Kopf

Erdöl: Die zweite Energietransition Energieverbrauch in den USA 1870-2005 Erdölboom beginnt ab 1900 in den USA. Zweite Energietransition: Erdöl löst Kohle als Schlüssel-ressource ab. Technologiekomplex: Erdöl-Verbrennungsmotor-KFZ-Petrochemie-Elektrifizierung. Massenproduktion und Massenkonsum: Material/Energieumsatz der Haushalte steigt. Synchronisierung der Entwicklung in den Industrieländern. Quelle: Gierlinger 2009

Steigender pro Kopf Verbrauch: Elektrifizierung und Motorisierung Stromverbrauch pro Kopf Kraftfahrzeugbestand Quelle: Mitchell 2003

Fossilenergie und die Industrialisierung der Landwirtschaft Die Industrialisierung der Landwirtschaft schließt den Prozess der Entkoppelung von Energie und Fläche ab: Mechanisierung: Substitution und Anstieg der installierten Leistung pro Flächeneinheit. Agrochemie: Überwindung der Nährstoffschranken. Nutzvieh verliert seine Bedeutung im Nährstoff-management.

Fossilenergie und die Industrialisierung der Landwirtschaft Mechanisierung der Landwirtschaft: Installierte Leistung (Österreich) Die Industrialisierung der Landwirtschaft schließt den Prozess der Entkoppelung von Energie und Fläche ab: Mechanisierung: Substitution und Anstieg der installierten Leistung pro Flächeneinheit. Agrochemie: Überwindung der Nährstoffschranken. Nutzvieh verliert seine Bedeutung im Nährstoff-management. Traktoren Zugvieh Menschliche Arbeit

Fossilenergie und die Industrialisierung der Landwirtschaft Die Industrialisierung der Landwirtschaft schließt den Prozess der Entkoppelung von Energie und Fläche ab: Mechanisierung: Substitution und Anstieg der installierten Leistung pro Flächeneinheit. Agrochemie: Überwindung der Nährstoffschranken. Nutzvieh verliert seine Bedeutung im Nährstoff-management. Stickstoff Input in die Landwirtschaft Kunstdünger N-Fixierung

Nahrungsproduktion steigt schneller als Bevölkerung: Österreich 1830-2000 Essbare Biomasse (Bevölkerungsäquivalent) Bevölkerung

Die Transformation der Landwirtschaft: Von Energiebereitstellung…. Photosynthese 1 GJ Arbeit* 4-7 GJ Nahrung Landwirtschaft *Primärenergieäquivalent von Arbeit

Die Transformation der Landwirtschaft: ….zu einer Senke von Energie Photosynthese 0,1 GJ Arbeit* 25-30 GJ Nahrung 30-35 GJ Fossile Landwirtschaft * Primärenergieäquivalent von Arbeit

Das kontrollierte Solarenergiesystem Nicht-Landw. Bevölkerung Landwirt. Bevölkerung Landnutzung Produktion Photosynthese Arbeit Biomasse Fossile Energie Energieflüsse

Das fossile Energiesystem Urban-industr. Bevölkerung Landw. Bevölkerung Produktion Landnutzung Photosynthese Fossile Energ. Arbeit Biomasse Fossile Energie Energieflüsse

Steigender pro Kopf Verbrauch und Stabilisierung: Energieverbrauch Österreich und UK, 1900-2000 Ölpreisschocks 1973, 1979 Ölpreisschocks 1973, 1979 Vereinigtes Königreich Material Österreich Energie

Globaler Energie- und Materialverbrauch pro Kopf, 1900 bis 2005 Ölpreisschocks 1973, 1979 Material Energie

Globaler Ressourcenverbrauch absolut, 1900 bis 2005: ungebremstes Wachstum Materialverbrauch, Mrd. Tonnen Technische Energie, EJ

Herausforderungen: Hoher Ressourcenverbrauch der Industrieländer X 5

Zurück zum solaren Energiesystem? 450 Zurück zum solaren Energiesystem? 195 Energieertrgag in Agrargesellschaften Energieverbrauch Österreich 2000 Energieverbrauch England 2000

Herausforderung: Globale Ungleichheit und Wachstum 1.3 Milliarden ? 4 Milliarden 0.7 Milliarden

Herausforderung: Globale Ungleichheit und Wachstum

Schlussgedanken: Der Ressourcenverbrauch in den Industrieländern muss sinken; Entkoppelung von Wachstum und Ressourcenverbrauch in Ländern des Südens. Technologie allein ist vermutlich zu wenig; es wird tiefgreifender gesellschaftlicher Veränderungen bedürfen. Food First: Biomasse ist zuerst Nahrung. Die Weltbevölkerung wird bis 2050 auf über 9 Milliarden Menschen wachsen und bereits jetzt eignet sich die Menschheit 30% der verfügbaren Biomasse an. Das globale Potential für Bioenergie wird auf max. 100 EJ (20% des aktuellen Energie Verbrauchs) geschätzt. Biomasse ist, wie viele andere erneuerbare Ressourcen, eine regionale Ressource. Die umsichtige und nachhaltige Nutzung von Biomasse braucht aber auch eine globale Perspektive.

Vielen Dank für ihre Aufmerksamkeit