Toblacher Gespräche 02. Oktober 2009

1. Toblacher Gespräche02. Oktober 2009 Am Beginn des Zweiten Solarzeitalters Über Aufstieg und Niedergang der fossilen Epoche Fridolin Krausmann

2. 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

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

4. Das kontrollierte Solarenergiesystem agrarischer Gesellschaften Österreich: Energie und Landnutzung um 1800 • Biomassestellt mehr als 98% des Energieaufkommens • Landw. Biomasse für Nahrung • Futter für Zugtiere • Brennholz für Raumwärme, Nahrungszubereitungundgewerbliche 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

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

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

7. 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

8. Dampfschiff Eisenbahn Verbrauch von Kohle [kg/Kopf/Jahr] im 19. Jahrhundert Bergbau Kohle Eisen Pumpe Dampf- maschine Gebläse Kohle: Die erste Energietransition • 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. Quelle: Mitchell 2003

9. 1870 x2 1910 x10 Energieverbrauch in Wien 1800-2000 Kohle Biomasse

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

11. 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.

12. England 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 Österreich

13. “Flächenimport” nach England Getreide: Produktion und Import 1830 bis 1900 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 Produktion pro Kopf Importe pro Kopf

14. 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

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

16. 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.

17. Traktoren Zugvieh Menschliche Arbeit 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.

18. Kunstdünger N-Fixierung 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

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

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

21. 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

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

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

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

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

26. Globaler Ressourcenverbrauchabsolut, 1900 bis 2005: ungebremstes Wachstum Materialverbrauch, Mrd. Tonnen Technische Energie, EJ

27. Herausforderungen:Hoher Ressourcenverbrauch der Industrieländer X 5

28. 450 195 Energieertrgag in Agrargesellschaften Zurückzum solarenEnergiesystem? Energieverbrauch England 2000 Energieverbrauch Österreich 2000

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

30. 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.

31. Vielen Dank für ihre Aufmerksamkeit