Der technologische Fortschritt nutzt Energie immer effizienter und spart somit Res-sourcen. Die eingesparten Ressourcen (und das eingesparte Geld für diese Ressourcen) nutzen die meisten Menschen, um sich etwas anderes zu kaufen – das wiederum erneut Ressourcen verbraucht. Somit lässt sich für den Rebound-Effekt sagen:
Zusätzlicher Ressourcenverbrauch Ressourceneinsparung durch Technologie
Im Idealfall ist dieser Effekt = 0 und es findet kein zusätzlicher Konsum statt. Ist er 1, so wurden exakt so viele Ressourcen verbraucht, wie eingespart wurden und das Ergebnis ist neutral. Ist der Effekt jedoch größer, so gibt es ein sogenanntes backfire, denn die Einsparung von Ressourcen hat zu höherem Ressourcenverbrauch geführt.
Durch die Einführung von allerlei Gadgets, die uns das Leben einfacher machen, kommen zwei weitere Rebound-Effekte hinzu; Der Physische Kreuzfaktor-Rebound-Effekt
Vom Gadget verbrauchte Energie Vom Menschen eingesparte Energie
gibt an, wie viel Energie durch die Applikation eingespart oder mehr verbraucht wird.
Da ein Mensch in seiner neu gewonnene Freizeit natürlich nicht nichts macht, muss auch die Energie der neuen Aktivitäten miteinbezogen werden. Dadurch ergibt sich derFreizeit-Rebound-Effekt:
Energie der Freizeitaktivitäten Eingesparte Energie durch Gadgets
Addiert man beide Effekte zusammen, so hat man den gesamten Rebound-Effekt. Hat man beispielsweise einen Assistenzroboter und geht in der neu gewonnen Zeit ganz normalen Aktivitäten nach (ca 6,2 kWh/Tag), so ergibt sich ein Rebound-Effekt von 10,8 – es werden also 1080% mehr Energie verbraucht.
Um dies zu verhindern, muss Ressourcenverbrauch mehr versteuert werden.
7 Künstliche Intelligenz,
Wirtschaftswachstum und Nachhaltigkeit
Die künstliche Intelligenz erforscht, ob und wie Computer Dinge tun können, die Men-schen heute (noch) besser können. Dies sind vor allem „Einfache“Alltagsprobleme zu lösen, oder unter begrenzten Ressourcen gute Lösungen zu finden; Auswendig lernen können Computer bereits viel besser.
Neue Fähigkeiten erlernen fällt einem PC jedoch sehr schwer. Doch hierfür gibt es zwei mögliche Verfahren:
Zum einen gibt es dasLernen durch Demonstration. Hierbei wird dem System eine Vorgehensweise mehrmals und unter verschiedenen Situationen gezeigt, die der Robo-ter dann generalisiert und nachmacht.
Die andere Herangehensweise ist das Lernen durch Verstärkung. Hierbei muss der Roboter alles selbst erarbeiten und passt seine Verhaltensweisen je nach positivem oder negativem Feedback an.
Auf beide Weisen können Verfahren gelernt werden, die sehr schwer oder gar nicht programmiert werden könnten.
Ein neuer Trend ist das Deep Learning, das Rohdaten Schicht für Schicht, mit bis zu 1000 Iterationen, immer etwas aufbereitet.
Durch diese verschiedenen Fortschritte wird die K.I. in näherer Zukunft einen Durch-bruch erzielen. So ist autonomes Fahren bereits jetzt in einigen großen Städten im Teststadium. Bei Flächendeckender Einführung werden Privatautos kaum mehr benö-tigt. Die Anzahl der Autos würde um 80-90% sinken und die ungenutzten Parkflächen können anderweitig (z.B. durch Grünflächen) genutzt werden. Die wenigen autonomen Autos, die noch verbleiben, werden voraussichtlich den ganzen Tag über unterwegs sein, die Strecken aber möglichst effizient und mit hoher Auslastung planen. Insge-samt werden so zwischen 50-90% CO2-Emissionen eingespart.
Dass die Künstliche Intelligenz mit diesem Vorhaben abertausende Berufsfahrer und Autohersteller arbeitslos werden lässt, wird schon seit langem befürchtet. Ebenfalls sind zahlreiche Branchen vom Einsatz der K.I. bedroht. Allerdings wird darauf gesetzt, dass das Wirtschaftswachstum wieder neue Arbeitsplätze schafft, was bisher auch der Fall war. Das Problem hierbei ist, dass der Mensch seit 1975 auf Kosten zukünftiger Generationen lebt; Somit darf die Wirtschaft nicht mehr wachsen, sondern muss eher abnehmen. Bei der aktuellen Leistungsgesellschaft führt dies kaum zu paradiesischen Zuständen von wenig Arbeit und viel Lohn; Um dies zu realisieren scheint die einzige Möglichkeit eine Vermögensumverteilung sein.
7.1 Dekarbonisierung der Wirtschaft
Um die Wirtschaft umweltfreundlicher zu gestalten, soll jegliche Energie aus regenera-tiven Quellen gewonnen werden. Leider benötigt die deutsche Infrastruktur noch eine Weile, um den gesamten Strombedarf aus grünen Quellen zu decken, denn bisher sind es nur ca 40%. Zudem gibt es Prozesse in der Wirtschaft, bei der eine Produktion von CO2 unvermeidbar ist. Als (Übergangs-)Lösung wird oft das Carbon Capturing (CC) herangezogen. Diese Technologie ist jedoch erst in ca 25 Jahren einsetzbar, da sie aktuell noch Entwicklungsbedarf hat. Dennoch soll das Verfahren nicht übergangen werden.
7.1.1 Carbon Capturing
Da CO2für sehr lange Zeit in der Atmosphäre bleibt, soll es aktiv herausgefiltert wer-den, um seine Wirkung einzudämmen. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, CO2 aus der Luft zu filtern. In der vorherrschenden Methode wird das CO2 in aminhaltigen Flüssigkeiten bei kalten Temperaturen gebunden, um dann in entsprechenden Behäl-tern und höheren Temperaturen wieder entbunden zu werden (die Flüssigkeit kann bei höheren Temperaturen weniger CO2 binden und muss es somit wieder freigeben). Es gibt natürlich auch andere Möglichkeiten, wie z.B. das Membranverfahren, jedoch soll sich hier auf die Absorption beschränkt werden.
Dies kann entweder direkt beim Emittenten geschehen, oder kann aus der Atmo-sphäre gefiltert werden. Letzteres ist jedoch sehr ineffizient, da die Konzentration von CO2 in der Luft sehr gering ist (auch wenn die Auswirkungen groß sind).
Beim Emittenten gibt es wiederum verschiedene Möglichkeiten, das erzeugte CO2
herauszufiltern. Bei derPostcombustion-Methode beträgt die CO2-Konzentration der zu filternden Luft 3 bis 4%. Hier kann das nach üblichen Methoden erzeugte Abgas, bevor es durch den Schornstein in die Umwelt entlassen wird, durch einen Bereich mit Absorptionsflüssigkeit geleitet werden, die das enthaltene CO2 bindet. Das gebunde-ne CO2 wird wie oben beschrieben wieder entbunden. Der Wirkungsgrad hierbei ist zwar relativ gering, jedoch kann dieses Verfahren an bereits existierende Kraftwerke angebaut werden.
Bei der Precombustion liegt die CO2 -Konzentration bereits bei über 10%. Hier muss bei der Verbrennung der Kohle jedoch reiner Sauerstoff hinzugefügt werden. Dem Abgas wird dann noch Wasserdampf hinzugefügt, dass vorhandene CO-Moleküle zu CO2bindet und reinen Wasserstoff übrig lässt. Nach dem herausfiltern des CO2 kann mit dem Wasserstoff zusätzlich eine Gasturbine betrieben werden. Mit der Abwärme der Gaswärme kann zudem noch eine Dampfturbine betrieben werden.
Ähnlich funktioniert das Oxyfuel, die die Kohle mit Sauerstoff verbrennen und das entstandene Gas durch eine Dampfturbine leitet. Das Gas wäre nach der Verbrennung jedoch viel zu heiß, deshalb wird es mit bereits verwendetem und abgekühlten Gas
„gestreckt“.
All diese Filtertechnologien benötigen allerdings Energie. So viel Energie, dass der Wirkungsgrad des betroffenen Kraftwerks um zehn Prozentpunkte sinkt. So muss für die selbe Leistungserzeugung 25 bis 30% mehr Kraftstoff eingesetzt werden muss.
Weitere Zusammenfassungen von Malte Jakob gibt es unter i-malte.jimdofree.com
7.1.2 Carbon Storage
Das so herausgefilterte Gas muss nun allerdings irgendwo gelagert werden. Hier kön-nen leergepumpte Öl- und Erdgas-Reservoirs verwendet werden. Norwegen praktiziert dieses Verfahren bereits seit 1998 und pumpt jährlich eine Million Tonnen CO2in leere Kammern – Deutschland produziert pro Jahr allerdings 866 Millionen Tonnen.
Alternativ kann Das CO2 auch tiefer in Salzwasserschichten gepumpt werden. Hier-bei ist jedoch nicht klar, ob das Salzwasser das CO2 absorbiert oder ob es in andere Schichten ausweicht und somit eventuell den Grundwasserspiegel beeinträchtigt.
Ebenfalls können Reservoirs in der Tiefsee genutzt werden, in der Hoffnung, dass das CO2dort unter dem großen Wasserdruck mit den anderen Mineralien reagiert und eine feste Form annimmt.
Vorsichtig geschätzt bleiben in der EU – sollte alles CO2gefiltert und gelagert werden – nach 40 Jahren nur noch Platz für 1,4 Gt.
Zudem ist die erforderliche Transport- und Lagerungsinfrastruktur noch nicht vor-handen.
7.1.3 Carbon Utilization
Aufgrund des Überangebots von CO2 liegt es nahe, diesen Rohstoff auch zu nutzen.
jedoch ist CO2eine sehr minderwertiger Rohstoff, da er als „Abfallprodukt“ von nahezu jeder Reaktion entsteht. Dennoch gibt es verschiedene Ansätze zur Carbon Utilization.
CO2 als Arbeitsflüssigkeit
Beim Fördern von unterirdischen Ressourcen bleibt oft ein Teil übrig, an den Maschi-nen nicht herankommen. Durch das Einfüllen von CO2könnte dieser Rest „herausge-spült“ werden.
Treibstoff und Chemikalien
Durch verschiedene chemische Reaktionen kann CO2 in Kombination mit anderen organischen Stoffen auch zu nutzbaren Treibstoffen wie Methan oder Bio-Diesel syn-thetisiert werden. Hierbei besteht jedoch oft das Risiko, dass bei der Herstellung mehr Energie verwendet wird, als bei der Verbrennung entsteht.
Allerdings kann CO2auch in anorganische Produkte wie Carbonat-basierte Zemente umgewandelt werden. Dies wird oft als Langzeit-Lagerungsoption diskutiert.
Erzeugung von Biomasse
Da Pflanzen beim Wachsen CO2binden, kann das gefilterte CO2auch dazu verwendet werden das Wachstum von Pflanzen zu fördern und somit die Produktion von Biomasse beschleunigen.
8 Ideen für ein nachhaltiges Wirtschaftssystem
Bis zum 19. Jahrhundert war die Wirtschaft noch harte Handarbeit und belastete die Umwelt nahezu überhaupt nicht, denn der Gewinn des einen war der Verlust eines anderen – ein Nullsummenspiel. Als jedoch die Dampfmaschine industriell eingesetzt wurde, stieg das BIP, der Wohlstand und auch die Belastung der Umwelt.
Zwar setzten bereits die Römer ebenfalls Dampfkraft ein, doch da diese durch Skla-ven und eine große Unterschicht genug billige Arbeitskräfte hatten, war der Anreiz für neue Technologien nicht sonderlich groß. In England waren die Löhne im 19. Jahr-hundert jedoch schon Höher und Sklaven verboten; Dies schaffte den bisher fehlenden Anreiz und eine Überflussgesellschaft entsteht. Dadurch entsteht zudem die Notwen-digkeit von Werbung, da es nun mehr als einen Anbieter für das selbe Produkt gibt.
Durch die höhere Effizienz der Maschinen werden weniger Arbeiter benötigt – doch wer kauft dann die produzierte Ware? Aus diesem Grund muss die Wirtschaft wachsen und neue Arbeitsplätze schaffen. Laut der Systemtheorie nach Luhmann hält sich die Wirtschaft am Leben, indem sie aus sich selbst heraus laufend neue Bedürfnisse erzeugt und befriedigt.
Leider bedeutet mehr Wachstum auch mehr umweltschädlichen Ressourcenverbrauch.
Aus diesem Grund ist möchte man Ressourcenverbrauch vom Wachstum entkoppeln;
Dies scheint jedoch nahezu unmöglich, daher muss ebenfalls an andere Alternativen gedacht werden.
8.1 Gemeinwohlökonomie
Ein häufig genanntes Beispiel ist die Internalisierung externer Kosten. Als externe Kosten werden in der VWL Kosten genannt, die nicht durch den gezahlt werden, der sie verursacht (z.B. Klimaschäden). Eine Möglichkeit solche Klimaschäden zu interna-lisieren, also den Verursacher zahlen zu lassen, ist dieGemeinwohlökonomie (GWÖ) – ein Wirtschaftssystem das auf Gemeinwohl-fördernden Werten aufgebaut ist. Aktuell können sich verschiedene Unternehmen freiwillig nach einer Gemeinwohlmatrix (siehe Abbildung 8.1) bewerten. In jeder Kategorie können zwischen -180 und 50 Punkte ver-geben werden, sodass eine Gesamtpunktzahl zwischen -3600 und 1000 erreicht werden kann. Um die Kosten nun zu internalisieren, so kann die GWÖ-Überprüfung verpflich-tend sein und das Ergebnis auf die Steuer abgebildet werden (Sowohl die Steuern, die das Unternehmen zahlen muss, als auch die Mehrwertsteuer beim Kauf eines Produktes der Firma).
Weitere Zusammenfassungen von Malte Jakob gibt es unter i-malte.jimdofree.com
Abbildung 8.1: Gemeinwohlmatrix1
Ebenfalls gemeinwohlfördernd sind Steuern – Geld das allen zugute kommt. Häufig wird gefordert, die Spitzensteuersätze, also die Steuersätze der Vielverdiener, anzuhe-ben, da diejenigen, die viel verdienen auch viel geben können – selbst mit dem Geld nach den erhöhten Steuern lässt sich bei einem großen Einkommen gut leben. Früher war dieses Konzept sehr weit verbreitet und in den U.S.A. und Großbritannien betru-gen die Spitzensteuersätze bis zu 98%. Diese Steuereinnahmen wurden hauptsächlich in Sozialleistungen umgesetzt. Während der großen Depression wurden die Leistungen und die Steuern allerdings drastisch gekürzt und seitdem nicht mehr aufgebaut.
Mit dem Vormarsch der Roboter in der Industrie werden Arbeitsplätze jedoch zuneh-mend knapper, sodass immer mehr Menschen von Sozialleistungen abhängig werden.
Um eine Verelendung der Gesellschaft abzuwenden, gibt es unterschiedliche Möglich-keiten – eine davon die Erhöhung des Spitzensteuersatzes. Andere Ideen sind eine Robotersteuer oder das bedingungslose Grundeinkommen.