Brennpunkt VWL (06): Ökologische und energiepolitische Herausforderungen

Durch die Unterzeichnung des Kyoto-Protokolls verpflichteten sich 1997 die Industrieländer, von 2008 bis 2012 die Emissionen der wichtigsten Treibhausgase (darunter CO₂) zu senken.

Technologie zur Produktion von elektrischem Strom;
in einem Kern- oder Atomkraftwerk wird mittels Kernspaltungs-Kettenreaktion von Uran in einem Reaktor elektrischem Strom erzeugt.

Kernenergie wird in der Schweiz zur Stromerzeugung (und für Anwendungen in Medizin, Industrie und Forschung) eingesetzt. Der Anteil der Kernenergie an der inländischen Stromproduktion beträgt im 10-Jahresdurchschnitt knapp 40 %.

Schwach radioaktives Schwermetall, das in zahlreichen Mineralien enthalten ist und fast überall auf der Erde vorkommt.

Kernkraftwerke benötigen den Rohstoff Uran zur Stromerzeugung. Zur Verwendung als Kernbrennstoff werden aus dem natürlich vorkommenden Uranerz Kernbrennstäbe hergestellt.

Radioaktiver Abfall entsteht bei der Spaltung von Uranatomkernen (neben der erwünschten Wärme). Es sind darum sowohl beim Betrieb eines Kernkraftwerks als auch bei der Behandlung der Abfallstoffe umfangreiche Strahlenschutzmassnahmen nötig.

Bereits kleine Strahlungsdosen können beim Menschen Veränderungen der Erbanlagen und Krankheiten wie Krebs verursachen.

Risiko wird durch die Multiplikation von Wahrscheinlichkeit (wie oft passiert ein Unfall?) mit dem Schadensausmass (welches sind die Folgen eines Unfalls?) definiert.

Risiko = Wahrscheinlichkeit x Schadensausmass

«Chance», mit der ein Ereignis eintritt, 
z.B. hat bei einem Würfel jede Zahl die gleiche Wahrscheinlichkeit (nämlich 1/6) gewürfelt zu werden.

Die Wahrscheinlichkeit ist Bestandteil der Risikoformel;
im Zusammenhang mit «gefährlichen» Technologien beschreibt die Wahrscheinlichkeit, wie oft in einer gewissen Zeitspanne ein Unfall passieren wird.

Das Schadensausmass ist Bestandteil der Risikoformel;
im Zusammenhang mit «gefährlichen» Technologien beschreibt das Schadensausmass die Folgen/Auswirkungen eines Unfalls.

(Engl. Sustainable Development), eine Entwicklung, welche die heutigen Bedürfnisse zu decken vermag, ohne für künftige Generationen die Möglichkeit zu schmälern, ihre eigenen Bedürfnisse zu decken.

Energieträger, die praktisch unbegrenzt zur Verfügung stehen oder sich auf natürliche Weise regenerieren (erneuern) können, z.B. Sonnen-, Wind-, Wasser-, Bioenergie oder Geothermie.

Die durch die Strömung von fliessendem Wasser über Turbinen und Krafträder gewonnene Energie.

In der Schweiz ist Wasser als Energieträger bedeutsam, da mehr als die Hälfte der Elektrizität durch Wasserkraftwerke erzeugt wird (rund 56%). 
Weltweit trägt die Wasserkraft mit knapp einem Fünftel zur Stromerzeugung bei.

Die aus der Bewegungsenergie des Windes (Luftströmungen aufgrund der Druckunterschied zwischen Gebieten mit unterschiedlichen Temperaturen) über einen Generator gewonnene elektrische Energie.

Energie der Sonneneinstrahlung

Erzeugung von elektrische Energie entweder
a) in Solarzellenkraftwerken, direkt auf der Grundlage der Fotovoltaik oder
b) in solarthermischen Anlagen, indirekt um mit Wasserdampf eine Turbine anzutreiben (und damit elektrische Energie zu erzeugen)

Eine weitere Anwendungsmöglichkeit der Solarenergie ist die Warmwasseraufbereitung mithilfe von Sonnenkollektoren.

Energiegewinnung aus der in jedem natürlichen organischen Material (Pflanzen und Tiere) in Form von Kohlenhydraten und Fetten gespeicherte Sonnenenergie, mittels Verbrennung, Vergasung, alkoholischer Gärung oder Biogasproduktion.

Mit dem über einen Gärprozess entstehenden Gas wird über ein Heizkraftwerk Strom erzeugt.

Energiegewinnung mithilfe der Wärme aus dem Erdinnern.

Gut entwickelte Technologie für Anwendungen im Heizbereich von Ein-und Mehrfamilienhäusern (mittels Erdwärmesonden bis 150 Meter Tiefe)

Anlagen zur Stromproduktion (analog den thermischen Kraftwerke), bei denen Wasser in Tiefen von fünf Kilometern erhitzt werden soll, um damit an der Erdoberfläche Strom zu erzeugen, befinden sich noch in der Pilotphase.

Folgekosten, die nicht von den Verursachern, sondern von Dritten bzw. der Allgemeinheit, gedeckt werden.

Bisher von der Allgemeinheit getragene Kosten werden den Verursachern der externen Effekte belastet.

Das Ziel der vom Bundesrat angestrebten Energiewende ist es, den Energieverbrauch zu senken, den Anteil fossiler Energie zu reduzieren und die erneuerbaren Energien zu fördern. Zudem sollen in der Schweiz keine neuen AKWs gebaut werden und die bestehenden sollen am Ende ihrer Betriebsdauer stillgelegt werden.

Gemäss den Vorstellungen des Bundesrates soll der durchschnittliche Energieverbrauch pro Person bis 2035 gegenüber 2000 um 35 % gesenkt werden. Dies soll über Massnahmen in folgenden Bereichen errreicht werden: 
– Sanierung von Gebäuden
– Bereich Verkehr; höheren CO₂-Emissionsvorschriften für neue Autos
– Elektrogeräte und Beleuchtung
– Förderung erneuerbarer Energien
– Höhere Energiekosten

Das seit dem Jahr 2000 geltende erste CO₂--Gesetz legte den Grundstein für eine nachhaltige Energie-und Klimapolitik. Es sieht ausdrücklich freiwillige Massnahmen von Wirtschaft und Privaten vor.

Seit 2013 ist ein Nachfolgegesetz in Kraft, mit dem eine weitere Senkung der fossilen Treibhausgas-Emissionen erreicht werden soll.

Mit Emissionszertifikaten wird eine gesetzlich zugelassene maximale Schadstoffmenge definiert, die auf handelbare «Verschmutzungsrechte» (= Zertifikate) aufgeteilt ist.

Sinn von Emissionszertifikaten ist zum einen, dass Unternehmungen für Umweltverschmutzungen bewusst etwas zahlen müssen und damit diese Kosten in ihre Kalkulation miteinbeziehen. Zum andern sollen sie ihre Produktionsverfahren aktiv in Richtung alternativer Technologien ohne Schadstoffemissionen lenken.

Durch eine Lenkungsabgabe werden umweltbelastende Stoffe mit einer Abgabe belegt.

Dadurch soll das Ziel einer Reduktion der Schadstoffe auf eine marktgerechte Art über den Preis erreicht werden.

«Stocks» (= Vorräte); Bodenschätze und Energievorkommen der Erde, unabhängig davon, ob sie momentan von der Gesellschaft genutzt werden oder nicht.

Denjenigen Teil der Stocks (= Vorräte), der für die Menschen einer bestimmten Zeit und Gesellschaft von Interesse ist und deshalb nachgefragt wird.

Denjenigen Teil der Ressourcen, der gegenwärtig für die Menschen zugänglich und sowohl in technischer als auch wirtschaftlicher Hinsicht abbaubar ist.

(= regenerierbare Ressourcen); Bilden sich durch natürliche Prozess immer wieder neu. Ihr Bestand (z.B. Meeresfische) wird durch menschliche Nutzung vermindert, kann sich aber in einem definierten Zeitraum wieder «erneuern» indem er nachwächst.

Ressourcen, die durch die menschliche Nutzung (endgültig) «verbraucht» werden und sich in menschlichen Dimensionen betrachtet nicht mehr erneuern können, da die Entstehungsprozesse Millionen von Jahre dauern.

Erdöl, Erdgas oder Kohle; nicht erneuerbare Ressourcen, deren Entstehungsprozesse Millionen von Jahre dauern.

Erdöl ist ein Gemisch aus über hundert verschiedenen Stoffen, das unter Luftabschluss bei hohen Temperaturen und Druckverhältnissen aus Meeres-Fossilien in vorgeschichtlicher Zeit entstanden ist. Aus Erdöl werden die bekannten Endenergieträger wie Benzin, Kerosin, Diesel oder Heizöl hergestellt;
Erdöl bildet auch den Ausgangsstoff der Petrochemie, der Chemie des Kohlenstoffs und ist damit die Grundlage für unzählige Kunststoffe, z.B. Polypropylen, Perlon oder Nylon

(Rund 80% der weltweiten Erdölreserven befinden sich in den Ländern der Organisation Erdöl exportierender Länder, OPEC; Die nachgewiesenen Erdölreserven reichen noch für eine Bedarfsdeckung von rund 50 Jahren, falls der Erdölverbrauch weiterhin auf dem bisherigen Niveau verbleibt).

Ein Gasgemisch aus über hundert verschiedenen Stoffen, das unter Luftabschluss bei hohen Temperaturen und Druckverhältnissen aus Meeres-Fossilien in vorgeschichtlicher Zeit entstanden ist;
ähnlich vielseitig einsetzbar wie Erdöl;
hauptsächlich wird es in den Haushalten als Energieträger zum Heizen und Kochen und in der Industrie zur Erzeugung von Prozesswärme verwendet.

(Die Erdgasreserven reichen je nach Schätzung noch für gut 60 Jahre. Die grössten Produzentenländer sind Russland, die USA und Kanada.)

Alle kohlenstoffreichen festen Brennstoffe, die durch die Zersetzung (Verkohlung) organischer Stoffe in vorgeschichtlicher Zeit entstanden sind; zweitwichtigster Energieträger.

(Die weltweiten Kohlevorräte – v.a. in Russland, USA, China, Indien – reichen angeblich noch für mehr als 200 Jahre aus.)

Massnahmen, mit denen man die räumliche Entwicklung (Wohnen, Industrie, Verkehr usw.), von Gemeinden, Regionen oder Kantonen steuert.

Zur biologischen Vielfalt gehören die Vielzahl von Arten (Tiere, Pflanzen, Pilze und Mikroorganismen) in einem Ökosystem sowie die Vielfalt an Lebensräumen und Ökosystemen (Wassergebiete, Weiden, Wald).

Klima = Gesamtheit der Wetterzustände an einem Ort sowie die typische Aufeinanderfolge ihrer jahreszeitlichen Schwankungen

Klimaerwärmung = Anstieg der Durchschnittstemperatur der (erdnahen) Atmosphäre

Klimawandel = Veränderung des Klimas, gemessen an der durchschnittlichen Temperatur der Erde.

Klimawandel gilt als eine der grössten Herausforderungen für die globale Entwicklung der Erde → eine zu starke Erderwärmung hat drastische Folgen wie z.B. Hitzewellen, Anstieg des Meeresspiegels und Missernten.

Natürliche «Rohstoffe», die durch unterschiedliche Methoden zur Energiegewinnung genutzt werden können.

Die Gesamtheit der in der Natur vorkommenden, noch nicht umgewandelten, Energieträger (Kohle, Mineralöl, Erdgas, Holz, Wasser, Sonnenlicht, Wind, Uran).

Energieträger, die von Menschen genutzt werden können, z.B. elektrischer Strom oder bleifreies Benzin.

Weil Primärenergieträger (z.B. Wasser oder Uran) in der Form ihres natürlichen Vorkommens von Menschen nicht direkt genutzt werden können, müssen Primärenergieträger in «Sekundärenergie» umgewandelt werden.

Die Endenergie definiert jene Sekundärenergiemenge, die tatsächlich beim Konsumenten ankommt und von ihm verbraucht werden kann.

(Bei der Umwandlung von Primär- zu Sekundärenergie sowie bei der Zuleitung zu den Endkonsumenten entstehen Umwandlungs- und Leitungsverluste)

Verbrauch an Energie für unterschiedliche Nutzanwendungen (Verkehr, Heizen, Beleuchten, Kochen usw.).

Umgangs- und wirtschaftssprachlicher Begriff; physikalisch gesehen kann Energie in einem geschlossenen System nicht verbraucht, sondern nur umgewandelt werden.

Der Energieverbrauch ist von vielen Faktoren abhängig wie z.B.
– klimatischen Verhältnisse
– Verfügbarkeit von Energie
– technischer Entwicklungsstand
– Wirtschaftswachstum
– Bevölkerungsentwicklung
– Anzahl und Grösse der Wohnungen
– benutzte Verkehrsmittel (ÖV, Privatfahrzeuge) 
weil die meisten dieser Grössen weltweit ständig zunehmen, resultiert daraus ein stetiger Anstieg des Energieverbrauchs.

Durchschnittlicher (Energie) Verbrauch pro Einwohner eines Landes.

Der schweizerische Pro-Kopf-Verbrauch ist zwar seit 1990 gesunken, ist aber nach wie vor sehr hoch;
er belief sich 2010 auf 32'000 Kilowattstunden pro Jahr, was 3'800 Litern Benzin entspricht.

Erwärmung der Erdoberfläche durch Reflexion der auf die Erde treffenden Sonnenstrahlen an der Atmosphäre (Gasgemisch, welches die Erde umgibt; vergleichbar mit dem Glasdach eines Treibhauses).