Alternative Energietechnik

Um ein menschenwürdiges Leben führen zu können, bedarf es einer gewissen Zivilisation. Verbunden damit ist ein Bedarf an Energie. In der Handhabung dieses unerläßlichen Energieeinsatzes zeigt sich die Energiekultur der jeweiligen Zivilisation. je weniger zerstörend der Energieeinsatz auf die Symbiose Mensch-Natur wirkt, desto höher diese Kultur. Zu den rein physikalisch-technischen Fragestellungen der klassischen Energietechnik kommen moralisch-ökologische Aspekte hinzu, die letztlich Maßstab sind für die von einer Zivilisation jeweils erlangte Stufe der Energiekultur. Die alternative Energietechnik ist also eine Erweiterung der klassischen Energietechnik, die sich nur mit den Maschinen und den in ihnen ablaufenden Prozessen beschäftigt. Durch die Erweiterung wird das Leben schlechthin mit ins Kalkül gezogen. Ohne diese so erweiterte Denkweise wird der technisch klassisch ausgebildete Ingenieur stets umweltzerstörend wirken. Er arbeitet auf der niedrigsten Stufe der Energiekultur, da Rückwirkungen (Bild 1) sein Handeln definitionsgemäß nicht beeinflussen.

Die klassische, ingenieurmäßige Beurteilung von Energiesystemen allein mit Hilfe des Wirkungsgrades ist nicht hinreichend. Neben der mit dem Wirkungsgrad beschriebenen Prozeßgüte der Energieumwandlung spielt die Apparategüte eine entscheidende Rolle. Diese wird durch den Energie-Ernte- Faktor beschrieben, der anzeigt, ob der Energieaufwand zum Realisieren des Apparates einschließlich dessen Infrastruktur auch gerechtfertigt ist, in dem der Energieumwandlungsprozeß ablaufen soll. Die Prozeß- und Apparategüte läßt sich gesamtenergetisch als Gesamtgüte zusammenfassen, die schließlich mit dem Globalwirkungsgrad beurteilt werden kann.

Die von den Aktivitäten der Menschen ausgehenden Umweltbeeinflussungen sind äußerst komplex. Es existiert eine sowohl quantitativ als auch qualitativ nicht überschaubare Vielzahl an anthropogenen Emissionen, die auf ein extrem vernetztes System Umwelt einwirken, das in verstärkter Mannigfaltigkeit hierauf reagiert und Rückwirkungen produziert. Glücklicherweise sind nicht alle Rückwirkungen lebensbedrohend. Eine Einschränkung auf die Klasse der wirklich gefährlichen Emission erscheint sinnvoll, wobei wir aber vorab wissen müssen, welche Emissionen gefährliche Rückwirkungen erzeugen. Dieses Voraberkennen ist aber in der Regel nicht möglich, denn wir finden im allgemeinen nur das, nach dem wir suchen. Es muß also zumindest schon ein Verdacht bestehen, der gewöhnlich aber erst dann aufkommt, wenn die entsprechende Rückwirkung bereits eine Gefahrensituation erzeugt hat. Trotz dieser Schwierigkeiten versuchen wir im folgenden eine umweltrelevante Klassifikation unterschiedlicher Energie-Systeme, nicht zuletzt deshalb, um die im allgemeinen unüberwindlichen Schwierigkeiten aufzeigen zu können, die sich bei der Bereitstellung derartiger Beurteilungskriterien typischerweise ergeben.

Die Diskussion der umweltrelevanten Beurteilungskriterien hat gezeigt, dass die Probleme allein quantitativ nicht zu meistern sind. Die aufgezeigten Auswege sind deshalb qualitativer Natur (inhärent sichere Systeme, Selbstorganisation, Minimalprinzip). Insbesondere die in Abschn. 3.4.6 erläuterte Idee des CIM-Konzepts bietet die Grundlage zu einer Weiterentwicklung unseres gegenwärtigen volkswirtschaftlichen Prozesses mit seiner Selbstorganisation im Rahmen unserer Marktwirtschaft. Dabei sei bemerkt, dass unsere heutige Soziale Marktwirtschaft bereits genau nach den in Abschn. 3.4.6 dargelegten Prinzipien arbeitet, die ein sozial ausgewogenes Verhalten der Gesellschaft durch Systemeigenschaften erzwingt, die durch die politisch gesetzten Rahmenbedingungen aufgeprägt werden. Von ihrer Konzeption her ist die Soziale Marktwirtschaft in idealer Weise zur ökologischen Weiterentwicklung geeignet. Zur Erreichung einer solchen sozialökologischen Marktwirtschaft sind neue politische Rahmenbedingungen zu schaffen, die unserem Wirtschaftssystem auch ökologische Systemeigenschaften verleihen.

Der zur Befriedigung unserer Bedürfnisse erforderliche volkswirtschaftliche Prozess kann dauerhaft nur bei Beachtung der globalen ökologischen Zusammenhänge betrieben werden. Die Zivilisation muss verträglich in die natürlichen Mechanismen eingebettet sein. je besser alle anthropogenen Aktivitäten dem rein solar angetriebenen volkswirtschaftlichen Idealprozeß (Bild 11, Abschn. 1.3, 2.4, 3.4.5) angepasst sind, umso geringer sind die Rückwirkungen, die bei drastischer Abweichung vom Idealprozess zur ernsthaften Bedrohung der Zivilisation selbst anwachsen können. Die zulässigen Aktivitäten sind abhängig von den sich im Laufe der Evolution herausgebildeten Schwellenverhalten, die letztlich menschliches Handeln legitimieren. Im Rahmen der hier diskutierten “Alternativen Technik“ wurde sowohl eine energetische (durch ständig steigenden Energieeinsatz rück-wirkungsfrei gehaltenes Wirtschaftssystem → Abschn. 1) als auch eine genetische (Anpassung des Menschen an die durch die Technik veränderte Umwelt → Gentechnik) Verschiebung dieser Schwellenverhalten ausgeschlossen.

Aufgabe 1. Bei rein quantitativem Wachstum nimmt der Energiebedarf zur Trinkwasseraufarbeitung ständig zu. Welcher energetische Leistungsbedarf entsteht, wenn die Verschmutzungskonzehtration S = S_o e^at exponentiell mit der Zeit t ansteigt, sich die aufzuwendende Energie/Zeiteinheit Ė proportional zu S verhält und insgesamt ein Trinkwasservolumen/Zeiteinheit V_o benötigt wird? Nach welcher Zeit T* bricht die Wasseraufarbeitung zusammen, wenn maximal nur die Leistung Ė_max verfügbar ist? Nach welchem Zeitgesetz müßte sich der Technologiekoeffizient K des Verfahrens ändern, damit bei Ė = Ė_max die Versorgung möglichst lange gesichert bleibt? Wieso kommt es trotz Technikfortschritt nach einer Zeit T_T zum Technikversagen?