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Über dieses Buch

Dieses Buch hilft dabei, die Bedeutung der Thermodynamik für Wirtschaft, Umwelt und Gesellschaft zu verstehen. Es plädiert für die Integration der ersten beiden Hauptsätze der Thermodynamik in die Lehrbuchökonomie. Dabei führen systemische Gemeinsamkeiten in der Thermodynamik und in der Theorie des Wirtschaftswachstums zur Verwendung ähnlicher mathematischer Methoden, die es erlauben, industrielle Volkswirtschaften realitätsnah zu beschreiben. Davon ausgehend schlagen die Autoren Instrumente zur Lösung der Sozial- und Umweltprobleme vor.

Das Buch richtet sich an alle, die sich für interdisziplinäre Forschung zu den Entwicklungsproblemen von Wirtschaft und Gesellschaft interessieren und verstehen wollen, was deren Umbrüche treibt.

Mit diesen Entwicklungsproblemen beschäftigen sich seit langem die Autoren des Buches: der theoretische Physiker Reiner Kümmel von der Universität Würzburg, der Physiker und Ökonom Dietmar Lindenberger von der Universität Köln und dem Energiewirtschaftlichen Institut an dieser Universität und der Ökonom Niko Paech von der Universität Siegen.

“Es ist mir ein Vergnügen, den Lesern dieses Buch zu empfehlen. Es wird von der Idee getrieben, die physikalischen Grenzen menschlichen Wirtschaftens mithilfe der Thermodynamik auszuloten, einer der universellsten physikalischen Theorien, die wir haben.“

Dieter Meschede, Professor für Physik, Universität Bonn

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Kapitel 1. Entropie und Umbruch

Werden in einem System, das aus vielen Teilchen besteht, Beschränkungen aufgehoben, produziert das System Entropie. Entropie ist das physikalische Maß für Unordnung. Entropieproduktion ist verkoppelt mit Emissionen von Teilchen und Wärme. Diese gehören also unvermeidlich zur industriellen Wertschöpfung. Verändern sie die Biosphäre zu stark, wirken sie als Umweltverschmutzung. Entropieproduktion entwertet auch die in der Industrieproduktion eingesetzten Energiemengen. Sie verlieren ihre Fähigkeit, Arbeit zu leisten. Eine derartige Beschränkung der Wertschöpfung pro Energieeinheit lässt einen Nobelpreisträger der Ökonomie Schlimmstes befürchten. Insgesamt beschränken die ersten beiden Hauptsätze der Thermodynamik von der Erhaltung der Energie und der Zunahme der Entropie das industrielle Wirtschaftswachstum innerhalb der Biosphäre. Neben dieser harten Beschränkung können für eine nachhaltige Entwicklung auch „weiche“ Beschränkungen notwendig werden. Sie betreffen Informationsströme, Finanzkapitalströme aus Entwicklungs- in Industrieländer und Märkte.
Reiner Kümmel

Kapitel 2. Energie und Leben

Wärmekraftmaschinen und Transistoren wandeln fossile, nukleare und erneuerbare Energien in Arbeitsleistung und Informationsverarbeitung um und erbringen so die Energiedienstleistungen, die den Wohlstand der Industriegesellschaft schaffen und immer mehr Menschen von schwerer körperlicher und eintöniger geistiger Arbeit befreien. Zur Minderung der besonders umweltbelastenden Entropieproduktion in Form von Schadstoffemissionen können Teilchen- in Wärmeströme umgewandelt werden. Die berechneten Schadstoff-Wärmeäquivalente bei der Schadstoffrückhaltung und Entsorgung von Kohle- und Kernkraftwerken zeigen die damit jeweils verbundene Annäherung an die Hitzemauer, der äußersten Grenze für industrielles Wirtschaftswachstum innerhalb der Biosphäre. Die Minimierung von Energieumwandlung und Entropieproduktion bei ungeschmälerten Energiedienstleistungen ist ein wirkungsvolles Instrument der Emissionsminderung und Ressourcenschonung. Beispiele für Energie-, Emissions- und Kostenoptimierung durch Wärmerückgewinnung, auch in Kombination mit Solarenergie, lassen erkennen, was möglich ist, welche Konkurrenzeffekte zwischen den betrachteten Technologien auftreten können und dass die Ausschöpfung der Energie-Einsparpotenziale eines Energieversorgungssystems durch steigende Energiepreise begünstigt wird.
Reiner Kümmel

Kapitel 3. Wirtschaftswachstum

In der Lehrbuchökonomie ist eines Produktionsfaktors ökonomisches Gewicht – fachökonomisch: seine Produktionselastizität – gleich seinem Anteil an der Summe aller Faktorkosten. Gemäß diesem Kostenanteil-Theorem besäßen die Produktionsfaktoren etwa die folgenden Gewichte: menschliche Arbeit 70 %, (Real-) Kapital 25 % und Energie nur 5 % , sofern sie überhaupt als echter Produktionsfaktor anerkannt wird. Mit dieser Faktorgewichtung können allerdings die Konjunktureinbrüche und -erholungen im Gefolge der Ölpreisschocks der 1970er- und frühen 1980er-Jahre wie auch der ersten Weltwirtschaftskrise des 21. Jahrhunderts nicht verstanden werden. Hinzu kommt, dass das für Industrieländer berechnete Wachstum der Wertschöpfung tief unter dem empirisch beobachteten liegt. Die große Differenz führt die orthodoxe Volkswirtschaftslehre auf etwas zurück, dessen physische Bestandteile man nicht kennt und das man „technischen Fortschritt“nennt. Berechnet man den Gleichgewichtszustand, in dem eine Volkswirtschaft voraussetzungsgemäß arbeitet, aus der Optimierung von Gewinn oder Wohlfahrt unter Berücksichtigung der technologischen Beschränkungen, denen die Kombinationen von Kapital, Arbeit und Energie unterworfen sind, findet man, dass das Kostenanteil-Theorem ein Spezialfall ist, der nicht diejenigen ökonomischen Systeme einschließt, die bei den bisherigen Faktorpreisverhältnissen produzieren. Eine für die gegenwärtigen, real existierenden Volkswirtschaften entwickelte alternative Methode zur Berechnung der Produktionselastizitäten beruht auf dem Gesetz vom abnehmenden Ertragszuwachs und der Abbildung des Trends zu wachsender Automation im Zuge der Digitalisierung. Damit erhält man für die BR Deutschland und die USA zwischen 1960 und 2013 gute Übereinstimmung zwischen empirisch beobachtetem und theoretisch berechnetem Wirtschaftswachstum und findet, dass das ökonomische Gewicht der menschlichen Arbeit viel kleiner und das der Energie viel größer ist als der jeweilige Kostenanteil dieser beiden Produktionsfaktoren. So zeigt sich auch ökonometrisch, in welchem Maße die Industrieländer ihren materiellen Wohlstand der Energie verdanken, die den Kapitalstock aktiviert.
Reiner Kümmel, Dietmar Lindenberger

Kapitel 4. Postwachstumsökonomik

Die Postwachstumsökonomik ist eine wachstumskritische, an den Gesetzen der Thermodynamik orientierte Teildisziplin der Wirtschaftswissenschaften. Ihr inhaltlicher Fokus erstreckt sich auf Wachstumsgrenzen, Expansionszwänge und einen als Postwachstumsökonomie bezeichneten Zukunftsentwurf für Versorgungssysteme innerhalb ökologischer Grenzen. Ausgehend von dem Befund, dass eine Entkopplung wirtschaftlichen Wachstums von Umweltschäden mittels technischer Innovationen nicht gelingen kann und das derzeitige Belastungsniveau nicht zukunftsfähig ist, bleibt für nördliche Konsumgesellschaften als Ausweg nur die Reduktion des Industrieoutputs, was wiederum veränderte Lebensstile und Versorgungsmuster voraussetzt. Letztere umfassen neben einem kulturellen Wandel zur Suffizienz insbesondere drei Ebenen: Die lokale Subsistenz, eine Regionalökonomie und eine stark verkleinerte Restindustrie. Um die reduktive Transformation sozial abzufedern, zumal Vollbeschäftigung zu erreichen, ist eine Umverteilung der verringerten Erwerbsarbeitszeit vonnöten. 20-Stunden an wöchentlicher Arbeitszeit, die als Basis für ein verringertes monetäres Einkommen dienen, können durch weitere 20 Stunden an Selbstversorgungsarbeit ergänzt werden. Unter anderem Eigenproduktion, Nutzungsdauerverlängerung und Gemeinschaftsnutzung verhelfen dazu, weiterhin moderne Konsumfunktionen nutzen zu können und zugleich einen höheren Grad an ökonomischer Autonomie zu realisieren. Unternehmen können diese Entwicklung unterstützen, indem sie auf vielfältige Weise zu produktionslosen Befriedigung von Bedürfnissen beitragen.
Niko Paech

Kapitel 5. Länder im Umbruch

Nach der Fukushima-Katastrophe am 11. März 2011 beschloss die deutsche Bundesregierung unter Rückgängigmachung der von ihr in 2010 beschlossenen Laufzeitverlängerung der Kernkraftwerke, acht dieser Werke sofort und die übrigen neun bis 2022 für immer abzuschalten. Begründet wurde diese Energiewende mit der unzutreffenden Behauptung, der Fukushima-GAU sei auf ein unterschätztes Restrisiko wassermoderierter Kernreaktoren zurückzuführen. In den Folgejahren sind in Deutschland die auf den Inlandsverbrauch elektrischer Energie bezogenen CO\(_2\)-Emissionen um etwa drei Prozent und die Kosten der Stromversorgung um rund 20 % gestiegen. Als sechststärkster Kohlendioxid-Emittent produziert Deutschland in der zweiten Dekade des 21. Jahrhunderts nur noch etwa zwei Prozent der globalen, der Energienutzung entspringenden Kohlendioxidemissionen. Darum kann sein Beitrag zu einer signifikanten Reduktion dieser Emissionen nicht aus dem Verbot von Energieträgern und -technologien bestehen. Vielmehr sollte Deutschland einen Weg der Emissionsminderung erkunden und beschreiten, der technisch und ökonomisch so überzeugt, dass auch andere Länder ihn zu gehen bereit und in der Lage sind. Die über alle Kommunikationskanäle aller Welt von höchsten politischen Repräsentanten Deutschlands ab 2014 verkündete und von vorbildlichen, ehrenamtlichen Helfern praktizierte deutsche Willkommenskultur für Flüchtlinge und Migranten liefert unfreiwillig den Schlepperbanden des organisierten Verbrechens Werbeargumente und weckt bei den Menschen in den weniger industrialisierten Ländern der Welt Illusionen über ein Paradies Deutschland. Dies und Erfahrungen während der ersten Zuwanderungsspitze beim Zerfall Jugoslawiens erinnern an die Folgen des „sozialen Transistoreffekts“ in Kolumbien. Dieses schöne Land hatte seit 1810 aufgrund bewaffneter Machtkämpfe zwischen großgrundbesitzenden Familienclans lange keinen Weg aus dem agrarischen Feudalismus in die Industriegesellschaft gefunden, die den Nöten der schnell wachsenden bäuerlichen Bevölkerung abgeholfen hätte. So kam es zu der Gewaltorgie der „Violencia“ in der Mitte des 20. Jahrhunderts. Eine kurze Militärdiktatur machte ihr ein Ende, und die beiden verfeindeten Lager der feudalen Eliten schlossen Frieden. Doch der kam zu spät. Informiert durch ihre leichten, batteriebetriebenen Transistorradios über das gute Leben der schmalen Mittel- und Oberschicht in den großen Städten, wo importierte Waren aus den Industrieländern neue Konsumerlebnisse versprechen, strömte die verarmte Landbevölkerung in die Metropolen des Landes und ließ deren Elendsviertel, den Nährboden der Gewalt, anschwellen. Aus sozial-revolutionären Bewegungen, die Intellektuelle und Kleinbauern im Gefolge der Violencia ins Leben gerufen hatten, entwickelten sich blutige Drogen- und Landraub-Kriege zwischen marxistischen Guerilleros, paramilitärischen Milizen und den nationalen Streitkräften. Während der 1990er-Jahre war Kolumbien zeitweise das gefährlichste Land der Erde. Doch jetzt, in der zweiten Dekade des 21. Jahrhunderts, keimt Hoffnung auf ein Ende der Gewalt und eine wirtschaftliche Entwicklung, die von einem Bürgertum getragen wird, das naturwissenschaftliche, technische und unternehmerische Kompetenz zu schätzen weiß und sich seiner sozialen Verantwortung bewusst ist. Zu einer Verbesserung der Lebensbedingungen breiter Bevölkerungsschichten dürfte es allerdings erst kommen, wenn die reichen Eliten Kolumbiens ihr Kapital nicht mehr ins Ausland transferieren, sondern in die umweltschonende Industrialisierung ihrer Heimat investieren.
Reiner Kümmel

Kapitel 6. Was werden wir wählen?

Eine wachsende, gegenwärtig über sieben Milliarden Menschen zählende Weltbevölkerung hat wegen der thermodynamischen Grenzen des Wachstums innerhalb der Biosphäre nur beschränkte Optionen für die Zukunft. Die in Kapitel 4 beschriebene Postwachstumsökonomie dürfte einer stationären Gesellschaft ohne nennenswertes Wirtschaftswachstum bisheriger Art angemessen sein. Alternativ, oder ergänzend, könnten Pioniere eine industrielle Expansion in den Weltraum wagen. Für deren Beginn stehen die in den 1970er- und 1980er-Jahren international und interdisziplinär diskutierten Pläne für eine Energieversorgung der Erde durch Satelliten-Sonnenkraftwerke auf geostationärer Umlaufbahn zur Verfügung. Menschen aus Habitats, die den Lagrange-Punkt L5 in gleicher Entfernung von Erde und Mond umkreisen, könnten die Kraftwerke mit Material vom Mond und Energie von der Sonne bauen. Als ein ökonomisches Instrument zum Umsteuern aus dem gegenwärtigen, auf der Erde nicht durchzuhaltenden Wirtschaftswachstum auf einen stationären oder in den Weltraum führenden Entwicklungspfad wird die Verlagerung der Steuer- und Abgabenlast von dem teuren, produktionsschwachen Faktor Arbeit auf den (derzeit noch) billigen, produktionsmächtigen Faktor Energie vorgeschlagen. Die offenkundigen Risiken eines Aufbruchs in den Weltraum sind abzuwägen gegen die Beschränkungen von sozialer Mobilität und individueller Freiheit, die in einer stationären Gesellschaft nach den Erfahrungen der vergangenen Millenien durchaus wieder notwendig werden können- es sei denn Politik, Wirtschaft und individuelles Verhalten orientierten sich strenger als je zuvor an den ethischen Empfehlungen der großen Weisheitslehren und Weltreligionen.
Reiner Kümmel

Backmatter

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