Table of Contents

Einführung

Nachhaltigkeit

2.1. Herkunft

2.2. Aspekte

Erläuterungen

3.1. Exergie

3.2. Externe Effekte

3.3. Synergieeffekte

3.4. Skaleneffekte

3.5. Lerneffekte

3.6. Grenzkosten/Nutzen

3.7. Opportunitätskosten

3.8. Kosteneffizienz und Gewinnmaximierung

3.9. Risiko- und Zeitpräferenz

3.10. Reboundeffekt

3.11. Bilanzgrenzen

3.12. Bauherrenproblem

3.13. Logische Verknüpfungen

3.14. Steuerelemente des Staates

3.15. Funktionsfähige Märkte

3.16. Bruttoinlandsprodukt

3.17. Unternehmensethik

3.18. Merit-Order und Merit-Order-Effekt

Aspekte

4.1. Potenziale

4.2.  Energie sparen

4.3. CO2-Neutralität

4.4. Recycling

4.5. Ökologisches Bauen

4.6. Versorgungssicherheit

Technologien

5.1. Erneuerbare Energien

5.2. Kraftwärmekopplung

5.3. Wärmepumpen

5.4. Holzheizungen

Kritisch betrachtete Aspekte

6.1. Energiepass

6.2. Sensibilisierung

6.3. Subventionen

6.4. Fernwärmenetze

6.5. Arbeitsplätze

6.6. Gutschriftverfahren

6.7. Parameteroptimierung

Konzepte

7.1. Smart Grids

7.2. Subventionen und Steuern

7.3. Ergebnisorientierte Vorgaben

Schlusswort

Glossar

Einführung

Nachhaltigkeit ist ein Begriff, welcher zusehends leichtfertig und meist auch leichtgläubig verwendet wird. Oft ist damit eine zukunftsweisende Entwicklung oder die Nachahmung eines, den Menschen bequem und einfach erscheinenden Trends gemeint.

In Präsentationen oder in politischen Aussagen wird gerne auf die Aspekte der Nachhaltigkeit hingewiesen. Dabei wird oft der soziale Aspekt besonders hervorgehoben, ohne dass dieser, abgesehen von der namentlichen Erwähnung, im Konzept wiederzufinden ist.

Der ökologische Aspekt wiederum – gerne als Umweltschutz bezeichnet, beschränkt sich häufig auf einzelne, einfach zu visualisierende Maßnahmen, die dem gesamten Vorhaben die notwendige grüne Farbe verleihen. Fleißig wird Ökostrom eingekauft, Erdgas mit 1 % realem „Biogas“ salonfähig vertrieben und um den letzten Skeptikern zu zeigen, dass schonungslos an die Umwelt gedacht wird, spazieren wir in die Wälder und schlagen tonnenweise Holz heraus, um es in einem wildromantischen Pelletfeuer zu verheizen und uns gegenseitig auf die Schulter zu klopfen. Umweltschutz ist doch so leicht.

Wir leben in einer Zeit, die sich wandelt. Wir werden mit neuen Begriffen konfrontiert und müssen lernen, mit diesen umzugehen. Es ist wichtig, dass wir verstehen, was hinter diesen Aussagen steht und wo manche uns versuchen zu täuschen. Vielleicht würde vieles sinnvoller gestaltet werden, wenn wir als Konsumenten wüssten, dass grün angestrichene Plakate letztendlich nur aus Farbe bestehen und vor allem anderen dazu dienen, die wirtschaftlichen Interessen der Unternehmen zu schützen. Die zugegebenermaßen wenig versteckte Kritik, die in dieser Aussage steckt, gilt nicht den Unternehmen – deren Handeln ist seit jeher der Rationalität und der Logik verschrieben. Und das zurecht. Nein, die Kritik gilt der Leichtgläubigkeit und der Bequemlichkeit. Wir alle wissen, dass wir etwas ändern müssen, wir stehen voller Tatendrang auf und sehen: Ach, sieh her, die machen doch schon. Ja, dann ist doch alles in Ordnung. Es sind nicht die Unternehmen, die handeln müssen – es ist der Mensch aus Fleisch und Blut und nicht die juristische Person. Wir haben von Geburtswegen Augen, Ohren und Verstand. Aber wir müssen noch lernen zu sehen, zu hören und zu verstehen.

Dieses Werk beruft sich nicht auf Vollständigkeit und soll auch keine wissenschaftliche Lektüre darstellen. Vielmehr versucht es, Missverständnisse zu beleuchten und das Interesse zu wecken, sich mit der Wandlung unserer Gesellschaft zu beschäftigen und als alternativlos postulierte Handlungen kritisch zu hinterfragen. Ich möchte Ansätze aufzeigen, welche bei der Auseinandersetzung mit wohlklingenden populistischen Aussagen helfen. Zudem sollen ebendiese Ansätze dazu dienen, „nachhaltiges“ Strohfeuer von zukunftsweisenden Konzepten zu unterscheiden. Dazu erscheint es sinnvoll, unterschiedliche Perspektiven wahrzunehmen, Begriffe zu definieren und nüchtern zu betrachten. Denn oft sind Nuancen mitentscheidend. Es muss unterschieden werden zwischen „richtig“ und „unter gewissen Bedingungen richtig“. System- und Bilanzierungsgrenzen werden häufig aus Bequemlichkeit ausgeblendet, sodass das gewünschte Ergebnis auch richtig erscheint. Deshalb werde ich versuchen, in diesem Buch einzelne Elemente genauer zu beleuchten und gleichzeitig, das System als Ganzes zu betrachten.

Bevor im Folgenden unser Bemühen nach oder unser Verständnis von Nachhaltigkeit hinterfragt wird, erscheint es sinnvoll den Begriff der Nachhaltigkeit als solchen zu definieren.

Generell beschreibt Nachhaltigkeit einen Zustand, der es ermöglicht, unsere Bedürfnisse zu erfüllen, ohne die Möglichkeit zukünftiger Generationen zu beschneiden, deren Bedürfnisse zu erfüllen¹. In dieser Definition wird die zentrale Rolle des Menschen deutlich. Unterschieden wird häufig zwischen ökonomischer, ökologischer und sozialer Nachhaltigkeit. Wenn wir von Nachhaltigkeit sprechen, dann meinen wir damit die Bedürfnisse der Menschen, ohne dabei räumlich oder zeitlich zu differenzieren. Es geht somit um jeden Menschen, der jetzt oder in Zukunft auf diesem Planeten lebt.

Nachhaltigkeit ist ein Sammelbegriff für verschiedenste Aspekte und meint nicht mehr und nicht weniger als sämtliche Chancengleichheit eines jeden Individuums, ungeachtet dessen, ob er bereits geboren ist oder nicht.

Vielen mag nun unangenehm sein, dass dem Begriff durch diese Darstellung ein wenig an Charme verloren geht. Doch durch die nüchterne Betrachtung kann es einfacher erscheinen, etwas Distanz zu dem Begriff der Nachhaltigkeit zu gewinnen und einen davon abhalten, ihn leichtfertig zu gebrauchen. Bezeichnen wir für einen Augenblick Nachhaltigkeit als die egoistische Forderung der Menschheit, ihren Lebensstandard auf einem möglichst hohen Niveau dauerhaft zu halten. Diese auf den Menschen reduzierte Formulierung zwingt uns, darüber nachzudenken, was wir als Grundlage unseres Lebensstandards betrachten und wie wir unsere Bedürfnisse definieren wollen.

Hierzu zählen dann sicherlich Grundbedürfnisse wie Nahrung, Gesundheit, Sicherheit, aber auch weiterführende Bedürfnisse wie Komfort, Wohnen, Selbstbestimmung, Wohlstand, Erholung und Freizeit. Diese Liste könnte beliebig weitergeführt und gegliedert werden. Auch hier werden wieder die auf die Menschen bezogenen sozialen und ökonomischen Aspekte deutlich, die durch eine egoistisch agierende Menschheit ausreichend abgedeckt sind. Hinzu kommt allerdings eine auf die Umwelt beziehungsweise die naturbezogene ökologische Nachhaltigkeit, die durch die Forderung nach Gesundheit, Energie und Artenvielfalt herrührt. Dabei ist die Artenvielfalt für ein stabiles Ökosystem wichtig und bereichert die Menschheit auf sozialer Ebene. Ausnahmen sind hierbei Menschen, die ein abgekapseltes Stadtleben führen wollen und denen es ausreicht, Tiere im Zoo zu betrachten und sich im besonderen Maße geehrt fühlen, wenn sie darunter auf einem Schild lesen können: Dies ist das letzte Exemplar seiner Art.

Fassen wir zusammen, dann ist es völlig ausreichend, wenn die Menschheit egoistisch handelt, denn dann ist an alles gedacht. Wenn wir dann unseren Nutzen maximieren wollen, sorgen wir uns gleichzeitig um unsere Umwelt; dazu zählen dann unsere Mitmenschen und deren Nachkommen und auch die Tier- und Pflanzenwelt. Dazu ist es aber wichtig, dass die Menschheit den Nutzen und damit den Wert der Welt für sich erkennt und dadurch scheinbar altruistisch handelt. Ich unterstelle der Menschheit an dieser Stelle Empathie für die sie umgebende sichtbare und nicht sichtbare Welt.²

Nach Charles Darwins Evolutionstheorie ist eine egoistische Lebensweise aufgrund der bekannten Aussage „survival of the fittest“³ oder „Überleben des am besten Angepassten“, für das Überleben einer Spezies durchaus zielführend. Es entsteht die Hoffnung, dass eine egoistisch handelnde Menschheit in einem stabilen Ökosystem resultiert und sich die erzielte Nachhaltigkeit nicht nur auf den Menschen reduziert, sondern sich auf das Gesamtsystem positiv auswirkt. Dabei sind lediglich – und im entscheidenden Maße – zwei Störgrößen vorhanden, die diese Hoffnung illusorisch erscheinen lassen. Denn die Menschheit handelt nicht geschlossen.

Erstens handeln derzeitige Generationen egoistisch und leben auf Kosten zukünftiger Generationen und zweitens handeln einzelne Individuen egoistisch und streben danach ihren eigenen Nutzen zu maximieren, und nicht den der Gesellschaft.

Somit kann die Komplexität einer nachhaltigen Welt auf die Problematik der egoistisch handelnden Individuen der Menschheit reduziert werden. Das heißt, alles was wir fertigbringen müssen ist, geschlossen als Menschheit zu handeln. Wir müssen uns als Gesellschaft sehen und die Verantwortung übernehmen, die uns als Individuen einer Gesellschaft zuteil wird. Und das ist das größte und das einzige Problem. Jeder dürfte bereits folgenden Spruch gehört haben.

Es stehen 1000 Menschen in einem Eck und sagen im Chor: Einer allein kann nichts ändern.

Nachdem ich aufgezeigt habe, dass wir nicht primär ein Nachhaltigkeitsproblem haben, sondern es letztlich auf ein gesellschaftliches Problem hinausläuft, stelle ich nun einmal die Gegenfrage.

Müssen wir etwas tun, damit wir Nachhaltigkeit erreichen oder erhalten wir einen nachhaltigen Zustand ganz ohne unser Zutun? Die Frage scheint zunächst verwirrend, wird uns doch von allen Seiten eingetrichtert, dass wir etwas tun müssen.

Rufen wir uns noch einmal in Erinnerung was Nachhaltigkeit bedeutet. Nachhaltig beschreibt nämlich einen Zustand, der bis in alle Ewigkeit⁴ konstant gehalten werden kann. Somit läuft es darauf hinaus, dass wir irgendwann nur so viel konsumieren können (Energie, Nahrung, Material, Gesundheit), wie unserem Ökosystem zugeführt beziehungsweise an Giftstoffen abgebaut werden kann. Dieses Gleichgewicht wird spätestens dann erreicht werden, wenn alle gespeicherten Ressourcen aufgebraucht sind und von unserem anfänglichen Startkapital nichts mehr übrig ist. Dann werden wir nachhaltig leben, leben müssen, da die Natur keine Kredite vergibt. Haben wir bis dahin nicht gelernt mit den zur Verfügung stehenden Potenzialen auszukommen, wird es drei Wege geben, mit denen uns unerbittlich nachhaltiges Leben aufgezwungen wird:

1) Ein Teil der Menschheit stirbt (Hunger, Krieg, Revolution, Krankheit)

2) Einige Wenige unterdrücken viele und leben auf deren Kosten

3) Wir alle müssen in gleichem Maße einen niedrigen Lebensstandard hinnehmen (Rückentwicklung unserer Bedürfnisse)

Mischformen sind selbstverständlich möglich und wären wahrscheinlich.

Wenn wir diese drei Möglichkeiten betrachten, fällt gleich auf, dass sich die Dritte nicht einstellen wird. Das wäre Kommunismus mit der Forderung alle sollen es gleich schlecht haben. Ich denke, dass keiner so naiv ist, zu glauben, dass es jemals Kommunismus gegeben hat oder geben wird.

Die zweite Möglichkeit beschreibt einen Zustand, wie wir ihn derzeit haben; mit den entwickelten Ländern und den Entwicklungsländern und mit einem großen Unterschied zwischen Arm und Reich in den meisten Ländern. Und auch dieser Zustand ist nicht auf Dauer zu halten⁵. Dieses Ungleichgewicht wird willentlich abgeschwächt werden müssen oder aber es wird sich durch Gewalt angleichen und nahtlos in die erste Möglichkeit übergehen.

Es handelt sich somit bei Nachhaltigkeit um eine Art „Gleichgewicht“, welches sich ohne jedes Zutun einstellen wird. Nachhaltigkeit wird für jede Spezies unausweichlich erreicht werden und hat als niedrigstes stabiles Niveau deren vollständiges Aussterben.

Wenn wir von Nachhaltigkeit sprechen, meinen wir aber nicht jenen erwähnten „stabilen“ Zustand auf einem x-beliebigen Niveau, sondern wir meinen den maximal möglichen Nutzen für die Menschheit, der auf Dauer erreicht werden kann. So sind wir erneut bei der bereits erwähnten Forderung der Menschheit, ihren Lebensstandard zu maximieren.

Hierdurch bleibt von Nachhaltigkeit die notwendige und vollständig ausreichende Bedingung einer einheitlich gesellschaftsorientiert handelnden Menschheit übrig.

Sollten wir es nicht schaffen, unseren Wohlstand auf Dauer zu maximieren, dann liegt das nicht an den Randbedingungen der Welt, zum Beispiel endlichen Ressourcen, sondern an einer individuell asozial agierenden Menschheit, in der individuelle Nutzenmaximierung nicht zu einem gesellschaftlichen Optimum führt.

Dies rechtfertigt das Vorhandensein einer übergeordneten Staatsmacht. Dieser obliegt es die Freiheiten einzelner Individuen einzuschränken und die Randbedingungen so zu definieren, dass wenn jedes Individuum seinen eigenen Nutzen maximiert⁶, damit gleichzeitig der Nutzen der Gesellschaft optimiert wird.

Die Aufgabe des Staates ist es letztendlich, sämtliche externe Kosten mit in das Entscheidungskalkül der Individuen einfließen zu lassen.

Zunächst werden wir die Potenziale unseres Ökosystems genauer betrachten, wobei der Begriff Nachhaltigkeit in seine Einzelteile zerlegt wird. Wir werden uns mit wichtigen Aspekten, Zusammenhängen und Kenngrößen beschäftigen und diese, wenn notwendig, definieren. Erst dann kann, darauf aufbauend, versucht werden, eine einheitliche Betrachtung zu erarbeiten.

2.Nachhaltigkeit

2.1. Herkunft

Der Begriff stammt ursprünglich aus der Waldwirtschaft und meint, dass nicht mehr Holz geschlagen werden darf, als nachwächst. Erstmals niedergeschrieben wurde der Begriff der Nachhaltigkeit von Hans Carl von Carlowitz in seinem Werk Silvicultura oeconomica von 1713. Dort wird nachhaltig als Synonym von „beständig“, „immerwährend“ und „kontinuierlich“ verwendet. Diese Art der Waldbewirtschaftung wurde bereits im Mittelalter mündlich überliefert und wurde ab dem 15. Jahrhundert schriftlich festgehalten, so zum Beispiel in der Forstordnung des Bistums Speyer aus dem Jahr 1442⁷.

2.2. Aspekte

Nachhaltigkeit besteht aus drei Aspekten, die alle gleichzeitig erfüllt sein müssen. Diese nachhaltigen Aspekte sind als Säulen zu verstehen. Wird eine davon vernachlässigt, kann aus den übrigen keine Nachhaltigkeit resultieren.

Demnach sind die Säulen der Nachhaltigkeit folgende:

Ökologisch

Ökonomisch

Sozial

Da der Begriff der Nachhaltigkeit oft fahrlässig verwendet wird, versuche ich mich an dieser Stelle von diesem Begriff zu distanzieren und spreche von einem Gleichgewichtszustand. Auch ökonomische, ökologische Aspekte betrachte ich nicht getrennt. Ich fokussiere meine Betrachtungen auf die Gesellschaft als eine Einheit und spreche in ihrem Sinne von Nutzen und Kosten, die sich aus der Erfüllung von unterschiedlichsten Interessen und der Aufwendung unterschiedlichsten Ressourcen ergeben können.

3.Erläuterungen

Vereinfachungen helfen oft, Dinge zu erklären und greifbar zu machen. Manchmal kann dies aber zu Selbstverständlichkeiten führen, die pauschal angenommen werden und Problematiken verzerren oder vollständig ausblenden. Deshalb ist es wichtig, Begriffe voneinander abzugrenzen beziehungsweise zu definieren oder aber den Leser für deren Bedeutung zu sensibilisieren. Bei den meisten Begriffen kann ich im Rahmen dieses Buches nicht ins Detail gehen, da eine ausführliche Betrachtung selbst ein ganzes Buch füllen würde.

3.1. Exergie

Exergie ist der Anteil einer Energie, der theoretisch uneingeschränkt in jede andere Energieform umgewandelt werden kann.

Die allgemeine Verwendung des Begriffes „Energie“ stellt eine solche Vereinfachung dar und ist im Alltagsgebrauch auch durchaus zielführend.

Dennoch sollte in diesem konkreten Zusammenhang das Bewusstsein dafür vorhanden sein, dass Energie nicht gleich Energie ist. Nicht jede Energieform weist die gleiche Qualität auf und ist auch nicht im gleichen Maß nutzbar.

Dazu ein veranschaulichendes Beispiel:

Wenn wir elektrischen Strom nutzen, dann kennen wir von unserer Stromrechnung die Einheit kWh. Das entspricht der Energiemenge, die wir erhalten, wenn wir während einer Stunde 1 000 W (= 1 kW) Leistung beanspruchen.

Diese eine kWh an elektrischem Strom können wir fast uneingeschränkt und verlustarm in jede andere Energieform umwandeln.

Ein Mixer kann sie in mechanische Energie umwandeln, eine Lampe wandelt den elektrischen Strom in Licht um, während ein Wasserkocher Wärme produziert. Am Ende allerdings wird der Mixer den Teig und den Raum erwärmt haben. Ebenso wird sich die Lichtenergie in Raumwärme umwandeln. Die Tasse Kaffee oder Tee wird abkühlen und den Raum wärmen und/oder befeuchten.

Dabei gilt für all diese Prozesse jedoch, dass nachdem 1 kWh an elektrischem Strom „verbraucht“ ist, dem Raum 1 kWh Wärmeenergie zugeführt worden ist. Die Energiemenge wird dabei nicht reduziert, sie wird lediglich in eine andere Energieform umgewandelt. Es ist falsch, wenn behauptet wird, dass Energie verbraucht wird. Wenn wir von Energienutzung sprechen, muss folglich etwas anderes gemeint sein als der „Verbrauch“ der Energie. Denn laut dem ersten Satz der Thermodynamik kann Energie weder erschafft noch vernichtet werden.

Wenn wir uns das erwähnte Beispiel in Darstellung 3-1 ansehen, wird deutlich, dass die Qualität der Energie verändert worden ist. Nicht jede Energieform lässt sich beliebig in andere Energieformen umwandeln.

Mit dem elektrischen Strom (1 kWh) wäre es ohne weiteres möglich, einen Fernseher zu betreiben. Mit der gleichen Menge an Wärmeenergie des Raumes gestaltet sich dies weitaus schwieriger – theoretisch ist Wärmeenergie solange „nutzbar“, solange sie auf einem höheren Temperaturniveau ist, wie eine andere nutzbare Kältequelle. Die Energiemenge, die umwandelbar und nutzbar ist, resultiert aus der Differenz von Potenzialen⁸.

Dabei weist elektrische Energie einen Exergieanteil von nahezu 100 % auf. Der Exergieanteil von Umgebungswärme ist dagegen bei nahezu 0 %. Somit lässt sich Exergie im Vergleich zur Energie durchaus „verbrauchen“. Durch den zweiten Satz der Thermodynamik wird das Verbot des Perpetuum mobile 2. Art ausgedrückt, das besagt, dass Prozesse nicht beliebig umkehrbar sind und es kann keine Maschine geben, die eine Energieform in eine andere umwandelt und diese Energiemenge wieder verlustfrei zurückwandelt. Wir können Energie somit in zwei Anteile aufteilen, nämlich in

Exergie (Energieanteil, der „nutzbar“ ist, beziehungsweise die Fähigkeit besitzt, Arbeit zu verrichten)

Anergie (Energieanteil, der nicht in Arbeit umgewandelt werden kann)

      Energie = Exergie + Anergie = konstant

Zusammengefasst kann gesagt werden, dass die Energiemenge immer konstant bleibt. Wenn wir aber Energie umwandeln beziehungsweise Arbeit verrichten, dann wird immer ein Teil der Exergie in Anergie umgewandelt, ohne dass die Menge an Energie variiert. Während Anergie ständig produziert wird, ist es unmöglich, Exergie herzustellen.

Wenn wir davon sprechen „Energie zu verbrauchen“, dann meinen wir eigentlich „Exergie zu verbrauchen“. Diese Differenzierung ist im späteren Verlauf wichtig, da sie uns hilft die Qualität einzelner Energieformen zu bewerten, wobei eine Energieform mit einem hohen Anteil an Exergie eine hohe Qualität darstellt und Energie mit einem geringen Exergiegehalt als niedrige Energiequalität bezeichnet wird.

Darstellung 3-1:       Wandlung von Exergie in Anergie durch Energiekonsum

3.2. Externe Effekte

Externe Effekte bezeichnen die Nutzen oder Kosten, die monetär oder nicht monetär anfallen, aber nicht in das Entscheidungskalkül des Entscheidungsträgers einfließen. Die Person oder die Gruppe muss die Kosten nicht tragen und erhält nicht den Nutzen, wodurch beides für ihn oder sie irrelevant ist.

Die externen und nicht berücksichtigten Kosten und Nutzen sind in vielen Fällen einer der Hauptgründe für ineffiziente Gesamtlösungen. Sind externe Kosten oder aber externe Nutzen vorhanden, dann führt eine egoistische Handlung einer Partei nicht zur Nutzenmaximierung aller betroffenen Personen.

Gelingt es die externen Effekte (ob positiv oder negativ) entsprechend in das Entscheidungskalkül der aktiv handelnden Personen zu integrieren, dann führt das egoistische Verhalten jeder einzelnen Person zur Nutzenmaximierung der Gesellschaft, weil durch die Internalisierung das egoistische Verhalten einer altruistisch handelnden Person gleich kommt.

Mit der zuvor hergeleiteten Erkenntnis, dass eine egoistisch handelnde Gesellschaft Nachhaltigkeit auf einem hohen Lebensniveau ermöglicht, lässt sich hier der besondere Stellenwert von externen Kosten sowie von externen Nutzen erkennen.

Folglich sollte versucht werden, externe Größen zu identifizieren und zu internalisieren, das heißt in das Entscheidungskalkül des Handelnden zu integrieren.

            egoistisches Verhalten

      +       internalisierte externe Effekte

      =       altruistisches Handeln

Externe Kosten fallen meist dort an, wo Güter genutzt werden, die scheinbar grenzenlos – in Bezug zu den Bedürfnissen einer Person – zur Verfügung stehen. Es mag für viele selbstverständlich erscheinen, dass für solche Güter kein Preis gezahlt werden muss. Schließlich nutzen wir solche Güter jeden Tag und sehen es als selbstverständlich an, dass diese vorhanden und gleichzeitig kostenlos sind.

Ein solches Beispiel ist unsere Atemluft. Es würde vermutlich befremdlich klingen, darüber zu diskutieren, ob wir für Luft bezahlen müssten. Wer hätte das Recht Luft zu verkaufen und welcher Preis wäre gerechtfertigt, weil doch keine Kosten für Produktion oder Transport anfallen? Es gibt zwei Gründe, warum es hier schwerfällt, eine Rechtfertigung zu finden. Erstens habe ich ein provokantes Beispiel gewählt, schließlich stellt Luft ein Grundbedürfnis dar und ist überlebenswichtig. Zweitens wurde die Frage falsch gestellt.

Drehen wir die Frage um.

Wir haben gesagt, dass Luft keinem gehört und somit von jedem genutzt werden darf.

Das gilt dann auch für jeden Kraftwerksbesitzer. Folglich darf jeder die Luft so viel mit Giftstoffen, Ruß, Feinstaub und radioaktiven Stoffen belasten, wie es für ihn kosteneffizient ist. Wenn Luft kostenlos ist, dann werden sich weder Filter noch eine andere Abluftreinigung lohnen. Immer noch entstehen keine direkten Kosten für die Luft. Aber es ist nicht schwer sich vorzustellen, dass eine solche Denk- und Handlungsweise dazu führt, dass die Luft so sehr verschmutzt wird, dass die allgemeine Lebensqualität sehr stark reduziert wird. Und genau diese Reduktion der Lebensqualität stellt in diesem Fall die externen Kosten dar. Diese Kosten sind hier nicht monetär und können auch nicht genau erfasst werden. Und es ist auch nicht so, dass sie an jemanden gezahlt werden müssen.

Wir würden uns weniger wohlfühlen, wären weniger leistungsstark und würden nicht so lange leben. Somit sind die Kosten nicht das, was wir üblicherweise unter Kosten verstehen. In diesem Fall sind die Kosten der schmutzigen Luft der entgangene Nutzen der sauberen Luft durch die verringerte Gesundheit und das verkürzte Leben.

Externe Kosten bezeichnen somit unter anderem den entgangenen Nutzen aller Personen, wenn sich eine Person dafür entscheidet, ein Gut zu nutzen (selbst wenn dieses kostenlos ist).

Auf welche Art sich das Vorhandensein von externen Kosten oder aber externen Nutzen auf die Gesamtnutzen einer jeden Person ausüben kann, wenn diese nicht durch den Entscheidungsträger berücksichtigt werden, soll folgendes Beispiel veranschaulichen.

Nehmen wir an, jeder Autofahrer kann sich frei entscheiden, ob er einen Katalysator in seinem Auto installieren möchte oder nicht. Der Katalysator soll in diesem Beispiel 500 € kosten.

Nehmen wir ferner an, dass wenn alle Autos über einen Katalysator verfügen, jeder Mensch einen höheren Nutzen (höhere Lebensqualität, bessere Gesundheit, längeres Leben) aufweist, als wenn kein Auto einen Katalysator aufweist und er wäre bereit für diesen Mehrnutzen 1 000 € zu zahlen.

Welches wäre unter diesen Umständen die optimale Entscheidung eines jeden Autobesitzers? Und welcher Zustand wäre stabil? Dabei muss bedacht werden, dass jeder Autobesitzer nur für sich entscheiden kann und die Entscheidungen der anderen nicht beeinflussen kann.

Wenn keine externen Kosten internalisiert sind, dann sieht die Gewinnfunktion des Autobesitzers folgendermaßen aus:

Gewinn =        - Kosten des Katalysators

      + Nutzen, wenn er einen Katalysator einbaut

      + Nutzen aus der Entscheidung der Anderen

Der Nutzen, wenn der Autobesitzer sich für einen Katalysator entscheidet ist 0 €, weil sein Katalysator einen unbedeutenden Einfluss auf die Luftqualität der Welt ausübt.

Der Nutzen aus der Entscheidung der Anderen ist ein externer Nutzen und nicht von seiner Entscheidung abhängig.

Daraus folgt mit den Werten, wenn der Autobesitzer sich für den Katalysator entscheidet:

Gewinn =        -       500 €

      +       0 €

      +       Nutzen aus der Entscheidung der Anderen

Und wenn der Autobesitzer sich gegen den Katalysator entscheidet:

Gewinn =        -       0 €

      +       0 €

      +       Nutzen aus der Entscheidung der Anderen

Somit kann der Autobesitzer sich zwischen einem Gewinn von 0 € oder von - 500 € entscheiden. Der Autobesitzer wird sich somit für einen Gewinn von 0 € und gegen den Katalysator entscheiden. Da jeder Autobesitzer vor der gleichen Entscheidung steht, werden alle sich gegen einen Katalysator entscheiden, woraus ein Mehrnutzen von 0 € für alle Menschen resultiert.

Versuchen wir nun die externen Kosten/Nutzen zu internalisieren und führen eine Verpflichtung für Katalysatoren ein, beziehungsweise eine Strafzahlung in Höhe von 700 €, wenn ein Autobesitzer sich gegen einen Katalysator entscheidet.

Die Gewinnfunktion des Autobesitzers wird nun um die Strafgebühr erweitert:

Gewinn =        - Kosten des Katalysators

       - Strafgebühr, wenn er keinen Katalysator einbaut

      + Nutzen, wenn er einen Katalysator einbaut

      + Nutzen aus der Entscheidung der Anderen

Daraus folgt mit den Werten, wenn der Autobesitzer sich für den Katalysator entscheidet:

Gewinn =        -       500 €

       -       0 €

      +      0 €

      +       Nutzen aus der Entscheidung der Anderen

Und wenn der Autobesitzer sich gegen den Katalysator entscheidet:

Gewinn =        -       0 €

       -       700 €

      +      0 €

      +       Nutzen aus der Entscheidung der Anderen

Somit kann der Autobesitzer sich zwischen einem Gewinn von -500 € oder von -700 € entscheiden. Der Autobesitzer wird sich folglich für einen Gewinn von -500 € und für den Katalysator entscheiden. Da wiederum jeder Autobesitzer vor der gleichen Entscheidung steht, werden alle sich für einen Katalysator entscheiden, woraus ein Mehrnutzen von 1 000 € für alle Menschen resultiert.

Für jeden Autobesitzer entstehen somit Kosten aus seiner Entscheidung von 500 € und ein Nutzen von 1 000 € aus der Entscheidung aller Autofahrer, womit er letztendlich einen Gewinn von 500 € erzielt und folglich besser gestellt ist, als wenn keine Strafgebühr eingeführt worden wäre. Der Nutzen jedes Menschen, der kein Autobesitzer ist, beträgt nun 1 000 € anstelle von 0 €, womit auch diese Personen durch die Strafgebühr einen Mehrgewinn erzielen.

Werden externe Effekte nicht beachtet, dann reduziert das den Nutzen der Gesellschaft.

Außerdem gilt:

Strafmaßnahmen können helfen, externe Kosten zu internalisieren und jeden Menschen besser zu stellen, ohne irgendjemanden zu benachteiligen.

Für unterschiedliche Arten von externen Kosten/Nutzen gibt es andere Maßnahmen, so dass eine gesellschaftlich optimale Lösung erreicht werden kann.

Ein anderes Beispiel dafür wären Straßen. Keine wirtschaftlich denkende Person würde auf die Idee kommen öffentliche Straße in dem Maße zu bauen, wie wir sie haben. Deshalb braucht es eine Institution, den Staat, der den externen Nutzen der Bevölkerung und der Unternehmen berücksichtigt und mit öffentlichen Mitteln versucht, den gesellschaftlichen Nutzen zu maximieren.

Es gibt unzählige Beispiele von Gütern, die unterschiedlich genutzt werden können, und bei denen externe Effekte auftreten, die von einzelnen Parteien nicht berücksichtigt werden. So können beispielsweise folgende Verhältnisse von Abhängigkeiten entstehen.

Wasserverschmutzung       ↔ Fischfang

                  ↔ Schwimmen

                  ↔ Trinkwasser

                  ↔ Gestank

oder

Förderung Erdgas            ↔ radioaktiver Schlamm

                  ↔ Klimaerwärmung

                  ↔ entgangener Nutzen zukünftiger                                Generationen

Deshalb ist es wichtig darüber nachzudenken, wo externe Kosten auftreten und wie sie internalisiert werden können.

Dabei ist das größte Problem, dass diese externen Kosten schwer erfassbar sind und nur sehr eingeschränkt quantifiziert werden können. Wie viel kosten 3 Tage eines Menschenlebens? Wie viel kostet ein Jahr ohne Krebs?

Eine weitere Schwierigkeit stellt es dar, diese externen Effekte zu internalisieren.

Steuerelemente, die dies ermöglichen, sind zum Beispiel Steuern, Subventionen, Gebote, Verbote, Mindestanforderung und anderes mehr. Hierbei ist aber darauf zu achten, dass diese richtig eingesetzt werden, da ansonsten weitere negative Effekte auftreten können.

3.3. Synergieeffekte

Synergieeffekte dürften den Meisten aus der Natur bekannt sein, die auftreten wenn zwei Arten – ob Tier oder Pflanze – eng verbunden zusammenleben und dabei beide daraus einen Nutzen ziehen.

Eine solche Lebensweise von zwei oder mehr Arten wird als Symbiose bezeichnet, in der jede Partei ebenso gibt, wie auch nimmt.

Dabei ist der Nutzen, der aus der Symbiose resultiert, höher als die Summe der Nutzen, den die einzelnen Parteien ohne das Zusammenleben hätten.

Nutzen der Symbiose > ∑ Nutzen der getrennt lebenden Parteien⁹

Der positive Synergieeffekt bezeichnet dabei den Mehrgewinn der Beziehung und somit:

Synergieeffekt = Nutzen der Symbiose – ∑ Nutzen der getrennt lebenden Parteien

Diese Synergien können aber auch bei Nutzung unterschiedlicher Technologien auftreten. Genauso beim Arbeiten und Leben im Kollektiv oder bei getroffenen Maßnahmen, die sich gegenseitig verstärken. Ein Beispiel aus der Tierwelt ist bei Haien und Putzerfischen zu finden. Die Putzerfische reinigen die Haut der Haie und erhalten im Gegenzug Schutz vor Fressfeinden. Diese Symbiose ist für beide von Vorteil.

Allgemein treten Synergien auf, wenn sich unterschiedliche Fähigkeiten derart vereinen, dass sich die Vorteile verstärken und/oder die Nachteile abschwächen.

3.4. Skaleneffekte

Skaleneffekte geben das Verhältnis von Produktionsmenge beziehungsweise Produktgröße und benötigtem Arbeitsaufwand und Material wieder, und haben Auswirkungen auf den spezifischen Preis.

Positive Skaleneffekte machen sich oft dadurch bemerkbar, dass die doppelte Menge beziehungsweise die doppelte Größe nicht die doppelten Kosten verursacht.

Dies kann daraus resultieren, dass einige Fixkosten nur einmal auftreten. Angenommen sie bestellen ein Produkt mit einem Wert von 20 € und es fallen 5 € Versandgebühren pro Bestellvorgang an, dann kostet bei dieser Bestellung jedes Exemplar 25 €.

Bestellen Sie gleichzeitig 2-mal dieses Produkt, fallen insgesamt Kosten in Höhe von 45 € an und somit kostet ein Exemplar 22,5 €.

Ein anderer Effekt wird deutlich, wenn Sie ein Auto kaufen wollen und sich bereits für ein Modell entschieden haben und sich nur noch über die Leistungsstärke des Motors uneinig sind. Angenommen es gibt das Modell mit 90 PS als Basisversion und mit 180 PS als Sportversion. Auch hier erwarten sie sich nicht den doppelten Preis. Grund dafür ist, dass einige Bauteile überhaupt nicht ändern und einige Bauteile lediglich etwas größer und/oder stärker ausgeführt werden müssen. Regelungstechnik und Ausstattung bleiben gegebenenfalls gleich. Der Fahrzeugrahmen muss verstärkt werden, wobei die Produktionskosten sich nicht verdoppeln, nur weil die Materialstärke um einen Millimeter erhöht wird.

An diesem Beispiel soll eine der wichtigen Wirkweisen von Skaleneffekten gezeigt werden. Angenommen der Hubraum der Zylinder wird verdoppelt und der Hub H soll gleich groß bleiben, wie ändert dann der Durchmesser?

D₁ sei der Durchmesser und V₁ der Hubraum der Basisversion. D₂ ist der Durchmesser der Zylinder der Sportversion mit dem Hubraum V₂, so gelten folgende Zusammenhänge:

mit (1) in (2) folgt nach Umformen:

Somit muss der Durchmesser der Kolben und der Zylinder lediglich um knapp 42 % vergrößert werden. Die Anzahl der Produktionsschritte wird dadurch aber nur geringfügig erhöht.                  

3.5. Lerneffekte

Lerneffekte bezeichnen jene Effizienzsteigerungen der Produktion, die sich mit steigender akkumulierter Menge der produzierten Produkte¹⁰ gleicher Art ergeben und die die spezifischen Kosten¹¹ der produzierten Einheiten senken.

Die Lerneffekte entstehen bei der Serienfertigung unter anderem durch Standardisierung, Rationalisierung und Automatisierung. So lässt sich durch den Übungsgewinn zusätzlicher Einheiten die Fertigungszeit verkürzen und die Ausschussrate¹² verringern.

Üblich sind Lernraten von 70 % bis 80 % bei einer Verdopplung der akkumulierten Anzahl der gefertigten Produkte, womit eine Kostensenkung von 20 % bis 30 % erreicht wird. In Grafik 3-1 ist der Verlauf der Entwicklung der Grenzkosten bei einer Lernrate von 70 % skizziert. Dabei sind die Lernraten in verschiedenen Branchen unterschiedlich und können auch von Produkt zu Produkt stark variieren.

Auch durch diesen Effekt lässt sich erklären, dass neue Technologien zunächst teuer und kaum bis gar nicht wettbewerbsfähig sind.

Insofern ist die eben getroffene Aussage im Kontext dieses Buches wichtig, weil sie verdeutlicht, dass neue und „teure“ Technologien durchaus gefördert werden müssen und dass sich der Nutzen erst dann ergibt, wenn eine gewisse Menge produziert und vermarktet worden ist und die Kosten soweit gesunken sind, dass die Vorteile des Produktes zum Tragen kommen.

Grafik 3-1:       Auswirkung des Lerneffektes auf die Grenzkosten

3.6. Grenzkosten/Nutzen

Grenzkosten beziehungsweise marginale Kosten beschreiben jene Kosten, die anfallen, wenn die produzierte Menge um eine Einheit geringfügig erhöht wird. Sprich wenn bereits 1 000 Einheiten produziert worden sind, meint es die Kosten die zusätzlich anfallen, um die Einheit 1 001 zu produzieren. Ein beispielhafter Zusammenhang zwischen Kosten, Grenzkosten und produzierter Menge ist in Grafik 3-2 zu erkennen.

Dabei werden für die Grenzkosten alle Fixkosten außer Acht gelassen, da sie nicht aufgrund der einen zusätzlichen Einheit anfallen. Somit bleiben meist lediglich die verarbeiteten Materialien und die Energiemengen übrig, die der einen Einheit zugeordnet werden können.

Die marginalen Kosten einer Einheit sind somit die Kosten, die dieser Einheit zugeschrieben werden können.

Bei den Grenzkosten gibt es unterschiedliche Effekte. Einerseits sinken die Grenzkosten mit steigender Produktionsmenge aufgrund von Lerneffekten und Skaleneffekten. Allerdings steigen die Kosten ab einer gewissen Produktionsmenge erneut an. Dies ist aus mehreren Gründen ersichtlich. So hat man ab einem gewissen Punkt Kapazitätsbeschränkungen, erhöhten Materialverschleiß bei erhöhter Produktionsgeschwindigkeit der Anlage und Behinderung von Prozessabläufen durch eine zu hohe Personendichte.

Grafik 3-2:       Grenzkosten der Produktion

Dazu ein Beispiel.

Angenommen sie wollen ein Loch im Garten graben, das ein Meter breit, lang und tief sein soll. Wenn sie alleine sind und eine Schaufel haben, dann werden sie sehr langsam sein. Eine zweite Person mit Schaufel kann ihnen helfen schneller zu sein. Möglicherweise sind sie wegen Motivationseffekten mehr als doppelt so schnell¹³. Selbst eine dritte oder gar eine zehnte Person wird dafür sorgen, dass das Loch schneller gegraben wird. Aber das Loch wird weit weniger als zehn Mal so schnell fertig sein, als wenn sie es alleine tun, weil die 10 Personen sich im Loch gegenseitig behindern und sie nur in kurzen Schichten abwechselnd arbeiten können. Dies veranschaulicht den sinkenden Grenznutzen des Personals. Die Grenzkosten der Produktion steigen dadurch an, denn wie in diesem Fall müssen sie immer mehr Personen einstellen, umso schneller sie das Loch fertig haben wollen, und die Produktion wird immer ineffizienter.

Für jede Art des Konsums gibt es unterschiedliche Nutzen und jeder würde den Nutzen anders hoch bewerten, aber für jeden Konsum gilt, dass je mehr konsumiert wird, umso weniger zusätzlichen Nutzen kann durch eine weitere Einheit erzielt werden, wie die Grafik 3-3 verdeutlichen soll. Dies gilt für Produkte ebenso wie für Dienstleistungen, ganz gleich, ob es sich um ein Grundbedürfnis oder ein Luxusgut handelt.

Dazu drei Beispiele.

- Angenommen jemand bietet ihnen 100 € dafür an, dass Sie eine gewisse Strecke laufen. Wie viele Meter wären Sie bereit dafür zu laufen? Dabei stellt der Grenzwert, den Sie bereit wären zu laufen genauso viele Kosten dar, wie die 100 € Ihnen wert erscheinen.

Stellen Sie sich vor, sie würden an dem darauf folgenden Tag 1 000 000 € im Lotto gewinnen und dieser Jemand käme zurück und würde Ihnen das gleiche Angebot unterbreiten. Würden Sie dann immer noch so viele Meter laufen, um die 100 € zu bekommen? Wohl kaum. Zwar sind die Kosten diese X-genannten Meter zu laufen immer noch gleich hoch. Aber die zusätzlichen 100 € haben für Sie nicht mehr den gleichen Nutzen, als wenn sie die 1 Million Euro nicht hätten.

- Wenn Sie abends auf ein Feierabendbier in die Kneipe gehen, wie viel wäre ihnen das erste Bier wert, um den Durst zu löschen? Und wie viel wäre Ihnen ein Bier wert, wenn Sie bereits drei getrunken hätten?

Grafik 3-3:       Grenznutzen des Konsums

- Wenn Sie in der Wüste sind und 10 km ohne Getränk in der Mittagsglut marschiert sind, wie viel würden Sie für ein Glas Wasser zahlen? Und wie viel wäre Ihnen ein Glas mit reinstem Bergquellwasser wert, wenn Sie bis zum Hals in einem Süßwassersee 2 km von der Küste entfernt am Ertrinken sind¹⁴?

Der abnehmende Grenznutzen des Konsums beschreibt nichts anderes, als dass eine zusätzliche Einheit für Sie umso wertloser wird, umso mehr Sie von der gleichen Art haben. Dabei kann der zusätzliche Nutzen ab einer gewissen Menge auch negativ sein.

3.7. Opportunitätskosten

Opportunitätskosten sind keine real anfallenden Kosten. Es handelt sich vielmehr um die rationalen und/oder subjektiven entgangenen Gewinne (Nutzen), die hätten realisiert werden können, wenn man sich für eine andere Alternative entschieden hätte.

Wenn möglich entscheidet man sich solange für eine Alternative, bis die Opportunitätskosten höher sind als der Gewinn der durch die gewählte Alternative erzielt wird.

Dazu ein einfaches Beispiel.

Sie kommen nach Feierabend nach Hause und jemand bittet Sie, ihm für 15 € eine Stunde zu helfen. Ein anderer aber bittet sie, während der gleichen Zeit für 20 € für ihn die identische Arbeit zu verrichten. Fall gesetzt es gibt keine persönlichen Präferenzen, keine freundschaftlichen Verbindungen, dann wählen Sie die Arbeit, die mit 20 € vergütet wird und ihre Opportunitätskosten betragen 15 €.

Wenn Sie sich nach der Arbeit ausruhen und Ihre Freizeit genießen wollen und Ihnen diese Freizeit, während der Sie arbeiten würden, 30 € wert ist, dann entscheiden sich dafür, die Arbeit abzulehnen und ihre Freizeit zu genießen. In diesem Fall betragen die Opportunitätskosten 20 €.

3.8. Kosteneffizienz und Gewinnmaximierung

Der Gewinn resultiert bekanntermaßen daraus, dass von dem Erlös (Nutzen) die entstandenen Kosten abgezogen werden.

Gewinn = Nutzen – Kosten

Wir haben zuvor die Nutzen- und Kostenfunktion in Abhängigkeit der Menge gesehen.

Hieraus kann nicht oder nur schwer abgelesen werden, für welche Menge der Gewinn maximal ist. Der einzige Schnittpunkt, der in Grafik 3-4 abgelesen werden kann, ist bei der Menge für die gilt: Nutzen = Kosten. Für diese Menge ist der Gewinn gleich null. Folglich hilft uns diese Betrachtung nicht für die Ermittlung des Gewinnmaximums. Und folglich helfen uns der Gesamtnutzen und die Gesamtkosten nicht weiter.

Deshalb müssen wir jede Einheit einzeln betrachten und uns überlegen unter welcher Bedingung wir diese eine Einheit konsumieren beziehungsweise produzieren wollen, wenn es gilt den gesellschaftlichen Gewinn zu maximieren.

Grafik 3-4:       gesellschaftlicher Gewinn des Konsums

Dies tun wir genau dann, wenn für die Einheit i gilt, dass:

Nutzen(Ei) ≥ Kosten(Ei)

Der Nutzen und die Kosten der Einheit i sind nichts anderes als der Grenznutzen und die Grenzkosten.

Folglich gilt:

Der Gewinn wird maximiert, wenn der Nutzen und die Kosten der letzten produzierten (konsumierten) Einheit gleich sind:

Grenznutzen des Konsums = Grenzkosten der Produktion

Eine Maßnahme ist dann kosteneffizient, wenn die Bedingung der Gleichheit von Grenznutzen und Grenzkosten erfüllt ist.

3.9. Risiko- und Zeitpräferenz

Risiko- sowie Zeitpräferenzen führen dazu, dass zwei Handlungsmöglichkeiten, von denen der zu erwartende Nutzen gleich hoch ist, dennoch unterschiedlich bewertet werden können.

Wenn Sie Geld auf die Bank bringen, dann bekommen Sie dafür Zinsen, die Sie dafür entschädigen sollen, dass Sie das Geld erst zu einem späteren Zeitpunkt nutzen. Wären die Zinsen geringer als der Mehrnutzen, den Sie aus einem momentanen Konsum¹⁵ gegenüber einem späteren Konsum erwarten würden, würden Sie konsumieren, statt das Geld auf einem Konto einzuzahlen. Aus diesem Grund senkt die EZB¹⁶ den Leitzins, wenn diese den Konsum anregen möchte und erhöht den Leitzins, um den Konsum und somit die Inflation zu entschleunigen.

In den meisten Fällen gilt Folgendes.

Je weiter ein Erlös in der Zukunft liegt, umso weniger ist er wert und die Zeit, die auf den Erlös gewartet wird, muss entlohnt werden, damit eine solche Alternative gewählt wird.

Wenn Ihnen einer auf der Straße begegnet und Ihnen anbietet sofort 100 € zu schenken oder aber, falls Sie bereit sind eine Woche zu warten, 150 € in einer Woche zu schenken, dann ist die Wahl nicht nur von der Zeitpräferenz abhängig, sondern wird auch stark durch Unsicherheiten (Risiken) geprägt. So wissen Sie, wenn Sie die 100 € sofort nehmen, dass Sie diese haben. Sie wissen aber nicht, ob derjenige tatsächlich in einer Woche zurückkommt, um ihnen die 150 € zu geben.

Hier kann generell gesagt werden:

Ein Risiko, welches an sich nur auf Unsicherheiten beruht, muss durch einen erhöhten Erwartungswert entlohnt werden, damit die betroffene Alternative gegenüber einer weniger riskanten Alternative gewählt wird.

Wobei es hier natürlich auch wiederum Situationen gibt, in denen Risiko anders bewertet wird. Zum Beispiel wenn jemand Lotto spielt, so weiß er, dass sein Erwartungswert so ist, dass er 40 % von seiner Anlage verlieren wird. Würde jemand unendlich oft spielen, dann würde er mit an 100 % grenzender Wahrscheinlichkeit nur 60 % seines Einsatzes zurückbekommen. Aber bei jedem Spiel besteht mit sehr geringer Wahrscheinlichkeit die Möglichkeit, sehr viel zu gewinnen. Hier wird der kleine, verkraftbare Verlust unterbewertet und aus der Hoffnung heraus zu gewinnen eine voraussichtlich verlustbehaftete Investition getätigt.

Diese Form der Risikofreudigkeit ist überwiegend bei kleinen zu verlierenden Summen anzutreffen. Wäre der Einsatz so hoch, dass dessen Verlust reale Nutzeneinbußen mit sich bringen würde, würden risikoärmere Investitionsmöglichkeiten gesucht werden.

Investitionen mit hohen Zinserträgen sind entweder so, dass das Geld für eine lange Dauer festgesetzt ist oder aber, dass ein hohes Risiko besteht, seine Anlage zu verlieren. Der Rückschluss ist in einer freien Marktwirtschaft durchaus zutreffend.

3.10. Reboundeffekt

Der sogenannte Reboundeffekt meint hier all jene Effekte, die dafür sorgen, dass die Ersparungen letztendlich geringer sind, als durch eine Sparmaßnahme hätten erzielt werden sollen. Im schlimmsten Fall führt eine Maßnahme zur Energieeinsparung dazu, dass mehr Energie verbraucht wird als zuvor. In diesem Fall wird von „Back Fire“ gesprochen.

Diese Effekte können auf ganz unterschiedliche Weise wirken.

Ein einfaches Beispiel ist, dass durch effizientere Lichtquellen die Stromkosten für die Beleuchtung sinken. Dabei kann es dann durchaus sein, dass mehr Leuchten installiert werden, zum Beispiel wird die Lichtintensität in den Räumen erhöht, Gartenbeleuchtung installiert, oder die Leuchten werden schlicht länger brennen gelassen, weil sie nicht nach dem Verlassen des Raumes ausgeschaltet werden.

Effizienzsteigerung begünstigt im Allgemeinen Reboundeffekte. Aus diesem Grund steht diese im Verruf, keinen nennenswerten Beitrag zur Energieeinsparung leisten zu können.

3.11. Bilanzgrenzen

Soll ein Verfahren bezüglich seiner Umweltwirkung und/oder seiner Wirtschaftlichkeit geprüft werden, wird oft der Fehler begangen, dass die Bilanzgrenze zu eng um das Verfahren gelegt wird.

In einem solchen Fall treten Stoff- oder Energieströme aus den Bilanzgrenzen, die nicht direkt einen Endnutzen generieren und dann leichtgläubig und allzu oft fahrlässig Gutschriften oder anderweitig Wertigkeit erhalten, nur weil sie in einem anderen Prozess „benötigt“ oder aber „verwendet“ werden können. Wobei hier bereits ein entscheidender Unterschied zwischen den beiden Begriffen „benötigt“ und „verwendet“ festzustellen ist. Ein solches Beispiel ist in Grafik 3-5 zu finden. Hier führt eine zu enge Bilanzgrenze um den Prozess A dazu, dass die beiden Zwischenprodukte 1 und 2 einen fiktiven Wert erhalten müssen.

Durch die Gefahr einer subjektiven Wertigkeit von Zwischenströmen müssen die Bilanzgrenzen stets so weit gefasst sein, dass keine Zwischenströme zu anderen Prozessen außerhalb der Bilanzgrenze geführt und als wertig betrachtet werden. Alle Stoff- und Energieströme innerhalb der Bilanzgrenzen fließen nicht mit in die Bilanzierung ein.

Gutschriftverfahren sind vergleichsweise einfach und willkürlich einsetzbar, können aber für eine objektive Beurteilung nicht die übergeordnete Bilanzierung ersetzen.

Darstellung 3-2:      Darstellung von geeigneten und ungeeigneten Bilanzgrenzen

3.12. Bauherrenproblem

Beim Bauherrenproblem ist der Effekt ähnlich wie bei den externen Kosten, wenngleich die Situation einfacher zu erfassen ist. Er tritt überall dort auf, wo der Bauherr nicht auch anschließend der Nutzer ist.

Mit dem Bauherrenproblem ist der Umstand gemeint, dass der Bauherr die Nutzungs- beziehungsweise Betriebskosten nicht tragen muss und diese somit in seiner Optimierung nicht in vollem Maße berücksichtigt.

Für ihn zählt folgende Gewinnfunktion:

Gewinn = Verkaufserlös - Investition

Somit ist sein Interesse groß, die Investitionskosten zu minimieren und in vielen Fällen allgemeine Mindestanforderungen zu erfüllen, mit der Nebenbedingung, dass keine offensichtlichen Mängel auftreten, die den Verkaufserlös senken. Das heißt insbesondere optische Qualitäten sind entscheidend und der Bauherr ist nur dann bereit in Maßnahmen zu investieren, die die Betriebskosten senken, wenn sich die Senkung der Betriebskosten entsprechend kommunizieren und vermarkten lässt.

Gewinn =       + Verkaufserlös - Investition

      + Mehrerlös durch Betriebskostensenkung

      - Zusatzkosten für betriebskostensenkende Maßnahmen

Für einen Bauherrn, der selbst die Immobilien nutzen wird, sieht die Gewinnfunktion anders aus. Für ihn gilt:

Gewinn =       - Investition

      - ∑ Betriebskosten

Er würde die Betriebskosten soweit und mit so viel Investitionsaufwand minimieren, wie es für ihn mit seiner Zeitpräferenz ökonomisch optimal erscheint. Nehmen wir an, dieses würde in diesem Fall eine Mehrinvestition von 50 000 € bedeuten.

Das bedeutet, dass wenn der Bauherr, der das Gebäude nur bauen und verkaufen möchte, diese Mehrinvestition tätigen würde, müssten für ihn Mehrerlöse von eben dieser Summe zu erzielen sein inklusive einem Zuschlag, weil er auch auf dieser Summe einen Gewinn erzielen wollen würde. Dies ist aber nicht realistisch, weil ein Käufer der erzählt bekommt, dass er in 15 Jahren 50 000 € an Betriebskosten einsparen kann, wird nicht bereit sein so viel zu bezahlen, weil die kommunizierten Einsparungen mit starken Unsicherheiten behaftet sind. Weil der Bauherr eben dies auch weiß, wird er die Mehrinvestition in die Betriebskostensenkung nicht tätigen, weil für ihn die Mehrerlöse mit starken Unsicherheiten (Risiko) behaftet sind und er, damit er dieses Risiko übernimmt, einen Risikozuschlag erhalten müsste, um das Geschäftsrisiko einzugehen. In einem solchen Fall wäre aber auch der Kauf für den Endnutzer nicht mehr kostendeckend und er würde vom Kauf absehen.

Also stellt das Bauherrenproblem die Tatsache dar, dass ein Bauherr der nicht anschließend Nutzer ist, die Betriebskosten nicht gesamtoptimal senkt, so wie es ein Bauherr zu tun bereit wäre, der anschließend auch der Nutzer ist.

3.13. Logische Verknüpfungen

Ein gern begangener Fehler besteht darin, dass vorhandene Schlussfolgerungen durch leichtfertige Umkehrschlüsse zu falschen Argumentationen führen können.

So gilt für A bedingt B nicht zwangsläufig B bedingt A:

A ⇒ B ≠ B ⇒ A

Dazu ein Beispiel.

Wenn Schnee liegt, ist es kalt.

Aber der Umkehrschluss „wenn es kalt ist, liegt Schnee“ ist falsch.

Nicht immer lassen sich fehlerhafte Umkehrschlüsse so leicht auffinden. Deshalb sollte bei jeder Zielsetzung einer Parameteroptimierung überprüft werden, ob für den optimierten Parameter gilt

1) der Zielwert lässt sich in der gewünschten Weise durch den Parameter beeinflussen (A ⇒ B)

2) eine Beeinflussung dieses Parameters beeinflusst den Zielwert in der gewünschten Weise (B ⇒ A)

Ist die zweite Bedingung nicht erfüllt, darf der Parameter nicht ohne zielwertorientierte Nebenbedingungen optimiert werden. Im Kapitel zum Thema Energiesparen wird die Gefahr einer unbewussten Verwendung des Umkehr(trug)schlusses verdeutlicht.

3.14. Steuerelemente des Staates

Ich habe im Abschnitt über externe Kosten und Nutzen argumentiert, dass es die Aufgabe des Staates ist, das Gemeinwohl seiner Bürger zu maximieren und durch seine Tätigkeit die Interessen abzudecken, die nicht abgedeckt wären, wenn jeder auf sich orientiert egoistisch handeln würde. Das bedeutet im Umkehrschluss, dass in einer gemeinschaftlich handelnden Gesellschaft mit altruistisch handelnden Individuen der Staat überflüssig wäre – und nur in einer solchen.

Wenn es um individuelle Nutzen geht, die geschützt werden sollen, ohne dass ein anderer seinen Nutzen auf deren Kosten maximieren darf, dann sind Gebote, Verbote oder Grenzwerte das geeignete Mittel um diese grundlegenden Nutzen zu schützen.

So ist Mord verboten, weil der individuelle Nutzen der verbleibenden Lebensjahre des potenziell Ermordeten unantastbar sein soll. Ebenso ist es mit Nutzen, die auf der Gesundheit oder der Menschenwürde basieren.

Steuern und Abgaben dienen der Finanzierung von gemeinnützlichen Investitionen und Deckung der Eigenkosten des Staates. Diese Steuern und Abgaben können aber ebenso gut verwendet werden, um externe Kosten in das Entscheidungskalkül von Individuen und Unternehmen zu integrieren.

Subventionen sollen im Prinzip externe Nutzen internalisieren. Unglücklicherweise werden diese vorrangig eingesetzt um Ineffizienzen zu kaschieren, und somit zu unterstützen. Und sie werden missbraucht, um Probleme nicht lösen zu müssen und dafür zu sorgen, dass die Entscheidungsträger wiedergewählt werden und ihre eigene Macht konservieren.

3.15. Funktionsfähige Märkte

Funktionsfähige Märkte zeichnen sich dadurch aus, dass die Nachfrage das Angebot bestimmt und umgekehrt, aber ohne, dass eine Partei, ein Unternehmen willkürlich Preispolitik, wie zum Beispiel bei Monopolstellung oder Bildung von Kartellen, ausüben kann, oder die anderen Marktteilnehmer in besonderem Maße beeinflussen kann.

Der Preis spiegelt dabei die Schnittstelle der Angebot- und Nachfragekurve wieder, wie in Grafik 3-6 zu erkennen ist. Die Nachfragekurve gibt das Verhältnis zwischen Preis und gewünschter Menge wieder. Für einen hohen Preis sind nur wenige Kunden bereit den Artikel oder die Dienstleistung zu kaufen. Je geringer der Preis ist, umso höher steigt die nachgefragte Menge. Wobei der Preis, den ein Kunde bereit ist zu zahlen, jenen Nutzen repräsentiert, den er sich von dem Kauf verspricht.

Dem gegenüber kann der Produzent entscheiden, wie viel er von seinem Produkt verkaufen möchte. Dabei steigert er so lange seinen unternehmerischen Gewinn, wie er Einheiten veräußert, die mehr Einnahmen generieren als deren marginale Kosten sind. Das bedeutet, dass die letzte Einheit, die ein Produzent dauerhaft bereit wäre zu verkaufen, einen Gewinn von 0 erzielen würde. Weniger würde er nicht verkaufen, auch nicht in der Hoffnung, dass der Preis steigt, weil jede Einheit, die er nicht verkauft, verkauft ein Mitbewerber. Er selbst kann weder den Markt noch den Produktpreis beeinflussen.

Möchte er auf Dauer mehr verkaufen, muss er versuchen, seine Kosten zu reduzieren. Somit stellen funktionsfähige Märkte einen starken Anreiz dar, kostengünstig und dadurch effizient zu produzieren. Unternehmen, die Ressourcen verschwenden würden nicht bestehen können.

Deshalb ist es gefährlich, wenn durch Subventionen die Nachfrage und somit der Preis hochgehalten werden. In einem auf solche Weise verzerrten Markt werden Ineffizienzen viel weniger stark bestraft. Als Folge ist auch der Innovationsanreiz merklich geringer.

Grafik 3-5:       Bildung des Marktpreises bei vollständiger Konkurrenz

Die hier angenommene steigende Grenzkostenfunktion stellt den Normalfall dar. Allerdings gibt es Märkte, zum Beispiel Gütertransport, die sinkende Grenzkosten aufweisen, zum Beispiel höhere Auslastung der LKW oder Skaleneffekte. In einem solchen Fall neigt der Markt zu einer Monopolbildung, da das Unternehmen die geringsten Kosten aufweist, welches die größte Menge verkauft. Kleine Mitbewerber werden aus dem Markt gedrängt, weil sie nicht zu den gleichen Kosten produzieren können.

Generell kann Folgendes gesagt werden.

In funktionsfähigen Märkten mit vollständiger Konkurrenz ist die Produktion kosteneffizient, weil jedes Unternehmen sich daran ausrichtet, dass die Grenzkosten der letzten produzierten Einheit, dem Grenznutzen der letzten konsumierten Einheit entsprechen.

Subventionen, Monopolstellungen und andere Arten der Marktverzerrung unterstützen Ineffizienzen und senken den Innovationsanreiz.

In funktionsfähigen Märkten ist die Wohlfahrt¹⁷ maximal:

Wohlfahrt =        ∑ Zahlungsbereitschaft der Käufer      

      –∑ Produktionskosten der verkauften Einheiten

3.16. Bruttoinlandsprodukt

Das Bruttoinlandsprodukt ist eine Kenngröße unseres rein ökonomischen Wirtschaftssystems. Es misst, wie viel Geld aktiv im Umlauf ist, also welche monetären Ausgaben getätigt werden. Dabei wird kein Unterschied gemacht, wofür es verwendet wird. Wenn das BIP also als Angabe für die Konjunktur dient, mag es gerechtfertigt erscheinen. Soll jedoch das BIP als Grundlage für die Angabe des gesellschaftlichen Wohlstandes herangezogen werden, fängt es an, gefährlich zu werden, denn es misst rein monetäre Ströme und ermittelt in keiner Weise den Nutzen. Dazu ein Zitat von Oskar Wilde. „Ein Zyniker ist ein Mensch, der von jedem Ding den Preis und von keinem den Wert kennt.“

In diesem Sinne grenzt es auch an Zynismus, von dem BIP als Indikator des gesellschaftlichen Wohlstandes zu sprechen.

Wer am BIP festhält, um gesellschaftlichen Nutzen zu schützen, der fordert unterschwellig „der Mensch darf arm sein, aber er sollte wenigstens Geld haben.“

Betrachten wir deshalb unterschiedliche Fälle und ihre Auswirkungen auf das BIP:

1) Eine Frau geht zum Friseur und zahlt 50 € für die Dienstleistung. Der Frau ist der erhaltene Nutzen 50 € wert, ansonsten würde sie nicht zum Friseur gehen. Gleichzeitig wurde das BIP um 50 € erhöht.

2) Die Frau vom Friseur bekommt abends zu Hause ihre Haare geschnitten. Es entsteht bei der Frau ein gewisser Nutzen, der das BIP nicht verändert.

3) Eine Familie geht in einen Unterhaltungspark und zieht daraus einen Nutzen aus den Erlebnissen und steigert gleichzeitig das BIP.

4) Eine Familie bereitet sich einen Picknickkorb zu und verbringt ein Wochenende in einer verlassenen Jagdhütte im Wald und vergnügt sich mit spielen und Abenteuergeschichten. Es entsteht wiederum ein Nutzen, der aber nicht im BIP wiederzufinden ist.

5) Der Hausmann oder die Hausfrau arbeitet im Haushalt und erzieht die Kinder. Daraus resultiert für die Familie und auch für die Gesellschaft ein Nutzen. Das BIP wird dadurch aber nicht gesteigert.

6) Nach einem Autounfall sind drei beteiligte Autos Schrott. Ein Fahrer hat sich einen Arm gebrochen. Ein Zweiter hat eine Rippe gebrochen und muss 3 Wochen im Krankenhaus liegen. Im Nachhinein ist kein Nutzen entstanden, um genau zu sein, ist ein Schaden entstanden. Die Ärzte und Krankenhäuser werden Rechnungen schreiben, die Autohändler werden drei neue Autos verkaufen und das BIP massiv steigern.

Grundsätzlich ist eine Maximalsteigerung des BIP dadurch möglich, dass ein Krieg sämtliche Gegenstände zerstört, und die Menschen zu mehr oder minder verletzten Kriegsgeschädigten macht.

3.17. Unternehmensethik

Unternehmen sind im Prinzip Untergruppen der Gesellschaft, bei denen im Kollektiv arbeitende Menschen ein gemeinsames Ziel verfolgen und durch die Zusammenarbeit effektiver arbeiten, als wenn sie alleine wären. Dies ist möglich, weil sich Fähigkeiten ergänzen und in vielen Fällen Produkte und Dienstleistungen erst durch diese Zusammenarbeit realisierbar werden. Zum Beispiel wäre es nicht möglich, dass ein Mensch eine Turbine entwickelt, die Aerodynamik optimiert und dann ein ganzes Flugzeug selbst zusammenbaut, lackiert und ausliefert und es gewinnbringend am Markt verkauft.

Dabei gibt es zwei grundlegende Unternehmensstrukturen und Philosophien, die in ihrer reinsten Form aber beide sehr selten vorkommen dürften.

1) rein gewinnorientierter Kapitalgeber:

Es wird nur der Nutzen der Kapitalgeber maximiert. Der Nutzen der Belegschaft ist unwichtig. Es wird monetär so wenig entlohnt wie möglich. Umweltauflagen werden in den kontrollierten Bereichen minimal erfüllt und in nicht kontrollierten Bereichen wenig bis gar nicht beachtet.

So verlagern große Firmen ihre Produktion immer mehr in Schwellenländer, wo sie wenige bis gar keine Auflagen erfüllen müssen. Dies führt nicht nur zur Ausbeutung der Natur, sondern ebenfalls zur Ausbeutung der dort lebenden Menschen.

2) gesellschaftlich denkendes Unternehmen

Moralische Größen werden als wichtig erachtet, gesellschaftliche und gesetzliche Normen und Mindestanforderungen werden erfüllt oder übertroffen. Es ist der Geschäftsleitung wichtig, dass sich die Mitarbeiter mit dem Unternehmen identifizieren können und einen nicht monetären Nutzen daraus ziehen, dass sie in dem Unternehmen arbeiten. Zum Beispiel dadurch, dass sie stolz sind, dort zu arbeiten und sie ihre Arbeit als einen gesellschaftlichen Mehrwert betrachten können und ein gewisses positives Ansehen in der Öffentlichkeit genießen können. In einem solchen Unternehmen herrscht im Allgemeinen ein verantwortungsbewusstes Wir-Gefühl.

Für beide Formen gibt es Einschränkungen bzw. Voraussetzung, die diese begünstigen oder verhindern können. Die erste Form, die sich auf eine Kapitalmaximierung beschränkt, betrachtet die Mitarbeiter als einen Kostenfaktor und versucht diese monetär und nicht monetär auszubeuten. In einem solchen Unternehmen würde niemand arbeiten, wenn ihm oder ihr ein Arbeitsplatz in einem anders handelnden Unternehmen mit gleichem oder geringfügig geringerem Gehalt zur Verfügung stünde. Also ist diese erste Form der Unternehmensphilosophie von einer Knappheit an Arbeitsplätzen abhängig.

Die zweite Form, die gesellschaftlich denkende und handelnde Unternehmenskultur, muss sich selbst finanzieren können und kann somit nicht die ökonomischen Gesetze außer Acht lassen. Ihre Handlungen sollen zwar nicht den Gewinn rücksichtslos maximieren, aber dennoch muss langfristig ein Gewinn erzielt werden, um das Überleben des Unternehmens sicherzustellen. Der Gewinn ist hier nicht Ziel, sondern als Unternehmensvoraussetzung definiert. Weil von einem solchen Unternehmen auch die externen Kosten und Nutzen mit berücksichtigt werden, ist es unmöglich kurz- und mittelfristig kostengünstiger zu produzieren als Unternehmen, die rein oder vorwiegend gewinnmaximierend denken.

Somit wird durch gewinnmaximierende und kostengünstiger anbietende Unternehmen die Existenz der gesellschaftlich orientierten Unternehmen bedroht. Deshalb sind zwei Voraussetzungen für ein gesellschaftlich orientiertes Unternehmen wichtig.

Die Rahmenverordnung muss alle jene Elemente verbieten, die hohe externe Kosten verursachen, zum Beispiel Vergiftung von Luft, Wasser und Erde, Verstoß gegen Menschenrechte, Menschenwürde und Ähnliches. Aber gleichzeitig muss es auch eine Möglichkeit geben, etwaige Verstöße wahrzunehmen und zu bestrafen. Ansonsten ist die Rahmenverordnung wirkungslos. Dadurch wird erreicht, dass rein gewinnmaximierende Unternehmen durch ihre rücksichtlose Handlungsweise weniger stark die Existenzgrundlage von gesellschaftlich orientierten Unternehmen gefährden können.

Die Unternehmensethik sieht darüber hinaus vor, dass in den Bereichen, in denen die Rahmenverordnung nicht ausgeprägt genug ist, um die externen Kosten oder moralischen Werte der Gesellschaft zu berücksichtigen, die Verantwortung moralisch zu handeln an die Unternehmen zurückfällt und es nicht ausreicht, sich auf die Rahmenverordnung zu berufen.

Wenn dieser moralischen Verantwortung nachgegangen wird, fallen Mehrkosten an, die teilweise durch einen höheren, am Markt erzielbaren, Preis erwirtschaftet werden können sollte. Aus diesem Grund ist es wichtig, gesellschaftlich orientierte Unternehmen am Markt durch den Kauf deren Produkte zu belohnen, anstelle kostengünstiger Konkurrenzprodukte von unmoralischen Unternehmen zu erwerben. Ohne eine solche moralische Verantwortung der Kunden ist Unternehmensethik nur schwierig umzusetzen. Wohin gegen die moralische Kaufentscheidung einen hohen Informations- und Vertrauensbedarf aufweist. Fehlen auf Seiten der Unternehmen und der Kunden solche Ansätze endet dies in einem Teufelskreis, der nur schwer durchbrochen werden kann.

Damit dies aber möglich ist, muss der oftmals nicht messbare (weil subjektive) Mehrwert des Produktes anderweitig kommuniziert werden können als ausschließlich durch das Produkt selbst. So sieht man beispielsweise einem Kosmetikartikel nicht an, ob für dessen Entwicklung Tiere gequält worden sind. Es ist aber wichtig, dass die übernommene gesellschaftliche Verantwortung des Unternehmens wahrgenommen wird, was letztlich meist nur durch vertrauensbildende Maßnahmen ermöglicht werden kann. Zum Beispiel durch Offenlegung der Produktherkunft, Produktinhaltstoffe oder aber zufriedene Mitarbeiter, die die übernommene gesellschaftliche Verantwortung selbst mittragen und spüren, dass diese von der Geschäftsleitung vorgelebt wird.

Damit Unternehmensethik innerhalb von Unternehmen berücksichtigt werden kann, braucht es eine starke Rahmenverordnung mit ausgeprägter Strafverfolgung und öffentliche Wahrnehmbarkeit der durch die Unternehmen übernommenen Verantwortung, sowie letztendlich eine Honorierung der unternehmerischen Bemühungen durch den Kunden, beziehungsweise Boykott von Produkten von Unternehmen, die gegen die Unternehmensethik verstoßen.

3.18. Merit-Order und Merit-Order-Effekt

Merit-Order bezeichnet bei der Stromproduktion, dass die Kraftwerke in der steigenden Reihenfolge ihrer Grenzkosten (marginale Kosten) produzieren, sodass das letzte zugeschaltete Kraftwerk jenes mit den höchsten variablen Kosten ist und bei einer Preissenkung des Strompreises, als Erstes abgeschaltet wird oder werden sollte.

Dies trifft bei hohen Preisen zu, da hier Gaskraftwerke mit ihren hohen variablen Kosten schnell an- beziehungsweise abgeschaltet werden können. Bei stark schwankenden, und insbesondere bei niedrigen Preisen ist dies oft nicht möglich, weil Kohle- und Kernkraftwerke nicht schnell genug angefahren beziehungsweise abgeschaltet werden können.

Die Angebotskurve der Produzenten resultiert also aus den jeweiligen Anlagekapazitäten und den Grenzkosten der Kraftwerke. Die Nachfragemenge ist ihrerseits auch in gewissem Maße vom Preis abhängig, wird aber zu einem großen Teil von dem derzeitigen Verbrauch der Konsumenten bestimmt. Der an der Börse erzielte Preis der elektrischen Energie resultiert aus dem Schnittpunkt aus Angebot- und Nachfragekurve. Und so gilt auch, dass die Grenzkosten dem Grenznutzen des Strompreises entsprechen und somit gleich hoch sind und die Bedingung der Kosteneffizienz innerhalb der Bilanzgrenze von Stromproduzenten und Stromlieferanten im Idealfall erfüllen. Den Nutzen, den die Stromlieferanten aus dem Kauf des elektrischen Stroms erzielen, ist der, dass sie die Versorgungsgarantie ihren Kunden gegenüber erfüllen. Die Stromlieferanten müssen aus diesem vertraglichen Grund auch dann Strom einkaufen, wenn er zeitweise sehr teuer ist. Innerhalb der Bilanzgrenze von Stromproduktion und Stromkonsum ist die Bedingung der Kosteneffizienz jedoch nicht erfüllt, weil der Nutzen des Kunden nicht dem Preis der sehr teuer eingekauften kWh entsprechen muss. Damit der Nutzer sich entscheidet, elektrische Energie zu konsumieren, muss sein erwarteter Nutzen höher sein, als der durchschnittliche Strompreis, den er von dem Stromlieferanten erhält. Somit ist der Nutzen des Konsumenten nicht mehr von den zeitweisen Produktionskosten der Kraftwerke abhängig und Grenznutzen und Grenzkosten sind nicht und wenn dann rein zufällig identisch.

Der Merit-Order-Effekt bezeichnet das Verdrängen von Kraftwerken mit teureren Grenzkosten durch jene Kraftwerke, die geringere Grenzkosten aufweisen. Diese sind zum einen jene Kraftwerke, die sehr geringe variable Kosten aufweisen (Wind- und Solarenergie) oder jene Kraftwerke (Biogasanlagen, BHKW), die durch Subventionen von den Marktreizen entkoppelt sind und somit unabhängig von den Grenzerlösen auf der Börse elektrischen Strom produzieren und den Strompreis dadurch senken.

4.Aspekte

4.1. Potenziale

Wenn betrachtet werden soll, welche Potenziale uns, der Menschheit, zur Verfügung stehen, dann ist es wichtig, uns bewusst zu werden, wo die Bilanzgrenzen unserer Umwelt liegen. Als Bilanzgrenzen nehmen wir im Folgenden die Grenzen des Ökosystems der Erde an.

Innerhalb dieses, in Darstellung 4-1 gezeigten, Ökosystems befindet sich unser Wirtschaftssystem, welches unseren gesamten Konsum abdeckt. Dem Ökosystem der Erde stehen Energie- und Materialressourcen zur Verfügung, die wir für unser Wirtschaftssystem nutzen, verbrauchen und letztendlich in Abfall und Giftstoffe umwandeln.

Darstellung 4-1:       nutzbare Potenziale

Wäre dies ein geschlossenes System, dann wäre es nur eine Frage der Zeit bis all diese Energie- und Materialressourcen verbraucht wären und unser Wirtschaftssystem vollständig zum Erliegen käme. Diese auf der Erde gespeicherten Potenziale sind nur eine begrenzte Zeit lang nutzbar und können keine nachhaltigen, im Sinne von immerwährenden, Potenziale darstellen, da jeder Konsum unwiderruflich Energie- und/oder Materialressourcen aufbraucht. Innerhalb dieses Ökosystems gibt es keine erneuerbare Energie- oder Materialquelle.

Zum Glück ist diese Systemgrenze nicht geschlossen. Unserem Ökosystem wird fortwährend Energie zugeführt – hauptsächlich solare Strahlung und zu einem weit geringeren Teil auch Energie, die wir aufgrund der Planetenbewegung¹⁸ erhalten.

Solare Energie ist auch die Grundlage für Wind- und Wasserenergie sowie für in Biomasse gespeicherte chemische Energie. Oberflächennahe Geothermie kann teilweise durch solare Energie regeneriert werden. Die Bewegungsenergie des Mondes sorgt für die Gezeitenenergie von Flut und Ebbe, da aber dieser Energieeintrag vergleichsweise gering ist, wird er im Folgenden nicht ständig miterwähnt. Tiefe Geothermie stammt aus der im Erdkern gespeicherten thermischen Energie, die noch aus Zeiten der Erdentstehung stammt und zusätzlich aus der Energie, die beim radioaktiven Zerfall von Isotopen frei wird. Beide sind ebenfalls als große aber nicht regenerative Energiequellen zu verstehen.

Dem Ökosystem wird aber nicht nur Energie zugeführt, sondern gleichzeitig Energie in Form von Wärmestrahlung entzogen. Dabei stehen die zugeführte Energie der solaren Strahlung und die abgeführte Energie der Wärmestrahlung näherungsweise im Gleichgewicht, wobei sich drei Zustände zeitweise einstellen können.

1) Energie der solaren Strahlung = Energie der Wärmestrahlung ins All

Dies entspricht dem Gleichgewichtszustand, dieser kann unbegrenzt aufrecht gehalten werden.

2) Energie der solaren Strahlung > Energie der Wärmestrahlung ins All

Dies bedeutet, dass Energie auf der Erde gespeichert wird. Dies kann chemisch in Form von Biomasse geschehen. Auf diese Weise sind die heutigen fossilen Energieresserven entstanden. Andereseits kann der Energieüberschuss thermisch gespeichert werden, was somit zu einer globalen Klimaerwärmung führt. Dabei wird sich die Erde soweit erwärmen, bis sie sich erneut im Strahlungsgleichgewicht (1) befindet.

3) Energie der solaren Strahlung < Energie der Wärmestrahlung ins All

Wird mehr Energie aus dem Ökosystem entzogen, als ihm zugeführt wird, dann müssen im Ökosystem gespeicherte Energieressourcen aufgewendet werden und/oder die globale Temperatur wird sich soweit senken, bis sich die Erde erneut im Strahlungsgleichgewicht (1) befindet.

Im langfristigen Mittel wird unserem Ökosystem also so viel solare Energie zugeführt, wie ihm aufgrund der Wärmestrahlung entzogen wird. Jeder davon abweichende Zustand ist nicht auf Dauer stabil.

Die Energiebilanz sieht somit folgendermaßen aus:

Solare Energie – Energie der Wärmestrahlung der Erde = 0

(im Gleichgewichtszustand)

Damit wird erneut deutlich, dass wir keine Energie «verbrauchen» können¹⁹. Deshalb war es wichtig den Begriff der Exergie als Qualitätsmerkmal der Energie zu definieren, denn Exergie ist der Anteil der Energie, den wir für unser Wirtschaftssystem verwenden und verbrauchen können.

Um zu wissen, wie viel Exergie uns zur Verfügung steht, müssen wir verstehen, wie die «Exergiebilanz» unser Ökosystem aussieht.

Der Exergieanteil von Wärmestrahlung²⁰ ist abhängig von der Temperaturdifferenz des abstrahlenden Körpers zur Umgebung²¹. Weil die Temperatur der Sonne viel höher ist als die der Erde, ist der Exergiegehalt der solaren Strahlung höher als der Exergiegehalt der Wärmestrahlung der Erde ins Weltall.

Es gilt

Exergie der solaren Strahlung > Exergie der Wärmestrahlung der Erde

Die auf der Erde maximal nutzbare Exergie ergibt sich aus der Differenz der zugeführten und abgeführten Exergie

Max. nutzbare Exergie      = Exergie der solaren Strahlung

                   - Exergie der Wärmestrahlung der Erde

Diese Exergie stellt das einzig dauerhaft nutzbare Potenzial der Erde, also unseres Wirtschaftssystems dar. Nachdem ich definiert habe, welche Exergie in einem nachhaltigen System maximal genutzt werden kann, ist es wichtig zu wissen, wofür diese Exergie notwendig ist.

Neben unserem Energiekonsum, Strom und Nutzwärme, muss diese Exergie auch stoffliche Bedürfnisse abdecken. Denn alles, was auf dieser Erde wächst braucht Exergie um wachsen und leben zu können.

Dazu zählen:

Nahrung (direkt: Gemüse / indirekt: für Fleischkonsum, Nutztiere)

Baustoffe (Gebäude)

Produktstoffe (Möbel, Papier, Chemie)

Langfristig stehen für unseren gesamten Materialbedarf lediglich die Stoffe, welche vollständig und ohne Qualitätsverlust recycelt werden können, sowie nachwachsende Biomasse zur Verfügung. Alle nicht in einem geschlossenen Kreislauf recyclingfähigen Materialien werden auf Dauer verbraucht  oder sind nur schwierig gewinnbar.

Zusätzlich müssen die Bedürfnisse der Tier- und Pflanzenwelt befriedigt werden, weil auch unser Nutzen von diesen abhängig ist.

Auch die uneingeschränkt recyclingfähigen Materialien, wie Eisen, Aluminium oder Glas, beanspruchen Exergie für den Recyclingprozess.

Das hat zur Folge, dass in einem nachhaltigen System unsere gesamten energetischen sowie stofflichen Bedürfnisse durch solare Energie direkt oder indirekt produziert werden müssen. Als «Abfallprodukt» fällt dabei stets Abwärme auf Umgebungstemperatur an, die wir aufgrund des geringen Exergiegehaltes nicht weiter nutzen können.

Unseren Nutzen maximieren bedeutet demnach, die uns von der Sonne dargebotenen Potenziale bestmöglich zu nuten.

Dabei gibt es, in Bezug auf unsere energetischen sowie stofflichen Bedürfnisse, drei grundlegende Arten, um mit unseren zur Verfügung stehenden Potenzialen umzugehen.

1)       Solare Energie zunächst stofflich nutzen, gegebenenfalls recyceln und die anschließend anfallenden Abfallprodukte energetisch für die Produktion von Strom oder Nutzwärme verwenden.

2)      Anfallende Sonnenenergie direkt oder indirekt energetisch nutzen.

3)      Solare Energie ungenutzt in Wärme auf Umgebungstemperatur umwandeln

Die erste Art ermöglicht, die dauerhaft zur Verfügung stehenden Potenziale maximal zu nutzen, während die zweite Möglichkeit sich anbietet überall dort eingesetzt zu werden, wo eine stoffliche Nutzung qualitätsbedingt ausgeschlossen ist. Bei der dritten Option handelt es sich logischerweise weniger um ein bewusst verfolgtes Ziel, als vielmehr um eine Konsequenz unseres Handels. Auf unseren bebauten Flächen kann keine Biomasse produziert werden und wenn wir die Sonnenenergie nicht mittels Photovoltaik oder Solarthermie nutzen, wird die eintreffende Solarstrahlung absorbiert und in Wärme auf Umgebungstemperatur umgewandelt, sodass diese Energie nicht weiter exergetisch genutzt werden kann und dieses Potenzial ungenutzt vernichtet wird.

Weil Raumwärme von etwa 20 °C von allen Energieformen, die wir nutzen, diejenige mit dem geringsten Exergiegehalt ist, sollten wir versuchen diese mit möglichst nicht mehr anders nutzbaren Energiequellen abzudecken

Biomasse, die stofflich nicht nutzbar ist (Abfallbiomasse)

Energiequellen mit niedrigem Exergiegehalt (Umgebungswärme oder Abfallwärme mittels Wärmepumpen)

Solarthermie auf Dach- oder Fassadenflächen, die ansonsten die solaren Potenziale vollständig vernichten würden.

Obwohl die derzeit auf der Erde vorhandenen Potenziale nicht nachhaltig nutzbar sind, bedeutet das nicht, dass wir diese nicht mehr nutzen dürfen.

Diese begrenzten Potenziale stellen eine Art Startkapital dar, das uns helfen kann, unser Wirtschaftssystem derart umzustellen, dass es ausschließlich mit dauerhaft nutzbaren Potenzialen auskommt. Schaffen wir es nicht, unser Wirtschaftssystem rechtzeitig umzustellen, werden wir uns irgendwann entscheiden müssen, unsere Anpassung mit drastischen Maßnahmen, verbunden mit höheren Kosten, durchzuführen oder aber unsere Bedürfnisse weiter zu senken, als es mit den gegebenen dauerhaften Potenzialen nötig wäre. Im Rückschluss will das also bedeuten

Je mehr fossile Ressourcen wir verwenden, umso schneller müssen wir mit den solaren Potenzialen auskommen.

4.2.  Energie sparen

Energiesparen ist zusehends in den Fokus unserer Aufmerksamkeit geraten. Dies aus gutem Grund, da der Energiehunger unserer Gesellschaft in zunehmendem Maße unsere Umwelt beeinflusst. Bei der Definition der Exergie als Qualitätsmerkmal der Energie wurde deutlich, dass Energie nicht gleich Energie ist. Pauschale Aussagen können so leicht das eigentliche Ziel verfehlen. Deshalb ist es wichtig, zu verstehen, wieso Energie gespart werden muss und wie wir dieses Ziel optimal erreichen können. Dies aber ohne zu sehr auf Komfort zu verzichten oder uns im Sinne des Energiesparens in Konfliktsituationen steuern, die das eigentliche Ziel gefährden. Energiesparen ist eine pauschale Forderung, die gestellt worden ist, weil etwas an unserem Verhalten grundlegend falsch lief. Je weiter wir aber bei unseren selbst gesteckten Zielen, Energie zu sparen, kommen, umso wichtiger wird es, unsere Forderung zu differenzieren und genau abzuwägen, welche damit verbundenen Nachteile wir akzeptieren müssen und welche wir vermeiden sollten.

Sind unsere Energieressourcen so gering?

Die Energieressourcen, die wir verwenden, sind endlich und somit ist es nur eine Frage der Zeit, bis sie erschöpft sein werden. Dabei muss sich keineswegs der Hysterie angeschlossen werden, dass in einigen Jahren oder in wenigen Jahrzehnten keine Erdöl- und Gasvorkommen vorhanden sein werden.

Kanada baut Ölsande ab, die noch vor Jahrzehnten als unbenutzbar galten, und zerstört dabei sichtbar die Umwelt, denn dort wo die Bagger abziehen hinterlassen sie eine Mondlandschaft. In Deutschland wird die Braunkohleförderung subventioniert und dafür werden ganze Dörfer umgesiedelt und Wälder abgeholzt. Die USA pumpt Chemikalien in den Boden, sprengt damit Gesteinsformationen und verseucht gleichzeitig ihr eigenes Grundwasser, alles mit dem Hintergrund, die eigene Energieverschwendung ohne Importe abdecken zu können. Auch dies ist ein Indiz dafür, dass Reserven von Erdöl und Erdgas schwinden. Kein wirtschaftlich denkender Mensch käme auf die Idee schwierig zu erschließende Energiequellen zu nutzen, wenn einfache Energiequellen ihm zu Verfügung stünden. Damit kann die einfache Schlussfolgerung gezogen werden, dass in vielen Regionen die einfachen Felder ausgeschöpft sind und so ist die Endlichkeit dieser Energiereserven untermauert. Dabei ist Energie noch reichlich vorhanden, manche Energieform sogar regenerativ. Und wenn gern Szenarien aufgezeigt werden, die zeigen, dass in wenigen Jahren kein Benzin an den Tankstellen vorhanden sein wird, so kann auf das Beispiel von Südafrika hingewiesen werden, die auf teure Erdölimporte verzichten und aus Kohle der heimischen Produktion Benzin herstellen. Heißt das nun, wir können doch mehr Energie „verbrauchen“? In meinen Augen bedeutet es, dass wir genauer hinsehen müssen und uns von lieb gewonnenen und plakativen Halbwahrheiten trennen und uns von Verallgemeinerungen distanzieren sollten. Wichtig ist aber auch, dass nicht alles, was technisch möglich ist, mit sinnvoll gleichgesetzt werden sollte.

Preis der Energie?

Weil die Art, wie wir Energie fördern und nutzen die Umwelt verändert, wird sich der Preis der Energie ändern.

Vor hundert Jahren noch reichte es aus, ein Loch in die Erde zu bohren und schwarzes Gold ist in Strömen geflossen, ohne dass dazu viel Energie notwendig war. Heute aber sehen die Methoden deutlich anders aus und es muss sehr viel mehr Energie in die Gewinnung nutzbarer Energie investiert werden. Allein dadurch ist es eine logische Konsequenz, dass der Energiepreis deutlich ansteigt, denn die „Produzenten“ beziehungsweise die, die die Energie fördern, müssen die Energie, die sie selbst benötigten mitbezahlt bekommen. Ebenso führt der erhöhte Personalbedarf zu einer Kostensteigerung, die durch die „freie“ Marktwirtschaft weitergegeben wird.

Gewinn =       + Erlös der verkauften Energie

       - Kosten der Primärenergie

       - Kosten der benötigten Förderenergie

       - Kosten der Aufbereitung

       - Personalkosten

Dabei sind die „realen“ Kosten der Primärenergie gleich null, da die Förderstätte keine Rechnung schreibt. Der einzige Kostenfaktor der geförderten Energiemenge ist der entgangene Gewinn, der dadurch erzielt werden kann, wenn die Energie zu einem späteren Zeitpunkt verkauft würde. Diese Art der Kosten wird als Opportunitätskosten bezeichnet. In welcher Weise die Kosten die Handlung der Produzenten beeinflusst, hängt von deren Zeitpräferenz ab.

Jeder Unternehmer, der schnell zu Vermögen kommen möchte, wird versuchen die Geschwindigkeit der Förderung zu maximieren. Während dessen wird der Unternehmer, der seinen Gewinn maximieren möchte und längerfristig plant, die Förderung drosseln und versuchen möglichst viel Primärenergie zu einem späteren Zeitpunkt zu Geld zu machen.

Die Entscheidungsgrundlage des Produzenten berücksichtigt lediglich Kosten, die mit der Förderung der Primärenergie unmittelbar in Verbindung stehen. Dabei ist es für ihn mittelfristig unwichtig, um welche Form der Energie es sich handelt.

Energiepreis, den wir zahlen sollten?

Bei dieser Fragestellung geht es darum, dass wir nicht die Gewinnfunktion der Produzenten, sondern die der Gesellschaft maximieren sollten, und für die sieht die Gewinnfunktion anders aus und enthält zudem die von Produzenten nicht berücksichtigten externen Kosten

Gewinn =       + Nutzen der verwendeten Energiemenge

       - Kosten der Primärenergie

       - Kosten der benötigten Hilfsenergie

       - Kosten der Umweltbelastungen

       - Opportunitätskosten des Arbeitsaufwandes

Der Nutzen, den wir aus der verwendeten Energiemenge ziehen, hängt von der eingesetzten Technologie und von den damit befriedigten Bedürfnissen ab, deshalb wird er an geeigneter Stelle vertieft. Grundsätzlich kann aber gesagt werden, dass der Nutzen nur geringfügig von der eingesetzten Energieart abhängt. Lediglich wenn dies kommunizierbar ist und soziale Bedürfnisse, wie zum Beispiel das beruhigte Gewissen, dass man der Umwelt etwas Gutes tut, zum Tragen kommen, kann dies einen Mehrwert einzelner Energiearten rechtfertigen. Wären alle Kosten berücksichtigt, würde dieser moralische Mehrwert aber verschwinden und der Nutzen unabhängig von der Energieart sein. Da bei dieser gesellschaftlichen Nutzenfunktion alle Kosten berücksichtigt sind, gehen wir von dieser Prämisse aus.

Die Kosten der Primärenergie bestehen aus dem entgangenen Nutzen zukünftiger Generationen und dieser ist zwangsläufig von der Energieform abhängig. Denn fossile Energie, wie zum Beispiel Erdgas, Erdöl und Kohle können auch zukünftige Generationen nutzen. Gleiches gilt für im Wald längerfristig gespeicherte chemische Energie in Form von Holz. Regenerative Energieformen, die nicht direkt speicherbar sind, können jedoch nicht von zukünftigen Generationen genutzt werden. Dazu zählen Wind, Wasser und Solarenergie. Deren Primärenergiekosten sind somit nahe null. Auch die Kosten der Umweltbelastungen müssen den unterschiedlichen Energiearten entstehungsgerecht hinzugerechnet werden. Somit ergibt sich daraus eine Kostenfunktion für jede Energieart. Dabei darf nicht voreilig daraus abgeleitet werden, dass die Energieart mit den geringsten Kosten gewählt werden müsste und damit der gesamte Primärenergiebedarf zu decken wäre. Denn durch die Nutzung und Kombination unterschiedlicher Energiearten für die Energiebereitstellung können hierbei positive wie auch negative Synergien entstehen. Die positiven Synergien können dabei die positiven Skaleneffekte einer einseitigen Energiequelle bei Weitem übersteigen. Dies werde ich im Kapitel über erneuerbare Energien gesondert behandeln.

Es könnte argumentiert werden, dass die Kosten des Arbeitsaufwandes nicht berücksichtigt werden müssen, da die Kosten innerhalb der Gesellschaft stattfinden und es sich somit nicht um einen Verlust, sondern lediglich um eine Umverteilung des Vermögens handelt. Und soweit ist dies auch zutreffend, allerdings muss der entgangene Nutzen berücksichtigt werden, der erzielt werden könnte, wenn der Arbeitsaufwand sinnvoller eingesetzt würde.

Da der Aufwand für jede Energieart unterschiedlich ist, müssen die Kosten, wie der entgangene Nutzen zukünftigen Generationen, auch für jede Energiequelle differenziert werden.

Es folgt damit:

Gewinn =       + Nutzen der verwendeten Energiemenge

       - ∑ Kosten der Primärenergie (Energieart)

      + Synergie (Mix)

Das bedeutet zusammenfassend, dass in der Energiefrage zwei gravierende Fehler gemacht werden können

1) Energie pauschal behandeln

2) sich auf eine Energieart beschränken, nur weil sie optimal erscheint

Auch wenn versucht werden soll, Energie einzusparen, indem der Anreiz vergrößert wird, Einsparmaßnahmen zu realisieren und dazu der Energiepreis pauschal angehoben wird, dann führt dies bei Weitem nicht zu dem gewünschten Ziel. Denn auch in einem solchen Fall sind jene Primärenergieträger günstiger, die die externen Kosten nicht berücksichtigen. Auch in dem Fall würden die Energiearten, die eine gesellschaftliche Kostenreduktion ermöglichen könnten, nicht genutzt werden. Ein solches Eingreifen in den Markt würde die Energienachfrage reduzieren, die Kostenfunktion der Produzenten jedoch unberührt lassen. Im Fall von steigenden Grenzkosten mit steigender Produktionsmenge führt dies immer noch zu hohen, unberücksichtigten externen Kosten, die dann in Konkurrenz mit Produzenten „teurer“ erneuerbarer Energie mit geringen externen Kosten stünden. Somit würden die fossilen Energien zu Dumpingpreisen auf den Markt geworfen, um dadurch die Marktanteile zu erhalten und den Gewinn möglichst zu steigern. Eine solche Regulierung ist instabil und kann letztlich im Marktversagen enden, ohne dass die Gesellschaft in irgendeiner Weise profitiert.

Es kann lediglich zu Optimierung des Energiesektors im Sinne einer gesellschaftlichen Nutzenmaximierung kommen, wenn die externen Kosten auf Seiten der Produzenten berücksichtigt werden. Das heißt die Problematik der externen Kosten kann nicht durch eine pauschale Betrachtung der Energie umgangen werden. Die externen Kosten müssen verursachungsgerecht in die Entscheidungsfunktion der Produzenten einfließen. Dabei ist es jedoch prinzipiell unproblematisch durch welche Maßnahmen dies bewerkstelligt wird, den Fall gesetzt, sie sind wirksam und führen nicht zu ungewünschten Nebeneffekten. So neigen Subventionen beispielsweise dazu, Ineffizienzen zu unterstützen. Andere Werkzeuge der Internalisierung der externen Kosten sind Umweltauflagen, Steuern auf Verschmutzungen und fossile Energie oder Zertifikate.

Wie Energie sparen?

Um den Sinn der Frage „Wie viel Energie sparen?“ besser nachvollziehen zu können, scheint es mir angebracht, zu dem Ursprung der Forderung nach Energiesparen zurück zu gehen.

Begonnen wurde mit der Diskussion, dass wir die Umwelt schonen beziehungsweise schützen wollten. Hierbei galt die Aufmerksamkeit den CO₂-Emissionen sowie den Umweltbelastungen durch Giftstoffe, aber auch der Raubbau von endlichen Ressourcen. All diese Faktoren stellen für den Produzenten externe Kosten dar und ich habe vorher bereits gezeigt, dass diese internalisiert werden müssen, damit sich ein optimaler Konsum einstellt. Aber wie hoch darf dieser Energiekonsum sein? Dazu ist es notwendig, die Kosten und den Nutzen des Energiegebrauchs zu betrachten.

Der Grenznutzen der Primärenergie ist mit steigender verbrauchter Energiemenge abnehmend²² und die Grenzkosten der Energiebereitstellung gleichzeitig ansteigend. Die Grenzkosten sind deshalb ansteigend, weil sinnigerweise für einen geringen Primärenergiebedarf die günstigsten Energiequellen mit den günstigsten Fördermethoden eingesetzt würden. Mit zunehmendem Primärenergiebedarf müssen aufwendiger zu erschließende Energiequellen genutzt werden. Der Gewinn der Energienutzung ergibt sich aus der Differenz zwischen dem Nutzen und Kosten aller konsumierten Energieeinheiten.²³

Damit ist der Gewinn dann maximal, wenn für die letzte konsumierte Energieeinheit gilt:

Nutzen(Ei) = Kosten(Ei)

Daher lassen sich hieraus und aus der Grafik 4-1 zwei Aussagen treffen²⁴.

1) Es ist nicht gewinnmaximierend den Primärenergiebedarf gegen null tendieren zu lassen.

2) Der Gewinn der Gesellschaft wird nicht dadurch maximiert, dass der Primärenergiekonsum maximiert wird.

Grafik 4-1:       Gewinn der Primärenergienutzung

Es bleibt also wichtig, dass wir den Umweltbezug unserer Bemühungen weiterhin wahren. Eine grenzenlos und schonungslos verfolgte Energiesparpolitik ist weder in der Lage, unserem gesellschaftlichen Nutzen gerecht zu werden, noch die Umwelt wie gefordert und gewünscht zu schonen.

Damit wird aber keineswegs negiert, dass Energie gespart werden muss, so wie es zu Beginn unserer Energiesparbemühungen gefordert wurde. Denn die zuvor genannte Prämisse eines gesellschaftlich optimierten Energiekonsums war und ist immer noch verletzt, weil die Kosten inklusive der externen Effekte übersteigen den Nutzen unseres Energiekonsums.

Dazu ist es aber wichtig, dass sich nicht einzig darauf konzentriert wird, den Energiekonsum einzuengen.

Es müssen gleichzeitig zwei Eingriffe erfolgen.

1) spezifischen Nutzen erhöhen (Effizienz steigern):

Im Bereich eines hohen Energiekonsums ist der Grenznutzen des Konsums gering und es lassen sich auch Einsparpotenziale finden, die den Nutzen kaum bis gar nicht reduzieren.

Beispiele:

- Eine Glühbirne von 100 W liefert Lichtenergie als Nutzen. Der gleiche Nutzen kann aber auch mit einer 10-W-LED erreicht werden. Folglich können hier 90 % Primärenergie eingespart werden und dennoch der gleiche Nutzen an Lichtenergie erzielt werden.

Höhere Investitionskosten lassen sich durch die Energiekostenersparnis und die deutlich längeren Lebensdauern kompensieren. In diesem Beispiel würden sich Mehrkosten von 10 € bei einem Strompreis 0,15 €/kWh nach 740 Betriebsstunden amortisieren. Brennt die Lampe 1 h/Tag, wäre dies nach 2 Jahren erreicht. Dass solche Investitionen nicht getätigt werden, hängt oft mit der Art der Zeitpräferenz und den gegebenen Unsicherheiten zusammen.

- Wenn wir ein Gebäude bewohnen, dann ist es unser Bedürfnis, in einem thermisch behaglichen Raumklima zu leben. Dazu ist es notwendig, dass wir in den Wintermonaten heizen. Dabei wird unser Nutzen aber nicht dadurch maximiert, wenn wir mehr Primärenergie verheizen. Was den Nutzen anbelangt, so wird dieser lediglich durch das Raumklima bestimmt. Daraus resultiert auch die vernünftige Idee, die thermische Hülle der Gebäude besser gegen Wärmeverluste zu schützen.

In erster Näherung kann gesagt werden, dass wenn der Heizbedarf gesenkt wird, der Nutzen sogar gesteigert wird, weil kaltes Abstrahlen der Wände und der Fenster reduziert wird und dadurch die thermische Behaglichkeit bei gleicher Innentemperatur oder gar bei geringerer Raumtemperatur gesteigert werden kann. Hierin zeigt sich ein Synergieeffekt des Energiesparens. Allerdings muss hier besonders achtgegeben werden, weil nicht beliebig viel Energie eingespart werden kann, ohne dass negative Einflüsse zum Tragen kommen.

- Bei Automobilen wird ebenfalls nicht der Nutzen durch den Kraftstoffverbrauch bestimmt – allenfalls durch die PS-Zahl. Aus diesem Grund bietet sich auch hier die Möglichkeit, durch eine Effizienzsteigerung des Motors, den Energiebedarf bei gleichbleibendem Nutzen zu reduzieren.

Folglich ist Effizienzsteigerung eine wichtige Voraussetzung bei all unseren Grundbedürfnissen, auf die wir nicht verzichten können oder wollen. Dadurch steigt der Nutzen, den wir je eingesetzter Primärenergie erzielen.

Diese Art der Energieeinsparung ist deshalb die einfachste Form Energie einzusparen, weil der Nutzen der Entscheidungsträger nicht reduziert wird, wodurch die Akzeptanz bei der Bevölkerung deutlich vereinfacht wird. Allerdings wird die Effizienzsteigerung oft durch ökonomische Interessen der Individuen ausgebremst, insbesondere dann, wenn große externe Effekte bestehen, die nicht internalisiert werden.

Es gibt auch andere Hemmnisse, die den Entscheidungsträger von ökonomisch rationalen Investitionen abhalten können:

hohe Zeitpräferenz für zeitnahe Ausgaben und Einnahmen

irrationales Verhalten

mangelnde Information, verzerrte Wahrnehmung, fehlendes Bewusstsein für Einsparpotenzial; Investitionen können auf Rechnungen abgelesen werden, eingespartes Geld ist nicht sichtbar

Bequemlichkeiten, wie etwa „wir haben es noch immer so gemacht“

2) Energie einsparen, die keinen realen Nutzen schafft:

Nicht jeder Energiekonsum ist geeignet, einen signifikanten Nutzen zu schaffen. Aus diesem Grund kann Effizienzsteigerung auch nicht als einzige Antwort verstanden werden.

- Verkehrsstaus verursachen einen hohen Energiebedarf, ohne einen gesellschaftlichen Nutzen zu schaffen. Die Idee, Autos effizienter zu gestalten und gar mit Start-Stop-Funktion auszustatten hilft zweifellos, den Primärenergieverbrauch zu senken. Dennoch kostet der Verkehrsstau dann immer noch Nutzenergie, die keinen Nutzen schafft! Im Gegenteil, jeder Mensch, der in einem Verkehrsstau steckt, verliert einen Teil seiner Freizeit oder der Unternehmer Zeit, in der seine Mitarbeiter produktiv sind. Verkehrsstaus sind mit hohen gesellschaftlichen Kosten verbunden, die weit über den Treibstoffverbrauch hinausgehen.

Hier ist es angebracht darüber nachzudenken, wie der Nutzenergieverbrauch von Verkehrsstaus nahezu vollständig vermieden werden kann. Und dazu ist es notwendig, Verkehrsstaus von vornherein zu vermeiden.

Intelligente Verkehrsampeln, die helfen den Verkehr möglichst am Fließen zu halten und unnötige Standzeiten und Bremsvorgänge zu reduzieren, sind eine Möglichkeit unnützen Nutzenergieverbrauch zu vermeiden. Aber auch ein gut strukturierter öffentlicher Verkehr, der dem Nutzer auch individuelle Vorteile verschafft, hilft Staus zu reduzieren und steigert gleichzeitig die Effizienz des Treibstoffverbrauchs je Personenkilometer²⁵. Strafen bei Verstoß gegen das Einhalten des Mindestabstandes reduzieren direkt die Staugefahr, weil der Verkehr durch weniger starke Bremsungen nicht so leicht ins Stocken gerät und indirekt, weil die Gefahr von Verkehrsunfällen, die ebenfalls Staus hervorrufen, verringert wird²⁶.

Aber auch unser Kaufverhalten bzw. unsere Produktwahl verursacht Verschwendungen von Nutzenergie und Ressourcen, die kaum individuelle und negative gesellschaftliche Nutzen schaffen.

So ist beim Kauf von nicht aufladbaren Batterien der Energiegehalt der Batterie nur ein Bruchteil der Energie, die benötigt wird, um die Batterie zu produzieren, aufzuladen, zu transportieren und zu recyceln²⁷. Anders sieht die Bilanz aus, wenn wiederaufladbare Batterien verwendet werden. Auch wenn hier die Beladung der Batterien nicht so effizient ist, wie dies im Werk möglich ist, sieht die Gesamtenergiebilanz und Stoffbilanz deutlich besser aus, als bei einer einmalig genutzten Batterie. Obwohl es für den Nutzer kosteneffizient wäre, solche aufladbaren Batterien zu kaufen, sind viele aus Bequemlichkeit und mehr noch aus Gewohnheit nicht bereit auf die Wegwerfbatterien zu verzichten. Und dabei wäre nach der einmaligen Investition der Zeitaufwand für das Wiederaufladen geringer, als dafür alte Batterien zu entsorgen, neue zu kaufen, die Verpackung zu öffnen und zu entsorgen.

Als positiver Nebeneffekt wäre das Risiko geringer, keine nutzbaren Batterien zur Verfügung zu haben, nur weil Samstagsabends vergessen worden ist, welche einzukaufen. Wenn sie nur einmal vergessen, Batterien mitzubringen und deshalb zurückfahren müssen, haben sie so viel Zeit verbraucht, als wenn sie circa 150 Mal Batterien aufladen.

Bei diesem Beispiel zeigt sich, dass durch ökologische Verbesserungen auch ökonomische Vorteile entstehen können und es kann folgendes gesagt werden.

Durch geeignete Produktwahl lässt sich viel Energie einsparen, die keinen Nutzen schafft. Zum Teil lassen sich durch individuelle Konsumentscheidungen wichtige Signale setzen, aber auch signifikante ökologische Verbesserungen erreichen.

3) die Kosten der Nutzenergieproduktion senken:

Gleichzeitig ist es wichtig, die gesellschaftlichen Kosten der Nutzenergiegewinnung zu reduzieren. Also sollte man für die Produktion der Nutzenergie die Energiearten verwenden, die die geringsten Gesamtkosten verursachen.

Durch gleichzeitige Beeinflussung der Nutzen- und Kostenfunktion kann es durchaus sein, wie in Grafik 4-2 zu erkennen, dass es gesellschaftlich optimal ist, mehr Energie zu verbrauchen, als unter den gegebenen Randbedingungen²⁸ optimal wäre. Punkt B in der Grafik 4-2 legt den optimalen Energiekonsum fest, wenn die Grenzkosten der Energiegewinnung gesenkt werden. Dieser Konsum ist höher als in Punkt A mit den derzeitigen Grenzkosten. Dies scheint auf den ersten Blick einen Widerspruch zu der Forderung zu sein, Energie einzusparen. Wobei hier klar gesagt werden muss, dass unser derzeitiger Energiekonsum derart hoch und ineffizient ist, dass wir noch viel Energie einsparen müssen, bevor wir uns dem optimalen Energiekonsum annähern. Dabei gilt:

Energieeffizienzsteigerung hilft gleichzeitig den Energieverbrauch zu senken und den optimalen Energieverbrauch zu erhöhen.

Eine Energieeffizienzsteigerung wird durch funktionsfähige Märkte mit internalisierten externen Effekten erreicht.

Zusammenfassend können folgende Prioritäten zum Sparen von Energie aufgeführt werden.

1) Energie einsparen, die negative Nutzen mit sich bringt

2) Energie einsparen, die keinen Nutzen schafft

3) Effizienz steigern

4) Energie einsparen, die einen geringen Nutzen schafft

Grafik 4-2:       Gewinn der Primärenergienutzung bei reduzierten Grenzkosten                   der Produktion

Wie viel Energie sparen und zu welchem Preis?

Während die zuvor aufgeführten Kategorien 1 und 2 relativ unkritische Energieeinsparungen darstellen, die einen mehr oder weniger großen ökologischen und ökonomischen Mehrgewinn für die Gesellschaft darstellen, muss bei den Kategorien 3 und 4 genauer aufgepasst werden, wie wir die Energieeinsparungen realisieren.

So darf es nicht sein, dass die Energieeinsparungen gesellschaftlich betrachtet mehr schaden als sie nutzen. Kritisch wird es überall dort, wo Energie eingespart wird und gleichzeitig eine Umweltbelastung durch Giftstoffe stattfindet. Dann ist es, wie anfangs diskutiert, nicht primär Energie, welche das Problem darstellt, sondern die Umweltbelastung und der Ressourcenverbrauch, welche für eine gesellschaftliche Optimierung von Relevanz sind.

Soll zum Beispiel die Effizienz von Verbrennungsmotoren hin zum thermodynamischen Optimum verbessert werden, dann resultiert dies darin, dass die Motoren mehr umweltschädliche Stickoxide produzieren und den positiven Effekt der Energieeinsparung verringern, zunichtemachen oder im schlimmsten Fall ins Gegenteil umdrehen.

Werden bei Gebäuden mit großem Einsatz von Chemikalien Fassaden geschützt, die hochdämmend die Umwelt schonen sollen, so ist das Ergebnis nichts weiter als Augenwischerei und zeugt davon, dass nicht verstanden wurde, warum Energie eingespart werden sollte.

Es darf keine Energie eingespart werden, die wenn sie eingespart wird, mehr gesellschaftlichen Kosten verursacht, als sie einspart.

Grenznutzen der Energieeinsparung ≥ Grenzkosten der Energieeinsparung

Ebenso besteht unter anderem bei Gebäuden oftmals das Missverständnis, dass die beste „erneuerbare Energie“ diejenige ist, die eingespart wird. Das stimmt im Idealfall, indem die Einsparung der Energie KEINE gesellschaftlichen Kosten verursacht. Fakt ist, wenn Gebäude gedämmt werden, fallen auch immer ökologische und ökonomische Kosten an. Und mit der zuvor getroffenen Aussage dürften die Grenzkosten so hoch sein, wie die Einsparung an Grenznutzen schafft. Dabei wird gern der Stand der Technik herangezogen, dass das Gebäude mit Erdgas beheizt ist. Aber diese naive Annahme verbirgt ein bedeutsames Potenzial. Es widerspricht der Optimalitätsbedingung des Energiekonsums der Gesellschaft, die besagt, dass Energiekonsum so lange gewinnmaximierend ist, wie die letzte konsumierte Einheit Nutzenergie i mehr Nutzen schafft, als ihre Produktion Kosten verursacht²⁹. Dabei ist der Nutzen der Einsparung der Energieeinheit i genauso hoch, wie die Kosten wären, um diese Einheit zu produzieren. Dabei wird sich dem gesellschaftlichen Optimum nur dann angenähert, wenn für die Energieproduktion jene Art gewählt wird, die die geringsten Kosten verursacht. Umgeformt ergibt sich:

Es darf nur solange Energie eingespart werden, wie die Kosten der letzten eingesparten Energieeinheit unter den Kosten der bestmöglichsten Nutzenergieproduktion liegen, die noch zur Verfügung steht.

Grenzkosten der Energieeinsparung ≤ minimale Grenzkosten der Energieproduktion

Damit ist die Aussage, dass jede eingesparte Energie den besten Umweltschutz bedeutet falsch. Denn genauso wie jede zusätzlich produzierte Nutzenergie mehr kostet als die vorige, so bringt jede zusätzlich eingesparte Energie weniger Nutzen als die vorige.

4.3. CO₂-Neutralität

Unter dem Deckmantel der CO₂-Neutralität wird viel verkauft. Aus diesem Grund beschäftigt sich dieses Kapitel damit, unter welchen Bedingungen diese erreicht wird. Und inwiefern es wirklich neutral oder als CO₂-arm bezeichnet werden müsste. Dazu wird einerseits untersucht, wo die Bilanzgrenze der Stoff- und Energieströme gelegt werden muss. Andererseits wird betrachtet, welchen Einfluss unser Handeln auf die CO₂-Konzentration unserer Atmosphäre hat.

Bei der Ermittlung der Potenziale unseres Öko- und Wirtschaftssystems haben wir bereits gesehen, dass es grundsätzlich zwei Arten gibt, um Biomasse zu nuten, die in der Darstellung 4-2 wiederzufinden sind.

1)       Biomasse → stoffliche Nutzung → energetische Nutzung

2)       Biomasse → energetische Nutzung

Beide Vorgehensweisen werden gerne und in Großbuchstaben als CO₂-neutral angepriesen und verkauft. Wird die Alternative der energetischen Nutzung gewählt obwohl eine stoffliche Nutzung möglich wäre, dann werden unsere nutzbaren Potenziale unnötig beschnitten, wie bereits im Kapitel über unsere Potenziale ausreichend thematisiert wurde.

In den zwei in der Darstellung 4-2 aufgezeigten Möglichkeiten zur Holznutzung erkennen wir die halb geschlossenen Kreisläufe beider Vorgehensweisen. Darin erkennen wir auch, dass die Kreisläufe für Mineralien, Wasser und CO₂ geschlossen sind. Der CO₂- und Wasserkreislauf ist über die Atmosphäre geschlossen. Der Kreislauf für Mineralien ist dann geschlossen, wenn die Reste der Biomassenutzung (Gärreste, Asche) zurück in den Wald beziehungsweise auf das Feld gebracht werden.

Darstellung 4-2:       Offener Kreislauf der Holznutzung

Hierbei dürfte aber jedem klar sein, dass dieser Prozess nicht ohne „Betriebsenergie“ abläuft. Biomasse muss geerntet, getrocknet, zerkleinert oder anderweitig aufbereitet werden und zwischen den Produktionsschritten transportiert werden.

Wird zum Beispiel Strom aus Nahrungsmittel gewonnen, wird etwa 0,1 Liter Diesel pro kWh produziertem elektrischem Strom für die vorgeschalteten Prozesse der eigentlichen Verstromung benötigt³⁰. Der Energiegehalt von 0,1 Liter Diesel entspricht circa 1 kWh. Mit dem Primärenergiefaktor für Diesel, denn auch Diesel wird aus Erdöl gewonnen und transportiert werden, ergibt dies in etwa 1,12 kWh an Primärenergiebedarf, der benötigt wird, um 1 kWh „regenerativen“ und „CO₂-neutralen“ Strom zu produzieren.

Auch die Pelletherstellung benötigt einen nicht unbedeutenden Teil an Primärenergie für Holzernte, Zerkleinerung, im schlimmsten Fall Trocknung, Pressen und schließlich Transport. Deshalb wird der Primärenergieverbrauch von Pellets mit 7 % angegeben. Aus diesem Grund kann bei der Pelletnutzung nach einer ersten Beurteilung bestenfalls von einer CO₂-armen Energiebereitstellung gesprochen werden.

Schauen wir uns nochmals die zwei unterschiedlichen Biomassenutzungen mit und ohne stoffliche Nutzung an. Beide werden einerseits durch den unterschiedlichen Ausnutzungsgrad der Potenziale und andererseits vor allem durch die Zeit geprägt. Letzteres wird in seiner Bedeutung oft unterschätzt. Betrachten wir deshalb den Einfluss unseres Handels auf den CO₂-Gehalt in der Atmosphäre.

CO₂ ist das Oxidationsprodukt von Kohlenstoff und Sauerstoff als Edukte. Einfacher ausgedrückt: CO₂ entsteht bei jeder Verbrennung, bei der in irgendeiner Weise Kohlenstoff beteiligt ist. Dabei ist es für die CO₂-Produktion vollständig unbedeutend ob Erdgas, Erdöl oder Holz als Rohstoff verwendet wird.

Unabhängig von der Kohlenstoffquelle gilt, dass bei der Verbrennung mit Luft Energie freigesetzt wird und CO₂ entsteht:

C + O₂ → CO₂ + Energie

Der einzige und gerne hervorgehobene Unterschied ist, dass bei der Verbrennung von Holz nur so viel CO₂ produziert wird, wie zuvor während dem Wachsen des Baumes mit Hilfe von Sonnenenergie aus der Atmosphäre aufgenommen wurde:

CO₂ + Sonnenenergie → C + O₂

Wobei C hier nur den atomaren Kohlenstoff bezeichnet soll, der Bestandteil des Moleküls ist, in dem der Kohlenstoff gespeichert ist³¹.

Es ist zu erkennen, dass das Wachstum von Biomasse den zur Verbrennung entgegengesetzt ablaufenden Prozess darstellt, aber ungleich länger dauert. Allein darauf bezogen von CO₂-Neutralität zu sprechen ist mehr als naiv. Mit der gleichen Logik sind auch Erdöl und Erdgas CO₂-neutral, denn auch hierbei handelt es sich um Biomasse, die sich im Lauf von mehreren Millionen Jahren in eine Flüssigkeit beziehungsweise in ein Gas umgewandelt oder aber zur Kohle verfestigt hat. Dabei ist in Erdöl, Erdgas oder Kohle nicht mehr und nicht weniger Kohlenstoff enthalten, als in der Biomasse vor mehreren Millionen Jahren gespeichert war.

CO₂-Neutralität muss somit etwas anderes bedeuten als schlichtweg das Schließen des CO₂-Kreislaufes, ansonsten wäre die Nutzung von fossilen Energien für den CO₂-Gehalt der Atmosphäre unproblematisch.

Und tatsächlich, wenn wir von CO₂-Neutralität sprechen, meinen wir bewusst oder unbewusst etwas anderes.

CO₂-Neutralität einer Handlung, eines Prozesses bedeutet, dass dadurch die CO₂-Konzentration der Atmosphäre sich gegenüber dem Ist-Zustand nicht verändert.

Dazu ist es aber zunächst wichtig, sich bewusst zu werden, woraus die CO₂-Konzentration in der Atmosphäre resultiert.

CO₂ ist ein Molekül, welches durch chemische Reaktionen ebenso entsteht, wie auch in ein anderes Produkt umgewandelt werden kann. Seine atomaren Bestandteile Kohlenstoff (C) und Sauerstoff (O) werden in ihrer Anzahl auf der Erde nicht nennenswert geändert und sind, ausgenommen von Meteoriten und „weggewehten“ Teilen der Atmosphäre, auf der Erde als konstant anzusehen. Es gibt lediglich zwei Prozesse, die die Atomanzahl eines Stoffes ändern. Erstens die Kernspaltung³² und zweitens die Kernfusion³³. Kohlenstoffatome sind bei diesen Reaktionen nicht beteiligt. Daraus schließen wir, dass wir die Anzahl der Atome C auf der Erde als konstant annehmen können.

Anzahl der Atome C = konstant

Diese Gleichung gilt zu jedem Zeitpunkt, unabhängig davon, wie viel fossile oder regenerative Stoffe wir verbrennen. Das Einzige, das wir damit beeinflussen, ist die Anzahl der einzelnen chemischen Stoffe.

Anzahl der Atome C =       + Kohlenstoff in Bäumen

                  + Kohlenstoff im Totholz

                  + Kohlenstoff in fossilen Energien

                  + Kohlenstoff in Holzprodukten

                  + Kohlenstoff in der Fauna³⁴

                  + restliche Kohlenstoffsenken                                    + CO₂

Wenn wir nun über eine CO₂-neutrale Energieversorgung nachdenken wollen, ist es unwichtig, Kohlenstoffsenken zu betrachten, die von der Energiewirtschaft nicht direkt beeinflusst werden. Dazu zählen die Anzahl der Tiere, Karbonate, Moore und andere, die wir allesamt in die Gruppe der restlichen Kohlenstoffsenken einordnen.

Bäume: lebende, wachsende oder ausgewachsene Bäume

Totholz: abgestorbene Äste und ganze Bäume, Restholz, das nach der Holzernte im Wald zurückbleibt

Fossile Energien³⁵: Biomasse, die vor Jahrmillionen in Erdgas, Erdöl oder Kohle umgewandelt wurde

Holzprodukte: Möbel, Bauholz, längerfristig genutztes Holz

Fauna (außer Bäume): Hecken, Grünschnitt, kurzlebige Biomasse

Restliche Kohlenstoffsenken: alle Kohlenstoffsenken³⁶, die zuvor nicht spezifisch aufgeführt wurden und nicht von der Energiewirtschaft direkt beeinflusst werden

Die Menge des auf der Erde vorhandenen CO₂ ergibt sich nach Umformen der zuvor aufgeführten Gleichung durch die Anzahl aller Kohlenstoffatome abzüglich der in Kohlenstoffsenken gebundenen Kohlenstoffe, wie in der Darstellung 4-3 zu erkennen.

Durch diese Darstellung der Beeinflussung der vorhandenen CO₂-Menge auf der Erde durch unsere Energiewirtschaft lassen sich die Auswirkungen einzelner Handlungen besser nachvollziehen.

Darstellung 4-3:       CO₂-Gehalt der Atmosphäre

Wir erkennen deutlich, warum die Nutzung von fossilen Energien zu einer Erhöhung der Menge an CO₂ führt. Denn die betreffende Kohlenstoffsenke wird ersatzlos aufgelöst und durch Verbrennung in CO₂ umgewandelt.

Werden Produkte, die aus Erdöl gewonnen werden, thermisch „recycelt“ wird die CO₂-Zunahme lediglich zeitlich verzögert aber keineswegs vermindert. Die stoffliche Nutzung fossiler Stoffe mit anschließendem thermischem Recycling stellt lediglich einen Mehrwert für die Ausnutzung nicht regenerativer Potenzialer dar.

Wird Holz aus dem Wald genommen und als Mobiliar oder Bauholz verwendet, findet lediglich eine Umschichtung innerhalb der unterschiedlichen Kohlenstoffsenken statt. Dieser Vorgang ist solange CO₂-neutral, wie das Holz stofflich genutzt wird. Wird das stofflich genutzte Holz nach der Nutzung thermisch recycelt, dann ist die CO₂-Auswirkung davon abhängig, ob die Summe der in den Bäumen, im Totholz und die in Holzprodukten gebundene Kohlenstoffmenge variiert oder nicht. Für die CO₂-Neutralität muss diese gebundene Kohlenstoffmenge konstant bleiben. Es muss gelten, dass:

C (Bäume) + C (Totholz) + C (Produktion) = konstant

Hier können zwei prinzipielle Fälle unterschieden werden:

1) Nutzung von näherungsweise ausgewachsenen lebenden Bäumen

Damit dieser Vorgang CO₂-neutral ist, muss der im Baum gebundene Kohlenstoff solange gebunden bleiben, bis ein Baum der anstatt des gefällten Baumes gepflanzt worden ist, die gleiche Biomasse aufweist, wie der gefällte Baum zur Zeit seiner Fällung. Dieser Vorgang kann zwischen 30 und 80 Jahren und mehr dauern. Ein Teil des Holzes darf bereits nach einigen Jahren energetisch genutzt werden³⁷, aber es sollte sich an dem Wachstum des Ersatzbaumes orientieren. Vergleicht man die Holzmasse eines 10-jährigen Baumes mit dem eines 80-jährigen, so wird schnell deutlich, wie wenig Holz bereits nach 10 Jahren den Stoffkreislauf verlassen darf, damit die CO₂-Neutralität gewahrt bleibt.

2) Nutzung von Totholz beziehungsweise Bäume am Ende ihrer Lebensdauer

Wird Holz genutzt, welches ansonsten von Menschen ungenutzt verrotten würde, so wird die Kohlenstoffsenke des Totholzes reduziert. Zur Aufrechterhaltung der CO₂-Neutralität muss die Kohlenstoffsenke somit solange anderweitig erhalten bleiben, wie der Kohlenstoff im Totholz gebunden gewesen wäre. Auch dieser Prozess ist mit vielen Jahren verbunden. Dabei dauert der Prozess manchmal so lange, wie der Baum zum Wachstum gebraucht hat. Erschwerend kommt hinzu, dass in einem intakten Ökosystem die toten Bäume nicht zwangsläufig vollständig zersetzt und in CO₂ umgewandelt werden. Ein Teil bleibt als kohlenstoffreicher Dauerhumus in der Erde erhalten. Aus diesem Grund ist es äußerst naiv und gar fahrlässig von CO₂-Neutralität zu sprechen, wenn Totholz als Energieträger verwendet wird. Wird dieses Holz zunächst stofflich mit einer möglichst langen Haltbarkeit genutzt und erst anschließend energetisch genutzt, so kann in gewisser Annäherung von CO₂-Neutralität gesprochen werden.

Bei Holz von Bäumen kann es sich nur dann um eine CO₂-neutrale Nutzung handeln, wenn der Kohlenstoff über eine lange Zeit stofflich gebunden bleibt, bevor es energetisch genutzt wird, ansonsten gehen der Erde zusätzliche Kohlenstoffsenken verloren.

Aus diesem Grund sind Pellets und Hackschnitzel, die aus dem Wald gewonnen werden, in keiner Weise als CO₂-neutral zu bezeichnen. Die Pellet- und Hackschnitzelnutzung ist allenfalls als CO₂-ärmer als die Erdgasnutzung zu bezeichnen, da letztere fossile Kohlenstoffsenken ersatzlos streicht.

Auch Pellets, die aus Sägespänen der holzverarbeitenden Industrie stammen, sind nicht CO₂-neutral, da hier die zeitweise Speicherung des Kohlenstoffes unterlassen wird.

Die Argumentation, dass es sich bei Sägespänen ohnehin um ein Abfallprodukt handelt, ist falsch, da es ausreichende Alternativen gibt, die eine zumindest zeitweise stoffliche Nutzung im Sinne eines möglichst CO₂-neutralen Kreislauf ermöglichen.

Sägespäne können verarbeitet werden zu:

Spanplatten (Möbel; Nutzungsdauer 5-30 Jahre)

Dämmplatten (ökologischer Dämmstoff!; Nutzungsdauer 30-50 Jahre)

Papier (1 Monat - 1 Jahr, ohne Recycling; mit Recycling deutlich länger)

Außerdem werden bei Pellets, aufgrund der hohen „Qualitätsanforderungen“ was den Restaschegehalt angeht, zu einem Großteil Stammhölzer verwendet, die über einen möglichst geringen Rindenanteil verfügen. Dabei ist dann in keiner Weise von CO₂-neutralen Energieträgern zu sprechen, weil hochqualitatives produktfähiges Holz ohne Zwischennutzung auf das exergetisch niedrigste Niveau gebracht wird, welches der Mensch nutzt – Raumwärme.

Pellets aus Stammholz ist der effizienteste Weg unsere Potenziale zu zerstören und gleichzeitig alle Chancen auf eine CO₂-neutrale Energieversorgung ungenutzt verstreichen zu lassen.

Außerdem wissen wir, dass unser Wirtschaftssystem unweigerlich CO₂ produziert und in die Atmosphäre ausstößt. Wenn wir darüber sprechen, welchen Einfluss unser Handeln auf die Umwelt hat, dann muss ganz klar gesagt werden, dass bei jeder Verbrennung von Holz ein Teil unseres Potenzials verschenkt wird CO₂ zu binden und damit einen Teil der negativen Auswirkung unseres Handels zu kompensieren.

Wenn wir behaupten, dass das Verbrennen von Holz CO₂-neutral ist, dann stellen wir es in dieser Hinsicht mit Solarthermie gleich, die ebenfalls CO₂-neutral ist und bei unserer CO₂-Bewertung absolut identisch behandelt wird.

Es sollte jedem klar sein, dass wenn wir Holz haben und Solarthermie zu Verfügung steht, dass nur Solarthermie CO₂-neutral sein kann. Sobald wir das Holz verbrennen entsteht unweigerlich CO₂. Es kann keine Argumentation geben, die rechtfertigt, dass Holzverbrennung ähnlich CO₂-neutral ist, wie Solarthermie. Das allein zeigt, wie wenig belastbar die gesamte Diskussion über CO₂-neutrale Holzverbrennung ist. Immer wenn nämlich Holz zur Verfügung steht, besteht die Möglichkeit, es in diesem Zustand zu belassen und es nicht zu verbrennen. Dadurch bleibt der darin gespeicherte Kohlenstoff gebunden und es entsteht kein CO₂. Die Wahrung dieser Kohlenstoffsenke stellt in jedem Fall die Opportunitätskosten der Holzverbrennung dar, die dadurch entstehen, dass ein Potenzial vernichtet wird, Kohlenstoff zu binden.

Nachdem wir zwei natürliche Kohlenstoffsenken betrachtet haben, wenden wir uns der „kurzlebigen“ Biomasse zu.

Wenn wir über kurzlebige Biomasse sprechen, dann wird bereits deutlich, dass hier keine längerfristige Kohlenstoffspeicherung in den lebenden Pflanzen stattfinden kann. Diese Art der Kohlenstoffsenke erneuert sich in kurzen Zyklen und schafft es dadurch, Kohlenstoff zu binden. Auch der Zersetzungsprozess ist bei der kurzlebigen Biomasse wegen der deutlich feineren Verteilung und dem höheren Verhältnis von Oberfläche zu Biomasse, verglichen mit einem Baumstamm, um ein Vielfaches schneller und unter Umständen vollständiger als bei Bäumen. Die Bedeutung der zwischenzeitlichen Kohlenstoffspeicherung ist bei kurzlebiger Biomasse somit weniger stark ausgeprägt.

Bei kurzlebiger Biomasse kann, abgesehen von der Prozessenergie, von einem näherungsweise CO₂-neutralen Kreislauf gesprochen werden, wenn der stofflich oder energetisch genutzten Biomasse die Möglichkeit geboten wird, sich zu erneuern.

Eine stoffliche Zwischennutzung übt sich hauptsächlich auf die Ausnutzung der dem Ökosystem zur Verfügung stehenden dauerhaften Potenziale aus.

Allerdings ist der Aufwand an Prozessenergie³⁸ für die Nutzung von kurzlebiger Biomasse sehr hoch im Verhältnis zu der gewonnenen Nutzenergie. Der CO₂-neutrale Kreislauf der Biomasse ist somit von untergeordneter Bedeutung für die CO₂-Neutralität der Energiegewinnung.

Deshalb ist es wichtig, drei typische Untergliederungen bezüglich ihrer CO₂-Wirkung zu untersuchen.

Die Kategorien, die wir im Folgenden unterscheiden, sind:

angepflanzte Biomasse zur Energiegewinnung

anfallende Biomasse aus der Landschaftspflege

anfallende Biomasse als Abfallprodukt nach der stofflichen Nutzung

Erneut ist es für die Auswirkung auf die CO₂-Konzentration in der Atmosphäre wichtig, dass die Auswirkungen unserer Handlungen überprüft werden. Dazu zählt dann aber nicht allein die Handlung an sich, sondern gegebenenfalls auch die unterlassene Handlung, die einen nicht unbedeutend großen Einfluss haben kann.

1) CO₂-Wirkung angepflanzter Biomasse zur Energiegewinnung

Handlung

Um kurzlebige Biomasse anzupflanzen, wie Mais, Raps, Grasschnitt, und zu ernten, wird sehr viel Prozessenergie benötigt. Für Anpflanzen, Düngen, Ernten, Aufbereiten und transportieren werden zwischen 0,1 und 0,18 Liter Diesel benötigt um 1 kWh elektrischen Strom aus der Biomasse gewinnen zu können. Die im Diesel gespeicherte Energie entspricht dabei circa 1 - 1,8 kWh, was einem Primärenergieverbrauch von 1,1 - 2 kWh entspricht. Somit ist der nicht regenerative Primärenergiewirkungsgrad bei maximal 90 %. Wird dann noch der Methanschlupf und die Produktion von dem klimaschädlichen Lachgas hinzugerechnet, wie in Darstellung 4-4 veranschaulicht, kann die Bilanz nicht mehr ausreichend gefälscht werden, um auf CO₂-Neutralität zu kommen³⁹.

Darstellung 4-4:       CO₂-Wirkung der energetischen Nutzung produzierter Biomasse

Zudem besteht die Gefahr, dass durch zu hohe Subventionen oder gesetzliche Vorschriften, zum Beispiel Mindestanteil an Biosprit im Benzin, ein fataler Anreiz für Ineffizienzen entsteht, der dazu führt, dass der bereits nicht CO₂-neutrale Anbau von „Energiepflanzen“ in weit entfernten Regionen der Welt stattfindet. Erstens fallen so hohe Primärenergieverbräuche wegen des Transportes an, und zweitens werden Wälder gerodet, und so verschwinden bedeutende Kohlenstoffsenken ersatzlos. In diesem Fall von CO₂-Neutralität zu sprechen ist blanker Hohn.

Unterlassene Handlung (Opportunitätskosten):

Aber auch wenn gleich vor Ort „Energiepflanzen“ angebaut werden, stellt sich die Frage, welche Alternative durch diese Vorgehensweise nicht realisiert werden kann. Nehmen wir an, wir hätten so viele Lebensmittel, dass wir nicht alle Ackerflächen zur Nahrungsmittelproduktion bräuchten, da auf der ganzen Welt kein Kind Hunger leidet. In diesem Fall besteht die Möglichkeit der nicht CO₂-neutralen Verstromung von Lebensmitteln. Oder aber wir nutzen die nicht benötigte Ackerfläche um Bäume anzupflanzen und diese in Waldflächen umzuwandeln, die wir, sobald die Bäume ausgewachsen sind, fortan als CO₂-neutrale Material- und Energielieferanten verwenden könnten. Dadurch würden wir eine bedeutende Kohlenstoffsenke schaffen und unsere dauerhaft nutzbaren Potenziale besser ausschöpfen. Generell besteht die Gefahr eines Missverständnisses, wenn davon gesprochen wird, dass Biomasse gespeicherte Sonnenenergie ist. Wird die in der Biomasse gespeicherte Energie mit der auf die Fläche eingestrahlte Sonnenenergie verglichen, so resultiert daraus ein Wirkungsgrad von 0,1 % bis 0,25 %.⁴⁰ Verglichen mit Photovoltaik, die einen Wirkungsgrad von 10 % bis 20 % aufweist, ist das verschwindend gering. Daraus wird deutlich, dass der Anbau von Biomasse zur Energieproduktion ein Irrsinn ist. Der geringste solare Wirkungsgrad, bezogen auf die Anbaufläche, unter den Biomasseproduktionen, stellt sich bei den angebauten kurzlebigen Nutzpflanzen dar. Dies erklärt sich dadurch, dass vor der Saat, zu Beginn des Wachstums und nach der Ernte das Sonnenlicht auf nackten Boden einstrahlt und sich nahezu vollständig in Wärme umwandelt. Nur wenn Sonnenlicht auf grüne Biomasse trifft, ist eine Umwandlung von Sonnenenergie in Biomasse überhaupt erst möglich. In Wäldern ist der Anteil der Sonnenenergie der auf photosyntesefähige Biomasse triff über das Jahr gesehen deutlich größer als bei Feldern, die abgeerntet werden.

Es gibt nicht einen einzigen Grund, der dafür spricht, Energiepflanzen anzubauen. Und das, was die Eltern ihren Kindern sagen: „Mit Essen spielt man nicht“, gilt in anderer Form auch für die Eltern: „Essen verbrennt man nicht!“

2) CO₂-Wirkung der Biomasse aus der Landschaftspflege

Handlung

Werden Gras-, Heckenschnitt oder kleine Äste aus der Landschaftspflege für die Energiegewinnung genutzt, so bedarf auch die Gewinnung dieser Biomasse Prozessenergie. Auch wenn gerne argumentiert wird, dass diese ohnehin anfällt, kann diese Biomasse nicht als gänzlich CO₂-neutral betrachtet werden. Hecken können mit Schnittgeräten von Fahrzeugen geschnitten und klein gehäckselt werden, sodass die Biomasse als Dünger unterhalb der Hecke liegen bleibt. Gras kann gemäht und gemulcht werden, sodass auch diese Biomasse vor Ort bleiben kann. Diese Art der Landschaftspflege stellt die einfachste, kostengünstigste und in Bezug zur eingesetzten Nutzenergie die sparsamste Variante dar. Soll die Biomasse energetisch genutzt werden, so muss sie aufgesammelt und anschließend dorthin transportiert werden, wo sie genutzt und gegebenenfalls aufbereitet⁴¹ wird Dieser Mehraufwand ist ebenfalls CO₂-wirksam, wie in Darstellung 4-5 zu aufgezeigt. Allerdings ist er bei Weitem geringer als bei „Energiepflanzen“, da das Aufbereiten der Ackerflächen, das Einsähen, Düngen und Ähnliches entfällt.

Es ist allerdings darauf zu achten, dass der Boden nicht an Nährstoffen verarmt, wenn zu viel Biomasse dem Kreislauf entzogen wird. Wird so viel Biomasse entzogen, dass künstlich nachgedüngt werden muss, so ist die Nutzung der Biomasse kritisch zu hinterfragen. Eine notwendig werdende Düngung sollte allenfalls mit natürlichem Dünger, wie Asche oder ausgedienten Substrat aus Biogasanlagen erfolgen.

Bei gemäßigter Nutzung der Biomasse aus der Landschaftspflege, insbesondere Gras- und Heckenschnitt, besteht zudem die Möglichkeit, dass sich ein Synergieeffekt dahingehend einstellt, dass im Vergleich zu gemulchten Rasenflächen weniger oft gemäht werden muss. Dies wirkt sich dann positiv auf die gesamte CO₂-Bilanz aus. Unter Umständen kann durch zeitweise Biomasseentnahme und zeitweisem Mulchen der Düngerbedarf entfallen und die Anzahl der Mähvorgänge dennoch reduziert werden. Aber auch hier dürfen die anfallenden Emissionen an Methan und anderen Klimagasen nicht außer Acht gelassen werden.

Darstellung 4-5:       CO₂-Wirkung der energetischen Nutzung von Biomasse aus             der Landschaftspflege

Bei der Nutzung von Biomasse aus der Landschaftspflege besteht die Möglichkeit, eine CO₂-arme Nutzenergieproduktion zu realisieren. Zudem lässt sich unter Umständen ein Teil der benötigten Prozessenergie durch Synergieeffekte kompensieren.

3) CO₂-Wirkung anfallender Biomasse als Abfallprodukt nach stofflicher Nutzung

Handlung

Bei kurzlebiger Biomasse, die nach der stofflichen Nutzung anfällt, wie zum Beispiel Gülle, Klärgas, Biomasse im Abfall aber auch verzehrte oder verdorbene Nahrungsmittel für Mensch und Tier ist der Aufwand der Beschaffung der Biomasse am geringsten. Dies gilt deshalb, weil sie ohnehin aus hygienischen Gründen entsorgt werden muss. Wobei hier die geringe energetische Qualität und die geringe Energiedichte der Biomasse oft einen Nachteil darstellen.

Unterlassene Handlung (Opportunitätskosten)

Der größte Vorteil, wenn diese Abfallbiomasse genutzt wird, besteht aber nicht hauptsächlich aus dem niedrigen CO₂-Ausstoß der Biomassegewinnung, sondern in dem eingesparten CO₂-äquivalenten Ausstoß, wenn auf die energetische Nutzung der Abfallbiomasse verzichtet wird. Denn hierbei sind die Opportunitätskosten einer Unterlassung der energetischen Nutzung derart hoch, dass auf die energetische Nutzung nicht verzichtet werden sollte.

Wird wie ansonsten üblich Gülle oder Mist auf die Felder ausgebracht, wird eine große Menge Methan und Lachgas frei, welches weitaus klimaschädlicher ist als CO₂. In einer Biogasanlage mit anschließender Verstromung wird der gespeicherte Kohlenstoff in CO₂ umgewandelt und somit ist die energetisch genutzte Abfallbiomasse weniger klimaschädlich, als wenn sie nicht genutzt würde. Beides ist in Darstellung 4-6 aufgezeigt.

Darstellung 4-6:       CO₂-Wirkung der energetischen Nutzung von Abfallbiomasse

In Kläranlagen fällt während einiger Reinigungsschritte Methan an, das genutzt werden muss, um den klimaschädlichen Methanausstoß zu vermeiden.

Wird Abfallbiomasse auf Deponien gebracht, fängt es auch dort an zu gären und es wird unter anderem Methan freigesetzt. Auch hier ist deshalb eine konsequente energetische Nutzung der Abfallbiomasse anzustreben. Ob dabei ein Verbrennungs- oder Vergärungsverfahren eingesetzt werden sollte, entscheidet sich dabei von der Art und Güte der Abfallbiomasse. Wobei im Falle der Vergärung in Biogasanlagen und in Kläranlagen auf einen möglichst geringen Methanschlupf zu achten ist. Auch sollte unterbunden werden, dass genutztes Substrat mit einem Restgehalt an Kohlenstoff nachvergären kann, ohne dass das noch geringfügig produzierte Methan aufgefangen und genutzt wird.

Grundsätzlich kann bei der kurzlebigen Biomasse gesagt werden, dass aufgrund der notwendigen Prozessenergie keine CO₂-neutrale energetische Nutzung möglich ist. Es gibt nur eine Form der kurzlebigen Biomasse, die es ermöglicht, klimaschädliche Gase einzusparen, die entstünden, wenn auf die energetische Nutzung verzichtet würde. Dies ist ausschließlich bei der Nutzung von Abfallbiomasse möglich. Zusätzlich gilt es noch die CO₂-arme Energiegewinnung aus Biomasse aus der Landschaftspflege, wo sich unter Umständen Synergieeffekte ergeben können.

Für alle, die mit Definitionen ihre Schwierigkeiten haben, anderweitig begriffsstutzig sind oder schlicht keine angemessene Erziehung genossen haben:

Frisch geernteter Mais, Sonnenblumen, Raps, Gras oder Klee sind kein Abfall!

4.4. Recycling

Wird von Recycling gesprochen, ist allgemein gemeint, dass ein Produkt oder Energiestrom zurück in unseren Wirtschaftskreislauf geführt wird. Dabei kann unterschieden werden zwischen

thermischem Recycling:

Das Produkt wird verbrannt und aus der im Produkt gespeicherten chemischen Energie kann Strom und/oder Nutzwärme gewonnen werden.

Stofflichem Recycling:

Das Produkt wird aufbereitet, gereinigt, geschmolzen oder in seinen Eigenschaften verändert, zerkleinert und im gleichen oder in einem andersartigen Produkt erneut verwendet.

Dabei stellt das stoffliche Recycling in Hinblick auf die Potenziale unseres Wirtschaftssystems die höherwertige Form des Recyclings dar und sollte dem thermischen Recycling nach Möglichkeit vorgezogen werden.

Mit Recycling können zwei Ziele gleichzeitig verfolgt und erreicht werden, nämlich ökologische aber auch ökonomische Interessen. Deshalb kann Recycling auch eine der kostengünstigsten Möglichkeiten sein, um die Umwelt zu schonen. Folglich lohnt es sich, bereits vor der Produkterstellung darüber nach zu denken, welchen Einfluss die Materialwahl und die Konstruktionsweise auf die späteren Recyclingmöglichkeiten ausüben.

Dabei geht es im Sinne der Umwelt darum, diese als Ressourcenlieferant und auch als Aufnahmemedium für Abfall und Giftstoffe zu entlasten.

Viel zu oft wird Recycling als ein der Nutzungsphase nachgelagerter Prozess verstanden. Doch bei den meisten Produkten sind die Möglichkeiten des Recyclings stark eingegrenzt, weil an sich recyclingfähiges Material in ungünstigen Kombinationen fest miteinander verbunden ist, sodass es kaum möglich ist, mit angemessenem Aufwand, die einzelnen Stoffe zurückzugewinnen.

Genauso kann es aber sein, dass Stoffe eingesetzt werden, die nicht recyclingfähig sind, obwohl es alternative Stoffe gibt, die eine ähnliche Produktqualität erlauben und zusätzlich nach der Nutzungsphase dem Wirtschaftssystem in höherer Qualität erhalten bleiben könnten.

Bei einer Kreislaufbetrachtung sind für die Umwelt zwei Betrachtungsweisen wichtig. Einerseits eine Wertstofferhaltung, die die Umwelt als Ressourcenlieferant entlastet und gleichzeitig die größten direkten wirtschaftlichen Vorteile mit sich bringen kann. Andererseits eine Abfall- und Giftstoffvermeidung, die die Umwelt als Aufnahmemedium für dergleichen entlastet und für die Gesellschaft die mit den Umweltbelastungen einhergehenden Einbußen der Lebensqualität verringern kann.

Hierbei gilt, wie in Darstellung 4-7 verdeutlicht, der Grundsatz, dass Abfall und umweltbelastende Stoffe mit höchster Priorität zu vermeiden sind. Erst wenn hierzu keine Maßnahmen Wirkung zeigen, ist darüber nachzudenken, wie diese Stoffe zu verwerten sind. Und als letzte und schlechteste Alternative bleibt die sachgemäße Beseitigung der Abfallstoffe übrig.

Leider bedingt der Einsatz mancher Stoffe eine unsachgemäße Beseitigung mit teils gravierenden Folgen für die Umwelt. Diese Stoffe der Recyclingbilanz nicht zu berücksichtigen bedeutet nichts anderes als den Prozess schönzurechnen. Gleichwohl es logisch erscheint, diese Stoffe mit zu betrachten, entspricht es in manchen Bereichen gängiger Praxis, dies nicht zu tun.

Darstellung 4-7:       Prioritäten bei der Reduktion von Schadstoffen

In diesem Sinne ist es wichtig, beim Recycling die Bilanzgrenzen der Betrachtung richtig zu legen, damit eben dieser Fehler vermieden wird. Die einfachste Herangehensweise ist es, sich ausschließlich mit dem Abfallprodukt am Ende der Nutzungsdauer des Produktes zu beschäftigen, wie es in der Darstellung 4-8, die Bilanzgrenze der eingeschränkten Sichtweise veranschaulicht. Dies ist dann sinnvoll, wenn über Abfallrecycling gesprochen wird, welches sich mit bereits produzierten Produkten beschäftigt. Diese eingeschränkte Sichtweise erlaubt es aber nicht die bereits während der Produktion und der Nutzung entstandenen und unter Umständen irreversiblen Umweltbelastungen zu berücksichtigen. Deshalb ist es wichtig, wenn über Produktrecycling gesprochen wird, die Bilanzgrenze um alle an dem Produkt beteiligten Prozesse wie Produktion, Nutzung, Erneuerung, Renovierung und Instandsetzung zu legen. Diese wird in der Darstellung 4-8 als Bilanzgrenze der vollständigen Produktbetrachtung bezeichnet. Nur so erhält man einen aussagekräftigen Einblick auf die Recyclingfähigkeit eines Produktes und es erlaubt, zwei Produkte dahingehend zu unterscheiden, dass das Produkt mit den geringsten Umweltbelastungen gewählt werden kann.

Wird auf die vollständige Betrachtung verzichtet, wird der umweltwirksame Einfluss eines Produktes verzerrt. So kann es durchaus sein, dass ein Produkt am Ende seiner Lebensdauer nahezu vollständig recycelt werden kann und dennoch für die Umwelt nachteiliger ist, wie ein Produkt, dessen recyclingfähiger Anteil am Ende seiner Lebensdauer vergleichsweise gering ist.

Ein rezentes Beispiel war die Kritik an Energiesparlampen.

Es wurde behauptet, dass die circa 3 mg Quecksilber, die in einer Energiesparlampe enthalten sind zu einer zusätzlichen Umweltbelastung führen als klassische Glühbirnen. Dabei wurde ausgeklammert, dass bei der Stromproduktion durch Kohlekraftwerke⁴² Quecksilber emittiert wird. Stellen wir die zwei Quecksilbermengen gegenüber. Einerseits haben wir 3 mg in Energiesparlampen. Elektrischer Strom wird in Deutschland zu circa 40 % in Kohlekraftwerken produziert, mit einem Quecksilberausstoß von 0,015 mg/kWh. Das ergibt circa 0,006 mg Quecksilber pro kWh elektrischem Strom mit dem die Umwelt belastet wird.

Darstellung 4-8:       Produktkreislauf

Wenn elektrischer Strom eingespart wird, kann dadurch auch der Quecksilberausstoß reduziert werden.

Eine Glühbirne von 100 W kann durch eine Energiesparlampen von 20 W ersetzt werden:

Schätzen wir die Stromeinsparungen durch eine Energiesparlampe die pro Tag 4 h leuchtet und das 300 Tage im Jahr:

(100 W – 20 W) * 4 h/d * 300 d/a       = 96 kWh

                              ≙ 0,576 mg/a

Somit ist nach 6 Jahren (oder 6250 Betriebsstunden) so viel Quecksilber eingespart worden, wie in den Energiesparlampen enthalten ist. Die Lebensdauer einer qualitativen Energiesparlampe liegt bei 10 000 h. Das bedeutet, dass eine Energiesparlampe während ihrer Lebensdauer 50 % mehr Quecksilber einspart als in ihr verarbeitet ist. Gleichzeitig wird Uran bei der Stromproduktion eingespart. Es wird weniger Cadmium, Nickel, Blei und Arsen in Kohlekraftwerken ausgestoßen. Es wird weniger CO₂ und weniger Stickoxide und Schwefeloxide in die Atmosphäre abgegeben. Und das Quecksilber in den Energiesparlampen gelangt nicht zwangsläufig in die Umwelt, denn wenn Lampen nicht zerbrechen und nicht in den Restmüll geschmissen werden, kann das Quecksilber zurückgewonnen werden. Leider handelt die Mehrzahl der Menschen derart egoistisch, dass sie lieber die Umwelt vergiftet, anstatt sich in ein Recyclingcenter zu bewegen.

Dieses Beispiel macht dennoch deutlich, dass es nicht ausreicht sich mit Restmüllproblematiken auseinander zu setzen, wenn dabei der restliche Produktzyklus aus den Augen verloren wird. Die Aussage der Umweltschädlichkeit von Energiesparlampen gegenüber von Glühbirnen war somit falsch. Sie gewinnt mit zunehmendem Anteil von erneuerbaren Energien an der Stromproduktion aber wieder an Gewicht.

Auch wenn nun gezeigt wurde, dass selbst eine unsachgemäß entsorgte Energiesparlampe für die Umwelt besser ist, als eine klassische Glühbirne, so sollte natürlich dennoch versucht werden, das Quecksilber in den Energiesparlampen zu vermeiden. Und durch das berechtigte Verbot der Glühbirnen haben LED´s einen Boom erfahren und verdrängen die quecksilberhaltigen Energiesparlampen und schonen somit noch weiter die Umwelt.

Neben den richtigen und ausreichend weit gefassten Bilanzgrenzen ist es auch wichtig, unterschiedliche Alternativen des Recyclings qualitativ voneinander abzugrenzen. Eine erste Unterscheidung zwischen stofflichem und thermischem Recycling wurde bereits getroffen, wonach das stoffliche Recycling vorzuziehen ist. Aber auch beim stofflichen Recycling gibt es qualitative Unterschiede.

Im Folgenden wollen wir drei Kategorien unterscheiden:

1) Wiederverwendung des Stoffes im gleichen Produkt

2) Verwertung des Stoffes in einem anderen Produkt

3) Wiederholte Nutzung im selben Produkt

Dabei unterscheidet sich die Qualität hauptsächlich durch die Güte des weiterverwerteten Stoffes sowie durch die Abhängigkeit des Recyclings eines Produktes von der Produktion anderer Produkte.

1) Die ideale Art des Recyclings ist diejenige, die es erlaubt den Ausgangsstoff A eines Produktes B, wie in Darstellung 4-9 zu sehen, wieder in gleicher Menge und gleicher Qualität zur Verfügung zu stellen.

Jedes Produkt, welches ein solches Recycling ermöglicht, kann Bestandteil eines nachhaltigen Systems sein, weil es die Materialressourcen unseres Ökosystems auf Dauer nicht reduziert. Das Einzige, das benötigt wird, um die dauerhafte Produktnutzung zu ermöglichen, ist eine gewisse Nutzenergiemenge bei jedem erneuten Recyclingprozess.

Der Stoffkreis ist vollständig geschlossen und kann durch Zufuhr von Energie dauerhaft aufrecht gehalten werden.

Es gibt Materialien, die eine solche Recyclingmöglichkeit begünstigen, sofern sie nicht in ungünstigen Kombinationen und/oder ungeeigneten Verbindungen eingebaut sind. Zum Beispiel lässt sich Glas entsprechend recyceln, genauso aber auch Metall⁴³. Wird aber Stahl in schwertrennbarer Weise mit Kupfer in Produkte integriert, wird ein Recycling sehr aufwendig. Kupfer darf nämlich nicht in eine Stahlschmelze gelangen, da ansonsten die Stahlqualität unwiderruflich minimiert wird.

Diese Form des Recyclings ist die ergiebigste Quelle hochqualitativer Rohstoffe und oftmals kostengünstiger als die Gewinnung neuer Rohstoffe aus der Natur. Der Anreiz, diese Stoffe im Kreislauf zu halten ist aus wirtschaftlichen Gründen sehr hoch. Allerdings haben Produzenten, die nicht direkt vom Recycling profitieren oder für die Qualitätsminderung der Rohstoffe nach dem Recycling ihrer Produkte aufkommen müssen, keinen Anreiz, bis auf die ökologische Verantwortung, ihre Produkte möglichst sortenrein zu entwickeln oder auf für das Recycling ungeeignete Verbindungsverfahren zu verzichten. Solange diese externen Kosten und Nutzen bestehen und nicht internalisiert werden, sind auch hierbei ineffiziente Produktkreisläufe zu erwarten.

Darstellung 4-9:       Möglichkeiten des Recyclings

2) Eine andere Möglichkeit ist es ein in Produkt D verarbeiteten Rohstoff C so zu recyceln, dass es in einem Produkt E wieder verwendet werden kann, ohne, dass zwischendurch der Rohstoff C wieder gewonnen wurde.

Ein Beispiel dafür ist, dass Beton am Ende der Produktlebensdauer, die oftmals wesentlich geringer ist als die Lebensdauer vom Beton, zerkleinert und als Füllmaterial, zum Beispiel im Straßenbau, oder als Kiesersatz in neuem Beton verwendet wird. Es ist allerdings nicht möglich aus altem Beton wieder die Grundstoffe des Betons zurück zu gewinnen, sodass daraus neuer Beton produziert werden kann. Zwar wird der Produktstoff wieder zurück in den Wirtschaftskreislauf geführt, aber:

- die Menge des benötigten Rohstoffes C für das Produkt D wird nicht reduziert. Das bedeutet, sofern endliche Rohstoffe verwendet werden, lässt sich der Kreislauf des Produktes D nicht dauerhaft aufrechterhalten.

- die Qualität des recycelten Produktes D ist im Allgemeinen geringer als die Qualität des Rohstoffes C. So ist Füllmaterial von einer deutlich geringeren Qualität als Zement.

- die Recyclingfähigkeit des Produktes D ist von der Nachfrage des gewinnbaren „Abfallstoffes“ abhängig. Übersteigt die Menge an Reststoffen des Produktes D die Nachfrage des „recycelten“ Stoffes für das Produkt E, so kann es nicht recycelt werden. E steht für alle Produkte in denen Teile von D verwendet werden können.

- fällt der recycelte Stoff in einer solchen Menge an, dass es näherungsweise als Abfall anfällt und nicht als wertvoller Rohstoff betrachtet werden kann, so beeinflusst es die Produktgestaltung von E dahingehend, dass möglicherweise auf recyclingfreundlichere Innovationen des Produktes E verzichtet wird.

Diese Problematik entsteht wiederum durch eine zu eng gefasste Bilanzgrenze, die wie in der Darstellung 4-8 aufgezeigt, dann entsteht, wenn ein Stoff in einem anderen Produkt außerhalb der Bilanzgrenze integriert wird. Deshalb entsteht dann an dieser Stelle die Problematik von Gutschriftverfahren, die später noch thematisiert wird.

Ein drastisches Beispiel von derartigem Recycling ist besonders in den USA vertreten. In Kohlekraftwerken sind neben Kohlenstoff auch in weit geringeren Konzentrationen Metalle vertreten. So zum Beispiel Quecksilber, Arsen, Cadmium aber auch Uran. In Kohlekraftwerken wird der Kohlenstoff zu CO₂ verbrannt. Nicht brennbare Stoffe bleiben entweder in der Asche zurück oder gelangen über Abgase in die Atmosphäre. In der Asche ist daher die Konzentration an Metallen deutlich höher als in der Kohle. Deshalb lässt sich hieraus Uran teilweise leichter gewinnen als in Uranminen. Wird das so gewonnene Uran in Kernkraftwerken verwendet, so handelt es sich definitionsbedingt um eine Form des Recyclings. In den Kernkraftwerken fallen dann aber hochkonzentrierte hoch radioaktive Abfallstoffe an, die die Umwelt mehr belasten, als wenn auf das „Recycling“ verzichtet worden wäre und eine regenerative Energieversorgung realisiert worden wäre.

Genauso ist das „Recyceln“ von Quecksilber kein ökologischer Mehrgewinn, wenn es erneut verwendet wird und dabei riskiert die Umwelt zu belasten, jedenfalls nicht, wenn durch die Nutzung von „recyceltem“ Quecksilber die Gelegenheit ungenutzt bleibt einen alternativen ungefährlicheren Stoff zu verwenden. Als drastisches Beispiel rechtfertigt das Recycling von Quecksilber nicht die Produktion von Thermometern mit Quecksilber anstatt von Alkohol.

Bei Recycling von Produkten, die nicht in einem geschlossenen Kreislauf geführt werden, wird die Qualität der Materialressourcen im Allgemeinen fortwährend reduziert. Es bestehen mehr oder weniger starke Abhängigkeiten zu anderen Produkten, die wiederum in ihrer Entwicklung hin zu umweltfreundlicheren Produkten negativ beeinflusst werden können.

Es gibt aber auch Gegenbeispiele zur negativen Beeinflussung. Durch ein konsequentes Recycling von Sektkorken lassen sich die Rohstoff- und somit Produktkosten von Korkdämmstoffen reduzieren, wodurch Kunden eher verleitet sind einen ökologischen Dämmstoff zu kaufen und auf Produkte aus Erdöl zu verzichten⁴⁴.

3) als eine Unterform von den beiden vorgenannten Recyclingarten ist die Wiederverwendung von (Teil-)Komponenten des Produktes G zu nennen. Dadurch wird die benötigte Rohstoffmenge F für das Produkt G reduziert und es werden weniger Materialressourcen in ihrer Qualität verringert. So können Produkte erstellt werden, die so konstruiert sind, dass sie vollständig und ohne zusätzlichen Produktionsschritt, von Reinigung und Transport abgesehen, wieder verwendet werden können. Beispiele hierfür sind Mehrwegflaschen oder aufladbare Batterien. Es können aber auch Teile des alten Produktes für ein neues Produkt beziehungsweise eine erneute Verwendung benutzt werden. Zum Beispiel kann bei einem alten und defekten Rasenmäher das Messer und der Motor ausgetaucht werden. Dadurch entfällt der Materialaufwand der Herstellung eines neuen Gefährtes, welches eine wesentlich höhere Lebensdauer aufweist. Ein weiteres markantes Beispiel ist das Grundsanieren von alten Gebäuden, wo das Material für das Errichten der Mauern gegenüber einem Neubau eingespart wird. Als anderes Beispiel ist Second hand zu nennen, wobei hier kaum mehr als ein Waschvorgang notwendig ist um ein neu nutzbares Produkt zu schaffen. Bei Rasierklingen können austauschbare Klingen verwendet werden anstatt Einwegrasierer zu verwenden. Beim Recycling zeigt sich schnell, dass vor allem der Käufer entscheidet, was möglich ist und was nicht.

Grundsätzlich stellt aber auch die Mehrfachnutzung das gleiche Problem dar, dass wenn es sich, wie es in der Darstellung 4-8 verdeutlicht wurde, um einen offenen Kreislauf handelt und endliche Ressourcen verwendet werden, durch die Produktion von G die nutzbaren Ressourcen in ihrer Qualität und/oder Menge verringert werden.

Für die zielgerichtete Betrachtung eines ökologischen Recyclings ist es wichtig, alle umweltrelevanten Stoffe eines Produkts von Entstehung, Nutzung und Rückbau zu betrachten. Wenn „recycelte“ Stoffe in einen anderen Produktkreislauf überführt werden, darf nicht leichtfertig ein ökologisches Optimum angenommen werden. Negative Wechselwirkung insbesondere durch Abhängigkeiten und preisgünstige „Abfallstoffe“ können ökologische Innovationen hemmen.

Optimal ist die Bilanzgrenze soweit zu fassen, dass keine Stoffströme die Bilanzgrenze verlassen oder eintreten, die nicht direkt aus der Umwelt entstammen oder ihr zugeführt werden. Nur dann sind Alternativen untereinander unverzerrt vergleichbar.

4.5. Ökologisches Bauen

Ökologisches Bauen ist für viele mit einer Holzblockhütte oder mit Lehm beworfenen Strohwänden gleich zu setzen. Sicherlich gibt es Einsatzgebiete für diese Materalien und sie erfüllen auch ihre Funktion. Dieses Thema sollte dennoch nicht bei der Materialwahl beginnen. Wenn wir uns ein bewohntes bzw. genutztes Gebäude anschauen, so besteht es aus drei Komponenten: Der Gebäudehülle, der integrierten Technik und dem Menschen. Ohne den Menschen macht es keinen Sinn über Gebäude zu sprechen, denn ohne den Menschen ist ein Gebäude kein Gebäude, sondern ein Kunstobjekt.

Ökologisches Bauen bedeutet mehr als nur die Auswahl ökologischer Materialien. Der Grund, warum der Mensch Häuser baut, besteht nämlich nicht allein daraus, dass er Schutz innerhalb der eigenen vier Wände sucht, sondern auch darin, dass er sich ein behagliches Klima schaffen möchte, in dem er leben kann und möchte.

Dieses Bedürfnis muss auch ein ökologisch gebautes Haus erfüllen. Insofern muss der umweltwirksame Energiebedarf und der technische Aufwand mit berücksichtigt werden. Dazu ist es wichtig zu begreifen, dass die Technik den Menschen unterstützt, gewünschte Bedingungen zu erreichen. Je weniger der Mensch bereit ist, selbst regelnd einzugreifen, umso höher wird der Bedarf an Technik und somit auch an Energie sein. Wenn also ein Gebäude so gebaut wird, dass es vom Menschen unabhängig gewünschte Parameter erreicht, dann kann es sich nicht um ein ökologisches Gebäude handeln. Allenfalls können ökologische Aspekte berücksichtigt werden. Für eine ökologische Gesamtbetrachtung ist es aber wichtig, den gesamten Kreislauf von Produktion, Nutzung und Reduktion⁴⁵ entsprechend ihrer Umweltwirkung zu berücksichtigen.

Der Einfluss für die Umwelt beginnt bei der Produktion der notwendigen Materialien, deren Transport und der Konstruktionsphase, noch bevor das Gebäude errichtet ist. Dabei gibt es unterschiedliche Wirkungsweisen, wie die Umwelt geschädigt wird. Einerseits werden endliche Ressourcen benötigt, und zwar in der Höhe, wie diese nicht nach der Nutzung wieder in identischer Qualität wieder zurückgewonnen werden können und/oder nicht in der gleichen Produktgattung wieder verwendet werden können. Andererseits wird Energie benötigt, die aber zum Teil aus regenerativen Energien hergestellt werden kann und somit kann der Energieverbrauch sehr unterschiedliche Umweltwirkungen aufweisen. Wobei ein höherer Energieverbrauch an erneuerbaren Energien der Entnahme von endlichen Ressourcen generell vorzuziehen ist. Dies würde auch energieintensivere Recyclingmaterialien rechtfertigen. Letztlich aber ein meist vernachlässigter Effekt der Produktgewinnung und Nutzung ist der Giftstoffeintrag in die Natur, der kaum bis gar nicht reversibel ist. Dies gilt beispielsweise bei Dämmmaterialien, die mit giftigen Bioziden und Flammschutzmitteln behandelt sind. Diese waschen sich mit der Zeit aus, und gelangen in die Erde und das Wasser. Hier zu behaupten, dass das Dämmmaterial noch der Nutzung „vollständig“ recycelt wird ist lächerlich. Der Schaden ist bereits erfolgt und er ist irreparabel.

Die Nutzungsphase bei Gebäuden ist mit Abstand die längste Phase und ist entsprechend für den gesamten Zyklus entscheidend und der Umwelteinfluss wird durch den Effekt des Energiekonsums aber auch von dem Giftstoffeintrag in die Natur geprägt. Hierfür ist auch der anfallende Renovierungsbedarf zu berücksichtigen. Oftmals wird dem negativen Einfluss von Bioziden, Fungiziden und Brandschutzmitteln, die durch den Regen aus der Außenfassade gewaschen werden keine Beachtung geschenkt. Gerne wird argumentiert, dass Energiesparen den Einsatz von Giftstoffen rechtfertigt. Allerdings stellt der Energiekonsum an sich keinen Umweltbezug dar, da unterschiedliche Energiequellen unterschiedliche Umweltwirkungen erzielen und somit nicht pauschal gesagt werden kann, dass jeder Energiekonsum nach Möglichkeit zu unterbinden sei. Wenn durch Giftstoffeinsatz Energie gespart werden soll, ist es so als würde versucht werden die Selbstmordversuche zu unterbinden, indem es unter Todesstrafe gesetzt würde.

Am Ende des Lebenszyklus folgt der meist bei der Planung unberücksichtigte Abriss und letztlich die Reduktion der Materialen, die idealerweise erneut dem Produktionsprozess zugeführt werden sollten. Auch hier entstehen wieder Umwelteinflüsse und der Ressourcenverbrauch, der durch die Materialwahl und Konstruktionsweise zu Beginn entscheidend geprägt wurde, wird endgültig besiegelt.

Wenn wir nun mit einer Optimierung der Kreislaufwirtschaft beginnen wollen, wird schnell klar, dass es schwer wird zu entscheiden, wo wir anfangen sollen. Denn eine Verbesserung in einer Phase kann oft mehrere andere Phasen negativ beeinflussen.

Um zum Beispiel den Umwelteinfluss durch die Produktion zu verringern, sollten bevorzugt Materialien mit hoher örtlicher Verfügbarkeit zum Einsatz kommen. Durch Verwenden von Recyclingmaterial, wie Kork oder Cellulose kann der Stoffkreislauf geschlossen werden und so reduziert sich der direkte Eingriff in die Natur und lange Transportwege entfallen.

Wie zuvor erwähnt ist die Nutzungsphase aufgrund ihrer langen Dauer die Bedeutendste und sollte im Fokus der Betrachtung stehen.

So sollte versucht werden, die Nutzungsdauer zu erhöhen, indem das Gebäude auch in Zukunft nach Möglichkeit zeitgemäß ist, unter anderem weil es energetisch, das heißt vor allem auch, was die Betriebskosten angeht, optimiert ist und zugleich den Komfort- und Ästhetikvorstellungen zukünftiger Generationen gerecht werden kann, da sie es sein werden, die entscheiden, wann es abgerissen wird.

In dieser Hinsicht sollten Aspekte, wie die Werterhaltung berücksichtigt werden, um einen Neubau für lange Zeit wirtschaftlich unnötig zu machen. Auch der Wartungsbedarf stellt in Bezug auf die Nutzungsdauer ein wichtiges Kriterium dar. Im Bereich der Bürogebäude ist es zudem wichtig, den potenziellen Nutzern weitestgehend Flexibilität einzuräumen, da ansonsten wandelnde Bedürfnisse dazu führen, dass intakte und funktionsfähige Gebäude abgerissen werden müssen, um neue Nutzer aufnehmen zu können. Das heißt, wir sollten uns entscheiden und das unabhängig davon, ob es privat oder gewerblich genutzte Gebäude sind, ob wir ein lebenslang nutzbares Produkt wollen oder in einer einzelteiloptimierten Wegwerfgesellschaft leben wollen.

Die Phasen von Materialwahl, Konstruktionsweise und Abriss sollten auf keinen Fall einzeln betrachtet werden, da sie sehr stark miteinander verknüpft sind. So sollte vor Baubeginn die Materialwahl und Konstruktionsweise so gewählt werden, dass die eingesetzten endlichen Ressourcen weitestgehend geschont bleiben. Und dafür ist es wichtig, dass die Materialien leicht austauschbar, gut trennbar und vor allem nicht fest miteinander verbunden sind. Besonders Verbundkonstruktionen und Kombinationen von Materialien mit unterschiedlicher Lebensdauer sind zu vermeiden. Ansonsten gelangt noch nutzbares Material unnötig früh in den Recyclingprozess.

Wenn wir im Folgenden von ökologischen Gebäuden sprechen, meinen wir damit das Gesamtkonzept, indem die Bedürfnisse der Nutzer aber auch deren Benehmen mit integriert ist. In einem solchen Konzept müssen drei Aspekte berücksichtigt werden:

Bedürfnis/Eigenverantwortung der Nutzer

Technikbedarf und Umweltwirkung des Energiebedarfes

Umweltwirkung der Baustoffe (Ressourcenausbeutung, Giftstoffe)

Die Herangehensweise bei der Ermittlung der Anforderungen der Nutzer muss sich dabei entgegen dem Trend nicht darauf konzentrieren, welche Bedürfnisse erfüllt werden müssen. Ebenso wichtig ist es, welche Bedürfnisse nicht erfüllt sein müssen. Mit dem heutigen allgemeinen Verständnis muss alles überdimensioniert werden, damit unter allen Umständen für alle sinnvollen und weniger sinnvollen Ansprüche die Technik diese befriedigt. Sinnbildlich bedeutet das, den Motor eines Autos so zu dimensionieren, dass man voll beladen mit gezogener Handbremse und Gegenwind mit 200 km/h auf der Autobahn bergauf fahren kann.

Ein einfaches Beispiel dafür ist die Raumtemperatur, die bei 22 °C von den meisten als angenehm empfunden wird. Sollte daraus geschlussfolgert werden, dass eine Innentemperatur von 21-22 °C für den Komfort notwendig ist, etwas das aus Bequemlichkeit viel zu häufig passiert, dann hat dies als Konsequenz, dass ab 23 °C gekühlt und ab 20 °C geheizt werden muss. Weil Regelungen aber nicht ganz präzise sein können und das Kühl- sowie das Heizsystem über eine gewisse Trägheit verfügen, muss die Klimaanlage teilweise Wärmeenergie abführen, die das Heizsystem kurz vorher bereitgestellt hat.

Außerdem führt eine höhere Rauminnentemperatur zu höheren Verlusten. Pro zusätzliches Grad Celsius Innentemperatur steigt der Heizwärmebedarf um circa 6 %.

Der Mensch hat seit Jahrtausenden das Bewusstsein und das Verständnis sich der Umgebung angepasst zu bekleiden. Doch in der Neuzeit haben wir scheinbar den Kontakt zur Außenwelt verloren. Zwischen unserem Wohnort, der Anfahrt in einer vollklimatisierten Blechlawine und unserem Arbeitsplatz sind nur wenige Sekunden, wenn überhaupt, an Aufenthalt in der Außenwelt vorgesehen. Folglich erachten nicht Wenige es als selbstverständlich, dass wir im Winter kurzärmelig und in Röcken in den Büros sitzen. Ist es uns zu kalt, wird die Beheizung bemängelt aber nicht unser Verhalten kritisch betrachtet. Wir erwarten Energieverbrauch, um uns die Bequemlichkeit zu erlauben, keinen Pullover anziehen zu müssen. Im Gegensatz dazu halten wir im Sommer daran fest, einen Anzug zu tragen und unsere eigene kleiderbedingte Überhitzung durch Kältemaschinen zu unterbinden. Frei nach dem Motto: warum einfach, wenn es auch kompliziert geht.

Deshalb ist es wichtig, sich die Frage zu stellen, ob Rock und kurzes Hemd im Winter zeitgemäß sind und ob Innentemperaturen die von Jahreszeiten unabhängig konstant sind, ein Luxus ist, den wir brauchen oder überhaupt wollen, wenn wir uns der Konsequenzen bewusst sind.

Aber nicht nur der Mensch ist hierbei gefragt, sondern auch die Wahl der Technik ist wichtig, weil sie die notwendige Temperatur, die für ein behagliches Raumklima notwendig ist, stark beeinflussen kann. Zugluft und kalt abstrahlende Oberflächen erhöhen die notwendige Temperatur im Winter und lassen auch Innentemperaturen von 20-21 °C unangenehm kühl erscheinen. Im Sommer dagegen sorgt eine hohe Luftfeuchtigkeit dafür, dass erträgliche Temperaturen erdrückend wirken. In diesen Zeiten ist es wichtig, die Luft ausreichend zu entfeuchten, sodass der Raum nicht auf zu niedrige Temperaturen gekühlt werden muss.

Werden die Stundenwerte des Außenklimas in unserer Region in der Grafik 4-3 betrachtet, so ist festzustellen, dass die Außentemperatur in circa 85 % des Jahres zu kalt ist. Somit ist es erklärlich, dass bei Wohnungsbauten vermehrt auf Wärmeschutz gesetzt wird, um den Energiebedarf für das Heizen zu senken. Gleichzeitig benötigen aber Bürogebäude selbst bei niedrigen Außentemperaturen Energie zum Kühlen.

Das bedeutet folglich, dass hier zwangsläufig unterschiedliche Konzepte verfolgt werden müssen, da die Anforderung auch ansonsten grundlegend unterschiedlich sind. Aus diesem Grund werden im Folgenden wahlweise zwei Beispieltypen aufgeführt, wohlwissend, dass es unzählige Sonderfälle gibt.

Privatwohnungen

So geht der Anspruch bei Wohnungen in die Richtung, dass die Wärmeenergie möglichst im Gebäudeinneren bleibt. Ein guter Dämmwert ist hier eine wichtige, aber nicht die einzige Voraussetzung. Unkontrollierte Lüftungsverluste durch undichte Stellen sorgen für Wärmeverluste und für vereinzelt kalte Stellen in der thermischen Hülle, durch die auch Feuchtigkeitsschäden hervorgerufen werden können. Unkontrollierte Lüftungsverluste sorgen im Winter neben den zusätzlichen Wärmeverlusten auch dafür, dass die Luft im Rauminneren austrocknet. Weil die Gebäude inzwischen so dicht sind und die wenigsten Nutzer im Winter ausreichend lüften würden, wurde es notwendig Lüftungsanlagen vorzusehen um einerseits Schimmelbildung zu unterbinden und die Wärmeverluste durch Wärmerückgewinnung aus der Abluft zu reduzieren. Zwar gibt es Beschwerden, dass insbesondere bei Passivhäusern die Luft im Winter zu trocken ist, aber das liegt nicht an den Lüftungsanlagen. Diese nehmen keine Feuchtigkeit aus der Luft. Es hat vielmehr damit zu tun, dass zu viel Luft ausgetauscht wird und die Rauminnentemperaturen zu hoch sind. Es mangelt, nicht zuletzt dank der Technik, an einem Verständnis unserer Umwelt. Eine Drosselung der Luftmenge oder eine stundenweise Abschaltung der Lüftungsanlage würde hier Wunder bewirken. Denn das Problem liegt darin, dass wenn Luft bei -5 °C selbst wenn sie mit Wasser gesättigt ist⁴⁶ nur 2,5 Gramm Wasser pro kg Luft enthält. Wird diese Luft in das Haus geführt und auf 22 °C aufgeheizt so ist die relative Luftfeuchtigkeit⁴⁷ nur noch bei 15 % also viel zu trocken. Wird der Luftaustausch im Winter bei sehr kalten Außentemperaturen reduziert, kann der Wasserertrag durch Kochen, Zimmerpflanzen und das Badezimmer die Wasserverluste kompensieren und die relative Feuchtigkeit auf einem erträglichen Niveau halten.

Weil höhere Wandinnentemperaturen der Behaglichkeit im Winter zu Gute kommen, bietet sich Holz als innere Oberfläche an, weil sich dessen Oberflächentemperatur schnell der Innentemperatur anpasst. Damit lässt sich hier Behaglichkeit, Energiesparen und ökologische Materialwahl leicht vereinen. Holz ermöglicht es an dieser Stelle, die Raumtemperatur zu senken, ohne dass darunter der Komfort leidet. Es wird ermöglicht Räume, die nur zeitweise genutzt werden auch nur bei Bedarf zu heizen, weil keine hohe thermische Trägheit vorhanden ist, die sich einer raschen Temperaturerhöhung entgegensetzt.

Stellen wir diesem Beispiel eine Lüftungsanlage entgegen, welche aus dem gleichen Ziel, dem Energiesparen, betrieben wird. Ein Grund warum sie bei Neubauten erforderlich ist, liegt daran, dass sie die Wärme der Ablauft für die Vorwärmung der Zuluft nutzt und dadurch hilft Wärmeverluste zu verringern. Die Lüftungsanlagen werden deshalb ganzjährig betrieben. Bei einem Energiebedarf von 50 W der Lüftungsanlage entstehen im Jahr Stromkosten von etwa 50 €. Dabei liegen die Heizkosten bei einem Passivhaus bei knapp unter 200 €. Dabei beschränkt sich der energetische Nutzen der Lüftungsanlage nur auf jene Stunden, da es draußen kalt ist. Ab Temperaturen von 12-15 °C sprich 3 000 Stunden im Jahr läuft die Lüftungsanlage und verbraucht nur Strom, spart aber keine Energie ein. Allein um diesen unnützen Stromverbrauch zu kompensieren, müsste jedes Haus mit einer solchen Anlage 1,3 m² Photovoltaik auf dem Dach haben.

Grafik 4-3:      Stundenwerte der Außentemperaturen während eines Jahres

Bürogebäude

Bei Bürogebäuden ist es die meiste Zeit des Jahres nötig zu kühlen. Selbst an kühlen Tagen steigen aufgrund der internen Lasten von Mensch, Computer, Licht und so weiter, die Innentemperaturen rasch an und es muss gekühlt werden. Dieses Problem stellt sich auch an Tagen, in denen das Gebäude in den Morgenstunden beheizt werden muss, weil es über Nacht zu sehr ausgekühlt ist. Besonders für den Fall ist es neben einem ausreichenden Wärmeschutz wichtig, dass das Gebäude über ausreichend Speichermasse verfügt, welche thermisch aktiviert werden kann. Insbesondere die Speichermasse in den Decken ist wichtig, da hier die höchsten Temperaturen vorliegen.

Aus diesem Grund ist es wichtig, dass die Speichermasse der Decken nicht durch thermisch leichte, abgehängte Decken isoliert wird und die Wärmespeicherung damit unterbunden wird.

Durch eine solche thermische Speicherung sinkt der Kühlbedarf während des Tages, da überschüssige Wärme zwischengespeichert wird, und während der Nacht einen Teil der Wärmeverluste kompensiert und so den Heizbedarf in den Morgenstunden reduziert. Hier wird ein besonderer Zusammenhang ersichtlich, nämlich der, dass die Nutzeranforderung beziehungsweise ein falsches Verständnis des erforderlichen Raumklimas große Auswirkungen auf den Energiekonsum eines Gebäudes ausübt. Wird nämlich davon ausgegangen, dass eine konstante Raumtemperatur von 22 °C ganzjährig nötig ist, so wäre es unmöglich ein Gebäude zu errichten, welches thermische Energie bei hohen internen Lasten speichert und es in Zeiten mit überwiegend Wärmeverlusten zur Verfügung stellt. Ein solches System kann nur dann funktionieren, wenn Temperaturunterschiede zulässig sind. Die Bequemlichkeit auf Kleider zu verzichten, um geringe Temperaturunterschiede zwischen den Morgen- und Abendstunden zu kompensieren kann den Unterschied machen, dass geheizt und gekühlt werden muss, obwohl beides

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