Logo Leibniz Universität Hannover
Logo: PZH - Produktionstechnisches Zentrum Hannover
Logo Leibniz Universität Hannover
Logo: PZH - Produktionstechnisches Zentrum Hannover
  • Zielgruppen
  • Suche
 

Datencheck zur Seite www.produktionundgesellschaft.de

Hier finden Sie die regelmäßig aktualisierten Daten und Hintergründen zu den Fragen der interaktiven Seite. Stand: November 2016

Erstens: Material

Die aktuelle Jahresstahlproduktion lässt sich aus folgendem Stahlproduktionsbericht vom Oktober 2016 „ISSB Monthly World Steel Production Review”
http://www.steelonthenet.com/production.html für 2016 abschätzen (abgerufen am 18. Oktober 2016): “Crude steel production in August was estimated to be 134 million tonnes, according to the 66 countries reporting to the World Steel Association, an increase of 1.9% from August 2015”.
Hochgerechnet auf 12 Monate sind das 1608 Mrd kg. Bei 7,4 Mrd Menschen macht das 217 kg produzierten Stahl pro Mensch.

Die Energie, die für die Erzeugung dieser Stahlmenge erforderlich ist, ist, als grobe Schätzung ohne Recyclinganteile, online im Buch „Sustainable Materials with both eyes open“ http://withbotheyesopen.com/read.php?c=2  auf Seite 26 mit 35 GJ pro Tonne angegeben.
35 GJ/Tonne  entsprechen 9,72 MWh/Tonne
Es werden 2016 – siehe oben – 1,608 * 10hoch9 Tonnen  produziert.
Also 9,72 MWh/Tonne * 1,61 * 10h9 Tonnen = 15,65 Mrd MWh

Die Kraftwerke (rechnerisch), die man nur für die Energieerzeugung für die Herstellung von gut 200 kg Stahl pro Mensch pro Jahr braucht, müssen also eine Leistung erbringen von rund 15 Mrd MWh / (24 * 365 h) = 1700 GW
Große deutsche Kohlekraftwerke haben eine  Leistung in der Größenordnung 1000 MW (gleich 1 GW). https://de.wikipedia.org/wiki/Liste_deutscher_Kraftwerke#Fossil-thermische_Kraftwerke
Man bräuchte entsprechend 1000 bis 2000 solcher Kraftwerke für die weltweite Stahlproduktion.

Kann man die Herstellung von Stahl deutlich effizienter machen?

Über die Chancen, bei der Herstellung von Stahl massiv Energie zu sparen und zur Devise des “Half as much for twice as long” äußert sich Ingenieur- und Umweltexperte Julian M Allwood im PZH Magazin 2016: http://www.pzh.uni-hannover.de/fileadmin/PZH/_downloads/2016/pzh_2016_julian_allwood_gastbeitrag.pdf  
Eine ausführliche, englische aber gut lesbare Herleitung findet man in seinem Buch “Sustainable Materials with both Eyes open“,  http://withbotheyesopen.com 

Zweitens: Produktion

Effiziente Maschine: Eine solche Maschine gibt es, sie ist im Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen entwickelt und mit dem Triple E Award 2014 ausgezeichnet worden:  https://www.youtube.com/watch?v=W6dn6GAUfwQ

Mehr zum Rebound-Effekt? Einen Grundsatzartikel hatte die ZEIT bereits 2012 zum Thema: http://www.zeit.de/wirtschaft/2012-04/rebound-effekt-energieeffizienz

Auch im Blog Postwachstum wird er diskutiert, zum Beispiel hier:
http://www.postwachstum.de/effizienz-richtig-verstanden-suffizienz-20160720

 

 

Erstens: E-Mobility

CO2 und Verbrennungsmotoren

Der durchschnittliche Kraftstoffverbrauch neu zugelassener Pkw in Deutschland betrug 2015 5,6 Liter auf 100 Kilometer. 2006 waren es noch 7,3 Liter. Der Verbrauch aktuell genutzter Autos wird daher bei etwa sechs bis sieben Litern liegen.  https://de.statista.com/statistik/daten/studie/185831/umfrage/kraftstoffverbrauch-von-neuzugelassenen-pkw-in-deutschland/  
Ein Liter Benzin verursacht beim Verbrennen etwa 2,3 Kg CO2. Auf 100 Kilometer fallen bei einem sparsameren Auto, das sechs Liter verbraucht, also 13,8 kg CO2 an.

CO2 und E-Mobility

Die CO2-Emissionen, die bei der Herstellung des aktuellen deutschen Strommix entstehen, lagen 2015 in Deutschland bei etwa 535 Gramm pro kWh. 
https://de.statista.com/statistik/daten/studie/38897/umfrage/co2-emissionsfaktor-fuer-den-strommix-in-deutschland-seit-1990/

Der Energiebedarf eines E-Autos auf 100 Kilometer beträgt im Schnitt etwa 18,5 kWh bei der Kompakt- und Mittelklasse. Das ergab unter anderem eine Studie mit Realdaten im Auftrag des Bundesverkehrsministeriums (2016), https://www.now-gmbh.de/content/5-service/4-publikationen/1-begleitforschung/now_handbuch_elektrofahrzeuge_web.pdf;  Tabelle Seite 57

Pro 100 Kilometer entstehen beim E-Auto also rund 0,53 kg CO2/kWh mal 18,5 kWh gleich 9,8 kg CO2.

Break-Even-Punkt E-Autos

In der oben genannten Studie finden sich, Seite 37, folgende Ergebnisse: „Der Break-Even-Punkt des BEV [battery electric vehicle] der Kompaktklasse gegenüber einem Benzinfahrzeug wird mit dem deutschen Netzstrommix nach ca. 60.000 km erreicht.
Durch Bezug des deutschen Ökostrommix als Ladestrom lässt sich der Break-Even auf eine Fahrleistung von ca. 30.000 km verschieben.
Die Break-Even-Punkte im Vergleich zu einem Dieselfahrzeug liegen bei 125.000 km (Strommix DE) bzw. 40.000 km (Ökostrommix DE). 
Ähnlich verhält es sich bei den ermittelten Break-Even-Punkten des BEV im Mini-Segment. Die Break- Even-Punkte gegenüber einem Benzinfahrzeug liegen zwischen 25.000 km (Ökostrom-mix) und 70.000 km (Strommix DE) und zwischen 30.000 km und 115.000 km zum Dieselfahrzeug.“

Zweitens: Energiewende

Die Antwort: „Es dauert zu lange“ bezieht sich unter anderem auf eine Studie (2016) von Volker Quaschning  von der Hochschule für Technik und Wirtschaft HTW Berlin/Fachbereich Regenerative Energiesysteme:

http://www.volker-quaschning.de/publis/studien/sektorkopplung/index.php
Auf den Seiten 5 und 6 sind die zeitlichen Verläufe, wie sich der Anteil regenerativer Energien entwickelt und entwickeln müsste, in Grafiken dargestellt.

Den Anteil regenerativer Energien im Verkehr hat das Umweltbundesamt im Zeitverlauf dargestellt auf der Seite  http://www.umweltbundesamt.de/energieverbrauch-fuer-erneuerbare-kraftstoffe

Die Antwort „Welche Energiewende?“ bezieht sich auf Werte, die das Umweltbundesamt veröffentlichte,  http://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/384/bilder/dateien/2_abb_thg-emissionen_2016-04-06.pdf, ausführlich kommentiert hat diese Werte der oben bereits genannte Volker Quaschnig: http://www.volker-quaschning.de/datserv/CO2-D/index.php

In einer Presseinfo des Umweltbundesamtes aus dem Januar 2016 zu den Emissionen im Verkehr insgesamt  http://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/klimaschutz-energiepolitik-in-deutschland/treibhausgas-emissionen/emissionsquellen   heißt es: „Der Emissionstrend wird fast ausschließlich durch die Emissionen des Straßenverkehrs dominiert, welche um die 95 Prozent der Verkehrsemissionen ausmachen. Von 1990 bis 1999 stiegen die Emissionen an, weil Einsparungen durch eine emissionsarme Fahrzeugtechnik durch den weiterhin steigenden Kraftstoffverbrauch überkompensiert wurden. Erst in den Folgejahren erfolgte eine Trendwende, die bis 2012 anhielt. In den Jahren 2013 und 2014 stiegen die Emissionen jedoch mit der Fahrleistung wieder an. Im Jahr 2014 war der Verkehrssektor für 18 Prozent der Treibhausgasemissionen Deutschlands verantwortlich.

Die Antwort „Zu wenig Einsicht, zu wenig Platz“ beruht auf Überlegungen von David J.C. MacKay, 2016 verstorbener Professor für Ingenieurwissenschaften an der University of Cambridge, England, Experte für Energie und Klimawandel und als solcher auch Regierungsberater, der in seinem Buch „Sustainable Energy – without the hot air“ die großen Klimafragen in lebensnahe Vergleiche herunterrechnete. Das Buch gibt es online unter www.withouthotair.com; eine deutsche Übersetzung einer zehnseitigen Zusammenfassung hier: http://www.inference.eng.cam.ac.uk/sustainable/book/translate/synopsis10_de.pdf .

Dort findet sich das Beispiel mit dem Fliegen und der dafür – rechnerisch – erforderlichen „Windenergiefläche“ pro Person, gleich auf Seite 2: Eine jährliche weite Flugreise „kostet“ im Schnitt pro Fluggast etwa 30 kWh pro Tag. Eine tägliche Autofahrt kommt dort mit 20 kWh pro Tag dazu. Wie viel Fläche bräuchte man, wollte man diese Energiebedarfe regenerativ erzeugen?  Rechnerisch kann man pro Quadratmeter etwa zwei Watt Windenergie erzielen. Das Ergebnis dieser Überlegung ist ernüchternd, im Buch und auch in unserem Beispiel.

Eine aktuelle Studie von Wissenschaftlern um Axel Kleidon vom  Max-Planck-Institut für Biogeochemie von 2015 https://www.mpg.de/9379767/windenergie-wind-strom  kommt zu dem Ergebnis, dass Windenergie, wenn man sie hochskaliert - also große Windparks dicht mit Windenergieanlagen bebaut –,  nicht mehr als 1,1 Watt Leistung pro Quadratmeter Fläche liefern kann (es kommt nicht schnell genug Energie aus der Atmosphäre nach). MacKay hatte mit rund 2 Watt pro Quadratmeter gerechnet. Das neue Ergebnis würde den Windenergieflächenbedarf für einen Fernflug also noch deutlich vergrößern.    

Erstens: Immer alles neu

In einer Pressemitteilung vom 27. Juli 2016 vermeldet bitkom, dass  2016 voraussichtlich 27,9 Millionen Geräte über den Ladentisch gehen, 6 Prozent mehr als noch vor einem Jahr. https://www.bitkom.org/Presse/Presseinformation/Umsaetze-mit-Smartphones-gehen-in-Deutschland-erstmals-zurueck.html  Es heißt dort weiter, dass  76 Prozent aller Bundesbürger ab 14 Jahren aktuell ein Smartphone nutzen, vor zwei Jahren waren es 55 Prozent. In einer weiteren Presseinfo vom 22.Februar 2016 heißt es, dass 44 Prozent  immer das aktuellste Smartphone-Modell haben wollen. Bei den Männern sind es 48 Prozent, bei den Frauen 39 Prozent. https://www.bitkom.org/Presse/Presseinformation/Verbraucher-wollen-bei-Smartphones-auf-dem-neuesten-Stand-der-Technik-sein.html

In welchen Bestandteilen eines Smartphones welche Rohstoffe  aus welchem Land stecken, verrät ein interaktives Tool der Verbraucherzentrale Nordrhein-Westfalen:   http://www.verbraucherzentrale.nrw/rohstofftool

Wieviel – im Beispiel – Tantal und Kobalt steckt in einem Smartphone? Ein Factsheet vom BMBF listet die Rohstoffe ausführlich auf, http://www.verbraucherzentrale.nrw/media225965A.pdf und das Informationszentrum Mobilfunk e.V. klärt darüber hinaus – Stand Oktober 2014 – noch über Recycling, Lebenszyklus und Umstände des Abbaus auf: http://www.izmf.de/sites/default/files/IZMF_Factsheet_Lebenszyklus_2015.pdf   

Unter welchen Bedingungen im Kongo Kobalt abgebaut wird, ist auch Thema eines Spiegel Online Berichts vom 19. Januar 2016, „Kinderarbeit fürs Smartphone“: http://www.spiegel.de/wirtschaft/service/apple-samsung-und-co-kinderarbeit-in-kobaltminen-im-kongo-a-1072704.html. Er bezieht sich auf eine Dokumentation von Amnesty International „This is what we die for“: http://www.amnestyusa.org/sites/default/files/this_what_we_die_for_-_report.pdf

Zweitens: Der Preis der grünen Zukunft

„Die Seltenen Erden finden sich ausschließlich im Permanentmagneten des Elektromotors, die anderen Rohstoffe [Tantal, Zirkon, Tellur, Platingruppenmetalle und Indium] teilen sich auf das Batteriemanagementsystem und die Zusatzbauteile auf. Die Rückgewinnung dieser Rohstoffe stellt sich als problematisch dar, weil sie häufig nur in geringen Konzentrationen in Verbindungen vorliegen, die man nur mit einem unverhältnismäßig hohen Energieeinsatz zurückgewinnen kann“, heißt es in der Publikation „Umweltbilanz von Elektrofahrzeugen“ des Umweltbundesamtes von 2016 auf Seite 127. Auf Seite 125 wird die Menge der verbauten Seltenen Erden in einem E-Mobil mit 300 Gramm angegeben. http://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/378/publikationen/texte_27_2016_umweltbilanz_von_elektrofahrzeugen.pdf

Wieviel Kilogramm Seltene Erden stecken in Windkraftanlagen? Man findet sie in Windkraftanlagen mit Permanentmagneten, und hier variiert die Menge typabhängig. Die Deutsche Rohstoffagentur stellt in ihrer Studie „Rohstoffe für Zukunftstechnologien“ von 2016 für den Typ der permanentmagnetisch erregten Direktantriebs-Windkraftanlage verschiedene veröffentlichte Angaben zusammen und kommt auf einen Wert von rund 200 Kilogramm Neodym und etwa 15 bis 20 Kilogramm Dysprosium pro MW installierter Leistung. Seite 181
http://www.bgr.bund.de/DERA/DE/Downloads/Studie_Zukunftstechnologien-2016.pdf?__blob=publicationFile&v=3

Von den völlig zerstörten Landschaften in der Folge des Abbaus Seltener Erden in China ist im Springer-Fachbuch „Kritische Metalle in der Großen Transformation“ von 2016 auf Seite 146 zu lesen. https://www.springerprofessional.de/kritische-metalle-in-der-grossen-transformation/7438750 (leider nicht online). Auf der gleichen Seite wird „Nichtnachhaltigkeit“ bei den Seltenen Erden festgestellt: „Insbesondere bei Seltenen Erden, die […] für die Grüne Industrie von außerordentlicher Bedeutung sind, ist derzeit die Nichtnachhaltigkeit festzustellen. Denn bei der Gewinnung dieser wertvollen Rohstoffe, die für die Herstellung von regenerativer Energietechnik notwendig sind, werden nicht nur große Mengen an Schadstoffen und radioaktivem Material freigesetzt. Zusätzlich wird in sehr hohem Maß Energie verbraucht, und die erneuerbaren Energien riskieren ihren Vorteil zu verlieren, aus Gründen des Klima- und Umweltschutzes die Alternative zum fossil-nuklearen Energiesystem zu sein“.

Mehr zum Fraunhofer-Leitprojekt „Kritikalität Seltener Erden“ auf der entsprechenden Homepage http://www.seltene-erden.fraunhofer.de/

Dass in Japan seit 2013 ein landesweites System zum Recycling Seltener Erden aufgebaut wird, findet man auf Seite 156 des oben genannten Fachbuches. Die (Un-)Wirtschaftlichkeit von Recyclinganlagen nebst Infrastruktur wegen der aktuell eher niedrigen Preise wird auf Seite 263 thematisiert.

Auch das Öko-Institut Freiburg kommt in einer Studie von 2014 https://www.oeko.de/oekodoc/2053/2014-630-de.pdf zu dem Ergebnis, dass ein Recyclingkonzept dringend erforderlich wäre, und dass es – wegen der vergleichsweise kleinen Mengen – nur in einem europaweiten Verbund sinnvoll wäre: „Für eine Etablierung des Recyclings von NdFeB-Magneten  bzw. der darin erhaltenen Seltenen Erden Neodym, Praseodym und Dysprosium (untergeordnet  auch Terbium)  ist daher mindestens eine Recyclinglogistik im europäischen Rahmen notwendig und zielführend, da somit leichter Mengenschwellen für ein rentables  Recycling  überschritten  werden  können.“ (Seite 39).

Es hat uns noch nie gekümmert: Dazu ein Statement aus dem Buch „Kritische Metalle in der Großen Transformation“, s.o. Seite 110: „Die Nichtnachhaltigkeit des ressourcenintensiven Wirtschaftens tritt nicht erst in unbestimmt ferner Zukunft auf. Vielmehr kommt diese Wirtschaftsweise samt den dazugehörigen Lebensstilen derzeit, zu Beginn des 21. Jahrhunderts, an den Anfang vom Ende. Die anstehende Große Transformation von der fossil-nuklearen Nichtnachhaltigkeit  zu einer postfossilen nachhaltigen Entwicklung ist unvermeidlich. Sie entspricht in ihrer Größenordnung und Tragweite der neolithischen Revolution und der industriellen Revolution. Es handelt sich historisch betrachtet um einen singulären Übergang.“

 2016 haben drei Vor- und Querdenker im PZH gesprochen - hier das Ankündigungsposter. Dort sind auch die Videomitschnitte verlinkt.

Julian M Allwood, Ingenieurwissenschaftler & Klimaexperte

Eine Kurz-Biographie und die Forschungsschwerpunkte des Cambridge-Wissenschaftlers und  Energie-Experten finden Sie auf der Universitätsseite http://www.energy.cam.ac.uk/directory/jma42@cam.ac.uk

Allwoods Gastbeitrag fürs PZH Magazin 2016 „Zukunftsvisionen. Welche Zukunft produzieren wir“, ist auch online zu finden: https://www.pzh.uni-hannover.de/fileadmin/PZH/_downloads/2016/pzh_2016_julian_allwood_gastbeitrag.pdf   

Sein Vortrag am PZH ist als Video abrufbar: https://www.pzh.uni-hannover.de/zpg_videos.html

Allwoods Buch „Sustainable Materials with both eyes open“, das Bill Gates als eins seiner sechs Top-Lektüren 2015 bezeichnet hat, ist online lesbar oder als pdf zu downloaden auf der Seite http://www.withbotheyesopen.com/
Eine Überarbeitung „Sustainable Materials with both eyes open” von 2015 ist nur als Buch erhältlich: https://www.uit.co.uk/sustainable-materials-without-the-hot-air

Niko Paech, Volkswirt

Warum Niko Paech als einer der renommiertesten Wachstumskritiker gilt, kann man in einem ZEIT-Portrait nachlesen: http://www.zeit.de/2012/49/Wachstumskritiker-Oekonom-Niko-Paech

Auch der Vortrag von Niko Paech im Rahmen der PZH-Vortragsreihe „Zukunftslabor Produktion und Gesellschaft“ ist als Video auf der PZH-Seite zu finden: https://www.pzh.uni-hannover.de/zpg_videos

Seine Ideen hat er in einem schmalen Büchlein zusammengefasst: https://www.oekom.de/nc/buecher/gesamtprogramm/buch/befreiung-vom-ueberfluss

Harald Welzer, Sozialpsychologe  

Die Forschungsschwerpunkte des Sozialpsychologen und Soziologen Harald Welzer sind Erinnerung, Gruppengewalt und aktuell besonders die kulturwissenschaftliche Klimafolgenforschung.

Er ist Mitbegründer der FuturZwei Stiftung Zukunftsfähigkeit. http://www.futurzwei.org

Besonders bekannt ist er durch seine Bestseller  – zuletzt „Selbst denken“, etwa hier im Gespräch darüber 2013: https://www.youtube.com/watch?v=shKzO8JXlvI und auf der Verlagsseite http://www.fischerverlage.de/buch/selbst_denken/9783100894359, und „Die smarte Diktatur“ 2016 http://www.fischerverlage.de/buch/die_smarte_diktatur/9783100024916

--------------------------------

Konzept, Recherche, Text und Grafik der Zukunftslabor-Stationen: PZH Kommunikation und Öffentlichkeitsarbeit Julia Förster / Martin Türk
Programmierung und Gestaltung der Stationen, www.produktionundgesellschaft.de : Claus Franke und Johanna von Joolen

Extra - Ökologischer Rucksack

Das Wupptertal Institut bietet die Möglichkeit, den persönlichen ökologischen Rucksack zu berechnen: http://ressourcen-rechner.de und http://wupperinst.org