Zu Beginn der Industriellen Revolution
war die Menge an Kohlenstoff, die sich in Form von Kohle
im Erdreich Großbritanniens befand, gleich groß wie die Menge
an Kohlenstoff in Form von Erdöl in Saudi Arabien.
Dieser Kohlenstoff ermöglichte die Industrielle Revolution,
er machte Großbritannien "Groß"
und führte zu dessen zeitweiser Weltherrschaft.
1918 erreichte die Kohle-Produktion in Großbritannien ihren Höhepunkt
und ist von da an stetig zurück gegangen.
Zu gegebener Zeit begann Großbritannien, Öl und Gas
aus der Nordsee zu fördern. Im Jahr 2000
erreichte die Öl- und Gasproduktion in der Nordsee
ihren Höhepunkt und geht nun zurück.
Diese Erkenntnis der Endlichkeit der
einfach zugänglichen, heimischen, sicheren fossilen Brennstoffe,
ist ein Grund zu fragen: "Was kommt jetzt?
Wie wird das Leben ohne fossile Brennstoffe sein?
Sollten wir uns nicht genau überlegen,
wie wir von fossilen Brennstoffen los kommen?"
Ein weiterer Beweggrund ist natürlich der Klimawandel.
Wenn die Leute über ein Leben nach den fossilen Brennstoffen
und Maßnahmen hinsichtlich des Klimawandels reden, denke ich, gibt es
viel Blabla, grüne Rhetorik, viel irreführende Werbung,
und ich sehe es als meine Pflicht als Physiker,
Menschen auf die Effekthascherei aufmerksam zu machen
und ihnen verstehen zu helfen, welche Maßnahmen tatsächlich wirken,
und sich auf Ideen zu konzentrieren, die auch etwas bewirken.
Lassen Sie mich das anhand dessen erklären, was Physiker
eine Überschlagsrechnung nennen.
Wir lieben Überschlagsrechnungen.
Man stellt eine Frage, schreibt ein paar Zahlen auf
und kommt zu einer Antwort.
Sie ist vielleicht nicht präzise, aber vielleicht sagt man dann:
"Hmm."
Hier ist eine Frage: Stellen Sie sich vor,
wir sagen: "Klar geht es auch ohne fossile Brennstoffe.
Wir nutzen einfach Bio-Brennstoffe. Problem gelöst.
Wir brauchen im Verkehr kein Erdöl mehr."
Was wäre, wenn wir die Bio-Brennstoffe für eine Straße
am Grünstreifen direkt daneben anbauen würden?
Wie breit müsste der Grünstreifen sein, damit das funktioniert?
Okay, hier sind ein paar Zahlen.
Sagen wir, unsere Autos fahren 96 Kilometer pro Stunde und
verbrauchen 4 Liter auf 50 km.
Das ist der europäische Durchschnitt für Neuwagen.
Nehmen wir weiter an, die Bio-Öl-Felder produzieren
1.200 Liter Bio-Brennstoff pro Hektar im Jahr.
Das trifft auf europäische Bio-Brennstoffe zu.
Und jetzt stellen wir uns vor, die Autos sind 80 Meter
voneinander entfernt und fahren in gleichbleibender Geschwindigkeit
die Straße entlang.
Die Länge der Straße ist unwichtig, denn je länger
die Straße ist, desto mehr Bio-Öl-Felder haben wir.
Was machen wir nun mit diesen Zahlen?
Man nimmt die erste Zahl, teilt sie durch
die anderen drei Zahlen und man kommt auf 8 Kilometer.
Und das ist die Antwort.
So breit müsste das Bio-Öl-Feld
unter diesen Annahmen sein.
Vielleicht sagen Sie jetzt: "Hmm.
Vielleicht ist es ja doch nicht so einfach."
Vielleicht denken Sie, das Problem könnte
an den Flächen liegen. In diesem Vortrag
möchte ich über Bodenfläche reden und fragen,
gibt es ein Problem damit? Die Antwort wird
"Ja" sein, sie ist allerdings abhängig vom jeweiligen Land.
Fangen wir mit dem Vereinigten Königreich an,
weil wir heute hier sind.
Den Energieverbrauch im Vereinigten Königreich,
den gesamten Energieverbrauch, nicht nur den für Transport,
stelle ich gerne in Form von Glühbirnen dar.
Es ist, als ob wir alle durchgängig 125 Glühbirnen an hätten,
125 Kilowatt-Stunden pro Tag pro Person
ist der Energieverbrauch des Vereinigten Königreichs.
Es gibt also 40 Glühbirnen für Transport,
40 Glühbirnen für die Heizkosten,
40 Glühbirnen für die Stromerzeugung,
und der Rest ist relativ klein,
verglichen mit diesen drei großen Brocken.
Der Fußabdruck ist sogar noch größer, wenn wir
den Energiebedarf für Importgüter
in unser Land berücksichtigen, wovon 90 Prozent heute
immer noch von fossilen Brennstoffen und nur 10 Prozent
von alternativen, möglicherweise grüneren Energiequellen,
wie Atomkraft und erneuerbaren Energien, kommen.
Also,
das ist das Vereinigte Königreich, und die Bevölkerungsdichte in diesem Land
beträgt 250 Menschen pro Quadratkilometer.
Ich werde Ihnen nun andere Länder
anhand der selben beiden Kriterien zeigen.
Auf der senkrechten Achse zeige ich Ihnen,
anhand von Glühbirnen – wie hoch der Energieverbrauch
pro Person ist, und wir liegen bei 125 Glühbirnen pro Person,
und dieser kleine blaue Punkt hier zeigt die Landmasse
des Vereinigten Königreichs.
Die Bevölkerungsdichte ist auf der waagrechten Achse
und wir liegen bei 250 Personen pro Quadratkilometer.
Nehmen wir nun weitere europäische Länder als blaue Punkte hinzu
und Sie sehen, es gibt Unterschiede.
Ich sollte betonen, dass beide Achsen
logarithmisch sind. Von einem grauen Kästchen
zum nächsten erhöht man um den Faktor 10.
Als nächstes nehmen wir Asien in Rot dazu,
den Nahen Osten und Nordafrika in Grün,
Afrika unterhalb der Sahara in Blau,
schwarz ist Südamerika,
violett ist Zentralamerika,
und dann in Grün-Gelb haben wir Nordamerika,
Australien und Neuseeland.
Und man kann die große Vielfalt in der Bevölkerungsdichte
und im pro-Kopf-Verbrauch sehen.
Die Länder unterscheiden sich.
Oben links haben wir Kanada und Australien, mit enormen
Landflächen, sehr hohem pro-Kopf-Verbrauch,
200 oder 300 Glühbirnen pro Person,
und sehr kleiner Bevölkerungsdichte.
Oben rechts hat Bahrain den selben Energieverbrauch
pro Person, in etwa wie Kanada,
über 300 Glühbirnen pro Person,
doch die Bevölkerungsdichte ist 300 mal größer,
1.000 Menschen pro Quadratkilometer.
Unten rechts hat Bangladesh die selbe Bevölkerungsdichte
wie Bahrain, aber verbraucht 100-mal weniger pro Person.
Unten links, nun, da ist niemand.
Aber da waren früher eine ganze Menge Menschen.
Dies ist eine weitere Botschaft dieses Diagramms.
Ich habe kleine blaue Schwänzchen an Sudan, Lybien,
China, Indien und Bangladesh gehängt.
Sie zeigen 15 Jahre Fortschritt.
Wo waren sie vor 15 Jahren und wo sind sie jetzt?
Und die Botschaft lautet, die meisten Länder bewegen sich nach rechts
und nach oben,
nach rechts oben – höhere Bevölkerungsdichte
und höherer pro-Kopf-Verbrauch.
Wir mögen zwar in der oberen rechten Ecke liegen,
etwas ungewöhnlich, das Vereinigte Königreich umringt von
Deutschland, Japan, Südkorea, den Niederlanden,
und einem Haufen weiterer, leicht sonderbarer Länder,
doch viele Länder kommen nach oben
und nach rechts um uns Gesellschaft zu leisten.
Also sind wir sozusagen ein Beispiel dafür, wie der zukünftige
Energieverbrauch auch in anderen Ländern aussehen könnte.
Ich habe außerdem einige rosa Linien in dieses Diagramm eingefügt,
die nach unten und nach rechts gehen.
Sie stellen gleich großen Energieverbrauch
pro Flächeneinheit dar, den ich in Watt pro Quadratmeter ausdrücke.
Zum Beispiel diese mittlere Linie hier,
0,1 Watt pro Quadratmeter beträgt der Energieverbrauch
pro Flächeneinheit in Saudi Arabien, Norwegen, Mexiko in Violett,
und Bangladesh vor 15 Jahren.
Die Hälfte der Weltbevölkerung lebt in Ländern,
die jetzt schon jenseits dieser Linie liegen.
Das Vereinigte Königreich verbraucht 1,25
Watt pro Quadratmeter.
Ebenso Deutschland, während Japan etwas darüber liegt.
Nun wollen wir
feststellen, warum das relevant ist. Warum ist das relevant?
Nun, wir können erneuerbare Energien
und andere Formen der Energieproduktion in denselben Einheiten messen.
Erneuerbare Energien sind einer der führenden Gedanken,
wie wir von unserer Sucht nach fossilen Brennstoffe loskommen könnten.
Hier sind einige erneuerbare Energien.
Energiepflanzen liefern ein halbes Watt pro Quadratmeter
in europäischem Klima.
Was bedeutet das? Und Sie haben die Lösung vielleicht schon
vorhergesehen, in Anbetracht dessen, was ich Ihnen
vorhin über Bio-Brennstoff-Plantagen erzählt habe.
Nun, wir konsumieren 1,25 Watt pro Quadratmeter.
Das bedeutet, selbst wenn wir
das ganze Vereinigte Königreich mit Energiepflanzen bedecken würden,
könnten wir den heutigen Energiebedarf nicht decken.
Wind-Energie produziert etwas mehr,
2,5 Watt pro Quadratmeter, doch das ist gerade mal doppelt so viel
wie 1,25 Watt pro Quadratmeter.
Das heißt also, wollte man buchstäblich den gesamten
Energiebedarf in jeglicher Form mit Wind-Farmen
decken, so müsste man das halbe Vereinigte Königreich damit übersäen.
Ich habe übrigens Datenmaterial, das all diese Behauptungen belegt.
Als nächstes schauen wir uns Solarenergie an.
Solarzellen, wenn man sie auf einem Dach anbringt,
liefern rund 20 Watt pro Quadratmeter in England.
Wenn man wirklich viel aus Solarzellen heraus holen möchte,
müsste man die traditionellen bayerischen Landwirtschaftsmethoden übernehmen,
bei denen man nicht nur das Dach, sondern auch die Landschaft
mit Solarzellen bedeckt.
Solar-Parks liefern aufgrund der Lücken zwischen den Zellen
weniger. Sie liefern rund 5 Watt
pro Quadratmeter Landfläche.
Hier haben wir einen Solar-Park in Vermont, der tatsächlich
4,2 Watt pro Quadratmeter liefert.
Zur Erinnerung: Wir stehen bei 1,25 Watt pro Quadratmeter.
Wind-Farmen 2,5, Solar-Parks etwa 5.
Das heißt, egal welche dieser erneuerbaren Energien man wählt,
die Botschaft lautet, egal welche Kombination davon
man nutzt; wenn man das Vereinigte Königreich mit ihnen versorgen möchte,
müsste man etwa
20 bis 25 Prozent des Landes
mit diesen erneuerbaren Energiequellen bedecken.
Und ich sage nicht, dass das eine schlechte Idee ist.
Wir müssen nur die Zahlen verstehen.
Ich bin auf keinen Fall gegen erneuerbare Energien. Ich liebe sie.
Doch ich bin ebenso für Arithmetik. (Lachen)
Konzentrierte Solarenergie in Wüsten liefert
mehr Energie pro Flächeneinheit, da man hier
kein Problem mit Wolken hat.
Somit liefert diese Anlage 14 Watt pro Quadratmeter,
diese hier 10 Watt pro Quadratmeter
und diese in Spanien 5 Watt pro Quadratmeter.
Konzentrierte Solarenergie
könnte durchaus 20 Watt
pro Quadratmeter liefern. Das klingt gut.
Selbstverständlich hat Großbritannien keine Wüsten.
Bis jetzt. (Lachen)
Hier ist ein Überblick:
Alle erneuerbaren Energien, so sehr ich sie liebe, sind diffus.
Sie alle liefern wenig Energie pro Flächeneinheit
und diese Tatsache müssen wir akzeptieren.
Das heißt, wenn erneuerbare Energien
bei aktuellem Energieverbrauch einen wesentlichen Unterschied
für Länder wie das Vereinigte Königreich ausmachen sollen,
so muss man erneuerbare Energieanlagen entwerfen,
die zwar nicht so groß wie das ganze Land sind,
aber doch einen erheblichen Teil des Landes bedecken.
Es gibt außerdem weitere Möglichkeiten der Energiegewinnung,
die keine fossilen Brennstoffe beinhalten.
Es gibt Atomenergie. Auf dieser Landvermessungskarte
können Sie ein Kernkraftwerk B
innerhalb eines blauen Quadratkilometers sehen.
Das ist ein Gigawatt innerhalb eines Quadratkilometers,
was sich auf 1.000 Watt pro Quadratmeter berechnet.
Nach dieser speziellen Metrik braucht Atomenergie
nicht so viel Platz wie erneuerbare Energien.
Natürlich gibt es weitere Metriken, die von Belang sind, und Atomenergie
hat eine ganze Menge Imageprobleme.
Dasselbe gilt allerdings auch für erneuerbare Energien.
Hier habe ich ein Foto einer Beratungsübung in vollem Gange
in dem Städtchen Penicuik, nahe Edinburgh.
Sie können sehen, die Kinder von Penicuik feiern
die Verbrennung des Abbildes einer Windmühle.
Die Leute sind also gegen alles und wir müssen
alle Möglichkeiten offen halten.
Was kann ein Land wie das Vereinigte Königreich als Anbieter tun?
Nun, ich würde sagen, es gibt folgende drei Möglichkeiten:
Unsere erneuerbaren Energien und anerkennen, dass sie
fast die ganze Landfläche brauchen. Erneuerbare Energien anderer,
und die Leute
links oben im Diagramm ganz höflich fragen,
"Ähm, wir wollen die erneuerbaren Energien nicht vor unserer Haustür,
aber, äh, könnten wir sie bitte bei euch aufstellen?"
Und das ist eine ernstzunehmende Option.
Es ist eine Möglichkeit für die Welt, dieses Problem zu lösen.
Länder wie Australien, Russland, Libyen, Kasachstan
könnten also unsere besten Freunde für erneuerbare Energien sein.
Und eine dritte Möglichkeit ist Atomenergie.
Das sind also einige Optionen für die Anbieter.
Zusätzlich zu den Nachfrage-Hebeln, die wir nutzen können
und denken Sie daran, wir benötigen große Mengen,
denn im Moment
bekommen wir 90 Prozent unserer Energie aus fossilen Brennstoffen.
Zusätzlich zu diesen Hebeln könnten wir über andere Wege reden,
dieses Problem zu lösen, nämlich die Nachfrage zu reduzieren.
Das bedeutet, die Bevölkerungszahl zu reduzieren –
wie das funktionieren soll, weiß ich nicht –
oder den Pro-Kopf-Verbrauch zu vermindern.
Reden wir über drei weitere große Hebel,
die auf der Verbraucherseite sehr hilfreich sein könnten.
Erstens, Transport. Hier zeigen uns die Grundsätze der Physik,
wie wir den Energieverbrauch im Verkehr reduzieren können
und die Leute sagen oft, "Oh, ja, Technologie hat auf alles eine Antwort.
Wir können Fahrzeuge entwickeln, die hundertmal effizienter sind."
Und das stimmt fast. Ich zeige es Ihnen.
Der Energieverbrauch dieser typischen Blechkiste hier
beträgt 80 Kilowatt-Stunden pro 100 Personen-Kilometer.
Das entspricht dem durchschnittlichen europäischen Auto.
80 Kilowatt-Stunden. Können wir etwas hundertmal
besser machen, indem wir die eben genannten Grundsätze der Physik anwenden?
Ja. Hier ist es. Es ist das Fahrrad. Es ist 80-mal besser, was
Energieverbrauch angeht und wird mit Biotreibstoff betrieben, mit Müsliriegeln.
(Lachen)
Und es gibt weitere Möglichkeiten, dazwischen, denn möglicherweise
sagt die Dame in der Blechkiste, "Nein, nein, nein,
das ist eine Änderung meines Lebenstils. Ändern Sie bitte nicht meinen Lebensstil."
Nun gut, wir könnten sie dazu bewegen, den Zug zu nehmen
und das wäre immer noch viel effizienter als ein Auto.
Aber das könnte eine Änderung des Lebensstils bedeuten.
Oder es gibt das Öko-Auto, oben links.
Es bietet bequem ausreichend Platz für einen Teenager
und es ist kürzer als ein Verkehrshütchen.
Und es ist beinahe so effizient wie ein Fahrrad
solange man nicht schneller als 25 Stundenkilometer fährt.
Dazwischen einige, vielleicht etwas realistischere Optionen.
Auf diesem Hebel, dem Verkehrshebel, sind Elektrofahrzeuge,
also Elektroräder und Elektroautos in der Mitte,
etwa vier mal energieeffizienter
als eine typische benzinbetriebene Blechkiste.
Als nächstes haben wir den Heizhebel.
Heizkosten machen ein Drittel des Energieverbrauchs in Großbritannien aus,
und eine Menge davon fließt in Wohnungen
und andere Gebäude, um Räume und Wasser zu heizen.
Hier haben wir ein typisches mieses britisches Haus.
Es ist mein Haus, mit dem Ferrari in der Einfahrt.
Was können wir damit machen?
Nun, hier oben sind die Gesetze der Physik aufgelistet,
die beschreiben, wie der Energieverbrauch
für Wärme durch Dinge bestimmt wird, die man kontrollieren kann.
Man kann den Temperaturunterschied
zwischen drinnen und draußen kontrollieren; und es gibt diese
bemerkenswerte Technologie namens Thermostat.
Man greift nach dem Regler, dreht ihn nach links
und der Energieverbrauch im Haus fällt.
Ich habe es ausprobiert. Es funktioniert. Manche nennen es Veränderung des Lebensstils.
Sie können auch die Dämm-Männer holen, um den Wärmeverlust
Ihres Gebäudes zu verringern – Dämmung in die Wände, Dämmung ins Dach,
eine neue Tür und so weiter.
Die traurige Wahrheit ist, Sie sparen damit Geld.
Das ist nicht traurig, sondern gut, aber die traurige Wahrheit ist, es wird nur
etwa 25 Prozent der Undichtheit Ihres Gebäudes beseitigen,
wenn Sie diese Dinge tun, die eine gute Idee sind.
Wenn Sie wirklich etwas näher an schwedische
Gebäudestandards kommen wollen, müssen Sie bei einem miesen Haus wie diesem
externe Isolation anbringen,
wie hier, bei diesem Wohnblock in London.
Sie können außerdem Wärme effizienter liefern, indem Sie Pumpen
nutzen, die weniger hochgradige Energie wie Strom beötigen
um Wärme vom Garten ins Haus zu bewegen.
Die dritte Option der Nachfrageseite, über die ich reden will,
der dritte Weg zu vermindertem Energiekonsum ist,
Ihren Stromzähler abzulesen.
Und die Leute reden oft von intelligenten Stromzählern
aber Sie können es selbst tun.
Benutzen Sie Ihre eigenen Augen, seien Sie schlau, lesen Sie den Stromstand.
Wenn Sie ein bisschen so sind wie ich, wird es Ihr Leben verändern.
Hier ist ein Diagramm, das ich erstellt habe.
Ich habe ein Buch über nachhaltige Energie geschrieben
und ein Freund fragte mich: "Wie viel Strom verbrauchst du denn daheim?"
Das war mir peinlich, denn ich wusste es nicht.
Also begann ich, jede Woche den Stromzähler abzulesen.
Die alten Zählerstände sind
in der oberen Hälfte des Diagramms zu sehen. 2007
ist unten in Grün zu sehen, und das war, als
ich den Zähler jede Woche gelesen habe, und mein Leben veränderte sich,
denn ich fing an zu experimentieren und sah,
was den Unterschied ausmachte. Mein Gas-Verbrauch
fiel schlagartig, da ich anfing,
am Thermostat und an der Zeitschaltuhr herumzudrehen,
und ich senkte meine Gasrechnung somit um mehr als die Hälfte.
Es war dieselbe Geschichte mit meinem Stromverbrauch,
wo das Abschalten des DVD-Players, der Stereoanlage,
des Computerzubehörs, die durchgehend an waren –
und sie nur anzuschalten, wenn ich sie brauchte –
meine Stromrechnung um ein Drittel reduzierte.
Wir brauchen also einen wirksamen Plan, und ich habe Ihnen
6 große Hebel aufgezeigt. Wir brauchen große Handlungen, denn
90 Prozent unserer Energie wird aus fossilen Brennstoffen gewonnen.
Deshalb müssen Sie die meisten, wenn nicht alle diese Hebel in Bewegung setzen.
Die meisten dieser Hebel sind nicht sehr beliebt,
und falls es einen Hebel gibt, den Sie nicht unterstützen wollen,
denken Sie bitte daran, dass das bedeutet,
dass Sie sich mit den restlichen umso mehr ins Zeug legen müssen.
Ich bin ein starker Verfechter von ernsthaften Diskussionen,
die auf Zahlen und Fakten basieren, und ich möchte
mit dieser Karte schließen, die Ihnen veranschaulichen soll,
wie viel Land und so weiter benötigt wird, um
auf 16 Glühbirnen pro Person zu kommen,
von den vier großen möglichen Quellen.
Wenn Sie auf 16 Glühbirnen kommen wollen, denken Sie daran,
der heutige Verbrauch liegt bei 125 Glühbirnen.
Wenn Sie 16 aus Windenergie wollen, verdeutlicht diese Karte die Lösung
für das Vereinigte Königreich. Es hat 160 Wind-Farmen,
jede 100 Quadratkilometer groß.
Das würde einen 20-fachen Anstieg
der heutigen Windenergiemenge bedeuten.
Um mit Atomenergie 16 Glühbirnen pro Person zu erreichen, bräuchte man
zwei Gigawatt auf jedem der violetten Punkte auf der Karte.
Das ist ein vierfacher Anstieg
des heutigen Atomenergie-Levels.
Biomasse: Für 16 Glühbirnen pro Kopf bräuchte man
eine Fläche, etwa in der Größe von dreieinhalbmal Wales,
entweder im eigenen oder einem anderen Land,
vielleicht Irland, vielleicht anderswo. (Lachen)
Und die vierte Option auf Angebotsseite, konzentrierte Solaranlagen
in den Wüsten anderer.
Wollen wir Solarenergie für 16 Glühbirnen,
dann befinden wir uns in diesen acht Sechsecken
im unteren rechten Eck.
Die Gesamtfläche dieser Sechsecke
entspricht der Fläche von 2x London und Umgebung in der Sahara anderer Leute.
Und man bräuchte Stromkabel die gesamte Strecke durch Spanien
und Frankreich, um den Strom nach Surrey in Südengland zu bringen.
Wir brauchen einen Plan, der Sinn macht.
Wir müssen aufhören zu schreien und anfangen zu reden
und wenn wir zu einem ernsthaften Gespräch unter Erwachsenen kommen,
einen sinnvollen Plan erstellen und anfangen zu bauen.
Vielleicht wird diese kohlenstoffarme Revolution
sogar Spaß machen. Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit.
(Applaus)