Wirtschaft und Entropie

Der menschliche Eingriff in das materielle und energetische Gleichgewicht der Biosphäre

Ein Artikel im Kompendium der marktwirtschaftlich-sozialökologischen Ökonomik

Zentrale Fragen angesichts der neoliberalen Krise:
Wie sind Beschäftigung und faire Einkommen zu sichern?
Wie kann die Umwelt effektiv geschützt werden?
Wie ist die wirtschaftliche Globalisierung zu gestalten?
Welchen Beitrag kann die Wirtschaftswissenschaft leisten?
Welche Aufgaben muss die Wirtschaftspolitik wahrnehmen?
Wie ist die Wirtschaftspolitik demokratisch zu legitimieren?

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Inhaltsverzeichnis

  1. Überblick
  2. Das physikalische Gesetz
  3. Die biologische Evolution
  4. Die anthropogene Gefährdung
  5. Was ist zu tun?
    > Verhinderung der materiellen Entropie
    > Verhinderung der energetischen Entropie

1. Überblick

Die natürliche biologische Ordnung ist existentiell gefährdet, seit der Mensch mit seinen industriellen Prozessen das materielle und energetische Gleichgewicht der Biosphäre stört. Der Schlüssel zur Abwendung dieser Bedrohung liegt in der schnellstmöglichen stofflichen Umstellung aller Prozesse und ihrer Produkte auf erneuerbare (kompostierbare) Stoffe oder die dauerhafte Wiederverwendung von nicht-erneuerbaren Stoffen in Kreisläufen sowie in der energetischen Umstellung auf alle Formen der Sonnenenergie oder der Geothermie (erneuerbare Energien).

2. Das physikalische Gesetz

EntropieDer 2. Hauptsatz der Thermodynamik (Wärmelehre), der auch Entropiesatz genannt wird, besagt, dass in einem geschlossenen thermodynamischen System, also in einem System ohne Zufuhr und Abfuhr von Energie, die Unordnung immer größer wird. Von der Unordnung wird sowohl die Materie ergriffen, indem sich zum Beispiel unterschiedliche Stoffe gleichmäßig vermischen, als auch die Energie, indem sie sich von den wärmeren auf die kälteren Körper überträgt, bis schließlich im gesamten System ein einheitliches und damit nutzloses Energieniveau herrscht. Die Entropie ist das Maß für den Grad dieser Unordnung, oder genauer gesagt: für den Grad der materiellen und energetischen Durchmischung. Die Entstehung von Entropie ist in einem geschlossenen System unausweichlich und unumkehrbar.

3. Die biologische Evolution

Die biologische Evolution auf der Erde ist dagegen ein Prozess, bei dem per Saldo keine Entropie, sondern ein Ordnungszustand entsteht, der dem energetischen Gleichgewicht aus dem Zufluss von Sonnenenergie und dem Abfluss (der Abstrahlung) von Restwärme in den Weltraum zu verdanken ist. Die Erde ist also ein energetisch offenes System. Der Energiezufluss von der Sonne bewirkt eine Überkompensation der biologischen Entropieproduktion und ermöglicht dadurch eine dauerhafte und immer komplexere biologische Ordnung – einschließlich des menschlichen Lebens. Das dynamische Gleichgewicht, das in der Biosphäre herrscht, wird als Fließgleichgewicht bezeichnet, weil sowohl die natürlichen Stoffkreisläufe als auch der Energiehaushalt zwar ständig im Fluss, aber auch jederzeit ausgeglichen sind.

4. Die anthropogene Gefährdung

Die biologische Ordnung ist erst gefährdet, seitdem der Mensch in das materielle und energetische Gleichgewicht der Biosphäre einschließlich der für den Energieaustausch und Wasserkreislauf zuständigen irdischen Atmosphäre übermäßig eingreift, das heißt, seitdem die anthropogene Entropie von den biologischen, chemischen und physikalischen Prozessen der Biosphäre nicht mehr kompensiert werden kann. Diese Schwelle ist infolge der Industrialisierung spätestens in der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts überschritten worden, was im dramatischen Rückgang der Artenvielfalt und im Klimawandel zum Ausdruck kommt. Die irdische Entropiezunahme durch menschliche Aktivitäten kann als Maßstab für den Grad der globalen Umweltzerstörung aufgefasst werden.

5. Was ist zu tun?

Verhinderung der materiellen Entropie

Die erforderlichen Maßnahmen sind schnell aufgezählt, was aber nichts über die hohe Hürde aussagt, die es bei ihrer Durchsetzung zu überwinden gilt:

Nicht-erneuerbare (endliche) Ressourcen wie Mineralien sind so weit wie möglich durch heimische erneuerbare Ressourcen zu ersetzen. Das heißt, Verbrauchsgüter wie etwa Textilien sollten so beschaffen sein, dass sie am Ende ihrer Nutzung rückstandslos kompostiert, also in den biologischen Kreislauf zurückgeführt werden können. Nicht-erneuerbare Ressourcen, die nicht durch erneuerbare zu ersetzen sind, was etwa bei den Metallen technischer Gebrauchsgüter der Fall ist, müssen in geschlossenen Kreisläufen dauerhaft wiederverwendet (recycelt) werden. Um Qualitätsverluste beim Recycling (down-cycling) zu vermeiden, müssen Gebrauchsgüter von vornherein so geplant und produziert werden, dass alle verwendeten Stoffe mit möglichst geringem Aufwand am Ende des Lebenszyklus der Güter sauber voneinander getrennt und wiederverwendet werden können.

Heute sind die meisten Gebrauchsgüter noch so beschaffen, dass viele der enthaltenen Stoffe entweder direkt oder nach einem Down-Cycling auf Mülldeponien landen. Zum Beispiel wird auf die Trennung der in Mobiltelefonen enthaltenen seltenen Metalle verzichtet, weil die technischen Verfahren fehlen oder der Aufwand zu groß ist. Dasselbe trifft auf Verbrauchsgüter zu: zum Beispiel Zeitungspapier, das wegen giftiger Farbanteile nicht zur Kompostierung taugt, wird heute einige Male wiederverwendet, bis seine Faserstruktur so grob geworden ist, dass es schließlich nur noch zu Klopapier verarbeitet werden kann. Das mag harmlos klingen, aber die Zeitungsdruckereien »entsorgen« auf diese Weise die giftigen Farbanteile ihres Papiers auf Umwegen über das Abwasser, dessen giftige Bestandteile auf Deponien oder in Verbrennungsöfen (sogenannte thermische Verwertung) enden und von dort ins Grundwasser bzw. in die Atmosphäre gelangen.

Erneuerbare Ressourcen dürfen nicht über ihre natürliche Regenerationsfähigkeit hinaus verwendet werden, weil sie sonst erschöpfen, schlimmstenfalls sogar endgültig und unwiderruflich, zum Beispiel wenn bestimmte Pflanzen ausgerottet oder Böden durch Salzeintrag unfruchtbar werden. Eine der wichtigsten und vielseitigsten erneuerbaren Ressourcen ist das Holz, das am Ende seines industriellen Lebenszyklus verrottet oder verbrannt werden kann, und dessen Regeneration durch angemessene Aufforstung sichergestellt werden kann. Wie bei allen erneuerbaren Ressourcen ist die CO2-Bilanz auch beim Holz ausgeglichen, wenn seine Regeneration sichergestellt ist, das heißt, die Menge an CO2, die bei der Verrottung oder Verbrennung in die Atmosphäre entweicht, wird bei angemessener Aufforstung wieder im nachwachsenden Holz gebunden.

Pioniere der industriellen Einführung optimaler biologischer und technischer Stoffkreisläufe in gemeinsamen Projekten mit Herstellern sind Michael Braungart[1] und William McDonough[2]. Sie nennen ihre Methode Cradle to Cradle design concept. Der Begriff, zu deutsch: »von der Wiege zur Wiege«, soll zum Ausdruck bringen, dass die Stoffe mit jedem Kreislauf immer wieder neu »geboren« werden und verlustfrei einer erneuten Verwendung zugeführt werden können.

Verhinderung der energetischen Entropie

Zunächst ist eine Warnung vor dem verlockend erscheinenden Irrweg angezeigt, weiter in die Atomenergie zu investieren, um sie als »Zwischenlösung« auf dem Weg zu erneuerbaren Energien einzusetzen. Denn die nur zentral zu erzeugende Atomenergie ist im Gegensatz zu dezentral erzeugbaren erneuerbaren Energien, die ausschließlich Technikkosten verursachen, aus einer ganzen Reihe von Gründen wesentlich teurer und eigentlich nicht wettbewerbsfähig. Weil das so ist, müssen Bau und Betrieb von Atomkraftwerken grundsätzlich staatlich subventioniert werden:

Neben der Technik fallen bei bei der Atomenergie nicht nur bei der Energieverteilung (Überlandleitungen), sondern auch für Brennstoff, Betrieb und Entsorgung hohe Kosten an, weil die ganze Prozesskette mit unbeherrschbaren, unkalkulierbaren und nicht versicherbaren Risiken verbunden ist: Dazu zählen die Gefahr einer Kernschmelze, die unsichere Endlagerung radioaktiven Abfalls, der gesundheits- und umweltgefährdende Uranabbau sowie der ständig zunehmende CO2-Ausstoß, der – bei schwindenden Uranvorkommen – durch den Abbau und die Aufbereitung immer unergiebigerer Uranerze bedingt ist. Laut einer Studie der britischen Oxford Research Group[3] lag der CO2-Ausstoß der Atomenergie im Jahre 2007 bereits zwischen 84 und 122 Gramm pro Kilowattstunde und würde bis 2050 den Wert moderner Gaskraftwerke erreichen, der bei 385 Gramm liegt. Damit ist auch das letzte Argument der Atomlobby widerlegt.

Der Schlüssel für eine Abwendung der für das gesamte irdische Leben existentiellen Bedrohung der biologischen Ordnung liegt vielmehr in der sofortigen und umfassenden Umstellung aller vom Menschen betriebenen Prozesse auf die Nutzung der Sonnenenergie in all ihren verfügbaren Formen sowie der Erdwärme:

  1. Sonnenstrom (Solarstrom/Photovoltaik)
  2. Sonnenwärme (Solarthermie)
  3. Wasserkraft
  4. Windkraft
  5. Gezeitenkraft/Wellenkraft
  6. Biogas/Bioabfall
  7. Erdwärme (Geothermie)

Bei einer konsequenten Umstellung lässt sich auf lange Sicht sogar die industriell angesammelte Entropie mittels Sonnenenergie rückgängig machen, indem zum Beispiel (1) die im gelagerten Müll enthaltenen Rohstoffe mit entsprechenden technischen Methoden zurückgewonnen und (2) das überschüssige Kohlendioxyd der Atmosphäre chemisch gebunden neutralisiert wird.

Da das Verhalten komplexer Systeme bei exogenen Störungen chaotisch verlaufen kann und sich zudem die verlorengegangene biologische Vielfalt nicht zurückgewinnen lässt, ist die Frage offen, innerhalb welchen Zeitraumes es noch gelingen kann, die Biosphäre in einen für das irdische Leben dauerhaft stabilen und zuträglichen Gleichgewichtszustand zurückzuführen.

Für eine ausführlichere Darstellung der Zusammenhänge und Abhängigkeiten zwischen der menschlichen Wirtschaft und ihrer natürlichen Grundlage empfehle ich den Artikel Wirtschaft und Biosphäre. Für ein besseres Verständnis des Gesamtzusammenhangs empfehle ich den Artikel Zehn Gebote der Zukunftssicherung.

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Quellen

  1. Michael Braungart: http://www.braungart.com/de
  2. William McDonough: http://www.mcdonough.com
  3. Oxford Research Group: http://www.oxfordresearchgroup.org.uk/sites/default/files/energyfactsheet4.pdf

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