Planet Erde - ein einmaliger
Glücksfall im Universum?

 

Für uns Menschen ist das Leben auf der Erde selbstverständlich. Wir kennen es nicht anders. In Wahrheit ist es alles andere als sebstverständlich. Es mussten dazu viele Voraussetzungen glücklich zusammenkommen - damit das Leben in dieser Form entstehen konnte.

 

Erst wenn man mal die Erde verlassen hat, merkt man, "daß da draußen nichts ist - und auf der Erde alles". So Alexander Gerst, der letzte deutsche Astronaut auf der Internationalen Raumstation ISS.

 

Und von da draußen sieht man erst die Zerbrechlichkeit dieses kleinen Planeten. Das verändert die Einstellung zur Erde. Man geht viel bewusster mit ihr um. Das folgende Video aus der ZDF-Reihe terraX sollte jeder Mensch gesehen haben.


Das Universum besteht aus 2.000.000.000.000 Galaxien.
 

Unsere Heimatgalaxie - die Milchstraße - besteht aus über 100.000.000.000 Sternen. Würde man das Universum auf die Größe der Erde schrumpfen, dann wäre die Erde 0,000 000 001 mm groß. Das entspricht einem Tausendstel eines Atomkerns.

Das "glückliche" Zusammentreffen von Wasser, Temperatur und Atmosphäre ermöglicht Leben auf der Erde. Bisher gibt es keine Anzeichen, daß es so etwas im Universum noch einmal gibt.

 

Der Umfang des Planeten Erde beträgt nur 40.000 km. Mit Hilfe einer Flugmaschine umrundet der Mensch die Erde in weniger als einem Tag.

 

Die Erdoberfläche beträgt 510.000.000.000.000 m2. Davon sind nur 72.000.000.000.000 m2 Dauernutzungsgebiet für den Menschen. Bei  7.200.000.000 Menschen kommen dann 10.000 m2 oder 1 ha auf einen Menschen. 1 ha entspricht einer Fläche eines etwas größeren Fußballfeldes.

Auf dieser Fläche wohnt, arbeitet und lebt der Mensch. Auf dieser Fläche wird aber auch alles produziert, was der Mensch braucht. Getreide, Obst, Gemüse, Fleisch, Baumwolle, Autos, Kleidung, Konsumgüter usw. Aber auch die ganze Infrastruktur wie Straßen, Trinkwasserversorgung, Verwaltung, Polizei und Feuerwehr müssen auf dieser Fläche Platz finden. Und die Freizeit braucht auch Platz. Ein Park, ein Fußballplatz, ein Spielplatz, ein Kino und ....

Mit jedem weiteren Menschen auf der Erde, nimmt die zur Verfügung stehende Fläche pro Mensch ab. Das Gleiche gilt für das Trinkwasser, die Rohstoffe und die Energie.

 

Das Universum ist 13.810.000.000 Jahre alt. Die Erde ist ca. 10 Mrd Jahre jünger. Zunächst war die Erde flüssig. Schwere Elemente wie Eisen sanken Richtung Erdmittelpunkt, leichte Elemente wie Gase sammelten sich an der Oberfläche. Es bildete sich eine Erdkruste.

 

Die Erde setzt sich massenanteilig zusammen aus Eisen (32,1 %), Sauerstoff (30,1 %), Silizium (15,1 %), Magnesium (13,9 %), Schwefel (2,9 %), Nickel (1,8 %), Calcium (1,5 %) und Aluminium (1,4 %) und natürlich Wasser. 97,5 % des Wassers ist Salzwasser. Nur 2,5 % ist Süßwasser. Und davon sind nur 0,3 % als Trinkwasser nutzbar.  Wo das Wasser her kam, ist bis heute ein Rätsel.

Seit 300.000 Jahren gibt es den anatomisch modernen Menschen. Ötzi - die älteste Mumie - lebte in der Zeit um 3300 Jahre vor Christi Geburt. Bis zu dessen Geburt im Jahre 0 stieg die Weltbevölkerung auf 0,3 Mrd. Menschen an.

 

Bis zu meiner Geburt im Jahre 1962 stieg die Weltbevölkerung um 3 Mrd. auf 3,3 Mrd an. Und bereits zu meinem 40sten Geburtstag - im Jahr 2002 - sind während meiner Lebenszeit genauso viele Menschen auf der Erde hinzugekommen, wie die 300.000 Jahre !!! zuvor. Dieser explosionsartige Anstieg der Weltbevölkerung fand auf allen Kontinenten statt. Bis zu meinem 60sten Geburtstag im Jahr 2022 werden wir dann 7,8 Mrd. Menschen sein.

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Das Wachstum schwächt sich stark ab. Einzig in Afrika nicht. Dort wird sich die Bevölkerung bis zum Ende des Jahrhunderts von 1,3 Mrd Menschen auf 4,2 Mrd. Menschen verdreifachen.

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Diese Explosion der Weltbevölkerung ging einher mit der Explosion der - auf fossilen Brennstoffen basierten - Industrialisierung. Der Ressourcenverbrauch durch den Menschen stieg explosionsartig an. Das bringt das fragile Lebenserhaltungssystem der Erde an seine Leistungsgrenze.

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Unsere "Erdheizung" basiert auf der Energiebilanz von zugeführter Energie aus dem All und zurückgeführter Energie ins All. Die kurzwelligen Sonnenstrahlen aus dem Weltall heizen die Erde auf und erzeugen somit langwellige Wärmestrahlung, die einen Großteil der Sonnenenergie wieder ins Weltall befördert. Ohne diesen Energierückfluß ins All würde die Erde in kürzester Zeit überhitzen. Wenn jedoch die gesamte Sonnenenergie wieder zurück ins Weltall transportiert würde, hätte die Erde eine mittlere Temperatur von -18 Grad. Zum Glück gibt es den natürlichen Treibhauseffekt, der die mittlere Temperatur auf der Erde auf +15 Grad erhöht.

 

Der Treibhauseffekt wird im folgenden Video erklärt.

 

Die Anzahl der Treibhausgase in der Atmosphäre steuert unsere "Erdheizung". Je mehr Treibhausgase in der Atmosphäre existieren, umso mehr Energie bleibt auf der Erde und umso wärmer wird es.

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Im Rahmen der Klimaveränderung wird es immer wärmer. Sehr anschaulich zeigt es die folgende Grafik.

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Für Deutschland hat das Fraunhofer ISE nach dem Vorbild der Warming Stripes von Ed Hawkins und auf Grundlage der Daten des DWD diese Grafik erstellt. Je röter, desto stärker die Anomalien hin zu warmen Temperaturen. (Grafik: © Fraunhofer ISE; Daten: © DWD; Design: Ed Hawkins)

Schmelzende Eisberge und die daraus folgende Meeresspiegelerhöhung sind jedoch nur eine Folge. Weitere existenzbedrohliche Folgen für den Menschen sind die verstärkte Erosion des fruchtbaren Humsubodens durch Austrocknung und Verwehung auf unseren Äckern sowie die Verknappung von Süßwasser - insbesondere Trinkwasser. Erstmals gibt es einen Grundwasser-Atlas, bei dem die Veränderungen des Grundwasserspiegels seit 1990 dargestellt sind.

 

Diese Veränderungen werden überlagert von immer extremeren Wetterphänomenen wie Stürme, Überschwemmungen oder Dürren. Unerträgliche Hitzewellen und apokalyptische Feuerbrünste werden vermehrt über die Erde ziehen. Das entzieht der weiter wachsenden Weltbevölkerung immer mehr die Lebensgrundlage. Die Zahl der Klimaflüchtlinge wird stark ansteigen. Der Überlebenskampf wird deutlich härter werden.

 

Deshalb müssen wir dringend die Emission von Treibhausgasen radikal reduzieren. Deshalb ist die schnelle Umsetzung der Energiewende so existentiell wichtig.

 

Technisch sind die Herausforderungen zur Umsetzung der Energiewende weitestgehend gelöst. Die größten Herausforderungen sind menschlich.

Die entscheidende Frage lautet:

Treffen wir Menschen die notwendigen Entscheidungen für die langfristige Rettung des Lebenserhaltungssystems auf der Erde ?

Die aktuelle Energie-Situation ist allen hinlänglich bekannt. Die Preise sind sehr hoch und die Szenarien für den Winter variieren zwischen "es wird schon nicht so schlimm werden" bis "es wird noch viel schlimmer werden". 

 

Zu den größten Energieverbrauchern gehört das Heizen und der Verkehr. Im ersten Schritt muß der Verbrauch von fossilen Brennstoffen drastisch reduziert werden und in einem zweiten Schritt muß die Energiewende von den fossilen Brennstoffen zu den regenerativen Energien vorgenommen werden. 

 

Jetzt braucht es konstruktive Lösungsansätze, die schnell umsetzbar sind. Dabei steht ein Begriff im Zentrum: ENERGIEEFFIZIENZ.

Beginnen wir mit dem Heizen.

Über die letzten Jahrzehnte haben wir es uns angewöhnt, im Winter den Sommer zu uns in die Wohnung bzw. ins Haus zu holen. Wir sitzen dann in Shorts und T-Shirt vor dem Fernseher. Mit ausreichend billiger Energie war das auch machbar.

Durchschnittlich steht jedem von uns eine Wohnfläche von ca. 50 m2 zur Verfügung. Bei einer Deckenhöhe von ca. 2,30 m entspricht das einem Raumvolumen von über 100 m3. Die haben wir erwärmt, damit dieser Raum uns - mit einem Volumen von nur ca. 0,1 m3 - erwärmt. Dazwischen liegt ein Faktor 1000 ! Das hat nichts mit ENERGIEEFFIZIENZ zu tun.

 

Wer das will und kann, wird das sicherlich so weiter betreiben. Für alle Anderen haben wir folgenden konstruktiven Lösungsansatz:

Jeder Mensch hat eine eingebaute Heizung. Die Wärme wird hauptsächlich durch die Muskelarbeit erzeugt. Je mehr wir körperlich arbeiten, desto mehr Körperwärme erzeugen wir. Bei zu viel Körperwärme (über 37 Grad) schwitzen wir und kühlen somit den Körper. Bei zu wenig Körperwärme (unter 37 Grad) zittern wir und erzeugen somit Muskelarbeit, die unseren Körper stärker erwärmt.

 

Der Wohlfühlbereich befindet sich zwischen frieren und schwitzen - zwischen zu kalt und zu warm. Das Wärmeempfinden kann von Person zu Person ganz unterschiedlich sein. Einige schwitzen schon, wo andere noch frieren. Einige tragen Winterkleidung, andere Sommerkleidung. Einige bewegen sich mehr, andere weniger. Einige sind der Außentemperatur immer wieder ausgesetzt, andere nicht. Somit ist es sehr unwahrscheinlich, daß bei einer einheitlichen Raumtemperatur alle Personen im Raum sich im Wohlfühlbereich befinden. Das hat Einfluß auf die Stimmung und Leistungsfähigkeit der Personen.

 

Technisch gesehen, befindet sich ein Körper-Wärmesystem mit einer Körper-Heizung, Körper-Wärmedämmung, einem Körper-Wärmeempfinden und einer Umgebungstemperatur in einem Raum-Wärmesystem mit Raum-Heizung, Raum-Wärmedämmung und Außentemperatur. Das Gesamt-Wärmesystem muß so eingestellt werden, daß sich möglichst alle Körper im Wohlfühlbereich befinden.

 

Das gelingt nicht mit den bisherigen Wärmesystemen, die zentral gesteuert sind. Neben der fehlenden individuellen Steuerung haben sie ein weiteres Grundproblem. Die Wärme steigt immer nach oben. Unter der Decke, wo wir die Wärme am wenigsten benötigen, wird ist es am wärmsten und über dem Boden, wo wir die Wärme am meisten benötigen, ist es am kältesten.

 

Es benötigt eine deutlich individuellere Steuerung und eine gezieltere Wärmezufuhr. Ein Lösungsansatz wäre die Kombination aus einer  Zentral-Heizung für eine Mindest-Raumtemperatur und vielen Mikro-Heizungen für die direkte Körper-Erwärmung. Eine Abkehr von der Maximal-Raumtemperatur zur Mindest-Raumtemperatur bei der Dimensionierung von Wärmepumpen hätte deutlich kostengünstigere und energieeffizientere Lösungen zur Folge. Die Maximal-Raumtemperaturen können zeitlich und örtlich mit den Mikro-Heizungen viel effizienter erreicht werden. Dieses 2-stufige Wärmesystem, z.B. bestehend aus einer trägen Wärmepumpen-Fußboden-Heizung und mehreren agilen Mikro-Heizungen, ermöglicht eine neue Dimension der Energieeffizienz beim Heizen.

 

Im Idealfall erwärmen die Mikro-Heizungen auch noch den Raum auf die Mindest-Raum-Temperatur - ohne Zentralheizung. Das hängt sehr stark von der Gesamt-Heizleistung der Mikro-Heizungen, dem Raumvolumen, der Raum-Wärmedämmung und der Außentemperatur ab. Bei der Raum-Wärmedämmung gibt es noch erhebliches technologisches Potential in Form der Vakuumdämmung. Lässt sich durch deren Einsatz die Zentralheizung einsparen, amortisieren sich die zusätzlichen Kosten recht schnell. Neue Formen des Bauens und Wohnens, sogenannte Mikro-Häuser mit erheblichen Vorteilen bei der Energieeffizienz sowie bei den Anschaffungs- und Betriebskosten, wären technisch machbar.

Kommen wir nun zum Verkehr.

Im Verkehr haben wir in Deutschland diese technische Entwicklung schon vollzogen. Die Anzahl der Mikro-Fahrzeuge wie E-Bikes, E-Scooter und E-Roller nimmt im Straßenverkehr sichtbar zu. Nicht jeder Kilometer wird mehr mit dem Auto gefahren. Für den Sonntagsausflug nimmt man das E-Bike, zum Brötchenholen den E-Scooter und zur Arbeit den E-Roller. Mit dem Auto fährt man in Urlaub, zum Einkaufen oder bei schlechtem Wetter. Es hat sich eine "friedliche" Kooexistenz von Auto und Mikro-Fahrzeugen entwickelt - eben mit den Mikro-Fahrzeug-Vorteilen bei der Energieeffizienz sowie den Anschaffungs- und Betriebskosten.