Environmental Protection

by Joachim Pietzsch

“Control the Forces We Have Created”
Environmental protection and ecological consciousness are children of the seventies, although they’ve been conceived already in the decade before[1]. Rachel Carsons’s bestseller
Silent spring, for example, published in 1962 and controversially debated until today, was one of the important ecological wake-up calls during the sixties. In 1968, the government of Sweden suggested to the Economic and Social Council of the United Nations to organize a global conference on environmental issues. One year later, the Council agreed to convene such a conference in 1972. This UN Conference on the Human Environment in Stockholm was the first major global environmental meeting, attended by the representatives of 113 countries, even if the Eastern bloc countries declined to participate. Two prime ministers addressed the audience, Olof Palme of the hosting country Sweden, and Indira Gandhi of India who made a strong case for the interdependence of ecology and poverty alleviation in the developing world. "We have made a global decision of immeasurable importance to which this meeting testifies“, the Secretary-General of the Conference, Maurice Strong, said in his opening statement: „We have determined that we must control and harness the forces, which we have ourselves created (...) Our purpose here is to reconcile man’s legitimate, immediate ambitions with the rights of others, with respect for all life supporting systems, and with the rights of generations yet unborn. Our purpose is the enrichment of mankind in every sense, of that phrase. We wish to advance - not recklessly, ignorantly, selfishly and perilously, as we have done in the past - but with greater understanding, wisdom and vision. We are anxious and rightly so, to eliminate poverty, hunger, disease, racial prejudice and the glaring economic inequalities between human beings.“[2]

Today, the Stockholm conference is regarded as the first milestone on the way to a sustainable development of humankind and its planet. Ten days after the conference had ended with a declaration of 26 principles and the intention to create the United Nations Environment Program (UNEP), its main messages took center stage at the 22nd Meeting of Nobel Laureates in Lindau on June 26th, 1972. It was the first time that a lecture in Lindau explicitly dealt with an environmental topic and perhaps it is not surprising that the issues involved were not presented by a scientist but by a politician – by Willy Brandt, Chancellor of the Federal Republic of Germany, and recipient of the Nobel Peace Prize in 1971 for his politics of détente towards the Soviet Union, the German Democratic Republic and other East European countries. His policy „has brought thaw to the cold political climate, and this instills hopes for a new kind of peace for the frozen earth of Europe“, the Chair of the Nobel Peace Prize Committee, Aase Lionæs, had stated.

An Extension of a Policy of Peace
In Brandt’s view, environmental protection is a necessary extension of a global policy of peace, whose goal should be to optimize rather than to maximize economical growth for the sake of all people.

Willy Brandt (1972) - Environmental Protection as an International Mission (German presentation)

Mr President, Ladies and Gentlemen, A little more than ten years ago, the topic of environmental protection in this country appeared to be the preserve of fantasists. I can remember it well and, since then, I have since experienced the problems that can arise from delayed reforms, not only in this area. In recent years, however, we have witnessed a shift in consciousness of historical significance. The industrial and technological revolutions and economic growth extended human capacities to an unprecedented extent. At the same time, however, it is becoming increasingly clear that this process is causing severe damage to the physical and social environments and this, in turn, poses a threat to human existence. The use of raw materials and technologies has its limits. It is increasingly obvious that environmental damage does not come to a halt at national borders; to this extent the pollution of Lake Constance and fish death in the Rhine, to name two very local examples, have been correctly classified. The number of people, who are aware that the critical deterioration in the environmental situation in other parts of the world cannot remain a matter of indifference to us, is also growing. Here, as elsewhere, we sense that problems that still seem far away today could present on our own doorstep tomorrow. And it is not science fiction when we hear that automated monitoring and alerting systems are already being used in Tokyo to protect the population against the sudden presence of hazardous substances in high concentrations. The shift in the significance of the problem of the environment and the deep-seated change in global consciousness are also evidenced by the fact that, as we know, the United Nations has adopted the topic and is staging one of the biggest conferences since its establishment this month on it in Stockholm. The conference heading: “Only One Earth” demonstrates what is at stake here. It is not merely a question of teaching the world to fear for the environment, but of taking the warnings about programmed self-destruction as seriously as they need to be taken. Not to become resigned in the face of the serious risks we face, but to arrive at suitable solutions quickly through sober stock-taking. Ladies and gentlemen, environmental policy requires a consistent rethink and demands that we change our ingrained habits in two ways: we must learn to understand environmental hazards as a global problem that affects almost all areas of life at the same time, and we must examine whether our societal value system can accommodate the demand for an appropriate quality of life. Having limited ourselves to considering individual symptoms in isolation for years, there is now a growing understanding that multiple connections and interdependencies exist between the factors that shape our human environment. An important indicator of the special risk posed by environmental pollution is the fact that the damage caused by environmental impacts or intervention in the biosphere arises not only where they are produced. This means not only that whoever pollutes the upper reaches of a river almost automatically harms the residents in its lower reaches, but also, for example, that the damage caused by DDT can manifest both directly and indirectly due to the interaction with other processes in areas in which the pesticide has never been used. As the example of DDT shows, the impacts of environmental damage frequently manifest not only spatially but also at a temporal lag so that a considerable period can lapse between the event that causes the damage and the emergence of its harmful effects. The dangers are often only recognised when they have already reproduced a million times over. It should be clear to us from this that, overall, it is already much later than we would like to think. It may take years for the measures we take today to bring disastrous processes under control. I would like to add here, however, something I spoke about with the Mayor earlier: as I was recently persuaded by discussions in England, my most positive experiences and impressions of recent weeks also include the fact that certain aspects of environmental protection, that is the clean-up of rivers and lakes, can take effect faster than we believed possible a few years ago. In its report on the situation of humanity, the now much-cited Club of Rome forcefully conveyed the need to view environmental problems on a global and long-term scale. And this global perspective has preoccupied not only the MIT team in the calculation of its global model, but also, for example, the British scientists who published “A Blueprint for Survival” at the beginning of this year, that is a plan for the survival of the next generation and those to come. The insight into the harmful impacts of one-sided quantitatively-oriented growth has quickly extended beyond the inner circle of theorists. In terms of Germany’s concerns, among the things that come to my mind here is the fourth international conference of IG Metall (German Metalworkers’ Union) in Oberhausen, at which important things were said about this classification of environmental problems. Needless to say, a complex topic like this is the subject of heated debate as we are merely at the beginning of an intensive investigation of environmental conditions. Thus it will be possible to disagree on the assessment of individual facts. In my view, however, one fact should not be disputed: irrespective of whether certain catastrophic consequences of environmental pollution arise in ten, 50 or 100 years or whether certain resources will reach depletion in the lifetime of the next generation or later, ladies and gentlemen, what is at stake here is nothing less than preventing the collapse of our ecological system. This requires in-depth knowledge of the global links between raw material reserves, food production, population growth, industrialisation and environmental pollution – to name but the most important factors. The interdependency between these factors has been demonstrated again very impressively in recent times by the studies of the Club of Rome. Even if we must note that what is involved here are just forecasts of possible developments, whose preconditions still require critical investigation, it may be stated that the reserves of raw materials are finite; that, with or without pesticides, the possibilities for producing enough food to feed an explosively expanding population are limited; and that the constant one-sided rise in economic growth in the face of already observable environmental damage runs serious risks that cannot be managed without a change in our consumption habits. If I understand correctly, we have been warned, and the task we face now is not only to incorporate the available data into our system of political coordinates, but also to extrapolate new priorities from them without undue delay. The painful experience that high technical standards do not eliminate existing violations of human dignity or exclude the emergence of new ones is one we have already made. It follows that demands are being expressed at national and international levels for environmental protection to be incorporated into the regime of fundamental rights. But we must not deceive ourselves. Environmental protection comes at a price. And if we really want to make a better living conditions a reality, we must find answers to the questions that arise from the interconnection of economic interests and environmental protection. An exclusively economic rationale is clearly unable to guarantee the well-being of society as a whole. In other words, what we need is greater collective effort to consolidate the very foundations of life. Environmental protection is a societal task that must be made to prevail over the resistance of wide-ranging special interests; and, accordingly, one that requires the broadest possible support. To achieve this many people must understand that all polluters are basically also victims of the circumstances they have created. Everyone is responsible for the environment in which they live. Above all, there must be a greater realisation that personal prosperity is composed of two components, an individual and collective one, and that the second of these is gaining in significance. If conclusions are not drawn quickly enough from this insight, the social order is at risk from serious failures that go beyond inhumane materialism. What I am saying, ladies and gentlemen, is that we need action so that we can master the tasks of the future, so that we can do justice to them. We will also have to make greater use of our intelligence in figuring out how we can move on from mere growth maximisation to balanced growth optimisation or, in other words, how we can create better living conditions. New issues and tasks arise here for science and political practice. Above all, we must ask how we can achieve an optimal use of limited resources. I would like to add here that I do not agree with the environmentalists who are pushing prematurely - in my view prematurely - for zero growth. In my opinion this demand must seem like a mockery to all of the groups and countries that live in poverty and aim to establish the economic basis for a dignified human existence through development. In my view, it is not a question of halting economic growth but of restructuring it. This means, that in the context of reasonable environmental planning, we curb the growth of certain products but increase that of others, for example environmentally friendly goods. The justified objection is made here, ladies and gentlemen, that this kind of attitude is unrealistic because it is not possible to expect that the environmental awareness in relation to all products will develop at an equal rate, either here or in other countries. This is clearly true. For this reason – and there is no way around this – environmental regulations must be developed which avoid competitive distortions and barriers to trade where possible. Based on our experience with tax harmonisation in the European or west European Community area, for example, this is likely to be a thorny issue. Nevertheless, it will become the touchstone for the will to solidarity in questions of survival, not only regionally but globally. To this is added the fact that the implementation of environmental protection for the highly industrialised countries alone would be a very short-sighted solution and, moreover, morally unacceptable. Environmental damage is also arising in developing countries through imbalanced land-use, the application of high concentrations of chemical substances and incipient industrialisation, and will probably intensify in the years to come. The emotionally-charged nature of the North-South conflict is clearly not the only reason why developing countries have misunderstood the environmental protection policy of the industrialised countries up to now as an attempt to conserve their economic supremacy. Without effective measures for stemming the population explosion and without carefully considered and substantial aid, through which developing countries can be supported in establishing environmentally friendly production processes from the outset, where possible, environmental protection in developing countries will remain a half-hearted affair. Experts tell us that there is little or no possibility of halting the population explosion in this century. Family planning has no chance of succeeding in places where education, employment, food, social security and health services are most badly needed, and there can be little progress in education, employment, food, social security and health services in places where family planning cannot be implemented. A third of the global population still controls around 85 percent of global capital and consumes over 80 percent of the world’s energy and raw materials. As long as this equation exists, it will remain difficult to explain our ideas for a better quality of life to developing countries. But – and this applies for all sides – nobody can hide from the knowledge that the world has become indivisible. For this reason alone we cannot evade our global and regional responsibility. Due to its economic and political importance, the European and west European Community also assumes a key role in the area of environmental protection. Sicco Mansholt’s letter of February of this year to the then President of the European Commission, Mr Malfatti, also constitutes a remarkable attempt to redefine the role of the European Community in this way. I cannot – and I wish to state so quite openly – I cannot agree with Mansholt on a series of points. But I agree with him that we should establish clarity about the social dimension of the European Community and, as I said, without agreeing with him on all the details, I nevertheless admire the courage with which he tackles an entire herd of sacred cows. However, it is not necessary to adopt an extreme interpretation and throw the trappings of civilisation over board, as Georg Picht put it. Instead, as I have already tried to show, it is necessary to establish a reasonable correlation between private consumption and the communal tasks of social security, education and infrastructure and the largely immaterial goods of cultural development, leisure and recreation. As some of you will know, according to Mansholt’s plan, the conservation of the natural foundations of life would be served by proposals for the promotion of more environmentally friendly technologies, which extend the lifespan of capital goods, and for the development of a production system that protects the environment. In my view, the broadest possible debate on securing our foundations of life will contribute to fostering a willingness to engage in collective action. Environmental policy needs to be harmonised in a way that prevents unfair competition and ensures that there are no ‘flags of convenience’ when it comes to environmental protection. In referring to flags of convenience, Count Bernadotte, I introduce a seafaring metaphor and I am grateful that you drew attention to the fact that I also dipped my toe into this sector as a very young man. We also need coordinated measures for the elimination of environmental damage. Therefore, I welcome the fact that the ideas developed in recommendations of the European Commission largely coincide with those of the German environmental programme, which is still in its relatively early stages, but had to start some time. Hence, like us in the Federal Republic of Germany, the European Commission also avows the polluter-pays principle. The partners of the European Community will have to examine the measures that must be taken in hand collectively as a matter of urgency, and we will also have to ask ourselves whether sufficient legal scope is available to the European Community. When it is a question of fighting acute environmental threats in our own country, however, we will not be able to wait for collective solutions in all cases. We also need pan-European and international cooperation in the area of the environment. In reality, the problems of environmental contamination arise independently of our social systems. And cooperation must not be hampered by ideological barriers in this area in particular. Given that environmental issues throw up new areas of conflict in the relations between states, this is all the more essential. It is important to take timely precautions for managing and regulating any conflicts that arise in a peaceful manner with the help of suitable processes and international organisations. However, allow me to add immediately ladies and gentlemen, a global technocratic management system as obviously envisaged by the representatives of the Club of Rome is not a very promising solution in my view. To have any prospect of success, our plans cannot bypass today’s political realities. The solution to these issues should be sought as far as possible within the context of the existing international organisations. The organisational options available through them must be used more effectively, however. This would appear a more rational approach to me than the establishment of new institutions. It is necessary and, hopefully also, possible here to develop shared views regarding priorities and define long-term aims. The Stockholm environmental conference, which ended a good week ago, represented an important preliminary step towards a concerted global effort for establishing a better quality of life and living conditions. I regret that it was not possible to overcome the difficulties, which the Soviet Union and other Warsaw Pact states saw as preventing their participation. But I assume that it will be possible to set aside the differences that have nothing to do with the topic itself, and that the work for the good of people in both east and west will soon continue through all of the states represented in the United Nations. The Declaration on the Human Environment adopted in Stockholm appears to me to provide a very suitable basis for this. It establishes reference points for a new international law regime in the area of environmental protection, and forms the basis and framework for the plan of action that incorporates the numerous recommendations of the working groups. By way of example, I refer to the recommendation on the development of environmental research through the use of a ground monitoring system, with the help of which global environmental damage can be identified and controlled, the recommendation that waste substances should not be dumped in the middle of the ocean, and the recommendation that environmental protection must not be implemented at the expense of development aid. The environmental fund established in response to President Nixon’s suggestion and with German support enables the development of global monitoring and information systems. Therefore, a consensus was reached among the 114 states present in Stockholm that can have a positive influence on developments. It is to be hoped that the General Assembly of the United Nations will accept the recommendations of the working groups and that environmental protection will give new impetus to the global organisation. The new Governing Council and environmental secretariat will coordinate, consolidate and advance the global initiatives in the area of environmental protection. The federal Republic of Germany – and I wish to leave you in no doubt here – is willing to make an active contribution to these forums. Nonetheless, ladies and gentlemen, allow me to say that we must not delude ourselves. The activities that have now been set in motion will be far from sufficient to halt the disastrous process of the destruction of our environment. After all, these activities merely mark the start of the emergence of a global shift in consciousness that must be fostered using every available means. To define the direction in which our efforts must be made in future, allow me to repeat here what I said in November 1970 in Bonn at the end of the European Year of Nature Conservation. What I said at the time was: We will have to go without some things in the future which are economically viable but socially questionable. And we will have to enforce some things on a social level that may appear economically unacceptable. In my view, this is the direction we must take. It is also the problem. Of course our liberal society is entirely capable of changing but the difficulties are increasing more rapidly now than the capacities and possibilities available to our political system to resolve them. Environmental problems still represent uncharted territory for all or almost all of us today. They pose a challenge for everyone who bears political responsibility. And it is not just the politicians who bear political responsibility, it is the citizens and, not least, the scientists, whom I would urgently beseech here and now to provide more help and support. We need their research findings and advice so that we can base our decisions on solid and extensive knowledge, and we also need their public commitment. It seems remarkable to me that the MIT scientists, whom I have already mentioned a few times when I referred to the Club of Rome, it seems remarkable to me that they are deliberately address the public and not a scientific audience with their book on the limits to growth. It was their opinion that the consequences arising from their study, and I quote them directly here “go far beyond the proper domain of a purely scientific document”. Hence these scientists consciously sought to engage with politics and all of the actors who make decisions every day and form opinions that can influence physical, economic and social conditions in the world for decades. I am grateful for such an offer. The path taken by science to public responsibility is based on the conviction that disasters can be prevented if everyone involved has access to the necessary information in good time. This was not the case, ladies and gentlemen, with the atom bomb. If it was not actually responsible for key changes in some areas, through its self-conception, science had a considerable influence on the developments in this field. We should take its socio-political commitment to a better quality of life very seriously. Responsible environmental policy requires well-honed scientific tools and comprehensive scientific advice. In the future it will be called on to an ever-increasing extent to provide not only specialised information but also analyses of the highly complex interactions between nature and society, which are difficult to grasp in terms of their causal progression. This naturally requires extensive rethinking in the area of science. It will be shaped by interdisciplinary behaviour and will have to be complemented by an often politically motivated transfer to the realm of practical application. Despite all its deficits, which I can, of course, identify, the emergence and implementation of my government’s environmental programme, which was developed here in the Federal Republic of Germany under the auspices of our Minister of the Interior Mr Genscher, provide a useful example of the form that can be taken by the dialogue between science and politics. For the first time for the Federal Republic of Germany as a whole, scientists and administrative experts jointly developed an inventory that provided a basis for the decision made by cabinet, and, for example, for the changes to the Constitutional Law for the Federal Republic of Germany, which we strove to achieve despite all of the other conflicts and which we needed to move forward. Through the publication of this material, parliament and the public were able to find a direction in relation to all the preconditions and assumptions and evaluate them critically. An independent expert council for environmental issues involving scientists from different disciplines was established to provide scientific advice to the Federal Government and to provide opinions on important environmental policy issues. Ladies and gentlemen, there is still time for us to change course. Our efforts to ensure a peaceful future for humanity must not end with the prevention of armed conflict. We will have achieved very little if people’s survival in the future is threatened not by wars but by environmental disasters on an unknown scale. Hence environmental protection also serves the purpose of safeguarding peace. It is an extended peace policy, if you will. Thank you for your attention.

Herr Präsident, meine sehr verehrten Damen und Herren, Es ist kaum mehr als zehn Jahre her, da schien das Thema Umweltschutz hierzulande für Phantasten reserviert. Ich kann mich noch gut daran erinnern, und seitdem habe ich nicht nur auf diesem Gebiet erfahren, welche Last sich aus verschleppten Reformen ergeben kann. Wir sind nun in den letzten Jahren Zeugen eines Bewusstseinswandels von geschichtlicher Auswirkung. Industrielle und technologische Revolution sowie wirtschaftliches Wachstum haben die menschlichen Möglichkeiten in einem bis dahin nicht gekannten Ausmaß erweitert. Gleichzeitig wird jedoch immer deutlicher, dass dieser Prozess zu schweren Schäden der physischen und sozialen Umwelt führt, die die Existenz des Menschen gefährden. Der Ausnutzung von Rohstoffen und Technologien sind Grenzen gesetzt. Zunehmend wird deutlich, dass die Schäden an den Staatsgrenzen nicht haltmachen, insofern sind die Verschmutzung des Bodensees und das Fischsterben im Rhein, um zwei sehr naheliegende Beispiele zu nennen, richtig eingeordnet worden. Auch nimmt die Zahl derer zu, die sich klarzumachen wissen, dass krisenhafte Verschärfungen der Umweltsituation in anderen Teilen der Welt uns nicht gleichgültig lassen können. Hier wie anderswo spürt man, dass Probleme, die heute noch weit entfernt scheinen, schon morgen bei einem selbst auftreten können. Und es ist eben nicht Science Fiction, wenn wir hören, dass man in Tokio schon mit automatisierten Überwachungs- und Warnsystemen arbeitet, um die Bevölkerung vor plötzlich auftretenden Konzentrationen gefährlicher Schadstoffe zu schützen. Der gewandelte Stellenwert des Umweltproblems und der tiefgreifende Bewusstseinswandel in der Welt kommen auch dadurch zum Ausdruck, dass die Vereinten Nationen, wie wir wissen, dieses Thema aufgegriffen haben und in diesem Monat in Stockholm eine der größten Konferenzen ihrer Existenz veranstalteten. Ihr Motto: „only one earth“ (nur eine Erde) zeigt, worum es geht. Es handelt sich nun nicht darum, die Welt das Umweltgruseln zu lehren, sondern es gilt, die Warnungen vor programmiertem Selbstmord so ernst zu nehmen, wie sie sind. Nicht um vor den ernsten Gefahren zu resignieren, sondern um durch eine nüchterne Bestandsaufnahme rasch genug zu geeigneten Problemlösungen zu kommen. Meine Damen und Herren, Umweltpolitik erfordert ein konsequentes Umdenken und verlangt die Änderung eingefahrener Gewohnheiten und zwar in doppelter Weise: Wir müssen lernen, die Umweltgefahren als ein weltweites, zugleich fast alle Bereiche des Lebens umfassendes Problem zu begreifen, und wir müssen prüfen, ob unser gesellschaftliches Wertesystem der Forderung nach einer angemessenen Qualität des Lebens standhält. Nachdem man sich jahrelang darauf beschränkt hatte, einzelne Symptome isoliert zu betrachten, beginnt nun das Verständnis dafür zu wachsen, dass zwischen den Faktoren, die die Umwelt des Menschen bestimmen, vielfache Verbindungen und Abhängigkeiten bestehen. Ein wichtiges Indiz für die besonderen Gefahren der Umweltverschmutzung ist die Tatsache, dass Schäden, die durch Immissionen oder durch Eingriffe in die Biosphäre entstehen, nicht nur dort auftreten, wo sie verursacht werden, das heißt nicht nur, wer den Oberlauf eines Flusses verunreinigt, schädigt damit fast automatisch die Bewohner am Unterlauf, sondern es heißt beispielsweise auch, durch DDT verursachte Schäden können sich teils direkt, teils durch Wechselwirkung mit anderen Prozessen in Gebieten zeigen, in denen dieses Insektenschutzmittel nie verwendet worden ist. Die Auswirkungen von Umweltschädigungen erscheinen, wie das eben genannte Beispiel DDT zeigt, diese Auswirkungen erscheinen, so würde ich sagen, jedoch häufig nicht nur räumlich, sondern auch zeitlich verschoben, sodass eine erhebliche Zeitspanne zwischen der Verursachung und der schädlichen Wirkung liegen kann. Die Gefahren werden häufig erst erkannt, wenn sie sich bereits millionenfach vervielfältigt haben. Man sollte daraus die Lehre ziehen, dass es insgesamt schon viel später ist, als wir denken möchten. Maßnahmen, die wir heute ergreifen, werden unheilvolle Prozesse unter Umständen erst in Jahren unter Kontrolle bringen können. Ich will allerdings gleich hinzufügen, worüber ich vorhin mit dem Herrn Oberbürgermeister gesprochen hatte, zu meinen schönsten Erlebnissen und Eindrücken der letzten Wochen gehört auch, wie ich bei Gesprächen in England kürzlich mich davon habe überzeugen können, dass bestimmte Aspekte des Umweltschutzes, namentlich das Wiederreinmachen von Flüssen und Seen, auch rascher gehen kann, als man noch vor wenigen Jahren glaubte, dass es gehen könnte. Auf die Notwendigkeit, Umweltprobleme weltweit und langfristig zu sehen, hat der jetzt vielgenannte Club von Rom in seinem Bericht zur Lage der Menschheit sehr eindringlich hingewiesen. Und dieser globale Aspekt hat nicht nur das Team des MIT bei der Berechnung seines Weltmodells, sondern beispielsweise auch die britischen Wissenschaftler beschäftigt, die Anfang dieses Jahres ein blueprint for survival, das heißt ein Konzept für das Überleben der nächsten Generation oder Generationen veröffentlicht haben. Die Einsicht in die schädlichen Auswirkungen eines einseitig quantitativ orientierten Wachstums ist rasch über den Kreis der Theoretiker hinaus gedrungen. Ich denke hier, was die Bundesrepublik Deutschland angeht, unter anderem an die vierte internationale Tagung der Industriegewerkschaft Metall in Oberhausen, auf der zu dieser Einordnung der Umweltprobleme Wesentliches gesagt wurde. Selbstverständlich wird ein so komplexes Thema kontrovers diskutiert, denn wir stehen ja erst am Anfang einer intensiven Erforschung der Umweltbedingungen. Man wird deshalb auch über die Bewertung einzelner Fakten streiten können. Aber über eines, glaube ich, sollte man nicht streiten: Einerlei, ob gewisse katastrophale Folgen der Umweltverschmutzung in zehn, fünfzig oder hundert Jahren eintreten, ob die Erschöpfung bestimmter Hilfsquellen schon in der nächsten Generation oder erst später zu verzeichnen sein wird, es geht, meine Damen und Herren, um nicht weniger als darum, den Zusammenbruch unseres ökologischen Systems zu verhindern. Dazu bedarf es fundierter Kenntnisse der weltweiten Zusammenhänge zwischen Rohstoffreserven, Nahrungsmittelproduktion, Bevölkerungswachstum, Industrialisierung und Umweltverschmutzung, um nur die wichtigsten Faktoren zu nennen. Die Interdependenz dieser Größen ist in letzter Zeit wiederum sehr eindrucksvoll durch die Untersuchungen des Club von Rom belegt worden. Auch wenn man anmerken muss, dass es sich dabei nur um vorausgeschätzte mögliche Entwicklungen handelt, deren Voraussetzungen noch kritisch zu überprüfen sind, darf festgehalten werden, dass die Rohstoffvorkommen endlich sind. Dass die Möglichkeiten mit oder ohne Pestizide so viel Nahrungsmittel zu produzieren, dass davon eine explosionsartig ansteigende Bevölkerung ernährt werden kann, begrenzt sind. Und dass eine ständige einseitig orientierte Steigerung des wirtschaftlichen Wachstums angesichts der bereits jetzt sichtbaren Umweltschäden schwere Gefahren zur Folge hat, die ohne eine Änderung der Konsumgewohnheiten nicht bewältigt werden können. Wir sind gewarnt, wenn ich es recht verstehe, und es ist nun die Aufgabe, nicht nur die vorhandenen Daten in unser politisches Koordinatensystem einzuordnen, sondern daraus dann auch ohne ungebührliche Verzögerung neue Prioritäten abzuleiten. Hinter uns liegt die schmerzliche Erfahrung, dass ein hoher technischer Standard Verletzungen der Menschenwürde nicht aufhebt und neue nicht ausschließt. Es ist logisch, dass national und international verlangt wird, Umweltschutz in die Grundrechte einzubeziehen. Aber machen wir uns nichts vor. Umweltschutz ist nicht gratis zu haben. Und wenn man wirklich eine bessere Qualität der Lebensbedingungen verwirklichen will, dann muss man Antworten auf die Fragen finden, die sich aus der engen Verflechtung von ökonomischen Interessen und Umweltschutz ergeben. Isolierte wirtschaftliche Rationalität ist gewiss nicht in der Lage, gesamtgesellschaftliches Wohlergehen zu sichern. Es bedarf mit anderen Worten zusätzlicher gemeinschaftlicher Anstrengungen, um die Lebensgrundlagen zu festigen. Umweltschutz ist eine gesellschaftliche Aufgabe, die es gegen den Widerstand vielfältiger Sonderinteressen durchzusetzen gilt. Und die deshalb eine möglichst breite Zustimmung braucht. Dazu müssen viele Menschen begreifen, dass jeder Verursacher von Umweltschäden im Grunde auch Opfer der von ihm geschaffenen Zustände ist. Alle sind für die Umwelt, in der sie leben, mit verantwortlich. Vor allem muss sich die Erkenntnis stärker durchsetzen, dass sich der private Wohlstand aus zwei Komponenten zusammensetzt: einer individuellen und einer gemeinschaftlichen Komponente, und dass die zweite immer mehr Bedeutung erhält. Wenn aus dieser Erkenntnis nicht rasch genug Konsequenzen gezogen werden, drohen über einen inhumanen Materialismus hinaus schwere Störungen der gesellschaftlichen Ordnung. Damit ich recht verstanden werde, meine Damen und Herren, wir brauchen Leistung, damit wir die Aufgaben der Zukunft meistern, damit wir ihnen gerecht werden können, aber wir werden unseren Scharfsinn in steigendem Maße darauf verwenden müssen, wie wir von einer bloßen Wachstumsmaximierung zu einer ausgewogenen Wachstumsoptimierung gelangen können oder mit anderen Worten zu besseren Lebensbedingungen. Für die Wissenschaft und für die praktische Politik ergeben sich neue Fragestellungen und Aufgaben. Vor allem ist zu fragen, wie erreicht man die optimale Nutzung begrenzter Ressourcen? Ich will gleich hinzufügen, dass ich nicht mit jenen Umweltschützern übereinstimme, die voreilig, meiner Meinung nach voreilig, ein Nullwachstum propagieren. Ich meine, diese Forderung muss allen jenen Gruppen und Ländern wie Hohn erscheinen, die in Armut leben und durch Entwicklung die wirtschaftliche Grundlage einer menschenwürdigen Existenz schaffen wollen. Es geht meiner Meinung nach nicht darum, das Wachstum anzuhalten, sondern es umzustrukturieren. Dies bedeutet, dass wir als Bestandteil vernünftiger Umweltplanung das Wachstum bei bestimmten Produkten drosseln, bei anderen zum Beispiel umweltfreundlichen Produkten aber weiter steigern müssen. Nun wird, meine Damen und Herren, mit Recht eingewendet, eine solche Vorstellung sei schon deshalb unrealistisch, weil man weder bei uns noch in anderen Ländern damit rechnen könne, dass sich das Umweltbewusstsein bei allen Produzenten gleich stark entwickeln werde. Das ist sicher so. Und deshalb müssen – es führt daran kein Weg vorbei – Umweltvorschriften entwickelt werden, die nach Möglichkeit Wettbewerbsverzerrungen und Handelshemmnisse vermeiden. Dies dürfte nach unseren Erfahrungen zum Beispiel mit der Steuerharmonisierung schon im Bereich der europäischen, der westeuropäischen Gemeinschaft ein dorniges Problem sein. Trotzdem wird es nicht nur regional, sondern weltweit zum Prüfstein für den Willen zur Gemeinsamkeit in Existenzfragen. Hinzu kommt dies: Umweltschutz nur für die hochindustrialisierten Länder wäre eine sehr kurzsichtige Lösung und außerdem moralisch nicht vertretbar. Auch in den Entwicklungsländern kommt es durch die einseitige Bodennutzung, die konzentrierte Anwendung chemischer Stoffe und durch die beginnende Industrialisierung zu Umweltschädigungen, die sich in den kommenden Jahren vermutlich noch verstärken werden. Dass die Entwicklungsländer die bisherige Umweltschutzpolitik der Industrieländer als einen Versuch zur Erhaltung ihrer ökonomischen Vormachtstellung missverstanden haben, liegt sicher nicht nur daran, dass der Nord-Süd-Konflikt mit so viel Emotionen beladen ist. Ohne wirksame Maßnahmen zur Eindämmung der Bevölkerungsexplosion und ohne eine durchdachte und substanzielle Hilfe, mit der man den Entwicklungsländern von vornherein möglichst wirksam beim Aufbau umweltfreundlicher Produktionsverfahren beistehen kann, wird der Umweltschutz in den Entwicklungsländern eine halbe Sache bleiben. Fachleute sagen uns, dass es kaum Chancen gibt, die Bevölkerungsexplosion noch in diesem Jahrhundert zu stoppen. Wo es im Bereich von Bildung, Beschäftigung, Ernährung, sozialer Sicherung und Gesundheitsdienst am nötigsten fehlt, hat Familienplanung keine Chance, und wo Familienplanung nicht wirksam werden kann, gibt es wenig Fortschritte in Bildung, Beschäftigung, Ernährung, sozialer Sicherung und Gesundheitsdienst. Noch kontrolliert ein Drittel der Weltbevölkerung etwa 85 Prozent des Weltkapitals und verbraucht mehr als 80 Prozent der Energie und Rohstoffproduktion. Solange diese Relationen bestehen, wird es schwer bleiben, die Entwicklungsländer mit unseren Vorstellungen von einer besseren Qualität des Lebens vertraut zu machen. Aber – und das gilt für alle Seiten – niemand kann sich vor der Erkenntnis verschließen, dass die Welt unteilbar geworden ist. Wir können uns schon deshalb unserer weltweiten und regionalen Verantwortung nicht entziehen. Der europäischen, der westeuropäischen Gemeinschaft kommt wegen ihrer wirtschaftlichen und politischen Bedeutung auch im Bereich des Umweltschutzes eine Schlüsselfunktion zu. Das Schreiben Sicco Mansholts vom Februar dieses Jahres an den damaligen Präsidenten der Europäischen Kommission, Herrn Malfatti, ist ein bemerkenswerter Versuch, die Rolle der Europäischen Gemeinschaft auch in diesem Sinne neu zu definieren. Ich kann – ich will es ganz offen sagen – Mansholt in einer Reihe von Punkten nicht folgen. Aber ich bin mit ihm der Meinung, dass wir uns über die soziale Dimension der Europäischen Gemeinschaft Klarheit verschaffen sollten, und ich bewundere übrigens, ohne wie gesagt in allen Einzelheiten mit ihm einer Meinung zu sein, ich bewundere trotzdem den Mut, mit dem er, Mansholt, gleich einer ganzen Herde heiliger Kühe zuleibe rückt. Die Forderung, den Zivilisationsplunder über Bord zu werfen, wie Georg Picht in einer Würdigung der Mansholtschen Vorschläge formuliert hat, braucht man sich nicht in extremer Auslegung zu eigen zu machen. Aber notwendig ist es, wie ich schon darzulegen versuchte, den privaten Verbrauch in ein vernünftiges Verhältnis zu bringen zu den Gemeinschaftsaufgaben wie soziale Sicherung, Bildung und Infrastruktur und zu den weithin immateriellen Gütern wie kulturelle Entfaltung, Freizeitgestaltung und Erholung. Die Erhaltung natürlicher Lebensgrundlagen dienen nach Mansholts Konzept, wie mancher hier wissen wird, Vorschläge zur Förderung umweltfreundlicher Technologien zur Verlängerung der Lebensdauer von Investitionsgütern und zur Entwicklung eines umweltschützenden Produktionssystems. Ich meine nun, dass eine möglichst breite Diskussion über die Sicherung unserer Lebensgrundlagen dazu beitragen wird, die Bereitschaft zum gemeinsamen Handeln zu fördern. Wir brauchen eine Harmonisierung der Umweltpolitik, die Wettbewerbsverzerrungen verhindert und dafür sorgt, dass es keine billigen Flaggen des Umweltschutzes gibt. Hier kommt, Graf Bernadotte, wenn ich von den billigen Flaggen spreche, ja ein Vergleich aus der Seefahrt hinein, und ich bin insofern dankbar, dass Sie darauf hingewiesen haben, dass ich als ganz junger Mann auch in dieses Geschäft einmal hineingerochen habe. Wir brauchen außerdem koordinierte Maßnahmen zur Beseitigung von Umweltschäden. Ich begrüße es deshalb, dass ich die in Empfehlungen der Europäischen Kommission entwickelten Vorstellungen im Wesentlichen teile mit denen des deutschen Umweltprogramms, das ja noch verhältnismäßig jung ist, aber einmal musste es ja kommen, decken. So bekennt sich die Europäische Kommission ebenso wie wir in der Bundesrepublik zum Verursacherprinzip. Die Partner der Europäischen Gemeinschaft werden gemeinsam prüfen müssen, welche Maßnahmen vordringlich in Angriff genommen werden sollen und man wird sich auch zu fragen haben, ob die rechtlichen Möglichkeiten der Europäischen Gemeinschaft ausreichen. Dabei werden wir nicht in jedem Fall Gemeinschaftslösungen abwarten können, wenn es gilt, akute Umweltgefahren im eigenen Lande zu bekämpfen. Wir brauchen auch eine gesamteuropäische und eine internationale Kooperation auf dem Gebiet des Umweltschutzes. Die Probleme der Umweltverseuchung stellen sich ja in Wirklichkeit unabhängig von den Gesellschaftssystemen. Und gerade auf diesem Gebiet sollte die Zusammenarbeit nicht durch ideologische Schranken beeinträchtigt werden. Dies ist umso notwendiger, als Umweltfragen neue Konfliktstoffe im Verhältnis der Staaten zueinander aufwerfen. Hier gilt es, zeitig genug Vorkehrungen zu treffen, um aufkommende Konflikte mithilfe geeigneter Verfahrensweisen und internationaler Organisation auf friedlichem Wege auszutragen und zu regeln. Doch lassen Sie mich, meine Damen und Herren, gleich hinzufügen: Ein globales technokratisches Weltmanagement, das den Vertretern des Club von Rom offenbar vorschwebt, erscheint mir nicht erfolgversprechend. An den politischen Realitäten von heute kann man mit Aussicht auf Erfolg nicht vorbeiplanen. Die Lösung dieser Fragen sollte soweit irgend möglich im Rahmen der bestehenden internationalen Organisationen gesucht werden. Ihre vorhandenen organisatorischen Möglichkeiten müssen allerdings effektiver genutzt werden. Dies erscheint mir rationeller, als neue Institutionen zu schaffen. Dabei ist es notwendig und hoffentlich auch möglich, gemeinsame Auffassungen über Prioritäten zu entwickeln und langfristige Ziele festzulegen. Ein wichtiger Auftakt zu weltweiten Bemühungen um eine bessere Qualität des Lebens, der Lebensbedingungen, war die Stockholmer Umweltkonferenz, die vor gut einer Woche zu Ende gegangen ist. Ich bedauere, dass es nicht gelungen war, die Schwierigkeiten auszuräumen, durch die sich die Sowjetunion und andere Staaten des Warschauer Paktes an der Teilnahme gehindert sahen. Aber ich gehe davon aus, dass die Differenzen, die mit der Sache selbst nichts zu tun haben, beigelegt werden können, und dass die Arbeit zum Wohle der Menschen in Ost und West bald mit allen in der Organisation der Vereinten Nationen vertretenen Staaten fortgesetzt werden kann. Die in Stockholm verabschiedete Erklärung zur Umwelt des Menschen erscheint mir als Grundlage dafür sehr geeignet. Sie setzt Orientierungspunkte für ein noch zu schaffendes neues Völkerrecht auf dem Gebiet des Umweltschutzes und sie bildet die Basis und den Rahmen für den Aktionsplan, in den die zahlreichen Empfehlungen der Arbeitsgruppen einfließen. Ich nenne als Beispiel die Empfehlung zur Verstärkung der Umweltforschung um zum System der Erdwacht, mit deren Hilfe weltweite Umweltschäden ermittelt und kontrolliert werden, weiterhin die Empfehlung, dass Abfallstoffe nicht auf hoher See versenkt werden sollen, auch die Empfehlung, dass Umweltschutz nicht zulasten der Entwicklungshilfe gehen darf. Der auf Vorschlag von Präsident Nixon auch mit deutscher Unterstützung geschaffene Umweltfonds ermöglicht den Aufbau weltweiter Überwachungs- und Informationssysteme. In Stockholm ist also unter den 114 anwesenden Staaten immerhin ein Konsensus hergestellt worden, der die Entwicklung positiv beeinflussen kann. Es ist zu hoffen, dass die Vollversammlung der Vereinten Nationen die Empfehlungen der Arbeitsgruppen annimmt, der Umweltschutz wird der Weltorganisation neue Impulse geben. Dabei werden der neue Governing Council und das Umweltsekretariat die weltweiten Initiativen auf dem Gebiet des Umweltschutzes koordinieren, konsolidieren und weiter vorantreiben müssen. Die Bundesrepublik Deutschland ist – daran möchte ich keinen Zweifel lassen – zu einem aktiven Beitrag in diesen Gremien bereit. Aber meine Damen und Herren, wenn ich auch dies noch sagen darf: Täuschen wir uns bitte nicht. Die jetzt in Gang gekommenen Aktivitäten werden bei Weitem nicht ausreichen, um den unheilvollen Prozess der Zerstörung unserer Umwelt aufzuhalten. Diese Aktivitäten stehen aber immerhin am Anfang eines weltweiten Bewusstseinswandels, den es mit allen Kräften zu fördern gilt. Um die Richtung abzustecken, an der sich unsere Bemühungen in Zukunft zu orientieren haben, möchte ich hier wiederholen dürfen, was ich im November 1970 in Bonn zum Abschluss des europäischen Naturschutzjahres gesagt habe. Ich sagte damals: Wir müssen künftig auf manches verzichten, was zwar ökonomisch rentabel, aber gesellschaftlich bedenklich ist. Und wir müssen manches, was ökonomisch als unrentabel erscheinen mag, gesellschaftlich durchsetzen. Das ist die meiner Meinung nach notwendige Orientierung. Es ist jedenfalls das Problem. Sicher ist unsere freiheitliche Gesellschaft durchaus wandlungsfähig, aber die Schwierigkeiten wachsen zunächst schneller, als die Fähigkeiten und die Möglichkeiten der Politik sie zu lösen. Umweltfragen sind heute in Wirklichkeit noch Neuland für uns alle oder fast alle. Sie sind eine Herausforderung für alle, die politische Verantwortung tragen und das nicht nur für die Politiker, sondern die, die politische Verantwortung tragen, sind die Bürger überhaupt und es sind nicht zuletzt die Wissenschaftler, die ich von hier aus eindringlich um verstärkte Mithilfe bitten möchte. Wir brauchen Ihre Forschungsergebnisse und Ihren Rat, damit wir unsere Entscheidungen auf möglichst solide und breite Kenntnisse stützen können und wir brauchen auch Ihr Engagement in der Öffentlichkeit. Es scheint mir bemerkenswert, dass sich die Wissenschaftler des MIT, die ich ja schon ein paar Mal erwähnt habe, wenn ich Club von Rom sagte, es erscheint mir bemerkenswert, dass sie sich mit Ihrem Buch über die Grenzen des Wachstums bewusst an die Öffentlichkeit und nicht an ein wissenschaftliches Publikum gewandt haben. Sie waren der Meinung, dass die Folgen, die sich aus ihrer Untersuchung ergeben, jetzt zitiere ich sie selbst „weit über den Inhalt einer rein wissenschaftlichen Schrift hinausreichen“. Damit haben diese Wissenschaftler bewusst den Dialog mit der Politik und mit all denen gesucht, die täglich Entscheidungen fällen und Meinungen bilden, welche die physikalischen, wirtschaftlichen und sozialen Verhältnisse auf der Welt für Jahrzehnte beeinflussen können. Ich bin dankbar für ein solches Angebot. Der Weg der Wissenschaft in die öffentliche Verantwortung folgt der Überzeugung, dass Katastrophen verhindert werden können, wenn alle, die es angeht, rechtzeitig über die notwendigen Informationen verfügen. Das war, meine Damen und Herren, bei der Atombombe nicht der Fall. Aber gerade die Entwicklung auf diesem Gebiet hat die Wissenschaft in ihrem Selbstverständnis doch wohl wesentlich beeinflusst, wenn nicht in manchen Bereichen sogar entscheidend verändert. Wir sollten ihr gesellschaftspolitisches Engagement für eine bessere Qualität des Lebens sehr ernst nehmen. Verantwortliche Umweltpolitik braucht geschärfte wissenschaftliche Arbeitsinstrumente und umfassende wissenschaftliche Beratung. In immer stärkerem Maße werden daher in Zukunft von der Wissenschaft nicht nur Fachinformationen, sondern Analysen sehr verwickelter und in ihrem Kausalverlauf schwer erfassbarer Zusammenhänge zwischen Natur und Gesellschaft verlangt werden. Dies setzt freilich auch im Bereich der Wissenschaften vielfach ein Umdenken voraus. Sie wird durch ein interdisziplinäres Verhalten bestimmt und durch ein häufig politisch motiviertes Umsetzen in die Praxis ergänzt werden müssen. Das bei uns in der Bundesrepublik in der Verantwortung von Innenminister Genscher entwickelte Umweltprogramm meiner Regierung, seine Entstehung und Verwirklichung geben bei allen Unzulänglichkeiten, die ich natürlich sehe, insgesamt ein brauchbares Beispiel dafür, wie der Dialog zwischen Wissenschaft und Politik aussehen kann. Wissenschaftler und Verwaltungssachverständige haben dort zum ersten Mal für die Bundesrepublik Deutschland insgesamt eine Bestandsaufnahme erarbeitet, die Grundlage für die Entscheidung des Kabinetts war und zum Beispiel für die von uns erstrebten und trotz allen sonstigen Streits durchgesetzten Änderungen des Grundgesetzes, die wir brauchten, um weiterzukommen. Parlament und Öffentlichkeit konnten sich durch Veröffentlichung dieser Materialien über alle Voraussetzungen und Annahmen orientieren und diese kritisch überprüfen. Ein unabhängiger Sachverständigenrat für Umweltfragen mit Wissenschaftlern verschiedener Disziplinen wurde eingerichtet, um die Bundesregierung wissenschaftlich zu beraten und zu wichtigen Fragen der Umweltpolitik Stellung zu nehmen. Meine Damen und meine Herren, es ist noch Zeit, das Steuer herumzuwerfen. Unsere Bemühungen um eine friedliche Zukunft der Menschheit dürfen nicht bei der Verhinderung bewaffneter Konflikte enden. Wir hätten wenig erreicht, wenn die Menschen in Zukunft nicht mehr durch Kriege, sondern durch Umweltkatastrophen ungekannten Ausmaßes in ihrer Existenz bedroht würden. Umweltschutz dient daher auch der Sicherung des Friedens. Sie ist, wenn man so will, verlängerte Friedenspolitik. Ich danke für Ihre Aufmerksamkeit.

“We need to find a balance between economy and ecology”, Willy Brandt emphasizes
(00:08:50 - 00:15:14)

While Brandt’s commitment to overcome the problems of pollution dates back to the early sixties when, in an electoral campaign, he had promised to help turn the dusty sky above the industrial Ruhr area into a blue one again, his Lindau lecture encompasses more than pollution. He asks for a careful commerce with natural resources at a global scale and reminds scientists of their public responsibility: „We need your research results, your advise and your dedication.“ Partly, Brandt was inspired by his friend and consultant Günter Grass (Nobel Prize in Literature 1999), who had provided him with a „wording aid environmental protection“ already in 1971[3]. More importantly, as several references in his speech show, he stood under the impression of a publication that had been presented to the world some weeks before, very close to Lindau, at the third St. Gallen Symposium in May 1972: The limits to growth, written by 17 scientists of the Massachusetts Institute of Technology (MIT) and commissioned by the Club of Rome, an informal, non-political, multinational group of scientists, intellectuals, educators, and business leaders who had first met in 1968 in Rome, deeply concerned with the future of humankind and in „quest for structured responses to growing world-wide complexities and uncertainties“.

The Predicament of Mankind
Based on a set of deliberately simplified assumptions, the authors of Limits to growth constructed a computer model of the world and calculated projections of its future development. Taking into consideration the dynamics of complex systems and implying exponential growth, they looked at five variables: World population, industrialization, pollution, food production and resource depletion. If the growth of these variables remains unchanged, they concluded in their worst case scenario, the absolute limits to growth on an earth with finite resources will be reached within the next hundred years.

One of the founding members of the Club of Rome was Dennis Gabor, recipient of the Nobel Prize in Physics in 1971 for his invention and development of the holographic method. He attended the Lindau Nobel Laureate Meeting in 1973 to talk about „The Predicament of Mankind“, a title taken from the first prospect of the Club of Rome. At the beginning of his lecture, he summarizes the genesis of The limits to growth:

Dennis Gabor (1973) - The Predicament of Mankind

In the world, the consumption of energy and of raw materials grows about 5% per year, that is doubling in 14 years. Now, this is mainly happening in the industrialised third of the world. In the whole world population it is growing at the rate of a little over 2% a year, and this means doubling over 35 years. And this is mostly happening in the poor countries. This has been summed up in the brief sentence, the rich are getting richer, the poor are getting children. The Club of Rome calls itself an international non-organisation, it has no president, no secretary, no budget. There’s just a body of 85 carefully selected people of all nations in the world and we have no intention of letting the membership grow above 100. But don’t be alarmed, the tenure is not certain in the Club of Rome, if somebody doesn’t work for it, he is dropped immediately. So there’s always still room in this 100. Well, regrettably we have only a small representation from the communist countries and we have nobody officially from the USSR. Though one of the meetings of the Club of Rome was held in Moscow and we know that some very highly placed Russians are following our proceedings very carefully and with sympathy but officially they have not joined us. Now, as regards to work of the Club of Rome, from the beginning the Club of Rome was looking for the comprehensive method to deal with the problems of the world. Of our extremely complicated world system. And we are very lucky that we made contact in ’68 with Prof. J. Forrester of the MIT, who at that time had just finished his city dynamics. Forrester was the first to construct computer models of a city and show how it grew from its beginning from a green field to its maximum and then decayed. And this agreed extremely well with observations. And this model comes up in various policies and something very disturbing came out, this is what Forrester calls the count and intuitive behaviour of complicated social systems. As Forrester says, nature has not equipped us with an intuitive insight into complicated multiple nonlinear feedback circuits. We did not need this in the course of evolution, but we certainly need it now. Because the complication of social events has grown beyond our intuitive comprehension. Almost everything that is good, that appears good immediately, everything that helps us in four or five years, will almost certainly turn against us in the long term. This is what the electronic computer can do. I have a strong belief that the electronic computer has come just in time to save our industrial civilisation which has grown above our heads. Now,Forrester undertook at the institution of the Club of Rome to construct a world model. And this he did in a remarkably short time, his book World Dynamics came out in 1971. After that, the work was continued by his student Dennis Meadows with an international team of 17 people, and this was financed by the Volkswagen Foundation. This came out last year, in ’72, the book is called The Limits to Growth and has been translated into 20 languages. Now, I’ve no time to talk in detail of this book, I hope many of you have read it, almost certainly you have seen abstracts of it. And so I just sum it up in brief. The model has got five variants: world population, industrial production, per capita food consumption, the earth resources and pollution. And these are linked with one another by a great number of complicated relations which partly could be taken from experience, partly had to be guessed. Had to be guessed but there was just no other way of producing a complete world model. Now, one can feed different policies in this computer and then see what effect they have. The computer is always set, so that from 1900 - 1970 it runs on the historical path. Then one can put in various policies and in a few minutes it will run the earth to 2100. Now, the computer is frightfully complicated, there’s no point in showing it, it goes far beyond human intuition. But the results are extremely simple. And extremely unpalatable. If we go on as we are doing now, the real world catastrophe in something like a 100 years, give or take twenty years. An overshoot of world population and the world consumption. Followed by a sharp decline, by depletion of natural resources. If we are very foolish, there may be also a pollution catastrophe. I really won’t talk very much about that, because I can’t quite believe that man can be so foolish as to poison itself. It’s bad enough, the depletion catastrophe would be quite bad enough. Now, as you could expect, these results have been received by most economists, though not by all I'm glad to say, with extraordinary hostility. And yet there’s nothing implausible in them, there’s no complicated machinery needed, rule of thumb calculation shows that if you look at the world resources, give or take factors of two, three, five, and look at our increasing consumption, then the world’s resources will exhaust not in 10 years, not in 1,000 years, but something in the matter of 100 years. First our land and mineral resources will be as good as exhausted in something like that time. Now, against this the economists argue: This has been often said before, Malthus, you know, but the discovery of new resources and new technologies has always helped to overcome scarcities. As regards new resources, they can of course postpone the catastrophe but they cannot eliminate forever. As regards new technologies, I hope that this naive belief in the technologies in us applied scientists and technologists will be right. But what I object to is this: The economists don’t really tell us what they are scared of. They just cannot imagine a world in which growth has stopped because they are convinced, and not without reason, that our world and in particular the free economy world is kept stable only by continual growth. By everybody hoping or actually having it better next year than this year. And they just cannot visualise the stationary society when we have stopped growing in material consumption. Now, this is what I call ostrichism. The ostrich puts her head in the sand and hopes that everything was right until now, why shouldn't it go on so forever. That will certainly not go on forever. Well, of course,Forrester and Meadows have also stabilised us, without this catastrophe in them. They have also studied plans which go over into a stable situation around the year 2100. But I'm afraid these are also somewhat disheartening. Because they are somewhat poor words. And it’s naturally enough. If we made a fair distribution of the resources of the earth, even increase several times, and distributed them to the world population, which by that time will be of the order of between 7,000 and 15,000 million people, then of course it will give a living standard still well above that of India and Africa, but far below ours. But I have another objection against this. In these Forrester and Meadow’s curves, the depletion still goes on. It still goes on and it will be stable all right for a few hundred years. Now, what is a few hundred years? Homo sapiens has at least a hundred thousand years behind him. And the biologist assure us that he’s fit for another few hundred thousand years. Now, a few hundred years of prosperity and light between several hundred thousand years of darkness, that’s not good enough. So what we scientists and technologists must create is a new technology. One which uses only inexhaustible or safe-renewing resources. May I remind you, it was not so very long ago when all the world lived on a self-renewing resource, timber, wood. It was used for burning, it was used for building houses and it renewed itself in the forest. Now, of course humanity has become far too big for a timber economy. Also for a coal economy. But new economies can be created, when I say inexhaustible resources it is really possible to think of resources which should out-last a million years or so. This has not calmed of course the opponents of Forrester and Meadows. The hostility still continues, people just don’t want to believe it and they just don’t want to believe that the catastrophes are a hundred years away. But while all this talk is going on, a forerun of the catastrophe is actually appearing at our door. I'm referring to the fuel and energy crisis, which is right at our door. Now, this is a crisis of the highly developed countries, chiefly of the United States, concerns in Europe just as well. United States has 6% of the world’s population, and they consume 33% of the world’s energy. That’s ten times more than the rest, so the rest contains also England, France, Germany, Japan etc. They consume 50 times more than what they have in India. One could say that’s all right, so long as they consume their own, their own oil, their own coal etc. One may have been foolish until then but morally no objections to using up your own. But this was only until a few years ago, it’s not like this. A typical depletion catastrophe has happened in the meantime. It’s like this, if you plot here the oil production for the United States, it goes up left. Starting from nothing here, here we are just 1973. And the demand curve has started overshooting this just about these years and it goes up like this. While the oil production of the United States, something like this, to give you an idea, at the moment but by this time about two thirds of the oil will have to be imported and one third produced internally. This is the real, actually just that type of overshoot which occurs in Meadow’s curves, when the global overshoot comes, it’s perhaps 100 years away, the local overshoot is right here. The same applies in Europe, of course Europe has always existed almost 100% on imported oil, but we have also been very foolish, we have let coal mining decay or stagnate and we have converted many of our coal burning in electric plants to oil, when oil was cheap. Now, this crisis illustrates how badly we are lacking in long-term foresight. It could have been foreseen and it was indeed foreseen just like the big oil companies. The research departments of big oil companies have made a precise forecast of this, which are considered by everybody. But during the same time, the sales departments of the same oil companies were urging more and more consumption. And as regards the governments, the governments just don’t dare to tell the people that they have no foresight and we are running into a serious crisis. Really nobody can claim nowadays that they haven’t heard of it, that he is ignorant of it. I don’t know how it is in Germany but in America it’s been published in all the good newspapers. Most of the magazines have published long and very careful articles on it. But the man on the street just doesn’t want to believe it. The man on the street wants to believe that it’s an imagination of the big oil companies to get higher prices for the petrol. Let’s forget the political part of it and see what technology can do to alleviate this situation. I'm afraid we have indeed, we have indeed been very, very slow. We must make a confession, it’s not just the politicians who are to blame and the economists and the sales people. The big achievements of technology, since the war, have been either prestige or luxury achievements. Such as the Polaris submarine for defence, absolutely astonishing thing, if you look at it from technical angle. Or the multiple anti-atomic missile or such luxury project like the man on the moon and the supersonic airplane. Well, it is no excuse for us technologists that this was foisted on us by politicians. There rules also the pressure of the advanced industries and the pressure of the inventors themselves, from the principle which rules our lives, that what can be made must be made. This causes variations and it is not surprising that a considerable part of people especially of younger people are now becoming very suspicious of technology and feel that maybe technology has taken the bit in its teeth. Well, I must confess I'm not quite unhappy about it, that this first trouble is coming right now. Because it gives us the right kick to start now. It may be the right challenge which a civilisation needs to keep alive, according to Toynbee. To save our civilisation. Now, there may be some of you, especially among the younger people here in the audience, who don’t think that our consumer society is worth saving. It’s easy to become contemptuous about the consumer society when we think of such things as forced sales, throw-away goods, pollutions, solar suburbs, mindless racing about in large motor cars, power boats, snowmobiles. Yes, but the consumer society has also secured a high standard of living and considerable degree of security for hundreds of millions of people. There’s definitely more happiness among the common people now than there ever was in the world. Perhaps, when we have finished with this crisis, in probably not less than 20 years there will be less of the mindless race and more of the good in our society. What then is the reasonable program for science and technology? Taking first things first, we must confess that there’s no way of making up for the ten lost years. Running a little program inside the Club of Rome, and they have got information from the best experts of all sides, and the consensus is that nothing we can do, we produce substitutes, synthetic fuel inside ten years in appreciable quantities. Incidentally neither will be supplied from the USSR, they start running seven or eight years. We definitely have been so foolish that in a few years there will be quite certainly a very considerable shortage of fuel and, if we are as foolish as can be expected, very considerable unemployment, because so much of our world is based now on the waste of fuel and energy. To make it more detailed, it’s rather interesting that now they are taking the German war time development, coal classification and other things, and progress is now rather poor. There is one single pilot plant only for coal classification in America, and there's not a single coal liquefaction plant going yet. It will take about ten years before coal classification plants can be built on a big scale. And by that time the American mining of coal will have to be doubled. And by the year 2000 it will have to be quadrupled. Now, think about this as a technical and social difficulty. Of course, it doesn’t mean, new technology doesn’t mean doubling or quadrupling the number of miners but certainly it means putting under ground, people who’s fathers and grandfathers were not miners. And that won’t be an easy social problem. So then here we are very, very backward. In this rather long interim period, ten years, maybe even more, temporary relief must be found from such measures as secondary exploitation of oil wells. Nowadays half, sometimes even more than half of the oil remains in the oil wells. That will have to be pumped out somehow to help us with our difficulty. Now, of course new exploration. Then of course the electric plants which we are now firing with oil have to be converted back to coal. And what is the easiest of all is the exploitation of tar sands and of oil shale. Incidentally the figures which had been bandied about by oil shale are completely wrong. It is not at all true that those civilisations with an increased consumption could leave an oil shale for another 100 or 150 years. That’s just not true. The oil shale deposits are roughly equal to the remaining oil deposits. At the same time, of course there will have to be reasonable saving measures, such as smaller motorcars, in particular in America,more use of public transport, more bicycles, less air conditioning with more efficient devices. Now, to this I must mention, what worries me very much and other people, is that our free society reacts to badly to this sort of crisis. In America, two years ago, they enacted the anti-pollution act, by 1975, it has been put off till 1976, the production of unburned fuel, nitrogasses etc, to be put down by 90%. Now, what is the reaction of Detroit? The simplest would have been of course to make smaller motor cars. No, they make the same horsepower, but as the non-polluting engine is so much less efficient, the new cars of this year,instead of the usual twelve miles to the American gallon, can do only do ten or nine. And they say, by the time they are finished, they will do perhaps six. This was the reaction of Detroit. This sort of thing worries me very much because it means that, unless free enterprise takes on a little sense, there won’t be free enterprise. And then of course political measures such as international agreements to secure at least the present supply from the Middle East countries. And pre-agreements between the free economy and the communist countries, well, there is hope for that but not immediately. The enormous pipeline, for instance, for national gas has to be built. Exploration is still to be done in Siberia, etc, etc. The Siberian liquidified natural gas and oil will not flow for seven or eight years in the best case. Now,alright, so we have lost time, but there is no reason for not starting our preparations at once. The research on coal classification and coal liquefaction, which has been so much neglected that we are falling back to official jobs now about 50 years. This must be taken up on a large scale. The long term outlook is good. If the price of liquid fuel is allowed to rise to about three times the present, which is a healthy thing because there will be less waste, then a great number of substitutes can come in. First of all tar sands, oil shale, but then also there is a serious hope that atomic energy will be able to produce synthetic fuels. That is the most interesting of the hopes. This, in particular there exists the Canadian reactor called the CANDU, which works on the uranium-thorium cycle, burns about equal amounts of uranium and thorium. So it’s very cheap and abundant fuel. And absolutely non-radioactive primary coolant. The primary coolant is high-boiling organics liquid which has only - the bombardment with neutrons gives only stable constituents. And then the secondary coolant, which is always water, is of course even freer. So there’s no fear of radioactive damage. Now, at this point I come also to the point which was already mentioned by Herrn Minister Ehmke, the fear of people of nuclear stations. Nowadays, when a nuclear station is near somebody in America, then the price of the land and of real estate is as certain to fall as if Negros would be going there. This is of course, the excuse is of course that nuclear plants are dangerous. Well, as regards explosion danger of nuclear plants, the lowest estimate is ten to the minus eight per year. That is to say one plant explosion by failing of every sort of safety in a hundred million years. Now, my friends the nuclear engineers assure me that if we had been ever safe steam plants, then no steam plant would ever have been built. So as I say, it is already possible to foresee that there’ll be no shortage of liquid fuel. Otherwise, nuclear energy promises mostly hydrogen economy and I don’t like the idea of hydrogen economy very much. Per volume it’s much worse than petrol and the danger in case of accidents of course even much bigger as the evaporation of hydrogen is so much more than of petrol. But, as I said, there’s hope that in the end we’ll be able to synthesise hydrocarbons to about three times the price. And why not? We have had our energy ridiculously cheap. In the United States it’s about six or seven percent of GNP, all the expenditure on energy, including oil. And the expenditure on food is 16 to 18%. Now, I think it would be perfectly right in our industrial civilisation if we spent as much on energy as we spend on food. As regards mineral resources, there again we have to dig much deeper. At present, all the mineral resource extract oil costs only about three percent of the GNP. So there is again the hope that we will be able to exploit deeper mineral resources once we have got reasonably cheap nuclear energy. But by reasonably cheap I mean something like three times more than the present, which should also enable the nuclear energy stations to put in all the safety devices, put them under ground with recirculating water, no contamination of rivers etc, etc. Nuclear power development has not been really neglected, of course enormous money has been spent on it. It’s only that the development is a little slow. In order to make reactors really efficient, there must be either breeder reactors or very big such uranium-thorium reactors, and in both cases the optimistic estimate is that they will be starting about 1990. Now, in the United States at the moment there are 150 atomic plants planned, quite big ones, quite big units, so ... 5,000 megawatts. But even if the opposition of the environmentalists can be overcome, which is by no means certain and they all will be built, only 25% of the electric energy in 1980 will be supplied by nuclear power. In England it will be somewhat better, it’s already 10%, it may well be 25% by then. As I say now, we have got the opposition of the environmentalists, which partly of course has got a psychological origin. The nuclear reactor is of course an offspring of the atomic bomb. And, as regards the first plants, they never exploded but contamination was by no means impossible. You may ask me, what about fusion? Because of the hydrogen in the seas. But now the position is very different. Because we know that there’s enough low grade uranium granite and dissolved in very low concentration in the sea, from which you could extract it at probably not more than about two to five times the present cost of uranium, and that’s a very small part. Uranium oxide is only a very small part of the cost of the finished fuel. And, as regards the total fuelling costs of a station, it is about one tenth of its capital cost. So it’s by no means important, if you never get fusion, you still have an inexhaustible source of power, because the rivers wash so much uranium into the seas that a very profligate humanity, with of energy, could exist for unlimited time. But of course it would be nice to get nuclear energy by fusion. For a simple reason that fusion does not produce plutonium. The real danger in nuclear energy is of course plutonium. One could, according to several experts, increase the world consumption now at four times the present population and twice the American consumption, which means a 50-fold increase in world energy production. We have a serious danger of changing the climate. Then perhaps it might become dangerous. But can we give this power into the hands of humanity as it is? Into the hands in particular of adolescent nationalists? Well, for this reason I would much like to of course to have fusion power. But subjectively I don’t give it a very big chance. Certainly we ought to be rationing hundreds of millions of dollars which it will cost. And I say in all my life I’ve never met such an exciting and wonderful idea as producing fusion by implosion of little grains of lithium deuterite or DD. It’s an absolutely fantastic idea to compress the little grain about 10,000 times and then bring it to controlled nuclear explosion. But, as I say, we must consider it as a windfall, if it comes all the better, but it cannot be put into any reasonable program. There are really better hopes for geothermal energy. Geothermal energy, of course in Germany it’s not important, in all Europe except Iceland it’s not important, but in America it might be important. And far too little money has been spent on it so far. Far too little research has been done, there are protagonists of it who say that if we dig shafts five kilometre deep and next to it another, say four kilometres deep and pour water into the one, then we get a wonderful supply of steam from the others and we can easily build stations of several thousand megawatts each. But it’s possible. I don’t know yet what the economy - there is nobody there to indicate it. There may be not too many places in the world. Now, with solar power, solar power is the cheapest possible and the cleanest possible, and the most expensive. Because there is no upset of the climate. Solar energy is first converted into electricity and then liberated as heat that doesn’t make any difference. But unfortunately, the lowest estimate of solar energy is twice that of nuclear power and that comes from the inventor himself. I'm an inventor myself and know that the estimates of inventors must be multiplied by pi! So I should say six or seven times of nuclear energy and we would probably be nearer to it. And here I wish of course that we could break the iron law of economics that the cream has to be taken off first. That the cheapest way of getting energy is the one which comes first. I wish we could persuade at least the very, very rich Arabic countries to have solar energy instead of plutonium producing nuclear plants. Well, otherwise, if you think of the plutonium danger, then I must say, like Alvin Weinberg, the great American expert, our best hope is that we can make out of the tenders of these nuclear stations a dedicated priesthood. These considerations of physics and technology lead us quite naturally to the human factor. As I’ve always said in my book, up to now we were up against nature, from now on we are up against human nature. And the past history of mankind, which is incessant wars, does not encourage of course to believe that we have come to the end of our folly. I must still cling to the hope that the folly of a nuclear war now would be such that perhaps mankind will abstain from, from total suicide. This is always the assumption which goes through all our prophecies, no nuclear war and no total warfare of any kind. Of course, this is still only unconditional, the other thing for producing a better world would be to help the developing nations. And here again this crisis in our development which I have talked might produce such an upset in our countries that we cut down even further the already very insufficient foreign aid. Nevertheless, that foreign aid could exist at all, that it does exist at all is a sign of human progress. This idea, a hundred years ago, at the time of the economics of Ricardo etc. would have been absolutely impossible to give something for nothing, to give something to the Africans or the Indians so that they should develop their own industries - absolutely unthinkable. So when I come to human nature, and I don’t want to say very much about this, it’s always my chief preoccupation, how is human nature fitting into a peaceful world? Is it possible that - a peaceful, rich world should be possible on an economical stationary scale. Of course, humans have existed in an almost stationary world for thousands of years. The development is very small but that was in poverty. And the dangers come of course with riches and freedom. Can we change human nature? I should say that one can very much change human nature indeed. But the strongest inborn traits of human nature are certainly the will to material satisfaction and the will to survive. And yet this has been changed into the exact opposite by the monasteries, in which the monks themselves imposed ascetic life, taking on not just ordinary poverty at random but uncalled for hardships. And as regards human life, well, brave soldiers have been educated everywhere and may I remind you, for instance, that young Janissaries, the Christian children who were taken in the Balkans by the Turks when they had murdered their parents, they were educated into brave soldiers who wanted nothing more than to fall gloriously in battle. So human nature can be turned into the exact opposite. Now why shouldn't it be possible to put a little more sense into us. I should say, because we have never seriously considered this. Yes, the monasteries know how to do it. The military have also known it, but they have never seriously considered what education with a proper conditioning to put, to smooth out these little kinks of human nature which can go wrong so much and give so much trouble. I think it can be done and the main thing is to give people, to give the young people a strong feeling that our world is not the worst of all possible worlds. That our consumer civilisation is indeed worth saving. And it has not smashed up and I hope that something will come in its place. At the moment of course whatever condition and manipulation exists here, it’s just the wrong way. We are being manipulated to consume and to waste. This is the strongest manipulation of the western world, the sales pressure, the inducement to spend and to waste. The excuse is of course that this keeps the industry going. It’s the duty of any good American to buy a big car, because it gives work to the trade and also to burn as much oil as possible. To over-heat his house etc, etc. This of course cannot go on forever. This sort of propaganda must stop. I think it’s quite likely that if it’s an effort shared by all the people, as in kids of war, the response will be quite a good one. If for instance one lets the petrol prices go up to three times, so that rich can own big cars and the poor can’t, then there will be trouble. There’s one other thing that I would like to see, and this is also something mentioned by Minister Ehmke, this is deurbanisation. You see the enormous growth of megalopolis, especially in the developing countries and the United States, it is a frightful phenomenon which alone is a big danger. But there’s another advantage in deurbanisation. In smaller towns, where people can go to their work on bicycles, they consume far less energy than in the big towns. And so I wish that part of the unemployment which will be caused by the drop in our oil wasting industries, we should use for deurbanisation, for decentralisation. And communication is to replace commuting. Can we really replace our material crunching, energy wasting industrial civilisation by knowledge and communication society? This has been incidentally suggested to the Japanese that instead of the consumer society want a knowledge and communication society. That is a beautiful idea, but if you want to realise it, you must start with a new education. First of all, which satisfies people that this is not the not the worst of all possible worlds, and that we owe it to our ancestors who had to work so hard to get on with it instead of smashing it up. Then of course to establish the non-energy wasting, non-material wasting values, which I think it can also succeed if you started in earnest. Summing up, if the rapid material growth of the first 25 years has given the impression that now at least mankind is on a straight way towards peace and happiness, the next 25years are likely to destroy this illusion. We must realise that we are living on an earth which is now becoming too small for us. Applied scientists and technologists methodically revised their priorities. The first priority is to get our civilisation going and not to continue with this irresponsible wasting of energy and material resources. So as for to create at least a bearable life on an overcrowded earth. And I have full confidence that the technologists who rise to this challenge and with the seriousness which we mastered problems before us. I want to add just one more word, what is at stake is not just our world, but also our freedom. It’s our democracy. Because if our democracy doesn’t rise to these problems, then democracy will have to cease. There will have to be some kind of emergency war measures and they have a tendency to linger on after the emergency has passed. Anyway the emergency will not pass so quickly, in 20 years we may overcome the energy crisis, after that comes the other, I should say the Forrester and Meadows difficulty. And anyway, getting into a stationary state is not so easy. I once gave a lecture in a German circle and von Weizsäcker, who was the present, said “if you go on like this, then we must put as much energy into breaking the social system as we have put into accelerating it.” I think this is roughly true. Now, may I quote also what a great historian, Arnold Toynbee, said of this, of the great danger which threatens democracy by the system that we have identified hope with continual growth, and now we have to stop growth, whether we like it or not. He said: “We cannot be sure that even in England parliamentary democracy will be able to survive the frightful ordeal of having to divert to a stationary state on a material plain.” This is the problem before us, nothing less is at stake, not just our wealth, it’s also our democracy and freedom. Thank you.

Der Energie- und Rohstoffverbrauch der Welt steigt alljährlich um 5%, das entspricht einer Verdoppelung in 14 Jahren. Dies gilt jedoch hauptsächlich für das industrialisierte Drittel der Erde. Bezogen auf die gesamte Weltbevölkerung steigt der Verbrauch um etwas mehr als 2% jährlich, verdoppelt sich also in 35 Jahren. Dies wiederum trifft hauptsächlich auf die armen Länder zu und das bringt uns zu dem Fazit: Die Reichen werden immer reicher, die Armen bekommen Kinder. Der Club of Rome bezeichnet sich selbst als internationale Nichtorganisation, er hat keinen Präsidenten, keinen Sekretär, kein Budget. Er ist lediglich ein Gremium aus 85 sorgfältig ausgewählten Personen aus allen Nationen der Welt und die Zahl der Mitglieder soll 100 auch nie übersteigen. Aber keine Angst, das Amt im Club of Rome ist kein Amt auf Lebenszeit, wenn jemand nicht wirklich dafür arbeitet, wird er sofort entlassen. Es gibt also immer noch Platz bei diesen 100. Nun, leider sind die kommunistischen Länder nur schwach vertreten und es gibt keine offizielle Vertretung der UdSSR, obwohl eine Tagung des Club of Rome in Moskau stattfand und wir wissen, dass einige Russen in sehr hohen Positionen unsere Arbeit sehr aufmerksam und mit Sympathie verfolgen, offiziell sind sie aber keine Mitglieder. Lassen Sie mich jetzt etwas zur Arbeit des Club of Rome erzählen: Von Anfang an suchte der Club of Rome nach einer universellen Methode, um die Probleme der Welt, unseres extrem komplizierten Weltsystems zu lösen. Und glücklicherweise kam 1968 der Kontakt mit Prof. J. Forrester vom MIT zustande, der damals gerade seine Studien zur Dynamik von Städten abgeschlossen hatte. Forrester entwarf die ersten Computermodelle einer Stadt und zeigte ihre Entstehung und Entwicklung vom Brachland bis zu ihrer Blüte und ihrem Niedergang. Dies stimmte perfekt mit realen Beobachtungen überein. Dieses Modell wurde in verschiedenen Systemen angewandt und es zeigte sich etwas sehr Beunruhigendes, was Forrester als das intuitive Verhalten komplexer sozialer Systeme bezeichnet. Nach Forrester hat uns die Natur nicht mit einer intuitiven Einsicht in komplexe, nichtlineare multiple Feedbackschleifen ausgestattet. Wir brauchten dies im Lauf der Evolution auch nicht, heute ist es aber wichtig, weil die Komplexität sozialer Ereignisse über unser intuitives Verständnis hinausgewachsen ist. Fast alles, was im Moment gut ist oder gut scheint und was uns die nächsten vier oder fünf Jahren helfen wird, wird sich auf lange Sicht gegen uns wenden. Genau das kann der Computer berechnen. Ich glaube fest daran, dass der Computer gerade rechtzeitig kam, um unsere industrielle Zivilisation, die uns über den Kopf gewachsen ist, zu retten. Im Club of Rome begann Forrester, ein Modell für die Welt zu entwickeln, was ihm in bemerkenswert kurzer Zeit gelang. Sein Buch „World Dynamics“ erschien 1971. Danach wurde die Arbeit von seinem Studenten Dennis Meadows mit einem internationalen Team aus 17 Personen und Finanzierung durch die Volkswagen-Stiftung fortgeführt. Dieses Buch erschien letztes Jahr, 1972, unter dem Titel „Die Grenzen des Wachstums“ und wurde in 20 Sprachen übersetzt. Ich habe jetzt nicht die Zeit, um ausführlich über das Buch zu sprechen, ich hoffe, viele von Ihnen haben es gelesen, ganz sicher wenigstens in Auszügen. Daher will ich den Inhalt nur kurz zusammenfassen. Das Modell basiert auf fünf Variablen: Weltbevölkerung, Industrieproduktion, Nahrungsverbrauch pro Kopf, Naturressourcen und Verschmutzung. Diese Variablen sind durch eine große Zahl komplizierter Beziehungen miteinander verknüpft, die teils auf Erfahrung, teils aber auch einfach auf Schätzungen beruhten, weil man keine andere Möglichkeit hatte, um ein Modell der gesamten Welt zu erzeugen. In den Computer kann man nun verschiedene Modelle eingeben und beobachten, was sich entwickelt. Der Computer ist so eingerichtet, dass er die historische Entwicklung von 1900 - 1970 gespeichert hat. Dann kann man verschiedene Modelle eingeben und in wenigen Minuten zeigt er das Ergebnis für die Erde im Jahr 2100. Der Computer ist allerdings schrecklich kompliziert, man kann ihn nicht wirklich verstehen, er geht über das menschliche Verständnis hinaus. Aber die Ergebnisse, die er liefert, sind überaus einfach. Und überaus beunruhigend. Wenn wir einfach so weitermachen wie bisher, kommt es in etwa 100 Jahren plus minus 20 Jahren zur weltweiten Katastrophe durch Überbevölkerung und ständig steigenden Verbrauch. Dann folgt ein steiler Niedergang durch die Erschöpfung der natürlichen Ressourcen. Und wenn wir völlig verrückt sind, kommt es vielleicht auch zu einer Verschmutzungskatastrophe. Ich will nicht allzu viel darüber sprechen, denn ich kann nicht glauben, dass die Menschheit so verrückt sein kann, sich selbst zu vergiften. Es ist auch so schon schlimm genug, die Erschöpfung aller Ressourcen ist schlimm genug. Wie Sie sich denken können, wurden diese Ergebnisse von vielen Wirtschaftsexperten, wenn auch nicht von allen, wie ich mit Freude sagen kann, extrem feindselig aufgenommen. Dennoch sind sie absolut plausibel, man braucht keine komplizierte Maschine, einfache Faustregeln zeigen, wenn man die Ressourcen der Erde betrachtet, mit einem Faktor von zwei, drei oder fünf arbeitet und unseren steigenden Verbrauch sieht, dass die weltweiten Ressourcen nicht in zehn, nicht in 1000, aber vielleicht in 100 Jahren erschöpft sein werden, als erste werden Land und Bodenschätze zur Neige gehen. Wirtschaftsexperten kommen oft mit dem Argument: Weißt Du, das wurde schon oft prophezeit, Malthus, wie Sie wissen, aber durch die Entdeckung neuer Ressourcen und durch neue Technologien haben wir jede Krise bewältigt. Neue Ressourcen können natürlich die Katastrophe etwas hinauszögern, aber nicht wirklich verhindern. Und neue Technologien, nun, ich hoffe wirklich, dass dieser naive Glaube an die Technik bei uns Forschern der angewandten Naturwissenschaften und Technologen gerechtfertigt ist. Was mir aber wirklich missfällt, ist die Tatsache, dass die Wirtschaftsexperten uns nicht wirklich sagen, was sie eigentlich fürchten. Sie können sich einfach keine Welt vorstellen, in der es kein Wachstum mehr gibt, weil sie überzeugt sind – und nicht ohne Grund – dass unsere Welt, insbesondere die freien Volkswirtschaften, nur durch stetiges Wachstum stabil bleibt. Jeder hofft oder erlebt sogar, dass es ihm von Jahr zu Jahr besser geht. Eine stagnierende Gesellschaft, in der der materielle Verbrauch nicht mehr wächst, können sie sich einfach nicht vorstellen. Für mich ist das eine Vogel-Strauß-Methode. Der Strauß steckt seinen Kopf in den Sand und glaubt, weil bisher alles in Ordnung war, wird es auch so bleiben. Aber die Dinge werden nicht so bleiben. Natürlich haben Forrester und Meadows auch Szenarien jenseits dieser Katastrophen aufgezeigt. Sie arbeiteten an Untersuchungen, die etwa um das Jahr 2100 wieder eine stabile Situation zeigen. Ich fürchte aber, dass diese auch nicht wirklich Anlass zu Hoffnung geben, denn sie sind nur für die armen Länder gut. Und es ist doch klar: Wenn wir die Ressourcen der Erde gerecht verteilen, sogar mehrfach vergrößern und an die gesamte Weltbevölkerung verteilen wollten, die dann irgendwo zwischen 7 und 15 Milliarden Menschen liegen wird, dann hätte man natürlich einen Lebensstandard, der höher als der in Indien oder Afrika ist, aber immer noch weit niedriger als der unsere. Ich habe aber noch einen anderen Einwand gegen diese Szenarien. In diesen Kurven von Forrester und Meadows werden die Ressourcen trotzdem weiter aufgebraucht. Alles geht ungehindert weiter und wird für einige hundert Jahre stabil bleiben. Aber was sind ein paar hundert Jahre? Der Homo sapiens lebt seit mindestens 100.000 Jahren auf der Erde und die Biologen versichern uns, dass er weitere 100.000 Jahre und mehr schaffen kann. Einige hundert Jahre Wohlstand und Licht gegenüber mehreren hunderttausend Jahren Dunkelheit – das genügt nicht. Wir Wissenschaftler und Techniker sind also gefordert, neue Technologien zu entwickeln. Technologien, die nur unerschöpfliche oder nachwachsende Rohstoffe verbrauchen. Darf ich sie daran erinnern, dass die Welt vor nicht allzu langer Zeit weitgehend von einer nachwachsenden Ressource, nämlich Holz, lebte. Es wurde als Brennholz und als Baustoff genutzt und wuchs immer wieder nach. Natürlich ist die Weltbevölkerung viel zu groß für eine auf Holz basierende Wirtschaft geworden, das gleiche gilt für Kohle. Aber man kann neue Wirtschaftskonzepte entwerfen und wenn ich von unerschöpflichen Ressourcen spreche, dann denke ich tatsächlich an solche, die eine Million Jahre oder länger verfügbar sind. Natürlich hat dies die Gegner von Forrester und Meadows nicht überzeugt. Sie bleiben feindselig, denn die Menschen wollen diese Visionen nicht glauben, sie wollen einfach nicht wahrhaben, dass diese Katastrophen schon in hundert Jahren eintreten sollen. Und während sie noch diskutieren, ist ein Vorgeschmack auf die Katastrophe bereits zu spüren. Ich spreche von der Öl- und Energiekrise, die wir gerade durchleben. Nun ist dies eine Krise der hochentwickelten Länder, allen voran der USA, aber auch Europas. In den USA leben 6% der Weltbevölkerung, die jedoch 33% der weltweiten Energie verbrauchen. Das ist das Zehnfache der anderen Länder, zu denen auch England, Frankreich, Deutschland, Japan usw. gehören. Und sie verbrauchen das 50-fache der Bevölkerung Indiens. Nun könnte man sagen, das ist in Ordnung, solange sie ihre eigenen Rohstoffe verbrauchen, ihr eigenes Öl, ihre eigene Kohle usw. Man war vielleicht gedankenlos, aber moralisch gibt es nichts dagegen einzuwenden, seine eigenen Reserven aufzubrauchen. Dies galt jedoch nur bis vor einigen Jahren, heute ist es anders. In der Zwischenzeit ist die Katastrophe zur Neige gehender Reserven tatsächlich akut geworden. Wenn man hier die Ölproduktion für die USA aufzeichnet, so geht die Kurve nach links oben. Ausgehend von Null hier, hier haben wir erst 1973. Und die Nachfrage hat das Angebot in diesen wenigen Jahren um so viel überholt, das ist diese Kurve hier. Dagegen die Ölproduktion der USA, hier etwa, nur um Ihnen eine Vorstellung zu geben aber Sie sehen, hier wird man etwa zwei Drittel des Öls importieren müssen und nur ein Drittel wird noch im Land erzeugt. Das ist die Realität, genau diese Schere, die in Meadows’ Kurven zu sehen ist; wenn weltweit die Nachfrage das Angebot übertrifft, vielleicht in 100 Jahren erst, dann haben wir genau das. Das gleiche gilt in Europa, natürlich hat Europa schon immer fast 100% seines Öls importiert, aber wir waren auch sehr sorglos, wir haben den Niedergang des Kohleabbaus zugelassen und viele Kohlefeuerungen in Kraftwerken auf Öl umgerüstet, als das Öl billig war. Diese Krise zeigt uns, wie sehr es uns an Voraussicht mangelt. Sie wäre vorhersehbar gewesen und sie wurde auch vorhergesehen, auch bei den großen Ölgesellschaften. Die Forschungsabteilungen großer Ölgesellschaften haben diese Situation präzise vorhergesagt und ihre Zahlen offen gelegt. Aber gleichzeitig wurde der Verbraucher von den Vertriebsabteilungen der gleichen Ölgesellschaften zu immer mehr Ölverbrauch gedrängt. Und die Regierungen – nun sie wagen es einfach nicht, den Menschen zu sagen, dass sie nicht vorausschauend planen und wir auf eine große Krise zusteuern. Niemand kann heute ernsthaft behaupten, er hätte nichts davon gehört oder gewusst. Ich weiß nicht, wie das in Deutschland ist, aber in Amerika haben alle großen Zeitungen Artikel zu diesem Thema gebracht. Die meisten Magazine haben lange, sorgfältig recherchierte Beiträge veröffentlicht. Aber der Mann auf der Straße will es einfach nicht glauben. Er glaubt lieber, dass dies eine Erfindung der großen Ölgesellschaften sei, um die Preise für Benzin in die Höhe zu treiben. Vergessen wir aber einmal den politischen Aspekt und betrachten wir, wie die Technik die Lage erleichtern kann. Leider muss ich sagen, dass wir hier tatsächlich sehr, sehr langsam sind. Wir müssen zugeben, dass nicht nur die Politiker und die Wirtschaftsexperten und die Verkäufer schuld sind. Die großen technischen Errungenschaften seit dem Krieg waren entweder Prestige- oder Luxusprojekte. Zum Beispiel das Polaris-U-Boot für die Verteidigung, ein wirklich erstaunliches Gerät, zumindest aus technischer Sicht. Oder der Mehrfach-Atomsprengkopf oder Luxusprojekte wie die Mondlandung und das Überschallflugzeug. Dass uns dies alles von den Politikern aufgezwungen wurde, ist aber keine Entschuldigung für uns Techniker. Auch hier herrscht der Druck fortschrittlicher Industrien und der Druck der Erfinder selbst, das Prinzip, das unser Leben beherrscht – alles, was machbar ist, muss gemacht werden. Dadurch kommt es natürlich zu Auswüchsen und man darf sich nicht wundern, dass heute viele, vor allem jüngere Menschen, der Technik misstrauen und das Gefühl haben, dass Technik unkontrollierbar geworden ist. Ich muss gestehen, dass ich nicht ganz unglücklich darüber bin, dass diese erste Krise gerade jetzt eintritt. Sie gibt uns den Anstoß, jetzt mit dem Umdenken zu beginnen. Vielleicht ist das die Herausforderung, die eine Zivilisation nach Toynbee braucht, um zu überleben, um unsere Zivilisation zu retten. Einige von Ihnen, vor allem die jüngeren Zuhörer, glauben vielleicht, dass unsere Konsumgesellschaft es nicht wert ist, gerettet zu werden. Tatsächlich ist es leicht, die Konsumgesellschaft zu verdammen, wenn man zum Beispiel an Dingen wie Kaufzwang, Wegwerfgüter, Verschmutzung, trostlose Vorstädte, sinnlose Rennen mit schnellen Autos, Powerboats, Schneemobilen denkt. Aber die Konsumgesellschaft hat auch für viele Millionen Menschen einen hohen Lebensstandard und ein hohes Maß an Sicherheit gebracht. Der Durchschnittsmensch ist heute definitiv glücklicher als früher. Wenn wir diese Krise überwunden haben, wird es vielleicht in weniger als 20 Jahren weniger sinnlose Raserei und mehr Gutes in unserer Gesellschaft geben. Was wäre nun also ein vernünftiges Programm für Wissenschaft und Technik? Nun, zuallererst müssen wir zugeben, dass wir die zehn verlorenen Jahre nicht aufholen können. Im Rahmen eines kleinen Projekts des Club of Rome dass wir nichts tun können als nach Ersatzprodukten zu suchen, in zehn Jahren werden wir vielleicht synthetisches Öl in beträchtlichen Mengen herstellen können. Übrigens wird nichts von der UdSSR geliefert werden, sie werden erst in sieben oder acht Jahren damit beginnen. Wir waren tatsächlich verrückt genug, dass wir in wenigen Jahren eine massive Ölkrise erleben werden und, wenn wir so gedankenlos sind wie zu erwarten ist, auch eine massive Arbeitslosigkeit, weil vieles in unserer Welt heute auf Öl- und Energieverschwendung beruht. Interessanterweise kommt man jetzt wieder auf deutsche Entwicklungen aus den Kriegsjahren zurück, Kohleklassifizierung und andere Dinge, aber die Fortschritte sind nur gering. Es gibt nur ein einziges Pilotwerk für die Kohleklassifizierung in Amerika und noch keine einzige Kohleverflüssigungsanlage. Bis die Kohleklassifizierung in großem Maßstab möglich ist, wird es noch etwa zehn Jahre dauern und bis dahin müsste der Kohleabbau in Amerika verdoppelt werden. Und bis zum Jahr 2000 sogar vervierfacht. Dies ist ein technisches und ein gesellschaftliches Problem. Natürlich bedeutet diese neue Technologie nicht eine Verdoppelung oder Vervierfachung der Anzahl an Bergleuten, aber man muss für den Kohlebergbau Leute unter Tage schicken, deren Väter und Großväter keine Bergleute waren. Das wird durchaus ein soziales Problem werden. Hier sind wir also noch ganz weit zurück. In dieser recht langen Übergangszeit von zehn Jahren, vielleicht auch mehr, müssen wir vorübergehend auf Maßnahmen wie die Sekundärausbeutung von Ölbohrlöchern zurückgreifen. Heute verbleibt die Hälfte, teilweise auch mehr Öl in den Bohrlöchern. Dieses Öl müsste man hochpumpen, um uns über die Jahre zu helfen. Und natürlich neue Lagerstätten erforschen. Die Kraftwerke, die heute mit Öl betrieben werden, müssen auf Kohle umgerüstet werden. Und am einfachsten von allem ist die Nutzung von Teersand und Ölschiefer. Übrigens sind die Zahlen, die über Ölschiefer genannt wurden, völlig falsch. Es stimmt keineswegs, dass Gesellschaften mit einem hohen Verbrauch noch weitere 100 bis 150 Jahre von Ölschiefer leben könnten. Das stimmt einfach nicht. Die Ölschieferlager sind etwa gleich den restlichen Öllagerstätten. Natürlich werden darüber hinaus auch Energiesparmaßnahmen notwendig sein, wie zum Beispiel kleinere Autos, vor allem in Amerika, stärkere Nutzung öffentlicher Verkehrsmittel, mehr Fahrräder, weniger Klimaanlagen mit effizienteren Geräten. Was mich und auch andere Leute beunruhigt, ist die Tatsache, dass unsere freie Gesellschaft falsch auf diese Krise reagiert. Vor zwei Jahren wurde in Amerika ein Gesetz gegen Luftverschmutzung erlassen, 1975 wurde es auf 1976 verschoben, damit sollte der Ausstoß unverbrannten Öls, von Stickoxiden usw. um 90% verringert werden. Und wie reagiert man in Detroit? Das Einfachste wäre der Bau kleinerer Autos gewesen. Aber nein, sie bauen Autos mit der gleichen Motorleistung, da aber der schadstoffarme Motor weniger effizient ist, fahren die neuen Fahrzeuge jetzt statt zwölf nur noch neun oder zehn Meilen mit einer Gallone. Und wie man hört, sollen es später sogar nur noch sechs sein. Das war die Reaktion aus Detroit. Dies ärgert mich sehr, denn es bedeutet, dass es kein freies Unternehmertum gibt, solange freie Unternehmen nicht zur Vernunft kommen. Natürlich brauchen wir auch Maßnahmen auf der politischen Ebene, wie internationale Verträge, um wenigstens die momentanen Liefermengen aus dem Nahen Osten zu sichern; ebenso Vorverträge zwischen den freien Wirtschaftsnationen und den kommunistischen Ländern, aber das wird wohl noch etwas dauern. Es muss zum Beispiel die Riesen-Pipeline für Erdgas gebaut werden, es müssen Probebohrungen in Sibirien stattfinden usw. Erdgas und Öl aus Sibirien werden aber frühestens in sieben oder acht Jahren zur Verfügung stehen. Wir haben also Zeit verloren, aber es gibt keinen Grund, nicht sofort mit unseren Vorbereitungen zu starten. Die Forschung zu Kohleklassifizierung und -verflüssigung, die so lange vernachlässigt wurde, dass wir um 50 Jahre. Dies muss in großem Maßstab erfolgen, denn langfristig ist die Aussicht gut. Wenn der Preis für Kraftstoff auf etwa das Dreifache des heutigen Preises steigt, was sinnvoll wäre, denn dann gäbe es nicht mehr so viel Verschwendung, erhalten viele Ersatzprodukte ihre Chance, allen voran Teersand, Ölschiefer, aber es gibt auch die Hoffnung, dass man mit Hilfe der Atomenergie synthetische Kraftstoffe herstellen kann. Und dies ist die interessanteste Hoffnung. Es gibt den so genannten CANDU-Reaktor in Kanada, der mit Uran-Thorium betrieben wird und etwa gleiche Mengen an Uran und Thorium verbrennt. Also ein Brennstoff, der billig und reichlich vorhanden ist. Und als Primärkühlmittel hochsiedende organische Flüssigkeit, die absolut nicht radioaktiv ist; der Neutronenbeschuss dient nur zum Erhalt stabiler Bestandteile. Und das Sekundärkühlmittel ist immer Wasser, also noch harmloser. Radioaktive Verstrahlung ist hier also nicht zu befürchten. Jetzt komme ich zu einem Punkt, den bereits Herr Minister Ehmke angesprochen hat, der weitverbreiteten Angst vor Atomkraftwerken. Wenn heute in Amerika irgendwo ein Atomkraftwerk gebaut wird, dann fallen die Preise für Grundstücke und Immobilien in der Gegend ebenso sicher als würden Schwarze sich dort niederlassen – weil Atomkraftwerke angeblich gefährlich sind. Die Explosionsgefahr eines Atomkraftwerks liegt nach niedrigsten Schätzungen bei 10 hoch minus 8 pro Jahr, das entspricht einer Explosion durch Versagen einer Sicherheitseinrichtung in hundert Millionen Jahren. Einige meiner Freunde, die Nuklearingenieure sind, sagen, wenn man absolut sichere Dampfkraftwerke verlangt hätte, dann wäre nie ein Dampfkraftwerk gebaut worden. Ich meine daher, man kann voraussagen, dass es keinen Mangel an Flüssigkraftstoff geben wird. Sonst wäre die Alternative zur Atomenergie Wasserstoff und dieser Gedanke gefällt mir gar nicht. Wasserstoff ist in der gleichen Menge viel schlechter als Benzin und die Gefahr bei einem Unfall ist viel größer, weil die Wasserstoffverdampfung wesentlich schlimmer als die von Benzin ist. Aber wie ich schon sagte, können wir hoffen, dass uns letztlich die Herstellung synthetischer Kohlenwasserstoffe zu etwa dem dreifachen Preis gelingen wird. Und warum auch nicht? Unsere Energie war bisher lächerlich billig. In den USA machen die Ausgaben für Energie, einschließlich Öl, etwa sechs oder sieben Prozent des BIP aus, und die Ausgaben für Lebensmittel 16 bis 18%. Ich würde es für richtig halten, wenn unsere Industriegesellschaft ebenso viel Geld für Energie wie für Lebensmittel ausgibt. Was die Mineralölreserven angeht, müssen wir auch hier noch tiefer bohren. Die Kosten für die Mineralölgewinnung liegen heute nur bei drei Prozent des BIP. Auch hier kann man hoffen, dass wir mit relativ billiger Atomkraft in der Lage sein werden, tiefere Lagerstätten zu erschließen. Und mit relativ billig meine ich einen Preis, der etwa beim Dreifachen des heutigen Preises liegt und der es dann auch gestatten würde, in Atomkraftwerken alle notwendigen Sicherheitseinrichtungen einzubauen, sie mit geschlossenen Wasserkreisläufen auszustatten, Verseuchung von Oberflächengewässern zu vermeiden usw. Die Entwicklung der Kernkraft wurde nicht vernachlässigt, es wurden tatsächlich hohe Summen in diese Technologie investiert. Leider geht die Entwicklung nur langsam voran. Um wirtschaftliche Reaktoren zu erhalten, benötigt man entweder Brüterreaktoren oder sehr große Uran-Thorium-Reaktoren und für beide Alternativen sehen optimistische Schätzungen eine Nutzung nicht vor 1990 voraus. In den USA sind derzeit 150 Atomkraftwerke in der Planung, richtig große Anlagen, um die 5.000 Megawatt. Aber auch wenn die Bedenken von Umweltschützern zerstreut werden können, was keineswegs sicher ist, und sie alle gebaut werden, werden 1980 nur 25% des Stroms aus Atomkraft stammen. In England sieht es etwas besser aus, dort ist man bereits bei 10% und bis 1980 werden es vielleicht 25% sein. Ich hatte bereits die Bedenken der Umweltschützer erwähnt, die natürlich teilweise auch psychologische Ursachen haben. Natürlich ist ein Kernreaktor ein Abkömmling der Atombombe. Und was die ersten Kraftwerke angeht, sie sind zwar nie explodiert, aber eine Verseuchung war keineswegs ausgeschlossen. Sie fragen jetzt vielleicht: Was ist mit der Fusionsenergie? Vor 20 Jahren war sie die einzige Hoffnung auf eine unerschöpfliche Energiequelle, weil genug Wasserstoff im Meer vorhanden ist. Heute sieht das anders aus, wir wissen, dass im Meer genug niedrig angereichertes Uraniumgranit in sehr niedriger Konzentration zu finden ist, das zu etwa dem Zwei- bis Fünffachen der heutigen Kosten für Uran gewonnen werden könnte, das ist sehr wenig. Auf Uranoxid entfällt nur ein sehr kleiner Teil der Gesamtkosten für das fertige Öl und etwa ein Zehntel der Kapitalkosten für den Gesamtölbedarf einer Anlage. Es ist also überhaupt nicht wichtig, wenn man nie eine Fusion hat, man hat trotzdem eine unerschöpfliche Energiequelle, da die Flüsse so viel Uran in das Meer spülen, dass auch eine überaus verschwenderische Menschheit für unbegrenzte Zeit mit dieser Energie auskommen könnte. Aber natürlich wäre es schön, Kernenergie durch Fusion zu erzeugen, weil dabei kein Plutonium entsteht. Die wirkliche Gefahr der Kernenergie ist nämlich das Plutonium. Nach Meinung von Experten könnte der weltweite Verbrauch auf das Vierfache der aktuellen Bevölkerung und das doppelte des US-Verbrauchs erhöht werden, das bedeutet eine 50-fache Steigerung der weltweiten Energieerzeugung. Es besteht aber die ernsthafte Gefahr einer Klimaveränderung, dann würde es vielleicht gefährlich werden. Können wir diese Macht der Menschheit, so wie sie heute ist, anvertrauen? Vor allem ein paar dieser jugendlichen Nationalisten? Natürlich würde ich daher die Fusionsenergie favorisieren. Subjektiv gebe ich ihr aber keine große Chance. Natürlich müssen wir die Hunderte Millionen Dollar, die sie kosten wird, in Betracht ziehen und ich muss sagen, in meinem ganzen Leben ist mir nie eine derart aufregende, wunderbare Idee begegnet wie die, eine Kernfusion durch Implosion kleiner Körnchen von Lithiumdeuterit oder DD zu erzeugen. Es ist eine absolut fantastische Vorstellung, diese Körnchen auf das etwa 10.000-fache zu verdichten und dann eine kontrollierte Nuklearexplosion herbeizuführen. Aber wie gesagt, wir müssen das eher als einen Glücksfall betrachten – wenn er eintritt, ist es gut, man kann ihn aber nicht wirklich in ein ernsthaftes Programm aufnehmen. Besser sieht es für die geothermische Energie aus. Die Geothermie ist natürlich in Deutschland unbedeutend, in ganz Europa, außer in Island, ist das so, aber in Amerika könnte sie wichtig werden. Und bisher wurde noch viel zu wenig in diese Energie investiert, es wurde viel zu wenig geforscht, es gibt einige wenige Verfechter, die sagen, wenn wir fünf Kilometer tiefe Löcher und daneben ein vielleicht vier Kilometer tiefes weiteres Loch bohren und Wasser in eines der Löcher gießen, dann erhalten wir aus den anderen Bohrlöchern wunderbaren Dampf und man könnte problemlos Kraftwerke mit jeweils mehreren Tausend Megawatt bauen. Es ist möglich. Ich weiß noch nicht, wie dies wirtschaftlich aussehen wird – darüber gibt es noch keine Erkenntnisse, möglicherweise gibt es nicht allzu viele Standorte auf der Welt, die in Frage kommen. Dann gibt es natürlich die Solarenergie. Nun, Solarenergie ist die billigste und sauberste Energie überhaupt – aber auch die teuerste. Denn sie bringt das Klima nicht durcheinander. Solarenergie wird zuerst in Strom umgewandelt und dann als Wärme freigesetzt, wie andere auch. Aber leider liegen die niedrigsten Kostenschätzungen für die Solarenergie bei etwa dem Doppelten der Atomenergie und diese stammen vom Erfinder selbst. Ich selbst bin Erfinder und weiß, dass deren Schätzungen mit pi multipliziert werden müssen! Man käme dann auf das Sechs- oder Siebenfache der Kosten für Atomenergie, das ist sicher realistischer. Hier würde ich mir natürlich wünschen, dass man das eiserne Gesetz der Wirtschaft durchbrechen könnte, dass nämlich der Rahm zuerst abgeschöpft wird – das heißt in diesem Fall, dass die billigste Art der Energieerzeugung zuerst genutzt wird. Ich wünschte, wir könnten zumindest die sehr reichen arabischen Länder überzeugen, Solarenergie an Stelle von Atomkraftwerken, die Plutonium erzeugen, zu nutzen. Ansonsten muss ich mit Alvin Weinberg, dem großen amerikanischen Experten sagen, wenn man an die Gefahr durch Plutonium denkt, können wir im besten Fall hoffen, dass die Befürworter dieser Atomkraftwerke zu einer Art neuen „Priesterschaft“ werden. All diese Überlegungen über Physik und Technologie führen uns unweigerlich zum Faktor Mensch. Wie ich in meinem Buch schon mehrfach feststellte, bisher verhielten wir uns gegen die Natur, von jetzt an verhalten wir uns gegen die menschliche Natur. Und die Geschichte der Menschheit, die aus endlosen Kriegen bestand, gibt nicht gerade Grund zu der Annahme, dass wir in Zukunft vernünftiger handeln werden. Ich klammere mich noch an die Hoffnung, dass der Wahnsinn eines Atomkriegs trotz allem so schrecklich wäre, dass die Menschheit vielleicht darauf verzichtet – und damit auf ihre totale Auslöschung. Dies ist die Annahme, die all unseren Vorhersagen zugrunde liegt, kein Atomkrieg und kein totaler Krieg jedweder Art. Dies ist natürlich die Grundvoraussetzung; eine andere Art, die Welt zu verbessern, wäre die Unterstützung der Entwicklungsländer. Auch hier könnte die Krise in unserer Entwicklung, von der ich sprach, zu solchen Umwälzungen in unseren Ländern führen, dass wir die ohnehin sehr unzureichende Auslandshilfe weiter beschneiden. Dennoch ist schon die Tatsache, dass es so etwas wie Entwicklungshilfe gibt, ein Zeichen für den menschlichen Fortschritt. Vor 100 Jahren, zu Zeiten der Wirtschaftslehre nach Ricardo u.a., wäre es absolut undenkbar gewesen, etwas umsonst zu geben, den Afrikanern oder den Indern etwas zu schenken, damit sie ihre eigene Industrie aufbauen können. Wenn ich mich mit der Natur des Menschen beschäftige, und ich möchte darüber heute nicht allzu viel sagen, stelle ich mir immer die große Frage, wie die menschliche Natur in eine friedliche Welt passt? Ist es möglich, dass eine friedliche, wohlhabende Welt in einem stationären wirtschaftlichen Umfeld existiert? Natürlich haben Menschen Tausende von Jahren in einer praktisch stagnierenden Welt gelebt. Die Entwicklung ging sehr langsam, aber damals waren alle arm. Gefährlich wird es, wenn Reichtum und Freiheit ins Spiel kommen. Können wir die menschliche Natur ändern? Ich denke, man kann sie tatsächlich ändern, aber die stärksten angeborenen Instinkte des Menschen sind sicherlich das Streben nach materieller Befriedigung und der Wille zu überleben. Jedoch wurde sogar dies auch ins Gegenteil verkehrt, zum Beispiel durch die Klöster, in denen Mönche in Askese leben und nicht nur einfache Armut, sondern große Mühsal auf sich nehmen. Und was den Überlebenswillen angeht – nun, überall werden tapfere Soldaten herangezogen, denken sie nur an die jungen Janitscharen, christliche Kinder, die von den Türken auf dem Balkan gefangen genommen wurden und die ihre Eltern getötet haben. Sie wurden zu tapferen Soldaten erzogen, die nichts mehr wollten als ehrenvoll im Kampf zu sterben. Die menschliche Natur kann also durchaus in ihr Gegenteil verkehrt werden. Warum sollte es dann nicht möglich sein, mehr Vernunft walten zu lassen. Wahrscheinlich, weil wir nie ernsthaft darüber nachgedacht haben. Ja, die Klöster wissen, wie es geht. Auch die Militärs, aber sie haben auch nie ernsthaft darüber nachgedacht, durch Erziehung mit einer geeigneten Konditionierung diese kleinen Abgründe der menschlichen Natur auszumerzen, die so viel anrichten und so viele Probleme bereiten können. Ich glaube, dass es möglich ist und das Wichtigste dabei ist es, die Menschen, vor allem die jungen Menschen, davon zu überzeugen, dass unsere Welt nicht die schlechteste aller Welten ist. Dass unsere Konsumgesellschaft es tatsächlich wert ist, gerettet zu werden. Sie ist bisher nicht gescheitert und ich hoffe, es wird etwas Anderes an ihre Stelle treten. Was wir heute an Druck und Manipulation erleben, ist einfach der falsche Weg. Wir werden zu Konsum und Verschwendung manipuliert. Das ist die stärkste Manipulation der westlichen Welt, Kaufdruck, die Verführung zu Konsum und zu Verschwendung. Natürlich wird dadurch die Industrie am Leben erhalten. Es ist die Pflicht jedes guten Amerikaners, ein großes Auto zu kaufen, weil er damit Arbeitsplätze sichert, und möglichst viel Öl zu verbrauchen, um sein Haus zu überhitzen usw. Das kann nicht endlos so weitergehen, diese Art der Propaganda muss aufhören. Und ich bin überzeugt, dass es uns gelingen wird, wenn wir alle zusammenhalten, wie Soldaten im Krieg. Lässt man zum Beispiel die Benzinpreise auf das Dreifache steigen, so dass sich nur noch Reiche große Autos leisten können, die Armen aber nicht, dann gibt es Probleme. Ein weiterer Punkt, den ich ansprechen möchte und der auch von Minister Ehmke schon erwähnt wurde, ist die Deurbanisierung. Wir sehen diese riesigen Megastädte entstehen, vor allem in den Entwicklungsländern und den USA, ein erschreckendes Phänomen, das für sich allein bereits eine große Gefahr darstellt. Aber die Deurbanisierung hat noch einen anderen Vorteil. In kleineren Städten, in denen die Menschen mit dem Fahrrad zur Arbeit fahren können, verbrauchen sie viel weniger Energie als in Großstädten. Einen Teil der Arbeitslosigkeit, die durch den Niedergang unserer Öl verschwendenden Industrien entstehen wird, sollte man daher durch gezielte Deurbanisierung oder Dezentralisierung, auffangen. Und Kommunikation muss das Pendeln zum Arbeitsplatz ersetzen. Können wir unsere industrielle Zivilisation, die viel zu viel Material verschlingt und Energie verschwendet, tatsächlich durch eine Wissens- und Kommunikationsgesellschaft ersetzen? Dies wurde übrigens auch den Japanern vorgeschlagen, die statt der Konsumgesellschaft eine Wissens- und Kommunikationsgesellschaft wollten. Schöne Idee, aber um sie zu realisieren, muss man bei der Erziehung ansetzen. Allen voran müssen wir die Menschen überzeugen, dass dies nicht die schlechteste aller Welten ist und dass wir sie von unseren Vorfahren geerbt haben, die sie uns mit viel Mühe und Arbeit hinterlassen und nicht zerstört haben. Im nächsten Schritt müsste man Sparsamkeit in Energieverbrauch und Konsum als neue Werte vermitteln, auch das kann gelingen, wenn man es ernsthaft will. Kurz gefasst: Wenn das rasche materielle Wachstum der letzten 25 Jahre den Eindruck hinterlässt, dass die Menschheit jetzt zumindest auf einem langsamen Weg zu Frieden und Glück ist, dann werden die nächsten 25 Jahre diese Illusion wahrscheinlich zerstören. Wir müssen erkennen, dass wir auf einer Erde leben, die jetzt zu klein für uns wird. Naturwissenschaftler und Techniker haben ihre Prioritäten methodisch überarbeitet. Erste Priorität ist es jetzt, unsere Zivilisation zu erhalten und die unverantwortliche Energie- und Ressourcenverschwendung zu stoppen, um zumindest ein erträgliches Leben auf einer übervölkerten Erde zu ermöglichen. Und ich vertraue voll und ganz darauf, dass die Technologie diese Herausforderung und die Probleme, die vor uns liegen, entschlossen bewältigen wird. Ich möchte nur noch eine Bemerkung anschließen: Auf dem Spiel steht nicht nur unsere Welt, sondern auch unsere Freiheit. Unsere Demokratie. Denn wenn unsere Demokratie diesen Problemen nicht gewachsen ist, dann wird sie verschwinden. Dann werden Notstandsmaßnahmen erlassen werden, die meist auch bestehen bleiben, wenn der Notstand vorüber ist. Nun, dieser Notstand wird nicht so schnell vorbei sein, in 20 Jahren haben wir wohl die Energiekrise überstanden, aber dann wird eine andere kommen, ganz nach dem Modell von Forrester und Meadows. Und einen materiell stationären Zustand zu erreichen, ist nicht einfach. Ich habe einmal einen Vortrag vor einem deutschen Publikum gehalten und von Weizsäcker, der der Präsident war, sagte: um das Sozialsystem zu bremsen, wie wir gebraucht haben, um es in Schwung zu bringen.“ Ich denke, dass ist richtig. Ich möchte noch zitieren, was der große Historiker Arnold Toynbee dazu sagte: und jetzt müssen wir dem Wachstum Einhalt gebieten, ob es uns gefällt oder nicht.“ Er sagte: „Nicht einmal in England können wir sicher sein, dass die parlamentarische Demokratie die schwere Prüfung des Übergangs in ein materiell stationäres System überleben wird.” Dies ist das Problem, das vor uns liegt, auf dem Spiel steht nicht nur unser Wohlstand, sondern auch unsere Demokratie und unsere Freiheit. Vielen Dank.

“We were looking for a comprehensive method to deal with the problems of the world”, Dennis Gabor explains
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Outlining humankind’s dilemma of being caught between its needs for economical welfare, technological progress and ecological self-preservation, Gabor reminds scientists of their capabilities: „What we scientists and technologists must create is a new technology, one which uses only inexhaustible or safely renewing resources. May I remind you that it was not so long ago when all the world lived on a self-renewing resource: timber, wood – it was used for burning, for building houses and it was renewable and safe in the forest. Now, of course, I am far from being for a timber economy or a coal economy but new economies can be created on inexhaustible resources. It is really possible to think of resources, which ought last a million years or so.“ Here, probably unconsciously, Gabor touches the German origin of the term „sustainability“. It was coined in 1713 as „Nachhaltigkeit“ by Hans Carl von Carlowitz in his book Sylvicultura eoconomica (economics of forestry) and meant that in a healthy economy no more timber must be yielded than can grow again.[4] Concluding the results of The limits to growth, Gabor states: „We are living on an earth that is now becoming too small for us. Applied scientists and technologists must adjust their priorities. The first priority is to get our civilization going and not to continue with this irresponsible wasting of energy and material resources.“

As if reality had decided to prove how serious the Club of Rome’s predictions should be taken, the Western World all of a sudden was running short of energy in the fall of 1973. What later became known as the first oil crisis, was triggered by the Yom-Kippur-War, which had started on October 6th, 1973, with an attack of Egypt and Syria on Israel. To punish the USA and other Western countries for their support of Israel, the Organization of the Petroleum Exporting Countries reduced its oil output and proclaimed an oil embargo. Within one day the oil prize increased by 70 percent, and overall quadrupled during the following year. This lead to a severe and unexpected economic recession in the oil-dependent industrial countries and dramatically challenged their traditional trust in a continuous economic growth.

A Farewell to the Ivory Tower
In his lecture „Wissenschaft, Energie und Rüstung“ („Science, energy and armament“), which he held in Lindau in 1976, the Swedish physicist Hannes Alfvén put these developments into perspective. Limitation, he says, is an intrinsic factor of growth processes. While a human being grows from a single cell to an adult individual during the first 15 years of its life, it would result in catastrophe, if growth continued at that speed. Luckily, human growth ended after adolescence, and it could well be that humankind had finally reached its technological adolescence. „As scientists, we are not living in the ivory tower any longer“, Alfvén says and describes the current responsibilities of scientists in society:

Hannes Alfvén (1976) - Science, Energy, and Armaments (German presentation)

Meine Damen und Herren, Staatsminister Merk und Staatssekretär Hauff haben schon die Beziehungen zwischen Politik und Wissenschaft diskutiert, ich möchte dieses Thema auch aus anderen Gesichtspunkten hier diskutieren. Bis zum Zweiten Weltkrieg betrachtete man die Wissenschaft nahezu ausschließlich als Wohltat für die Menschheit. Wissenschaft bedeutet mehr Wissen, Wissen ist gut, und daher war der einfache und überzeugende logische Schluss, dass Wissenschaft gut ist. Darüber hinaus hatte die auf der Wissenschaft basierte Technologie die Lebensbedingungen des Menschen drastisch in Richtung zum Besseren verändert. Tatsächlich sind auch jene Länder, die einen hohen Lebensstandard genießen, diejenigen, welche an der wissenschaftlich-technologischen Entwicklung teilgenommen haben. Während der letzten hundert Jahre erfuhren diese Länder auch ein nie zuvor da gewesenes Anwachsen des Lebensstandards, hauptsächlich auf dem Gebiet der Nahrungsmittelproduktion, des Gesundheitszustands, der Lebenserwartung und der industriellen Produktion. Während einer langen Zeitspanne lieferte das Wachstum so viele stark erwünschte Ergebnisse, dass jedermann das Wachstum im Allgemeinen als Gut für die Menschheit betrachtete. Die Zukunft der Menschheit wurde als wissenschaftlich basierter Wachstum in Ewigkeit bezeichnet. Aber: Während der letzten Jahrzehnte ist dieses naive Bild verschwunden. Man sieht nun deutlich, dass es Grenzen des Wachstums gibt. In Wirklichkeit ist eine derartige Begrenzung ein inliegender Faktor aller Wachstumsprozesse. Zum Beispiel während der ersten 15 Jahre des Menschenlebens wächst ein menschliches Wesen von einer einzigen Zelle bis einem voll erwachsenen Individuum. Aber wenn die gleiche Wachstumsgeschwindigkeit weitere Jahrzehnte fortdauern würde, dann wäre das Ergebnis katastrophal. Glücklicherweise hört das Wachstum auf, wenn die Pubertät erreicht ist, das technologische Wachstum unterliegt notwendigerweise ebenfalls einer Beschränkung, und vielleicht haben wir nun die technologische Pubertät erreicht. Wir müssen unsere Einstellung gegenüber dem Wachstum ändern, um diese Pubertätskrise zu überschreiten und Reife zu erreichen. Die sich veränderte Einstellung gegenüber dem Wachstum bedeutet notwendigerweise eine Revision der gegenwärtigen Beziehungen zwischen Wissenschaft, Technologie und Gesellschaft. Auch wenn wir vielleicht immer noch den Anspruch erheben, dass neue Erkenntnisse gut sind, so können wir sicherlich nicht beanspruchen, dass sämtliche neue Technologien gut sind. Zu lange haben wir gedacht, dass der Mensch unbedingt all das tun sollte, was ihm seine Geschicklichkeit ermöglicht. Diese Einstellung muss sich nun ändern. Wir müssen die wissenschaftliche und technologische Entwicklung nicht als einen von der Gesellschaft unabhängigen Vorgang betrachten, sondern sie in zunehmendem Maße hinsichtlich ihrer Wirkung auf unsere Gesellschaft beurteilen. Wie es Staatsminister Merk schon gesagt hat, haben die Beziehungen zwischen Wissenschaft und Gesellschaft insbesondere während der letzten zehn Jahre zunehmend an Aufmerksamkeit gewonnen. Die alte, sogenannte „Elfenbeinturm“-Einstellung der Wissenschaftler ist veraltet. Die Wissenschaftler müssen eine gesellschaftliche Verantwortung einer Art und Weise akzeptieren, an die wir nicht gewöhnt sind. Wir Wissenschaftler klagen über eine zunehmende Abneigung gegenüber Wissenschaft, zum größten Teil sind wir selbst dafür verantwortlich. Wir haben nicht allgemein die neue Forderung verstanden, die die Gesellschaft macht und aus guten Gründen machen muss. Dies bedeutet jedoch nicht, dass sämtliche Wissenschaften und technologische Fortschritte aufhören oder verlangsamt werden sollten. Wir sollen nicht notwendigerweise einem Nullwachstum zustreben. Es ist jedoch notwendig, die verschiedenen Trends zu analysieren und sie vom Standpunkt der Gesellschaft aus zu beurteilen. Tatsächlich müssen wir zwischen drei Arten der Entwicklungen unterscheiden: Jene, die gut für die Gesellschaft ist, jene, die schlecht ist und jene, die für uns alle katastrophal sind. Als Beispiel der ersten Kategorie ist die Kenntnis des Menschen als ein Produkt von kosmischen Kräften und seine Beziehungen zu diesen. Wir wissen nicht, warum die Erde als einziger Himmelskörper die Möglichkeit für das Leben bot, der einzige Himmelskörper in unserem Planetensystem wenigstens, wir wissen nicht wie unsicher unser Leben ist von einem kosmischen und geophysikalischen Standpunkt. Dies zu wissen ist lebenswichtig für Entscheidungen, die von äußerster Wichtigkeit für unsere Zukunft sind. Zum Beispiel, wie stark wird unser Verbrennen von fossilen Brennstoffen den Kohlendioxidgehalt in der Atmosphäre erhöhen und wird dies zu einer gefährlichen Veränderung unseres Klimas führen? Wie stabil ist die Ozonschicht? Was darf man tun, ohne das Risiko, diese zu zerstören? Es gibt auch selbstverständlich biologische Probleme, die ebenso wichtig sind. Wie gefährlich sind verschiedene radioaktive Substanzen für unsere Gesundheit und unser genetisches Erbgut? Dies sind nur einige der Fragen, die lebenswichtig für unsere technologische Planung sind und die wir heute nicht mit Sicherheit beantworten können. Um zwischen verschiedenen möglichen Szenenbildern der Zukunft die Auswahl zu treffen, ist es unbedingt notwendig, eine Anzahl von Problemen dieser Art aufzuklären, wie es Staatssekretär Hauff schon gesagt hat. Die zweite Kategorie umfasst eine Anzahl von technisch-gesellschaftlichen Vorgängen, denen man nicht erlauben darf, dass sie sich sehr lange in derselben Geschwindigkeit wie heute fortsetzen. Zuallererst müssen wir die Zunahme der Weltbevölkerung stoppen, ferner müssen wir die Zunahme der Umweltverschmutzung und der Erschöpfung der natürlichen Hilfsquellen ein Ende setzen, das „Raumschiff Erde“ muss ein ökologisches Gleichgewicht anstreben. Wenn wir einmal alle unsere fossilen Brennstoffe und Mineralien verbraucht haben, so müssen wir unsere Ressourcen mit der Hilfe der Energie in Umlauf setzen, die wir von kosmischen Quellen, wie die Sonne, erhalten können. Je bälder wir in diese Richtung zu planen beginnen, desto besser. Aber von all den wissenschaftlich inspirierten technologischen Prozessen gibt es einen, der derartig besondere Eigenschaften hat, dass er es verdient, in eine spezielle Kategorie eingestuft zu werden: Die Zunahme der destruktiven Leistung, die die Entdeckung insbesondere der Kernspaltung eingeleitet hat. Dies hat zu dem Kernwaffenwettlauf geführt, der eine Bedrohung für das Überleben des Menschen darstellt. Das gegenwärtige „Overkill“, Übertöten, ist möglicherweise nicht groß genug, um ein nukleares Gemetzel fatal für die menschliche Spezies zu machen. Aber sollte dies nicht der Fall sein, dann werden wir bald klug genug sein, unsere Art auszulöschen oder um das zu erzeugen, was der amerikanische Philosoph Somerville den „Omnizid“, ich glaube, man soll es mit Gesamtmord oder Allmord übersetzen. Wie man diese Katastrophe vermeiden kann, bedeutet ein wissenschaftlich-technologisch-gesellschaftliches Problem einer Art, mit dem wir nie zuvor konfrontiert wurden. Natürlich ist dies alles gut bekannt, und zahlreiche Wissenschaftler haben es jahrelang diskutiert. Jedoch bislang hat die wissenschaftliche Gemeinde versagt, in einer verantwortlichen Art und Weise zu reagieren. Nun ist es höchste Zeit dafür. Es ist interessant, festzustellen, wie Leute, sowohl Wissenschaftler als auch Nichtwissenschaftler, auf die Aussicht des „Omnizids“ reagieren. Die meisten Leute ziehen es vor, derartig unangenehme Dinge zu ignorieren. Sie mögen es nicht, den Weltuntergangpropheten zuzuhören, die heute – wie immer – die Gefahr übertreiben. Einige Leute, die sich darüber bewusst sind, wie gefährlich die Situation wirklich ist, sagen sie nicht, dass sämtliche frühere biologische Arten ausgelöscht wurden? Warum dann sollte die menschliche Rasse eine Ausnahme bilden? Haben nicht früher einmal die Dinosaurier oder Mammuts die Welt beherrscht, und nun sind sie ausgestorben, warum sollte nicht der Mensch früher oder später ihr Schicksal teilen? Vielleicht werden wir uns in naher Zukunft selbst töten, das tut´s. Lass uns bis dahin das Leben genießen, nach uns die Sintflut – après nous le déluge. Jedoch, nachdem sie sich ein bisschen mit dem Problem beschäftigt haben, dann lehnen die meisten Leute diese Absicht ab, vor allem vom emotionellen Standpunkt aus machen sich die meisten Leute Sorge um die menschliche Rasse, sogar nach ihrem eigenen Tod. Und vom theoretischen Standpunkt aus gesehen trifft es nicht zu, dass sämtliche Arten unbedingt aussterben werden. Es ist eine Tatsache, dass sämtlich gegenwärtig lebende Arten von Vorfahren abstammen, denen es gelungen ist, sich an die veränderten Umweltbedingungen anzupassen, sodass sie zumindest bis in die Gegenwart überlebt haben. Darüber hinaus kann man die Analogie zwischen den Dinosauriern und den Menschen nicht akzeptieren, denn der Mensch hat eine einmalige Eigenschaft, die der Dinosaurier nicht hatte: Er hat ein Gehirn, mit dem er für die Zukunft planen kann. Wenn ihn eine gewisse Gefahr bedroht, dann kann er voraussagen, was geschehen wird und Maßnahmen gegen die Bedrohung ergreifen. Unser Gehirn wird uns von der Auslöschung retten. Aber ist das menschliche Gehirn wirklich nützlich? Es ist im Prinzip nützlich, jedoch nur unter einer Voraussetzung, nämlich, dass wir unser Gehirn dazu benützen, unsere Rasse vor der Auslöschung zu retten. Jedoch der Gebrauch unseres Gehirns in dieser Weise ist eine völlig neue Aktivität, über die wir keine frühere Erfahrung besitzen. Biologisch gesehen hat sich das Gehirn des Menschen entwickelt, weil ein besseres Gehirn eine größere Überlebenschance bedeutete, besserer Schutz für sich selbst, die Familie und den Stamm, dem er gehörte, und das Gehirn arbeitet ziemlich effizient für diesen Zweck. Als einige Stämme sich zu großen Nationen entwickelten, wurde der menschliche Scharfsinn auch dazu benutzt, sie blühend und mächtig zu machen. Wir wissen alle, wie äußerst kompetent das menschliche Gehirn gewesen ist und immer noch ist bei der Erfindung neuer Mittel für die Zerstörung der Feinde unserer Länder. In der Tat ist es diese Aktivität, die nun derartig effizient geworden ist, dass sie die menschliche Rasse bedroht. Dies bedeutet, dass sie nicht mehr ein Schutz, sondern eine Bedrohung für den Menschen ist. Bis heute wurde das menschliche Gehirn niemals für den Zweck des Überlebens unserer Art benutzt, weil dies ein völlig neues Problem ist, wie gesagt. Es ist erst mit der Entwicklung der Kernwaffen aufgetreten und erst im Verlauf der letzten Jahrzehnte, dass dieses Problem des „Omnizids“ relevant geworden ist. Jedoch muss man sich nun allgemein darüber bewusst werden, dass dies das wichtigste aller unserer heutigen Probleme ist. Wie sollen wir diesen Problemen begegnen? Zuallererst muss die Frage beantwortet werden, wer das Denken und Forschen und Planen tun soll, das notwendig ist, um Gegenmaßnahmen zu ergreifen und wenn möglich uns vor der Zerstörung zu retten, die unsere Art bedroht. Viele Leute antworten, dass dies selbstverständlich die Wissenschaftler tun sollen. Die Wissenschaftler der Welt stellen einen enormen Think Tank dar, und sie haben ohne Zweifel die Fähigkeit, herauszufinden, was zu tun ist, um die Gefahr zu vermeiden. Darüber hinaus sind es die Wissenschaftler, die uns in diese schreckliche Situation gebracht haben durch die Entdeckung der Kernspaltung und durch die Entwicklung der Mittel für eine noch nie da gewesene Massenvernichtung. Aber akzeptiert die wissenschaftliche Gemeinde diese Verantwortung? Wir wollen nun sehen, was die Wissenschaftler tun. Es gibt etwa eine Million Menschen in der Welt, die allgemein als hochqualifizierte Wissenschaftler und Techniker eingestuft werden. Dies stellt ohne Zweifel eine enorme Gehirnkapazität dar, insbesondere wenn sie durch moderne Computer unterstützt wird. Aber wie wird sie verwendet? Etwa 400.000 davon sind in der militärischen Forschung und Entwicklung eingestellt, besonders bei den Supermächten, und ihre Arbeit ist weitgehend der Erfindung neuer Mittel der Kriegsführung und der Massenzerstörung gewidmet. Wenn wir sie über ihre Aktivität in Beziehung zu dem allgemeinen Wohlergehen der Menschen befragen, dann antworten sie meistens, dass dies außerhalb ihres Fachbereichs liege und daher nicht ihre Verantwortung sei. Sie werden beschäftigt, um bestimmte wissenschaftliche und technische Probleme zu lösen. Für viele von ihnen gibt dies eine Gelegenheit, um zum Fortschritt der Wissenschaft beizutragen. Jedoch in der Regel verhindern ihre Verträge sie daran, eine Ansicht über die Anwendung ihrer Arbeit zu äußern. Tatsächlich liegt die Großanwendung in den Händen jener, die die Arbeit leiten. Noch wichtiger ist, dass die Selbstschätzung der Wissenschaftler von ihrem Glauben abhängt, dass das, was sie tun, wichtig und notwendig ist. Ihre Arbeit kann zu einem raison d'être werden, und es ist leicht, nahezu jede Aktivität mit Vernunftsgründen zu erklären. Die Wissenschaftler an den Universitäten haben mehr Freiheit als jene, die in Industrie- und Regierungsinstitutionen arbeiten. Ihre Arbeit hängt jedoch oft von den Forschungsbeihilfen ab und dies beschränkt sehr oft ihre Aktivität. Im Allgemeinen ist es angenehmer und besser für die Karriere, die Arbeit auf die Lösung eines speziellen Problems zu beschränken, als zu diskutieren, welche Bedeutung dies in einem weiteren Zusammenhang hat. Unter den Wissenschaftlern, die nicht für militärische Zwecke arbeiten, gibt es viele, die hart arbeiten für den Nutzen der Menschheit, für den Schutz der Gesundheit usw., wenn wir jedoch die Anzahl der Wissenschaftler zählen, die wirklich die weltweiten Probleme diskutieren, insbesondere das „Omnizid“-Problem, und zwar ernsthaft, dann finden wir vielleicht in der ganzen Welt nur ein paar Hundert. Die wissenschaftliche Gemeinde als ein Ganzes ist gegenwärtig nicht daran interessiert. So müssen wir bedauerlicherweise feststellen, dass die Wissenschaftler im Allgemeinen keinerlei Verantwortung für die fatalen Folgen ihrer Arbeit übernehmen. Dann kommt die Frage, wer treibt den Rüstungswettlauf an? Wir können dann weitergehen und fragen, was machen die Direktoren der Industrie- und Regierungsinstitute, nehmen sie die Verantwortung? Und die Antwort ist, das können sie nicht machen, weil sie eine Verantwortung für die Militärs, die es leiten, haben. Und dann kommen wir zu dem militärischen Establishment, dessen Pflicht ist es, die wirksamsten Mittel für die Vernichtung eines Feindes und für die Verteidigung ihres eigenen Landes zu finden. Ihre Einstellung zum Rüstungswettlauf ist, dass sie ihr Bestes tun müssen, diesen anzuführen. Jeglicher Versuch, den Wettlauf zu verlangsamen oder zu stoppen, ist eindeutig gegen ihr berufliches Interesse. Sie sind gute Patrioten, sie sorgen sich nicht primär um andere Leute. Um eine kompetente Arbeit zu leisten, brauchen sie die Hilfe der Industrie und der Wissenschaftler. Sie können sicher sein, dass sie diese Hilfe bekommen, und es lassen sich immer noch sowohl Wissenschaftler als auch Industrielle finden, die gewilligt sind, das zu tun, wofür sie bezahlt werden. Wir haben nun das erreicht, was man den Toplevel, also die oberste Ebene nennt, nämlich die Politiker, die letztendlich entscheiden, ob der Rüstungswettlauf fortdauern soll oder nicht. Zumindest viele von ihnen sind sich sicherlich bewusst, wie gefährlich die Situation ist und sie verstehen, dass es notwendig ist, die ungeheuerliche Zunahme der destruktiven Macht in der Welt aufzuhalten. Jedoch ihre Möglichkeiten, dies zu tun, sind beschränkt. Wie mächtig ein Politiker oder Staatsmann auch immer erscheint, er unterliegt stets starken Pressionen, und wenn er nicht einigen davon nachkommt, dann riskiert er, an Macht zu verlieren. Im Falle des Rüstungswettlaufes sind diese Pressionen von zweierlei Art, nämlich äußerlich und innerlich. Der äußere Druck kommt von fremden Mächten, es ist immer sehr angenehm, aus der Position der Stärke zu verhandeln, und diese Position wird von einer umfassenden militärischen Organisation geliefert. Es ist eine Tatsache, dass die militärischen Organisationen geschaffen werden, um den Politikern Macht zu geben. Aber die Macht, die sie erzeugen, wird nicht insgesamt in die Hände der Politiker gegeben, ein Großteil davon bleibt in den Händen des Militärs und wird dazu verwendet, was stets das Hauptziel jeglicher Organisationen ist, sich selbst zu erhalten und zu wachsen. Abgesehen vom Druck von außen unterliegen die Politiker auch einem inneren Druck durch den militärisch-industriellen Komplex und die wissenschaftlich-technologische Elite, wie es Eisenhower bezeichnet hat. Die einfache Tatsache, dass dies so viele Leute umfasst und so viel Geld daran beteiligt ist, gibt diesem Komplex eine enorme Macht. Es gibt nur wenig Politiker, die einen Kampf dagegen aufnehmen wollen, denn die genannten Komplexe verfügen über so viele Wege, um starke Pressionen auf die Regierung auszuüben. Der Komplex wird manchmal als eine „Mafia“ bezeichnet, eine Organisation von Griesgrämern, die eine wirkliche Bedrohung für die Menschheit bilden. Zwar gibt es keinen Zweifel darüber, dass dies eine sehr ernste Gefahr darstellt, aber diese als eine Verschwörung zu bezeichnen, ist nicht richtig. Ihre Aktionen sind mehr ein Ergebnis aus der allgemeinen Neigung, die die meisten Menschen haben, nämlich das zu tun, wofür man sie angestellt hat und der Organisation loyal und treu zu sein, der sie angehören. Die meisten Leute in einer Organisation zögern, zuzugeben, dass ihre Arbeit möglicherweise gefährlich für die Menschheit ist, sogar, wenn sie verstehen und wissen, dass dies der Fall ist, und natürlich ist dabei auch die Furcht beteiligt, den Arbeitsplatz zu verlieren. Der militärisch-industrielle Komplex wird oft geschildert als eine Gruppe von Generälen und Kapitalisten, in Wirklichkeit befinden sich in diesem Komplex auch Wissenschaftler, tatsächlich sind viele unserer besten Wissenschaftler lautstarke Befürworter von mehr Rüstung. Und es enthält auch die Arbeiter, in der Tat sind die Arbeitsgemeinschaften sehr oft starke Unterstützer des Rüstungswettlaufs, aus dem einfachen Grunde, dass, wenn dieser Wettlauf sich verlangsamt, viele ihrer Mitglieder ihren Arbeitsplatz verlieren könnten. Wir haben diskutiert, wie eine Kombination aus gesellschaftlichen Mächten den Rüstungswettlauf antreibt. Unser Modell ist natürlich vereinfacht und kann irgendwie abstrakt erscheinen. Wenn wir studieren wollen, wie der Rüstungswettlauf in Wirklichkeit stattfand und welche Kräfte ihn weitertreiben, gibt es sehr wahrscheinlich keine bessere Monographie darüber, als jene von Herbert York, Race to Oblivion, Wettlauf zur Vernichtung. Dr. York hat einmalige Qualifikationen zum Schreiben dieses Berichtes über die wichtigste wissenschaftlich-technologisch-politische Entwicklung unserer Zeiten. Er hat teilgenommen an den meisten Entscheidungen, die zu den amerikanischen Kernwaffenrüstungen führten, oder hat sie aus nächster Nähe beobachtet. So war er zum Beispiel der Direktor von Livermore zu jener Zeit, als die Wasserstoffbombe dort gebaut wurde. York beschreibt, wie der Kernwaffenwettlauf durch eine Folge von amerikanischen Entscheidungen und den russischen Reaktionen darauf erzeugt wurde. Aufgrund ihrer technologischen und wissenschaftlichen Überlegenheit haben die Vereinigten Staaten den Wettlauf die ganze Zeit angeführt, aber die Reaktionen der Sowjetunion waren derart, dass sie die Triebkraft der Amerikaner aufrecht erhielten und sogar den Wettlauf anspornte. York vertritt die Ansicht, dass jede amerikanische Entscheidung denjenigen, welche die Entscheidung trafen, vernünftig erschien, ja sehr oft sogar als die einzig mögliche Entscheidung. Sieht man jedoch zurück auf die Folge von Ereignissen und das Nettoergebnis, ist es für York und für jeden Leser – glaube ich – offensichtlich, dass alles keine Verrücktheit war. Das Ziel des Ausgebens enormer Geldsummen und hoch qualifizierter wissenschaftlicher Arbeit war die nationale Sicherheit der Vereinigten Staaten. Aber das Ergebnis all dieser ungeheuren Anstrengung war ein ständiger Verfall der nationalen Sicherheit. Unmittelbar nach dem Zweiten Weltkrieg konnte keine fremde Macht den Vereinigten Staaten einen nennenswerten Schaden zufügen. Die russische Atombombe, die mindestens in gewissen Maßen eine Antwort auf die amerikanische war, machte es der Sowjetunion möglich, einige Millionen Amerikaner zu töten. Die Wasserstoffbomben beider Länder hoben die Zahl auf etwa 10 Millionen und die spätere Entwicklung hat die destruktive Kapazität zu einem Zustand gesteigert, in dem mehr als 100 Millionen Amerikaner in weniger als einer Stunde getötet werden können. Es muss doch genialere Wege geben, um für die nationale Sicherheit zu arbeiten, als den Rüstungswettlauf. Unter diesen Umständen hängt die nationale Sicherheit der Vereinigten Staaten von der Abschreckung ab. Jetzt wird behauptet, dass keine Atombomben auf die USA gerichtet werden, weil die USA dazu fähig sind, Vergeltungsmaßnahmen gegen die Angreifer zu unternehmen, die ernst genug sind, um sie zu vernichten. Zum Beispiel diejenigen, die die sowjetischen Atombomben kontrollieren, wagen es nicht, die USA zu verletzen, weil die USA die Mittel haben, einen Großteil der Zivilbevölkerung in der Sowjetunion als Vergeltungsmaßnahme auszulöschen. Ein essenzielles Element bei diesen Überlegungen ist, dass jene, die die Bomben kontrollieren, derartig um die Zivilbevölkerung besorgt sind, dass die Vereinigten Staaten dies als Geisel verwenden können. Dies ist offensichtlich eine richtige Annahme hinsichtlich der gegenwärtigen sowjetischen Führungsspitze, aber die nationale Sicherheit der USA hängt von der Hoffnung ab, dass die sowjetischen Bomben stets in den Händen von verantwortungsbewussten Personen bleiben. Nun gibt es jedoch bereits sieben Länder, die Atombomben besitzen, und die Ausbreitung der sogenannten friedlichen Kernenergie scheint es unvermeidbar zu machen, dass die Anzahl in naher Zukunft auf mindestens 20 ansteigt. Es ist in zunehmendem Maße schwierig zu glauben, dass nicht Nuklearwaffen in die Hände einer Gruppe gelangen, die sie zur Erpressung benützt, ohne durch Vergeltungsmaßnahmen abgeschreckt zu werden. Wenn solch einer Gruppe die Auslöschung einer Zivilbevölkerung nichts ausmacht oder sich vielleicht in so einer verzweifelten Situation befindet, dass ihre Mitglieder dazu bereit sind, ihr eigenes Leben zu opfern, ist es sehr schwierig, sie daran zu hindern, einen Kernwaffenkrieg zu beginnen. Mit einigen Kenntnissen über die gegenwärtige unstabile Situation in der Welt und die Art und Weise, wie nukleare Bomben arbeiten, lassen sich leicht einige furchterregende Bilder ausmalen von dem, was in naher Zukunft sehr wahrscheinlich geschieht. Dies ist der Grund, warum führende Spezialisten auf dem Gebiet der Kernwaffen glauben, dass das Terrorgleichgewicht nicht mehr all zu lange anhält. Wir eilen einer Periode entgegen, die nicht durch Drohungen, sondern durch wirkliche Kernwaffenkriege charakterisiert sein wird. Die bisherigen Darstellungen, die ich gemacht habe, beziehen sich im Wesentlichen darauf, wie die Weltsituation vom amerikanischen Horizont aussieht und im Detail aufgeklärt wurde von York und von einer großen Anzahl von Senate Hearings, Senatanhörungen und ähnlichen Dokumenten. Das sind also nicht militärische Geheimnisse. Es wäre sehr interessant, eine ähnliche Analyse vom sowjetischen Horizont zu haben, aber da dieses Land viel weniger offen ist, so ist dies natürlich sehr schwierig. Jedoch gibt es genug Informationsaustausch, um schließen zu können, dass sehr allgemein gesprochen die Ansicht nicht grundsätzlich verschieden ist. Und dann kommen wir zu dem interessanten Kapitel, was wissen die Europäer über Europa? Ein dritter Horizont, von dem die Betrachtung der nuklearen Situation interessant ist, ist der europäische. Da Westeuropa im Gegensatz zu der Sowjetunion eine freie Presse hat und aus Demokratien besteht, in denen alle Macht im Prinzip vom Volk ausgeht, sollte man erwarten, dass es dort eine sehr lebhafte Diskussion darüber gibt, was am Wichtigsten für die Zukunft von Europa ist. Urteilt man ausschließlich von der Lebhaftigkeit der europäischen Debatte über die Kernwaffe und die Ebene des Bewusstseins der nuklearen Situation in Europa, könnte man schließen, dass die Zensur in Westeuropa gerade so effizient ist wie in der Sowjetunion. Dies trifft natürlich nicht zu, aber es scheinen wirksame Hemmungen gegenüber einer offenen Diskussion der nuklearen Situation in Europa zu bestehen. Der Grund dafür ist vielleicht ein allgemeines Gefühl, dass Rüstungen militärische Geheimnisse sind, die man nicht diskutieren sollte. Natürlich sind viele Einzelheiten der militärischen Vorsichtsmaßnahmen geheim und müssen notwendigerweise auch geheim bleiben. Aber es gibt genug von nichtklassifizierten Informationen, um ein ziemlich klares Übersichtsbild zu geben. Eine wichtige Hemmung ist wahrscheinlich das Gefühl, dass das Schicksal Europas in den Händen der Supermächte liegt. Diese zeichneten die politische Landkarte Europas nach dem Krieg, und ferner ist die Wirtschaft von sowohl Ost- als auch Westeuropa weitgehend von den Supermächten abhängig. Dies hat einen allgemeinen Defätismus erzeugt, ein Gefühl, dass Europa heute ein Kolonialgebiet in Beziehung zu den Supermächten ist. Sicherlich sind die Europäer klug genug, die schwachen Punkte der Supermächte zu ihrem Vorteil zu nützen, aber sie sind nicht verantwortungsbewusst und ehrlich genug, die allgemeine Situation in Europa und in der Welt klarzustellen und systematisch daran zu arbeiten, eine sich annähernde Katastrophe zu vermeiden, die weit vernichtender für diesen Teil der Welt als für andere Teile sein dürfte. Ein dritter Faktor ist wohl die Tatsache, dass die wirkliche militärische Situation für West- und für Osteuropa so schreckenerregend ist, dass die Europäer, die immer noch lebhafte Erinnerungen an zwei vernichtende Kriege besitzen, nur ungern daran denken, dass sie sich einem noch schrecklicheren dritten Krieg nähern. Dies ist wiederum die „nach uns die Sintflut“-Einstellung, die zwar psychologisch zu verstehen ist, aber unverantwortlich ist. Was können die Wissenschaftler für all dies tun? In der gegenwärtigen Situation ist es offensichtlich die moralische Pflicht der Wissenschaftler, die Situation gegenüber sich selbst klarzustellen und sich ihrer Verantwortung bewusst zu werden. Ferner sollen sie die allgemeine Öffentlichkeit über die wirkliche Situation in Europa aufklären und versuchen, Mittel zu Veränderungen des Zustandes zum Besseren hin zu finden. Ich möchte Sie gerne darauf aufmerksam machen, dass ein Schritt, ein kleiner Schritt in diese Richtung kürzlich von der Königlichen Schwedischen Akademie der Wissenschaften gemacht wurde durch die Publikation einer Reihe von Artikeln im Dezemberheft 1975 ihrer Zeitschrift „AMBIO“. Darin sind zwei Artikel, die jedermann studieren und sorgfältig verdauen sollte. Einer davon wurde von Dr. Frank Barnaby geschrieben, der Direktor von SIPRI, das heißt Stockholm International Peace Research Institute. Vielleicht ist es Ihnen bekannt, dass dieses Institut den internationalen Ruf besitzt, eine der zuverlässigsten Informationsquellen über Rüstungen und Waffenhandel zu sein. Die Ergebnisse der Untersuchungen seiner Mitarbeiter, unter denen sich hochqualifizierte Wissenschaftler sowohl vom Westen als auch vom Osten sowie den Entwicklungsländern befinden, werden publiziert in einem Jahrbuch und in einer Zahl von Arbeiten und Pamphleten. Barnabys Artikel in der Zeitschrift „AMBIO“ gibt einen Überblick über die Situation auf dem nuklearen Gebiet. Von SIPRI und auch von vielen anderen Quellen wissen wir, dass trotz der Entspannung des nuklearen Waffenwettlaufs (dieser) sich nicht verlangsamt hat, trotz des großen gegenwärtigen Übertötens, „Overkill“, werden mindestens drei neue Atombomben täglich herstellt. Auf diesem wie auf allen anderen Gebieten muss ein Gleichgewicht zwischen Verbrauch und Produktion früher oder später hergestellt werden. Dies bedeutet also drei Hiroshima-Katastrophen pro Tag, was ja ziemlich viel ist. Dazu kommt, dass die Verbreitung von sogenannter friedlicher Atomenergie in einer zunehmenden Anzahl von Ländern bedeutet, dass diese sehr bald Kernwaffen herstellen werden, was die politische und militärische Situation in der Welt noch instabiler macht. Barnaby sagt, dass nur wenige Leute eine klare Vorstellung davon haben, wie weit sich die nukleare Technologie bereits in der ganzen Welt ausgebreitet hat und mit welcher Geschwindigkeit sich diese Entwicklung sehr wahrscheinlich fortsetzt. Ferner folgert er, dass die technischen und wissenschaftlichen Schranken gegen den Erwerb von Kernwaffen nicht länger wirksam sind, zumindest für jedes Land mit einem friedlichen nuklearen Programm. Der andere Artikel stammt von Herbert York, der die nukleare Situation in Europa beschreibt. Es gibt mindestens 10.000 nukleare Gefechtskörper in Europa oder gerichtet gegen europäische Ziele. Sie könnten 10.000 europäische Großstädte ausradieren, wenn es so viele geben würde. York analysiert auch die militärischen Doktrinen der NATO und des Warschauer Paktes und folgert, dass diese zusammen aus einer primären Instabilität in irgendeiner Ecke von Europa oder außerhalb Europas eine nukleare Lawine auslösen könnten. Er beschreibt, was sehr wahrscheinlich das Ergebnis eines nuklearen Krieges in Europa ist und stellt fest, dass die Bombardierung von Westeuropa durch 600 ballistische Wurfgeschosse mit mittlerer Reichweite, die in der Sowjetunion entwickelt werden, sehr leicht buchstäblich die gesamte Stadtbevölkerung durch einen einmaligen Atomschlag eliminieren könnte. Dazu kommt, dass, wenn ein Großteil dieser Bomben auf dem Boden explodieren würde, ein Hauptteil der Landbevölkerung ebenfalls getötet werden könnte durch den dabei entstehenden nuklearen Fallout. Zusammenfassend sagt er, dass die heutigen Westeuropäer die gegenwärtige politische Stabilität erkauft haben, indem sie die vorhergenannten schrecklichen Risiken ihrem Leben und ihrer Zukunft auferlegten. Vielleicht war ihre Wahl unabsichtlich oder versehentlich. Vielleicht waren und sind sie sogar heute sich noch nicht darüber bewusst, was sie getan haben. In diesem Falle ist es notwendig, dass sie alle wissen müssen und dass sie ihre Wahl im Licht solcher Erkenntnisse neu überdenken sollten. Am meisten deprimiert die Tatsache, dass all die Proklamationen von Friedensbewegungen, Demonstrationen für das Bombenverbot sowie Abrüstungskonferenzen den Waffenwettlauf nicht aufgehalten und vielleicht nicht einmal verlangsamt haben. Sie führten nur zu einer Anzahl von kosmetischen Vorsichtsmaßnahmen, wie zum Beispiel die Einführung vom Atomwaffensperrvertrag, die Errichtung der internationalen Atomenergiebehörde, die SALT-Verhandlungen usw. Dies hat den Leuten den Eindruck vermittelt, dass die Politiker etwas tun, während in Wirklichkeit der Waffenwettlauf weitergeht mit der durch seine inliegende Triebkraft gegebenen Geschwindigkeit. So ist also das Hauptproblem heute. Wird der Mensch dazu fähig sein, seinen Verstand, Gehirn genügend Initiative zu mobilisieren, um sich selbst vor der Auslöschung zu retten? Die Aussichten scheinen gegenwärtig nicht all zu gut sein, aber sollten wir uns nicht vereinen und gemeinsam einen ernsthaften Versuch machen?

“Will men be able to use their brains to avoid omnicide?” asks Hannés Alfven
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„Spaceship earth must strive for an ecological balance“, Alfvén emphasized. The prerequisite for this balance, however, is maintaining peace within a world full of nuclear weapons. Disarmament therefore was a top priority for Hannes Alfvén, who had been awarded with a Nobel Prize in Physics in 1970 for his fundamental work in plasma physics and his discovery of magnetohydrodynamic forces. From 1970 to 1975 he had served as the President of the Pugwash Conferences on Science and World Affairs, which had been founded in 1957 by Joseph Rotblat (Nobel Peace Prize in 1995) with the main objective to eliminate all weapons of mass destruction and war as a social institution to settle international disputes. „Man has a unique trait that dinosaurs did not have“, he said in Lindau. „He has a brain, with which he can plan for the future (...) But is the human brain really useful? In principle yes, but only if we use it to save our species from extinction. The use of our brain in this way, however, is a completely new activity, for which we haven’t any experience yet.“

We have to remember that the Cold War - despite of a climate of thawing – and the arms race between the two super powers and their allies still were in swing in those years, culminating in the early eighties. Many people, especially in Europe, felt the eve of global destruction as being imminent and got involved with the peace movement.

A Classification of Crises
When Sir Derek Barton, who had received the Nobel Prize in Chemistry together with Odd Hassel in 1969 for their conceptual studies of the conformation of chemical compounds, came to Lindau for the first time in 1977, he therefore classified the danger of a nuclear war as the only „real crisis“ that threatened the world, while he described pollution as a merely imaginary crisis:

Sir Derek Barton sees the danger of a nuclear war as the only real crisis of the seventies
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In his lecture, Barton distinguishes imaginary, artificial and real crises: The energy crisis is an artificial one, „provoked by the establishment of an international monopoly.“ The food crisis is artificial because it can be solved by a better and just distribution of goods. A crisis of overpopulation does not exist yet. It is still artificial, but may become real in the future. The same holds true for the economic crisis that has arisen in connection with the energy crisis: It has an artificial origin but could become real if we are not careful. The danger of a nuclear war, however, has not disappeared: „There are perhaps 100.000 nuclear devices in the world at the moment, perhaps there are several hundred thousand, perhaps there are even a million - nobody knows. But everybody knows that it’s quite enough to kill off the population of the world several times.“ Despite of this real danger, Barton feels „modestly optimistic, because for the first time in history we have seen a group of countries come together and give up some of their sacred national sovereignty“. As if anticipating the Nobel Peace Prize of 2012, the British chemist praises the idea of the European Union and is looking forward to the first election of a European Parliament.

Ecology became such an important global issue during the seventies that a number of suggestions were made to the Nobel Foundation to accept a new Nobel Prize within this area. The Nobel Foundation however did not follow these suggestions. In 1980, this prompted the Swedish journalist and professional philatelist Jacob von Uexkull to use the money he received for selling his inherited collection of Arabian stamps to establish „The Right Livelihood Prize“. Presented annually in Stockholm at a ceremony in the Swedish Parliament, this „Alternative Nobel Prize“ intends to recognize the efforts of persons or groups who are „offering practical and exemplary answers to the most urgent challenges facing us today“ and has gained worldwide attention. Until 2012, 149 Laureates from 62 countries have received this Prize.

A Roadmap for Our Common Future
In the eighties, ecological initiatives made great progress in the global political arena. In 1983, the UN inaugurated a World Commission on Environment and Development, which was chaired by the Norwegian prime minister Gro Harlem Brundtland. Under her leadership, this commission worked out the report „Our common future“. In her foreword to this report Brundtland recalled: „During the time we met as a Commission, tragedies such as the African famines, the leak at the pesticides factory at Bhopal, India, and the nuclear disaster at Chernobyl, USSR, appeared to justify the grave predictions about the human future that were becoming commonplace during the mid-1980s. But at public hearings we held on five continents, we also heard from the individual victims of more chronic, widespread disasters: the debt crisis, stagnating aid to and investment in developing countries, falling commodity prices and falling personal incomes. We became convinced that major changes were needed, both in attitudes and in the way our societies are organized.“ The „Brundtland report“ was published in 1987. It introduced the concept of sustainable development: „Humanity has the ability to make development sustainable to ensure that it meets the needs of the present without compromising the ability of future generations to meet their own needs (...) Sustainable development is not a fixed state of harmony, but rather a process of change in which the exploitation of resources, the direction of investments, the orientation of technological development, and institutional change are made consistent with future as well as present needs. We do not pretend that the process is easy or straightforward. Painful choices have to be made. Thus, in the final analysis, sustainable development must rest on political will.“[5] Five years later, the UN Conference on Environment and Development in Rio de Janeiro adopted its Agenda 21 with the recognition that sustainable development has to take both economic, social and environmental factors into account.

Science Exerts Political Influence
In the meantime, environmental science for the first time had proven its ability to successfully determine political decisions. Paul Crutzen, Mario Molina and Sherwood Rowland had already shown in the seventies that most nitrous gases formed by natural microorganisms and, to an even greater extent, industrially manufactured chlorofluorocarbons (CFCs) were destroying the earth’s vital ozone layer. Initially, this discovery had led only to limited controls on CFC consumption. However, when a hole in the ozone layer was discovered above the Antarctic in 1985, it provided dramatic confirmation of their research findings. Policymakers worldwide were alarmed: the Montreal Protocol came into force in 1989 and was binding under international law. Signatory countries pledged to put an end to the production and emission of ozone-depleting substances. When Crutzen, Molina and Rowland in 1995 shared the Nobel Prize in Chemistry „for their work in atmospheric chemistry, particularly concerning the formation and decomposition of ozone“, the Royal Swedish Academy of Sciences predicted: „Given compliance with the prohibitions, the ozone layer should gradually begin to heal after the turn of the century“. This compliance was achieved, as Sherwood Rowland could demonstrate in Lindau eleven years later:

F. Sherwood  Rowland (2006) - Greenhouse Gases and Global Climate Change

One of the things which we learned, or which you picked up from some of yesterday’s talks, is the question of how did the person who was doing this get to that from where they were when they were graduate students, or whatever you want to say there. And I think that’s an important aspect for all of you who are at your beginning stages of your career. Paul didn’t answer that question for you, so I’ll answer it for him. And that is, Paul is trained as a meteorologist and a chemist will summarise meteorology that the molecules themselves never are different one from another, it doesn’t make any difference what molecules they are. Paul decided that perhaps that wasn’t true and went off to study nitric oxide and found that nitric oxide decomposed and produced nitrogen oxides in the stratosphere. And all of us have benefited greatly from that. I didn’t know that we were following his trail when we asked the same question for what would happen with the chlorofluorocarbons and found that they decomposed in the stratosphere and mixed in with the nitric oxides that Paul has talked about. So how did I get to where we were here and so I will give you a little bit of non-atmospheric chemistry. This is an experiment which came about, this is almost the first experiment I did after completing my PhD work. Willard Libby asked the question for me of something that a very ingenious man named Leó Szilárd had worked out. And what Szilárd was concerned about was getting radioactive isotopes available and he suggested taking molecule-like ethyl iodide, C2H5 iodine, exposing it to neutrons, the neutrons would make the iodine radioactive, would cause the molecule to break apart and you would have the free iodine which you could then use for your experiments, freed from all of the ethyl iodide that you started with. But in the course of doing those experiments people found that although the theory said that the iodine should always break the carbon bond, somehow some of these molecules, some of the iodine were still present in organic combination. And Professor Libby gave to me, said “This is a strange thing, what's going on?” Well, that was my PhD thesis and after that then looked at what would happen if we put neutrons on lithium carbonate, produce energetic tritium atoms and they went into the glucose. Well, there are a lot of possibilities. I did the experiment and just crystallised glucose and we couldn’t get rid of the radioactivity, that 12% of these radioactive atoms had managed to go into the glucose and become radioactive glucose. This was a one-step synthesis of radioactive glucose or anything else you wanted to synthesise and it became a lead article in science. And the consequence that it had of that was that the atomic energy commission came to me and said I was 27, I went back to my department head and reported that they had approached me about that and he said you’re too young. A year and a half later, at a different university my contract started and ran for 38 years. About 17 or 18 years into it they asked the question of what would happen to CFCs and Dr. Mario Molina took that problem up and we became atmospheric chemists. And perhaps one of the first times, if you go back to 1970 or thereabouts, you may be in a position to say, it seemed incredible that mankind might be able to interfere on a global basis. And the thing which put that in place was the Antarctic ozone hole. And it’s a combination of a million tones of chlorofluorocarbons being produced every year and then multiplied by a chain length of 100,000 for converting ozone molecules, getting rid of them by the chlorine chains. And there are two of them, one of them, this is the one that is homogenous, the one that Molina and I talked about. This is the one that was discovered growing in the Antarctic ozone. And which gets rid of tremendous amount of ozone in a period, a very short time. Well, what Paul has not talked about: Is there are political sides to all of this? And I’ll start speeding up at this point. The chlorofluorocarbons were primarily, two thirds of their use was as propellants in aerosol sprays and this was a magazine cover in 1975. This was an unusual aspect, the poster that appears here, which I saw in Heidelberg in 1988, and if you enlarge it here, what it says in German here is ‘Leading in the case of ozone destruction’. And it’s a play on words because the manufacturer, the DuPont company in the United States, the German company is Hoechst, and ‘High, higher and Hoechst’ are ‘leading in ozone destruction’, it was an attack poster by an individual German citizen who put these up all over Germany in 1988. I was in London once, when there was an argument between Prime Minister Thatcher, Maggie, and Prince Charles about whether they were just in time, this was 1989, just in time on ozone or too late, and probably ‘just in time’ was right. Something else, this was handed out at the Nobel ceremony, not the ceremony but at our lectures when Paul and Mario and I gave lectures. This was handed out by people from the Schiller Institute, which is a German version of the American politician Lyndon LaRouche: We won’t go into discussion of all of their science but that's one of the aspects. And now we get to global warming. And this is now looking in the present time. Can we live with it? It’s beginning to be absolutely obvious that global warming is not a question of ‘will it happen’, but it is happening and how bad will it be. This is a cartoon from a year ago with the president and secretary of state and the secretary of defence and his political advisor, this was right after Katrina flooded out New Orleans. And this shows the Oval Office. And here is, I think many of the Nobel Prize winners will appreciate this. Yes, says Rogers, and most of the laureates are nice people and, for the most part, good scientists, but few know much about environmental science or climate change. two are not champions of global warming, he says. By my calculation, there’s only one climatologist that has won a Nobel Prize and that’s Paul. But Mario and I could put into that but none of us are not champions of it. So this is a business magazine and that tells you something else about what's going on. Well, this was the beginning, didn’t realise it at the time, this was a bootlegged trip to the Virgin islands, bootlegged onto an American chemical society lecture tour. The person that took the photograph was my wife who accompanied me on this, we had to make three stops within 24 hours or longer. And so we started collecting air samples. Well, one of the things that I can say there is that that particular canister that was filled, we started measuring methane on it and that’s the base for the methane measurements that we had been making for the last 28 years. We got a grant from the graduate council to send a postdoc to South America so we could start getting global measurements. Our technique is to analyse by gas chromatography. This was a sample taken later and we’re in south of New Zealand on an airplane and there are 20 compounds in there, almost all of which are manmade halocarbons that you can detect in more or less location. Well, this is postdoc Nicola Blake on the Portage Glacier, just in case you haven’t seen the Portage Glacier. There it was, methane concentrations in January of 1978. When we went back in 1979, the amount we found, each place that we duplicated there was more, there the second year. And we realised that we were going to have to continue measuring those. As Paul has mentioned, the source of cattle and rice, and a complicated story for methane, coming from a very substantial number of sources. And the ones in red are the ones that are influenced by mankind, the ones in yellow that are over here are some that are not really influenced so directly by mankind. And then we can look at what happens with methane. And jumping, starting here in January of 1980 and moving to December of 1987, during this time period methane was going up about 1% per year. And that served as an estimate for looking toward the future, 1% a year for 100 years, it would be an estimate that might be made, about the only aspect that you would have then. Well, as we’ve gone on, 1993 and then the year 2000, then the year 2004. What you can see is that methane is not rising. And as Paul had said that it is essentially flat, except it’s not really flat, it’s changing, this is a rolling average, you get four measurements a year from four seasonal measurements and it’s varying between 1% a year and negative. But if you put all of those together, it hasn’t changed very much in the last six or seven years. But if I back up to this, if you’re the IPCC, what you have to do, you have to take these data and extrapolate it to the year 2100 to see how much methane will be in the atmosphere then. And that would be a pretty daring extrapolation from data here, till you try it. We think that this jump right in here was biomass burning, but we see that it’s got erratic behaviour but much flatter than it was before. The greenhouse gases are very simply described. They have three or more atoms and have long lifetimes. Because they all, if you have more than three atoms, then you have an infrared spectrum that’s in the range where it’s absorbed. And so that includes nitric oxide, ozone and water and over here the CFCs. And this indicates the ones that are really important. Well, this is, Paul did a superb summary of where atmospheric science is and now I’m going to say something about an individual experiment in which, this was the second time, second part of this experiment. We sent six graduate students to the south western part of the United States with a grid on which I had marked the intersections of latitude and longitude. And they were told ‘Find a place as close as you can to those points’, and this is the grid that they reported back. They had collected air samples. And when you brought them back and looked to see what the methane concentrations were, what you found was they have great variation in here. This is about the background there. But here in Kansas and Oklahoma, Texas, methane concentrations were as much as 20% higher than the background concentration. There’s a lot of methane being put off in this region in here. And if you look at normal butane, then you see there’s a lot of this, now including Texas as well. And the range between concentration somewhere in here and here, is a factor of 1000. There’s a very large amount of impurity coming out here. And with something like butane, then what you find is that this is the basis for smog formation. That you have a hydrocarbon, it’s attacked by hydroxyl, gives you a radical which immediately picks up an oxygen. The alkylperoxy radical can then react with nitrogen oxide to give NO2. And the NO2 can then photolease to give NO + O and the O picks up an oxygen and this is the formation of ozone, but it’s in the tropospheric formation of ozone. That’s characteristic of the cities. There is an interesting side reaction in which you can form an alkyl nitrate, and that will tell you that this was present even if you never measured the NO. And in the sample that we have indicated before here, we have the alkyl nitrate that showed that not only were we getting hydrocarbons out, but that there was enough nitrogen in the atmosphere that they were giving alkyl nitrates which meant they were forming ozone. So it wasn’t just a matter of what's going on in cities, it was a matter of what's going on in other places. Well, here’s Jimmie Lopez who was then a graduate student. And she was leading a group of 25 students in Santiago, Chile. So they were all over the city at 5 o’clock in the morning and all over the city at 9 o’clock in the morning filling canisters and we were able to see the contributions of rush hour traffic. And the things which weren’t caused by rush hour and things that weren’t caused by rush hour tended to be hydrocarbons used in cooking and heating in the individual homes. Paul said something about biomass burning. We were part of a Japanese expedition, the plane landed in Darwin in Northern Australia. There was a black smoke on the horizon, so … hired a helicopter, flew to it and collected samples very closely here. So these samples had the highest concentrations of the gases from biomass burning that we’ve ever measured because we were able to get them right at the place of formation. This is Don Blake, my colleague and now co-director of our research group. There’s an air intake on the DC-8, they’re standing on the wing. This is an undergraduate, Stacy Laswell, that was working with us that summer. This is another group of the graduate students and postdocs on the field experiment in Tahiti and this was on the beach in Fiji. One of the characteristics of these experiments is that the pilots aren’t allowed to fly more than 40 hours a week. So they fly 8 hours on Monday, they can’t go every day and this was the day off and they’d already changed the canister for the next flight. But this was typical of the make up of the research group. Don was then a senior post doctoral, Lisa McKenzie was a postdoc, Jimmy was a graduate student, Greg was a technician and Stacy was an undergraduate. And the next day after that on the beach, they were finding an air sample of biomass burning which had come from southern Africa, they traced the trajectory all the way back. This is the famous curve of Keeling. And the only thing I’ll say in connection with it is if you pick out, say 340 to 350, something like that had come out in here, what you find is that what we really needed was precision, because over a 10-year period it would be plus or minus 2 or 3%, around a number. But because he’s got five significant figures instead of three, then he gives you all of the curve about the uptake from the plants, as well as the underlying base is going up because of the emissions from fossil fuels. And the red line are the South Pole measurements that he has running all at the same time. Well, this is now a global temperature up to 2004. If you are a ‘sceptic’, what you do is, you say ‘well, right, look here, the temperature is actually going down’. And that was the claim that was being made there, just by looking at the figures from 1998 on. When you include 2005, I put this now from Jim Hanson’s calculation in 1988 and he had three scenarios which he said scenario B was the one that was most likely to happen. And that prediction from 1988 up to the present time looks awfully good at this point. But that temperature is the highest temperature that was recorded, it’s a little bit higher than 1988. The Albedo effect, that is associated with the greenhouse, is especially strong in the north polar region and it’s a change in, as you go from ice to water, this section in here which was reflecting 80% is now absorbing 90%. And that means that you expect a positive feedback in those regions. The same thing happens between ground and snow and that’s again something that will be happening, especially in the North Polar Region. And all of the model calculations, this model calculation was from the 1990’s. At the surface, air warming is primarily in the North Polar Region and that’s where the report of all of the permafrost melting and all of the other effects that you’re hearing about are being noticeable. That global warming is a reality in the north polar area. Another aspect of these measurements is that when you look for where hurricanes form, they invariably find that at the point in the tropical region where the hurricane came together, the temperature was at least 27% degrees centigrade. And that just simply tells you about how rapidly you can feed evaporating water into the hurricane and then condensing down and get energy out of it to give the increasing strength, why they pick up strength when they get out over the Gulf of Mexico for the Atlantic hurricanes. This is a calculation of a 1-metre rise in sea level. The red is the part of Florida that would then be under water or under strong influence of surges in the middle of a hurricane. This is where the same calculation for the Nile basin in here. Bangladesh would be about 35% under water with the rise of 1 metre. This is a tidal barrier built in London across the Thames River, down river to prevent surges coming from the North Sea back into the Thames region, to protect the main part of the city. And they said, when they started, they expected it to be used several times in a decade. Well, by the time they got to the year 2000, here in those four years, they had about 60 times that they closed it because of tidal surges that were coming up river against the tide. They said if this barrier fails then it could cost about £30 billion immediate damage. And that’s why they test it regularly to make sure that it’s still working. This was a reported effect of climate at the Kenai peninsula in Alaska, where the effect was not the total warming but the fact that the winter nights did not get as cold as before and the Spruce Bark Beetle, as a result of not getting as cold, did not winter kill, and then when it came back recovered, it destroyed all of the spruce because so many of them survived. And it was 16.000 square kilometres of forest that went in a year or two from the beetle. The lodge pole pine in British Columbia is showing similar effects and there the concern is that you have lodge pole pines all the way across Canada. And so it is possible that, once you get started, they might lose the pines, 3000 miles to the east. This is the global ocean circulation, where the concern is if it’s cold salty waters then it’s not as dense and it might stop sinking. And if it stops sinking, then all of the circulation would cut off somewhere down here. It did cut off in the past, during the time period coming out from the last ice age, so it’s not entirely a hypothesis that it might shut down. One more aspect here. There is a, the Montreal protocol has been passed, which is intended to control the release of chlorofluorocarbons to the atmosphere. And this shows the measurements of the blue in the north, red in the south and the green the world average, of fluorocarbon-11, one of the two most prominent CFCs. And what you see is that it went through a maximum down here in the time period around 1993. The Montreal protocol called for a ban in January 1 of 1996 out in here. So you can see that in fact the protocol was being in effect before the deadline came in here and has been falling off steadily since. But it hasn’t fallen off very much, the lifetime of this molecule in the atmosphere is estimated as 45 years. The fluorocarbon-12, which has a lifetime of 100 years, then it is just about flat out here at the year 2004. And then I’ll just say a little bit about, this was taken at the beginning of the kick-off at the White House for the campaign in the US to get the Kyoto protocol approved. And then Vice President Gore was very important in that. But obviously in the end the US view did not survive the change in administrations. It’s not clear that, even if Clinton and Gore had had charge, that there would have been approval of the Kyoto protocol as it was. But at the present time, my particular view is that what we should be thinking of is the Kyoto protocol was talking about 1990 as the year for which you make comparison. And 1990 is 16 years ago, that doesn’t seem to be a very particularly important year on which to base any future actions. But what we need is the equivalent and more, much stronger than the Kyoto protocol. And we certainly need the United States to be in favour of doing something rather than in favour of not doing something, which has been the present situation. And with that I’ll conclude, thank you.

Eine von den Einsichten, die wir einigen der gestrigen Vorträge entnommen haben bzw. ihnen entnehmen konnten, ist die Antwort auf die Frage, wie die Vortragenden im Ausgang von der Position, in der sie sich als Doktoranden befanden, an den Punkt gelangten, über den sie berichteten – oder wie immer man diese Frage formulieren will. Und ich denke, das ist eine wichtige Frage für alle von Ihnen, die Sie sich am Anfang ihrer Karriere befinden. Paul hat diese Frage für Sie nicht beantwortet. Also werde ich sie für ihn beantworten. Paul ist Meteorologe und ein Chemiker wird die Meteorologie zusammenfassen: dass die Moleküle selbst niemals voneinander verschieden sind. Es kommt nicht darauf an, um welche Moleküle es sich handelt. Paul meinte, dass sich das vielleicht in Wahrheit nicht so verhält, und also studierte er Distickstoffoxide in der Stratosphäre und fand heraus, dass Distickstoffoxide zerfallen und in der Stratosphäre Stickstoffoxide bilden. Wir alle haben sehr davon profitiert. Ich wusste nicht, dass wir seinem Weg folgten, als wir dieselbe Frage stellten, was mit den Fluorkohlenwasserstoffen geschieht, und feststellten, dass sie in der Stratosphäre zufallen und sich mit den Distickstoffoxiden vermischen, über die Paul gesprochen hat. Wie also gelangte ich an den Punkt, an dem wir uns hier befanden? Ich stelle Ihnen ein wenig nicht-atmosphärische Chemie vor. Dies ist ein Experiment, das sich ergab. Es ist beinahe das erste Experiment, das ich nach Beendigung der Arbeit an meiner Dissertation durchführte. Willard Libby stellte die Frage für mich zu einem Problem, über die ein höchst genialer Mann namens Leó Szilárd gearbeitet hatte. Womit sich Szilárd beschäftigte war Folgendes: Er wollte radioaktive Isotope verfügbar haben, und er schlug vor, molekülähnliches Äthyliodid, C2H5 -Iodid, zu nehmen und es Neutronen auszusetzen. Die Neutronen würden das Iodid radioaktiv machen, würden bewirken, dass die Moleküle auseinanderfallen, und man hätte das freie Iodid, das man dann – befreit von all dem Äthyliodid, das man am Anfang hatte – für Experimente verwenden könnte. Doch im Laufe der Experimente stellte man fest, dass einige dieser Moleküle – obwohl die Theorie besagte, dass das Iodid stets die Kohlenstoffbindung aufbrechen sollte – irgendwie dennoch in organischen Verbindungen vorhanden waren. Was Professor Libby mir gab, war die Frage: Nun, das war meine Doktorarbeit, und anschließend fragten wir: Was passiert, wenn wir Lithiumkarbonat Neutronen aussetzen, energetisch aufgeladene Tritiumatome erzeugen und diese in die Glukose gelangen? Nun ja, es gibt viele Möglichkeiten. Ich führte das Experiment durch und kristallisierte die Glukose einfach, und wir konnten die Radioaktivität nicht loswerden: Dies war eine einstufige Synthese und es wurde ein Leitartikel in Science. Als Folge hiervon kam die Atomenergiekommission (AEC) zu mir und sagte: Ich ging zum Direktor meines Institutes und berichtete ihm, dass die AEC wegen dieser Sache an mich herangetreten war. Er sagte, dass ich zu jung dafür sei. Anderthalb Jahre später begann mein Vertrag an einer anderen Universität und lief für 38 Jahre weiter. Nach 17 oder 18 Jahren stellten Sie die Frage, was mit den Fluorkohlenwasserstoffen (FKWs) geschehen würde, und Dr. Mario Molina ging dem Problem nach, und wir wurden Atmosphärenchemiker. Es war vielleicht das erste Mal, wenn man etwa bis zum Jahr 1970 zurückgeht, dass man von der Menschheit glaubhaft behaupten konnte, dass ihre Existenz den ganzen Planeten betreffende Konsequenzen hatte. Der Grund für diese Behauptung was das Ozonloch über der Antarktis. Es beruht auf der Kombination einer jährlichen Produktion von einer Millionen Tonnen von Fluorkohlenwasserstoffen, die dann von einer Kettenlänge von 100.000 zur Konvertierung der Ozonmoleküle multipliziert werden, indem sie sie durch die Chlorketten beseitigen. Es gibt zwei von ihnen: Eine von ihnen, das ist diejenige, die homogen ist, von der Molina und ich gesprochen haben. Dies ist diejenige, von der man entdeckte, dass sie im Ozon der Antarktis wächst. Sie beseitigt eine riesige Menge von Ozon in sehr kurzer Zeit. Nun, eine Frage, über die Paul nicht gesprochen hat, ist: Hat all dies auch politische Aspekte? Ich beginne meine Darstellung an dieser Stelle zu beschleunigen. Die FKWs waren in der Hauptsache (zwei Drittel ihrer Verwendung) Treibgase in Aerosolsprays. Dies machte Schlagzeilen im Jahre 1975. Dies war ein ungewöhnlicher Anblick. Auf dem Poster, das hier erscheint und das ich 1988 in Heidelberg sah, steht hier, wenn man es vergrößert: Es handelt sich hierbei um ein Wortspiel, denn die Hersteller sind das Unternehmen DuPont in den USA und das deutsche Unternehmen Hoechst. Und "hoch, höher und Hoechst" sind „Führend in Sachen Ozonzerstörung.“ Es war ein Angriffsposter eines einzelnen deutschen Bürgers, der diese Poster 1988 überall in Deutschland verbreitete. Ich war einmal in London, als ein Streit zwischen Premierministerin Thatcher, Maggie, und Prinz Charles zu dem Problem ausgetragen wurde, ob es in der Frage des Ozonlochs bereits zu spät war, oder ob gerade noch Zeit war. Dies war 1989. „Gerade noch rechtzeitig“ war wahrscheinlich die richtige Einschätzung. Und noch etwas: Dies war Teil der Nobel-Zeremonie. Nicht der eigentlichen Vergabe des Preises, sondern der Vorlesungen, als Paul und Mario und ich die Vorlesungen gaben. Dies wurde von Leute des Schiller-Instituts ausgegeben, wobei es sich um eine deutsche Version des amerikanischen Politikers Lyndon LaRouche handelt: Wir können uns nicht in eine Diskussion aller Aspekte ihrer wissenschaftlichen Theorien begeben, doch das ist einer ihrer Aspekte. Und nun kommen wir zum Thema Global Warming, und das bedeutet einen Blick auf die Gegenwart. Können wir damit leben? Es ist völlig offensichtlich, dass die Frage nicht länger mehr lautet „Wird es dazu kommen?“, sondern es geschieht bereits und es fragt sich, wie schlimm es sein wird. Dies ist ein Cartoon, das ein Jahr alt ist, das den Präsidenten und die Außenministerin und den Verteidigungsminister und seinen politischen Berater zeigt. Dies war kurz nachdem Katrina New Orleans überflutet hatte. Das Cartoon zeigt das Oval Office. Und hier ist es. Viele der Nobelpreisträger werden es, glaube ich, zu schätzen wissen: die Global Warming verurteilt?“ Ja, sagt Rogers, und die meisten Preisträger sind nette Leute und, größtenteils, gute Wissenschaftler. Doch nur wenige wissen etwas über die Umwelt oder den Klimawandel. Von den drei, die Nobelpreise gewonnen haben, leugnen zwei Global Warming nicht, sagt er. Nach meiner Rechnung gibt es nur einen Klimatologen, der den Nobelpreis gewonnen hat, und das ist Paul. Mario und ich könnten dazugerechnet werden, doch keiner von uns behauptet, dass es Global Warming nicht gibt. Dies ist ein Wirtschaftsmagazin, und das sagt Ihnen etwas anderes über das, was vor sich geht. Nun, dies war ein Anfang, es war mir damals jedoch nicht klar. Dies war eine Abstecher-Reise zu den Virgin Islands, eingeschmuggelt in eine Vorlesungsreise der Amerikanischen Gesellschaft für Chemie. Die Person, die dieses Bild aufgenommen hat, war meine Frau, die mich auf dieser Reise begleitete. Wir mussten innerhalb von 24 Stunden oder mehr dreimal Halt machen. Wir begannen damals damit, Luftproben zu sammeln. Nun, soviel kann ich sagen: dass dieser besondere Kanister hier gefüllt wurde. Wir begannen, den Methangehalt zu messen, und das wurde die Grundlage der Methanmessungen, die wir die letzten 28 Jahre lang durchgeführt haben. Wir erhielten ein Stipendium vom Graduate Council, um einen Postdoc nach Südamerika zu schicken, damit wir beginnen könnten, globale Messergebnisse zu sammeln. Unsere Analysemethode war die Gaschromatographie. Dies ist eine später genommene Probe und wir befinden uns in einem Flugzeug im Süden von Neuseeland. Es finden sich 20 Komponenten in der Probe, von denen die meisten vom Menschen hergestellte Halogenkohlenwasserstoffe sind, die man mehr oder weniger häufig finden kann. Nun, dies ist Postdoc Nicola Blake auf dem Portage Gletscher, falls Sie den Portage Gletscher noch nicht gesehen haben. Und dies waren sie: die Methankonzentrationen im Januar 1978. Als wir im Jahre 1979 zurückkehrten, ergeben sich an jeder Stelle, an der wir erneut Messung durchführten, im zweiten Jahr höhere Werte. Und es wurde uns klar, dass wir diese Messungen würden fortsetzen müssen. Wie Paul bereits erwähnt hat, gibt es die Methanquellen der Rinderherden und aus dem Eis. Es gibt eine komplizierte Geschichte für Methan, das aus einer sehr großen Anzahl von Quellen stammt. Die rot dargestellten werden von der Menschheit beeinflusst. Diejenigen in gelb hier drüben werden von uns Menschen nicht so direkt beeinflusst. Und dann können wir uns anschauen, was mit dem Methan geschieht. Wenn wir in der Zeit ein wenig nach vorne springen, hier im Januar 1980 beginnen und dann zum Dezember 1987 weitergehen, so gab es in diesem Zeitraum einen jährlichen Anstieg des Methans um 1 %. Und das diente als Schätzung für einen Blick in die Zukunft: Nun, wie die Sache weiterging: Was man sieht, ist, dass der Methanwert nicht weiter ansteigt. Und wie Paul sagte, ist dieser Verlauf im Wesentlichen flach, außer dass er nicht wirklich flach ist, der Wert ändert sich. Es ist ein rollender Mittelwert. Man erhält vier Messungen im Jahr aus vier jahreszeitlichen Messungen, und der Wert variiert zwischen 1 % und einem negativen Wert. Nimmt man jedoch alle diese Werte zusammen, so hat sich in den letzten sechs oder sieben Jahren keine Änderung ergeben. Wenn ich jedoch hierher zurückgehe: Wenn Sie das IPCC sind, dann müssen Sie diese Werte nehmen und sie bis zum Jahr 2100 extrapolieren, um zu sehen, wie viel Methan sich dann in der Atmosphäre befinden wird. Und das wäre eine ziemlich gewagte Extrapolation, ausgehend von diesen Daten hier, bis man es versucht. Wir glauben, dass dieser Sprung hier auf die Verbrennung von Biomasse zurückgeht. Wir können jedoch erkennen, dass der Datenverlauf zwar erratisch ist, aber flacher als zuvor. Die Treibhausgase lassen sich sehr einfach beschreiben. Sie bestehen aus zwei oder drei Atomen und haben eine lange Lebenszeit. Wenn ein Molekül aus mehr als drei Atomen besteht, dann verfügt es über ein Infrarotspektrum, das in dem Bereich liegt, in dem es das Infrarot absorbiert. Und daher gehören hierzu Stickstoffoxid, Ozon und Wasser und hier drüben die FKWs. Und dies weist auf diejenigen hin, die wirklich wichtig sind. Nun ja, Paul hat eine fantastische Zusammenfassung des gegenwärtigen Stands der Wissenschaft von der Atmosphäre gegeben, und ich werde jetzt etwas über ein einzelnes Experiment sagen. Dies war das zweite Mal, der zweite Teil dieses Experiments. Wir schickten sechs Doktoranden in den Südwesten der USA mit einem Raster, auf dem ich die Schnittpunkte der Längen- und Breitengrade markiert hatte, und sie erhielten folgende Anweisung: Dies ist das Raster mit den von ihnen gemessenen Daten. Sie hatten Luftproben gesammelt. Und als wir die erhobenen Daten untersuchten und die Methankonzentration ermittelten, stellten wir fest, dass sie großen Schwankungen unterlag. Dies ist in etwa der Hintergrund dort. Doch hier in Kansas und Oklahoma und Texas lag die Methankonzentration bis zu 20 % höher als der Hintergrundwert. In diesem Bereich hier wird sehr viel Methan freigesetzt. Und sieht man sich normales Butan an, dann erkennt man, dass auch dessen Konzentration hoch ist, zu welchem Gebiet jetzt auch Texas gehört. Und der Bereich zwischen der Konzentration irgendwo hier und hier entspricht einem Faktor von 1000. Es werden hier sehr große Mengen von Verunreinigungen abgegeben. Und bei einem Gas wie Butan stellt man fest, dass es die Grundlage der Bildung von Smog ist. Da man einen Kohlenwasserstoff hat, wird er von einem Hydroxyl angegriffen. Dies gibt einem ein Radikal, dass sofort einen Sauerstoff an sich bindet. Das Alkylperoxiradikal kann dann mit dem Stickstoffoxid reagieren, um NO2 zu ergeben. Das NO2 kann dann durch Photolyse zu NO + O werden, und O verbindet sich mit Sauerstoff, und dies ist die Entstehung von Ozon, allerdings ist es die Ozonentstehung in der Troposphäre. Das geschient typischerweise in Städten. Es gibt eine interessante Nebenreaktion, in der ein Alkylnitrat gebildet werden kann, und das zeigt Ihnen, dass dies selbst dann vorhanden wäre, wenn der NO-Wert niemals gemessen worden wäre. Und in dem Beispiel, das wir vorher hier angeführt haben, haben wir das Alkylnitrat. Das zeigte, dass wir hier nicht nur Kohlenwasserstoffe erhielten, sondern auch, dass es genug Stickstoff in der Atmosphäre gab und dass es dadurch zu Alkylnitraten kam, was bedeutete, dass sie Ozon bildeten. Es war also nicht bloß eine Sache, die mit dem zu tun hatte, was in Städten geschieht: Es war eine Sache, die damit zu tun hatte, was an anderen Orten geschieht. Auf diesem Bild sehen Sie Jimmie Lopez, die damals Doktorandin war. Sie leitete eine Gruppe von 25 Studenten in Santiago in Chile. Sie waren um 5 Uhr morgens und um 9 Uhr morgens überall in der Stadt verteilt und füllten Kanister mit Luft. So war es uns möglich, den Beitrag zu ermitteln, den der Berufsverkehr zur Luftverschmutzung beisteuert. Die Werte, die nicht durch den Berufsverkehr usw. verursacht wurden, waren in der Regel auf Kohlenwasserstoffe zurückzuführen, die zum Kochen und Beheizen von Häusern verwendet wurden. Paul erzählte etwas über die Verbrennung von Biomasse. Wir waren Teil einer japanischen Expedition. Das Flugzeug landete in Darwin im Norden Australiens. Am Horizont sah man schwarzen Rauch. So Murray McGahern mietete einen Hubschrauber, flog dorthin, und entnahm in großer Nähe Luftproben. Diese Proben hatten die höchste Konzentration der Verbrennungsgase von Biomasse, die wir je gemessen haben, da wir sie direkt am Ort ihrer Entstehung messen konnten. Dies ist mein Kollege Don Blake, der jetzt Kodirektor unserer Forschungsgruppe ist. Die DC-8 hat einen Luftansaugstutzen. Er befindet sich auf der Oberseite der Tragfläche. Dies ist eine Studentin vor dem Examen, Stacy Laswell, die mit uns in diesem Sommer gearbeitet hat. Dies ist eine andere Gruppe der Doktoranden und Postdocs in dem Feldexperiment in Tahiti, und dies war am Strand von Fidschi. Es ist eine Besonderheit dieser Experimente, dass die Piloten nicht mehr als 40 Stunden pro Woche fliegen dürfen. Sie fliegen also 8 Stunden am Montag. Sie dürfen nicht jeden Tag fliegen. Und dies war der freie Tag, und sie hatten den Kanister für den nächsten Flug bereits gewechselt. Doch dies war typisch für die Zusammensetzung der Forschungsgruppe. Don war damals ein fortgeschrittener Postdoc-Student, Lisa McKenzie war ein Postdoc, Jimmy war ein Doktorand, Greg war ein Techniker und Stacy stand noch vor dem Examen. Und am nächsten Tag, nach diesem Tag am Strand, fanden sie eine Luftprobe einer Biomassenverbrennung, die aus Afrika stammte. Es gelang ihnen, ihren gesamten Weg zurückzuverfolgen. Dies ist die berühmte Keeling-Kurve. Und das Einzige, was ich dazu sagen werde, ist Folgendes: Wenn man einen Wert herausgreift, sagen wir 340 bis 350, etwa so ein Wert hat sich hier ergeben, so stellt man fest, dass, was wir wirklich benötigen, Präzision ist, denn über einen Zeitraum von 10 Jahren ergäben sich plus oder minus 2 oder 3 %, etwas um diese Zahl. Da er jedoch statt drei fünf signifikante Werte hat, gibt er uns die gesamte Kurve über die Aufnahme der Pflanzen. Außerdem steigt der Basiswert aufgrund der Emission von fossilen Brennstoffen an. Und die rote Linie entspricht den Südpolmessungen, die er alle gleichzeitig durchführte. Nun, dies ist die globale Temperatur bis zum Jahr 2004. Wenn sie „Skeptiker“ sind, sagen Sie: Und das wurde damals behauptet, indem man einfach die Zahlen nach 1998 anschaute…. Wenn man 2005 einbezieht … Ich nehme den Wert von Jim Hansons Berechnung im Jahr 1988. Er unterschied drei Szenarien, von denen er Szenario B für dasjenige hielt, was am wahrscheinlichsten eintreten würde. Und diese Voraussage von 1988 bis zur Gegenwart sieht zur Zeit sehr präzise aus. Doch diese Temperatur ist die höchste, die je gemessen wurde. Sie ist ein wenig höher als die von 1988. Der Albedo-Effekt, der mit dem Treibhaus-Effekt zusammenhängt, ist besonders stark im Bereich des Nordpols. Es handelt sich dabei um eine Änderung, wenn man vom Eis zum Wasser gelangt. Dieser Bereich hier reflektierte 80 % und absorbiert heute 90 %, und das bedeutet, dass man in diesen Bereichen ein positives Feedback erwartet. Dasselbe ereignet sich zwischen Boden und Schnee, und auch dies ist wieder etwas, was eintreten wird, besonders im Bereich des Nordpols. Und dies sind alle Modellberechnungen. Diese Modelberechnung stammte aus den 1990er Jahren. An der Oberfläche geschieht die Erwärmung der Luft hauptsächlich im Bereich des Nordpols. Und dies ist die Region, in der die Berichte über das Auftauen des Permafrosts und all die anderen Effekte, von denen wir hören, zu bemerken sind, dass Global Warming im Bereich des Nordpols eine Realität darstellt. Ein weiterer Aspekt dieser Messungen ist folgender: Wenn man sich anschaut, wo sich Hurrikans bilden, stellt man immer wieder fest, dass an dem Punkt des tropischen Bereichs, an dem die Hurrikans entstehen, die Temperatur mindestens 27°C entsprach. Und das zeigt Ihnen, wie schnell verdunstendes Wasser vom Hurrikan aufgenommen werden kann und dies dann kondensiert und die Energie daraus entnommen wird, die die Kraft des Hurrikans erhöht. Dies erklärt, warum Hurrikans an Energie gewinnen, wenn sich atlantische Wirbelstürme über dem Golf von Mexiko bilden. Dies ist die Berechnung einer Erhöhung des Meeresspiegels um 1 Meter. Die rot dargestellte Fläche entspricht dem Gebiet von Florida, das sich dann unter Wasser befände oder den Auswirkungen von plötzlichen Anstiegen in der Mitte eines Hurrikans stark ausgesetzt wäre. Dieses Bild zeigt das Ergebnis derselben Berechnung für das Nildelta. Wenn der Meeresspiegel um 1 Meter anstiege, würde sich Bangladesch zu 35 % unter Wasser befinden. Über die Themse in London wurde flussabwärts eine Flutbarriere gebaut, um zu verhindern, dass Flutwellen der Nordsee in die Region der Themse vordringen können, um so den Hauptteil der Stadt zu schützen. Beim Bau der Barriere erwartete man, dass man die Barriere in zehn Jahren mehrmals brauchen würde. Nun, bereits als das Jahr 2000 gekommen war, hier in diesen vier Jahren, wurden die Tore bereits sechzigmal geschlossen, weil flutbedingte Anstiege des Wasserstandes gegen die Gezeitenschwankungen den Fluss hinaufkamen. Man sagte, dass es bei einem Versagen der Barriere zu sofortigen Kosten von 30 Milliarden Pfund kommen könnte, weshalb die Barriere regelmäßig auf ihre Funktionsfähigkeit überprüft wird. Dies war die berichtete Auswirkung des Klimawandels auf die Kenai-Halbinsel in Alaska, wo die Wirkung nicht in der Gesamterwärmung, sondern darin bestand, dass die Winternächte nicht mehr so kalt wurden wie bisher. Dies hatte zur Folge, dass die Fichtenborkenkäfer im Winter nicht erfroren, weil die extremen Kältegrade ausblieben. Als sich der Käfer dann im Frühjahr erholte, hatten so viele davon überlebt, dass sie sämtliche Fichten zerstörten. In ein oder zwei Jahren zerstörte der Käfer 16.000 Quadratkilometer Wald. Bei der Drehkiefer in British Columbia zeigen sich ähnliche Auswirkungen, und die Sorge ist dort, dass es Drehkiefern überall in Kanada gibt. Es ist daher möglich, wenn die ersten Bäume zerstört wurden, dass auch die Kiefern 3000 Meilen weiter östlich verloren gehen könnten. Dies sind die weltweiten Meeresströmungen. Hier macht man sich darüber Sorgen, dass wenn sein kaltes Salzwasser – dessen Umfang hier im Nordatlantik abnimmt – und wenn man frisches Wasser durch Schmelzen erhält, dass dieses dann nicht so dicht ist und möglicherweise aufhört zu sinken. Und wenn es aufhört zu sinken, dann würde die gesamte Zirkulation irgendwo hier unten abgeschnitten. Dies ist in der Vergangenheit bereits geschehen, während der Zeit im Anschluss an die letzte Eiszeit. Es ist also keineswegs eine reine Hypothese, dass dies eine reale Möglichkeit darstellt. Hier ist noch ein weiterer Aspekt. Das Montreal-Protokoll wurde verabschiedet. Sein Gegenstand ist die Verringerung der Abgabe von FKWs in die Atmosphäre. Dies zeigt die Messungen: blau gibt die Werte im Norden, rot im Süden und grün den Weltdurchschnitt von Fluorkohlenstoff-11, einem der häufigsten FKWs, wieder. Wie Sie der Darstellung entnehmen können, erreichte der Wert hier in der Zeit um 1993 ein Maximum. Das Montreal-Protokoll rief am 1. Januar 1996 zu einem Verbot von FKWs auf. Sie können also sehen, dass das Protokoll bereits vor diesem Fristtermin hier wirksam war und dass der Wert seither stetig zurückgegangen ist. Er ist jedoch nur wenig zurückgegangen. Man schätzt, dass die Lebenszeit dieses Moleküls in der Atmosphäre 45 Jahre beträgt. Der Wert für Fluorkohlenstoff-12, der eine Lebenszeit von 100 Jahren hat, ist hier im Jahre 2004 in etwa flach. Und dann möchte ich noch etwas über das Kyoto-Protokoll sagen. Dieses Foto wurde im Weißen Haus zu Beginn der ersten Sitzung der Kampagne aufgenommen, die für die Zustimmung zum Kyoto-Protokoll werben sollte. Vizepräsident Gore war damals sehr einflussreich in dieser Sache. Doch die Sicht der USA hat den Regierungswechsel offensichtlich nicht überlebt. Es steht nicht fest, dass das Kyoto-Protokoll, selbst wenn Clinton und Gore an der Macht gewesen wären, unverändert angenommen worden wäre. Gegenwärtig bin ich der Auffassung, dass wir darüber nachdenken sollten, was das Kyoto-Protokoll über 1990 sagte: dass es das Jahr sei, das als Vergleichspunkt dienen solle. Es scheint kein besonders wichtiges Jahr zu sein, um künftige Aktionen daran auszurichten. Was wir brauchen, ist ein Äquivalent, das viel, viel strenger ist als das Kyoto-Protokoll. Und mit Sicherheit ist es erforderlich, dass die USA sich zu einer positiven Haltung entschließt, statt dazu, nicht zu tun, wie es bislang der Fall gewesen ist. Damit möchte ich schließen. Ich danke Ihnen.

Sherwood Rowland shows that the concentration of chlorofluorocarbon 11 began to decline in 1993
(00:26:23 - 00:27:37)

Crutzen, Molina and Rowland have been frequently attending the Lindau Nobel Laureate Meetings. When Molina in 1998 outlined the „Environmental challenges for the 21st century”, he initially looked back on the research results on ozone depletion. Then he went on to discuss the issue of climate change, emphasizing that humankind cannot afford to wait for full scientific evidence before taking action:

Mario Molina (1998) - Environmental Challenges for the 21st Century

Thank you very much Professor Wüthrich for your kind introduction. Being the last speaker on behalf of my fellow laureates I would like to thank Countess Bernadotte and the organisers of this very nice meeting for inviting us and for giving us the opportunity to interact with you, the students. I must add, being the last speaker, I have very many tough acts to follow. And I am going to be using view graphs. I am going to talk about environmental challenges for this coming century but I won’t be talking about all of them. I will focus particularly on ozone depletion, perhaps say a few words also about the greenhouse effect. But I would like to put this in perspective on the types of problems that we are facing for the next century. Many of them have the real basis in this very large population that we now have in our planet. Close to 6 billion people, you heard that already in some of the other talks. And this is just one way to sort them out. We have problems that have to do with depletion of natural resources. You just heard the end of Professor Schmidt’s lecture, some thoughts on these types of problems. This is by no means a complete list, there are other issues here, one important one being the depletion of fisheries in the world’s oceans. Besides stressing natural resources with so many people on our planet, we have a lot of waste, waste from human activities. This waste can be solid or they can be water soluble. They can lead to water pollution or they can be volatile and that leads to air pollution. What we also have and this is what is relatively recent. We have only realised that in this really recent decade or two, that we have truly some global environmental problems. I’m listing three here, the greenhouse effect or climate change and ozone depletion, which are the two I will stress. And tropospheric ozone which is what Professor Crutzen and Professor Rowland talked about at the beginning of this meeting. I want to say a few more words about the difference between these types of global problems which have to do with time scales. And to better appreciate this, let’s just look, take a look at our planet from space. Let’s consider atmospheric motions. If you release some gases, say in the United States, they can reach Europe in a matter of months. So mixing is relatively rapid, particularly in the longitudinal direction. But it’s also very fast north to south. In fact it takes something of the order of a year or two for gases released in the northern hemisphere to be well mixed in the southern hemisphere as well. So whether you have a global problem or not, or the type of global problem that you have, depends on how stable are these gases that you release. Gases like carbon dioxide or the CFC’s that I will be talking about have residence times in the atmosphere that are many years long. And that’s why no matter where they are released, they can be found throughout the planet. In contrast there are other types of pollutants that are much shorter lived. They are removed from the atmosphere by various cleansing processes. And hence you have a more localised pollution. Perhaps the best known example is local air pollution in cities, urban pollution. What happens is even that type of problem can become global because it’s happening now with so many people in the planet. It’s happening now in many large cities all over the world. And we also have for example forest fires, bio mass burning in many different places, in many continents. That’s why that’s another way to get a global problem, even though you have species that do not remain in the atmosphere long enough to be well mixed. So I will talk about in particular the problems with the long lived species. I want to call your attention to another feature of the atmosphere of our planet. And that’s just to stress how really thin it is. The distance between the two poles is about 20,000 kilometres. The farthest distance you can go on earth from where we are now is about 20,000 kilometres. But the atmosphere is such that the first 20 kilometres above the earth surface contain roughly 95% of the mass of the atmosphere. So it’s really like the skin of an apple, very thin, very fragile layer looking at this from this cosmic perspective. And it’s remarkable how these mixing processes can be so efficient in spite of having such a thin atmosphere. The issue that I’ll be talking about, one of these gasses that is long lived enough, or series of gases. Again to put it in perspective I want to go back in time towards the beginning of the century with development of technology. Refrigerators, in the 1920’s they became very popular appliances in rich countries, in the United States and in Europe. And that’s because it was possible to produce electric refrigerators. These refrigerators essentially replaced the earlier ones that were a little bit cumbersome. The earlier ones all functioned with blocks of ice that had to be imported from northern frozen lakes. But what happened here is that if you have a motor you can compress a fluid called a refrigerant, convert it from a vapour to a liquid, as a liquid evaporates, it cools and it can be recycled. And that’s how refrigerators essentially function this way nowadays. The problem with those early ones, for which by the way something like a million dollars just in advertisement was invested earlier to sell these types of machines, but they had a problem, namely the refrigerant. The fluid that was compressed, liquefied and then evaporated, was rather toxic, was ammonia or sulphur dioxide. So a number of rather severe accidents happened where small families were sort of sleeping close to these types of refrigerators. And so eventually a solution had to be found and was found and the refrigerators that came about looked very much like the ones we use nowadays, very similar, still with a compressor. The only significant thing that changed is the refrigerant itself. This is a picture from the 1930’s and what happens is that the refrigerant that became available was invented by Thomas Midgley, specifically to replace the toxic refrigerants. These are the so called CFC’s. Very simple chemical compounds, derivatives of methane and ethane. We have here an example of a 2-carbon one, in which you replace all the hydrogen atoms by halogens. And what you achieve is great chemical stability, lack of toxicity. So that was the dominant feature in terms of chemistry. And by choosing the number of halogens, the size of the molecule, you could also choose the physical properties that make them useful as refrigerants. They boil close to room temperature and hence they can be readily converted from a vapour to a liquid. These were the first two that were used for refrigeration. But they became so successful that they found many other applications. A much more recent one, CFC-113 is used, you see it has a higher boiling point, or was used essentially as a solvent to clean electronic boards of the type that are used to make computers. But there was one particular application that also led to a very significant industrial production of these compounds, relatively easy to make. Application which all of you are familiar with, spray cans. And what happens is that what you want to do in a spray can is essentially to be able to put a fluid, so called propellant. You want to put a large amount of it, so in compressed form it’s a liquid. And when you press a button, the liquid evaporates and you can spray whatever you want. This turns out to be a very efficient way to deposit large amounts of CFC’s in the environment. It turns out that refrigerators do the same thing because the CFC’s are so stable that they outlast the refrigerators. So when you eventually dispose of your refrigerator, the CFC’s also end up in the atmosphere. So what do they do? This is a question that Sherry Rowland and I posed. This was in early 1970, 1973. We were aware that these compounds could be measured at that time throughout the globe. Because we know, as I explained a minute ago, how mixing occurs, the concentrations were rather small. And the question that we asked is: what happens to these compounds that are entirely of industrial origin, certainly not natural? What processes remove them from the environment and what are the consequences if any of their presence in the environment? To explain that let me just review with you some properties of the atmosphere, Professor Crutzen already showed you something of this. This is just a typical temperature profile. Temperature varies with latitude, with season, but this is a typical one. You can see first of all how pressure decreases very rapidly and this leads to most of the atmosphere being close to the surface. But the property of the atmosphere, it’s mostly heated from below. That’s why we expect temperature to drop but eventually it increases again. And this is what gives rise to different layers and this is what gives rise to these very efficient motions down here in the troposphere that I talk about. Motions in the stratosphere are much slower, particularly in the vertical direction because this inverted or constant temperature profile gives the stratosphere large stability. But there is another very important difference between these two layers besides speed at which gases mix. And that’s the way the atmosphere functions, the cleansing mechanism. Professor Crutzen described very clearly in his lecture on Monday how the hydroxyl radical, OH, works cleaning the lower atmosphere. It’s like the detergent of the atmosphere. In that it oxidises for example hydrocarbons. But the rest of the cleansing mechanism consists of clouds, rain. The hydrocarbons themselves are not water soluble, but this oxidation converts the hydrocarbons into water soluble compounds, aldehydes, alcohols, acids and so on. And rain removes anything that is water soluble, extremely efficiently, just a matter of weeks. But that doesn’t happen in the stratosphere. The stratosphere is very dry and the reason is that between these two layers the temperatures are so low, could be -80, -70 degrees centigrade or -60, that most of the water condenses, it came down already. So you end up having only parts per million of water in the stratosphere. It doesn’t rain there. So we have this equation then to repeat, slow motions, no efficient cleansing mechanism. That’s what makes the stratosphere very vulnerable if somehow or other you can deposit pollutants at those altitudes. Before I discuss the pollutants any further, just briefly describe again, Professor Crutzen mentioned that already, the origin of the temperature rise in the stratosphere. And that’s a presence of ozone which is a very unstable molecule as all of you chemists know. And that’s why it’s again only present in parts per million level, levels comparable to those of water vapour, most of it being in the stratosphere, but pollution close to the surface capable of generating significant amounts down below. And this also comes about, just to discuss very, very briefly, essentially by the action of sun light on molecular oxygen, wavelengths around 200 nanometres are capable of breaking the O2 bond. And the free oxygen atoms pretty rapidly make ozone. This process, absorption of radiation by ozone, is what heats the stratosphere and also what shields the earth surface from ultraviolet radiation that is harmful to biological systems. Essentially wavelengths shorter than 290 nanometres are taken out by this parts per million of ozone that exists at those altitudes. And in this mechanism, which is what you would predict if you had an atmosphere consisting only of nitrogen and oxygen, you would have a formation mechanism. And this is the destruction reaction, the oxygen atoms instead of making ozone, occasionally react directly with ozone. But we know this mechanism is incomplete because there is less ozone than one would predict from these reactions alone. And the reason is that there is an additional set of reactions. An important set of reactions which were actually first discovered or postulated by Paul Crutzen, again in the early ‘70’s. And this is a catalytic cycle. Here is what happens. You have nitrogen oxides that are naturally present in the stratosphere in rather small concentrations, parts per billion levels, very much less abundance than ozone. This is a classical catalytic effect, a chain reaction, you recycle the reactants and that’s how you can explain this amplification factor. The net effect is speed up ozone destruction and explain the actual levels of ozone that you find there. From a chemical point of view these catalysts, we can explain how they function because they are free radicals. Free radicals have an unpaired electron. In fact all of these free radicals have an odd number of electrons. So one of them has to be unpaired. And that’s why they are so reactive and so efficient. And we and others realise that there are other free radicals that can function in very similar ways. For example chlorine atoms are extremely efficient in achieving also ozone destruction. So with all this information I can explain now in a nutshell the hypothesis that Sherry Rowland and I put forward in 1974 which is as follows. You have the CFC’s released at the earth surface, they mix essentially throughout the globe, before they reach the upper stratosphere. Not much happens to them at these lower altitudes, rain doesn’t affect them. The hydroxyl radical, the detergent of the atmosphere is inefficient because they don’t react with OH. But what we know is that they can be photolysed, they can absorb short wavelength radiation. But by looking at the spectrum in the ultraviolet, we realise that they have to move, essentially above the ozone layer. And then they are photolysed at wavelengths around 200 nanometres, comparable wavelengths to those that make ozone by breaking molecular oxygen. And when they break, that's when you get the free radicals. The free radicals are so reactive that only a fraction of the time, normally 2% of the time they are in this form. But they go back and forth making more stable species that are not free radicals. These species or the free radicals themselves, if they were to be formed at lower altitudes, this cleansing mechanism would remove them in just a matter of weeks. Instead they remain a matter of several years in the stratosphere. And that’s through these catalytic cycles, how one can explain that the human activity which initially was depositing of parts per trillion and eventually parts per billion of CFC’s in the atmosphere could have such significant effects. Now I won’t explain this in detail but what I want to point out is that of the species that exist in the stratosphere, this atmospheric chemistry being an experimental science. Many of the predictions of the theories that we’ve put forward, we and others in the community, were tested by measuring the presence of many of these species in the stratosphere. Another field which is the one that my research group is engaged in is measuring in the laboratory the rates of the reactions that interconvert species from one product to another. You notice that the sources are, except for water itself, mostly reduced form. We have some natural halogen sources like methyl chloride. In the stratosphere they decompose, give these free radicals which go back and forth between radicals and these so called temporary reservoirs that are oxidised. These are water soluble, these are the ones that eventually bring these compounds to the surface of the planet and in the troposphere are very rapidly removed. So there is a very rich field here, gas space chemical kinetics. And all sorts of interesting findings connected perhaps more with the thoughts you heard earlier this morning, that I could spend a lot of time talking about, for example many of these radical-radical reactions. One recent one we have studied is OH + ClO that gives Cl + HO2 but occasionally you get HCl as a product. Some of these reactions speed up at lower temperatures. They have negative temperature dependencies. There are some others not listed here, like SO3 + water to make sulphuric acid that has a very large negative temperature dependency, something like 30 kilocalories per mole. And we have yet to explain clearly how that comes about. But what I’m stressing right now is there’s a large interplay between fundamental chemistry, fundamental chemistry from the point of view of gas space chemical kinetics or kinetics on surfaces and atmospheric chemistry. And this interplay has made the field very exciting. But one of those fields is measuring the species in the atmosphere and what was missing for many years is measuring of actual effects on ozone. Although many of those were found to be there, what remained to be proved is that something was happening to ozone. Until 1985 when it became clear that something quite dramatic was happening to ozone over Antarctica. I am not showing here the regional measurements that led to the discovery of the ozone hole by Joe Farman of the British Antarctic Survey by doing measurements from the ground in Antarctica. But these are results of measurements carried out by satellite, looking at the amount of ultra violet light reflected by the atmosphere. And what we can see here in early years, this equation, you can see the different colours here representing different amounts of ozone. Not at a particular altitude but total ozone integrated from the surface to the top of the atmosphere, a unit such as 300 units, Dobson units. This is a typical value. This is such that if you bring all the ozone in the atmosphere where it’s yellow, you would get a layer of about 3 millimetres if you bring all that ozone to the earth surface, this is how much ozone there is. Since ozone is made predominantly in the upper tropical stratosphere, you don’t get as much over the holes but you get rather significant amounts because normally it’s rather protected there, it’s not destroyed. But this is what has been happening just in recent years, very significant, very low levels of ozone over Antarctica. We had not predicted specifically this ozone depletion over Antarctica when we first started doing this work. What became clear eventually is that what no one in the community had considered is that clouds actually do form in the stratosphere, specifically over Antarctica. Because in spite of the stratosphere being so dry, over Antarctica the temperature drops sufficiently, And these then facilitate different types of reactions that we had originally not taken into account. The reactions that we considered initially for chlorine species can be perhaps summarised schematically here. These are the free radicals, these are the stable reservoirs. And the way the species interconnect to each other is in the gas spaces always through the free radicals. The green species do not react with each other, this is a catalytic cycle. For example chlorine when it finds methane makes HCl and so on. What happens in the presence of the clouds is that you open the possibility of new types of reactions. What the ice clouds provide is surfaces for aqueous type chemistry to take place. And in particular what happens is that HCl has an affinity for the surface of ice and it can react with species such as chlorine nitrate or HOCl to make not a free radical but the element chloric. This is actually close to a free radical because being a green gas absorbs lights very efficiently. And when the light comes out in Antarctica after the long polar night, you get the radicals and that’s when ozone starts being depleted very rapidly. There is another effect that the clouds have and what the clouds do is they scavenge. They clean the atmosphere but predominantly from nitrogen oxide, let me see if I can describe this. The nitrogen oxides are converted to nitric acid and the clouds actually clean that nitric acid from the atmosphere. So this has the following effect. I showed initially the two sets of reactions, nitrogen oxides and chlorine and chlorine monoxide depleting ozone. When you mix the two radicals you don’t get the sum of the individual effects, you get less and that’s because the radicals interfere with each other. NO2 for example scavenges ClO to make a stable species. If somehow or another you remove NO2, you get much faster chemistry. And that’s indeed what happens. When you remove the ClO for example, it can begin to react with itself. We showed this around 1987 in some laboratory works actually carried out by my wife Luisa who is here in the audience. So we showed that you can make this type of species, chlorine peroxide offering a way to explain this very fast ozone depletion that occurs over Antarctica. Just one more view perhaps of what happens there in these spring months. This is an ozone profile as measured by balloon, just when the light is beginning to come out for the free radicals begin to pile up. So in a time scale of the order of a month, you can see how this normal looking ozone profile, most of the ozone being present in the lower stratosphere there, that most of the ozone actually disappears over this altitude range. More than 99% of the ozone is gone over this altitude range. So it’s a very spectacular phenomenon. And just one more view of an experiment. This is again a satellite measurement of ozone depletion, the different colours, here the blue colour representing low levels of ozone. But what's shown in the lower panel here, measurements from a satellite of chlorine monoxide. So much, the concentration of the free radical is so large that a large fraction of the chlorine is in the form of chlorine monoxide that it can be measured remotely by microwave emission. And these types of experiments are the ones that indicated very clearly that the chlorine is really the cause of this depletion. And ozone is disappearing not just over Antarctica, that’s where we could see this very spectacularly thing. What we have here also in France at mid-latitudes, between 60 degrees north and south and we can clearly see how in recent years the amounts have been decreasing. What an important event happened, which has to do with the response of society to this problem. And that is an international agreement called the Montreal Protocol which was originally signed in 1987. And to explain what the implications of this agreement are, let me show you this view graph where we have chlorine in the atmosphere, particularly in the stratosphere as a function of the year, calendar year. There is a certain natural level which comes mostly from methyl chloride that we don’t expect to change. We have here a rapid increase which is based on measurements. But of course from here on, these are just predictions for difference based on different scenarios. If we had done nothing, chlorine perhaps would have continued to increase along these lines. The original Montreal Protocol was relatively weak. But eventually it was strengthened because the scientific evidence became very clear. And so in Copenhagen the agreement was to phase out the CFC’s completely, but only in the industrialised countries by the end of 1995. Developing countries are allowed to continue producing CFC’s for some time. I should point out also before I remove these that because the CFC’s are so long lived, we don’t expect them to be removed from the environment fast. In fact the Antarctic ozone hold will remain until the middle of next century according to these predictions. But there’s definitely the levelling off predicted. And in fact one can already measure that, although we cannot measure effects on ozone yet, we cannot measure the recovery yet because of this time scales. These are measurements from various surface stations of one of the CFC’s and industry of course knew ahead of time that they had to phase out the CFC’s by the end of 1995. And so they began to level off. And there’s one more compound, a shorter lived one, not a CFC but one that is used as a solvent and that is called industrial methyl chloroform , trichloroethane. And this one has a residence time of only a few years as opposed to 50 or more years for the CFC’s. And in this case we can clearly see on a global scale how the Montreal Protocol is already working. Concentrations of chlorine are beginning to decrease. What I want to do in the remaining minutes, I hope I have a few, is to now talk about, make a connection with global warming, with the greenhouse effect. I’ll try to do that very briefly. First of all let me just remind you, most of you are aware of this, how the greenhouse effect comes about. The sun emits radiation that we can mostly see visible and the earth receives this radiation and essentially loses the same amount of energy that it receives but in the form of infrared radiation. And our atmosphere is such that it is mostly transparent to this radiation but not to this one and that’s the origin of the greenhouse effect. If you do an energy balance, you can realise how easy that, you have to consider the colour of our planet, not all the energy that we receive from the sun penetrates to the surface. Some 30% or so is reflected by clouds. But the energy that the earth loses, a significant fraction is absorbed in the atmosphere itself. Not by nitrogen and oxygen that as you know are transparent in the infrared. These diatomic molecules have no dipole moment. But these are very good infrared absorbers even though they are not very abundant. They have a very important consequence which is to increase the temperature that the surface of the earth has by something like 30 degrees, 33 degrees. Without the greenhouse effect the average temperature on our planet would be something like - 18 degrees centigrade. And the oceans would be frozen. In fact it is about + 15 degrees centigrade. I won’t have time to discuss many of the details but you’ve already seen some of the earlier talks showing that indeed temperature is increasing, it’s not a large increase, not by the degree since measurements really started. And we have other incomes that show us that the climate is indeed changing. For example the glaciers are receding all over the world. This is just an example of a glacier in the United States, in Montana, measurements last century in the red, versus measurements in this century. You can see a much smaller mass. Let me just summarise what I believe the situation is with respect to this climate issue effect by showing you the results of some calculations carried out by some colleagues of mine at MIT: Calculations in which the economic models were put together with models of the climate and of the chemistry of the atmosphere. And what this does is predict temperature changes, particularly for the next century. And the yellow shading here represents, or is an attempt to represent natural variability. So we don’t know yet for sure that this temperature increase that I showed before is indeed a consequence of human activities. But there are many indications that it is. But we don’t know for sure because the signal is not yet large enough. We have here seven different lines and the point here is that there are very large uncertainties. Here are some of the large uncertainties which come from the economic models themselves. What will society do? But the very significant factor of the uncertainty is the climate system. What do the oceans do, how will the clouds change? That’s very complicated. The point however is that all these predictions are plausible. We’re not sure which line we’re on. If we are on the green line the effect will not be perhaps very dramatic. But if we are on the red one, we’re indeed in trouble. this begins to approach the types of changes that we have between a glacial and an interglacial age, very large changes. All sorts of consequences such as sea level rise, more flooding and drought and so on. I won’t discuss the consequence anymore. But I just want to point out that we are actually carrying out an experiment. We are contributing to the increase of greenhouse gases in the atmosphere. And just remember the quote from James Watson that Professor Schmidt showed in the previous talk. As a scientist I would like to see the outcome of the experiment. It would be interesting to see which line are we on? That however is very risky. As an individual I think since there is certainly no good evidence that we are not on this red line, it’s just a very risky thing to do. So we don’t need to know for sure where we are in order to decide whether society should take some action or not. I should clarify that for these statements I am speaking as an individual, not as a scientist. Science can only tell us what the range of our certainties are. Science cannot tell us what to do. But we do have the responsibility of making decisions. And certainly in my opinion we have enough information to begin to take some action. One of the significant problems here is that a very large fraction of the problem will come in the future from developing nations. So it’s clear that we will have to work together with these developing nations in order to prevent very large damage. I have some more material which I won’t show but developing nations have a very severe local pollution problem and we have to couple the two in order to make things easy. But let me just start my, to finish here, let me show again this view of population growth. You have seen already several this week early on. But I am taking here the longer view. What is very clear is that it’s the rate at which population is increasing that has changed very dramatically and that’s just happening since the industrial revolution. Fortunately it looks like we are levelling off. This rate of course cannot continue for much longer. But we have so many more billions of people now than we had in the past. This is really putting all the stress in the planet that we have to live with. But there’s a second consequence of this very large population. The second consequence has to do with how vulnerable our society is. It’s no longer the case as we had before that if the climate gets, degrades, you can just move somewhere else. We have people all over the planet. There is no place to move. To feed all these people you need high yield agriculture, you need stable climate and you need a non-polluted planet in the end if there’s going to be stability. Particularly if you consider that all these people in developing worlds want to increase their standard of living as well. So from my point of view it’s not going to be possible for them to increase their standard of living the same way we have done it in the industrial countries. We simply have to learn to do it in different ways. I must stress I am not talking about not letting developing countries develop, they just have to do it in more clever ways. And we have to collaborate with them from the industrial country’s point of view. So let me just finish with this view graph coming back to the ozone issue, just a symbol of high technology, very high indeed and the earth’s atmosphere which shows how thin it is and how fragile it is. And if you want to use again the example of the ozone and CFC problem, what that issue has shown us is first of all very, very clearly that human society is quite capable of effecting the environment truly on a global scale. There is really now no doubt about it. What the CFC ozone issue has also shown us is that society is capable of solving these problems. The CFC issue is in some sense a success story, the solution is not perfect, we have to keep working at it. But largely we can see that the solution is beginning to work. The CFC’s are decreasing. What it took is a lot of work. The industrial segments had to work with scientists, also with environmental organisations, with diplomats. But we showed that there is a way, that this brings about possibilities. Now it’s not going to be easy. So a great deal of hard work will be required to address all these very serious issues that we have in the environment facing us in the next century. And this is really a challenge particularly for you bright students of the younger generation. Thank you for your attention. Applause.

“We have to work together with the developing nations to prevent a very large damage from climate change”, urges Mario Molina
(00:28:51 - 00:33:59)

In 2002, Paul Crutzen coined the term „anthropocene“[6]. It has become a key concept in today’s ecological debates. Following on from the Holocene geological era, the Anthropocene denotes the period that began with the invention of the steam engine and the start of the Industrial Revolution, when humankind radically redesigned its environment. „Mankind will remain a major environmental force for many millennia. A daunting task lies ahead for scientists and engineers to guide society towards environmentally sustainable management during the era of the Anthropocene.“ In his Lindau lecture „Atmospheric Chemistry and Climate in the Anthropocene” Crutzen illustrated as how daunting he perceives this task:

Paul Crutzen (2006) - Atmospheric Chemistry and Climate in the Anthropocene

Let me introduce myself, here I am, more than 70 years ago, in the lap of my grandmother, she had a tough life, she came from Poland and just the year before my grandfather had died, so she was not very happy. She was only 59 years old and had a very tough life. But I am smiling and I was more lucky than she. I’ve changed a lot, but many other things have changed. So during the past three centuries the human population has 10 folded and in the last century alone it has more than 4 folded. And cattle population grew with the humans and we have about 1,400 million cattle in the world, that means per family on average a cow, which is producing milk and cheese and also steaks for us. It also influences the chemistry of the atmosphere to which I will speak. Urbanisation grew more than a factor of 10 fold in the past century and almost half of the people now live in cities. And increasingly also in megacities, especially in the developing countries. Industrial output increased 40 times in the past century and energy use 16 times. Almost 50% of the land surface has been changed by human activities. Then water use has increased. So we are now using per capita per year about 800 cubic metre of water, mostly for irrigation, 25% for industry and only 10% for households. Human appropriation of net primary productivity is as high as about 30%. Fish catch increased 40 times. And if you go to the atmosphere, the release of SO2 to the atmosphere by coal and oil burning is now, it’s about twice the sum of all natural emissions. And if you look at the land, it’s even much more than that. And that has caused acid rain, it causes bad visibility, health effects, it also influences the climate and I’ll come back to that. Then the release of NO to the atmosphere has also more than doubled and that has influences on ozone formation in troposphere, photo chemicals, smog. And also it adds to acid rain. Then we have several climatically important gases like CO2 which has grown by a factor of 30% since pre-industrial times, and also especially methane has grown today to more than double the values of industrial times. That has a contribution by the cattle. Humanity is also responsible for the presence of many toxic substances in the environment. But even some which are not toxic at all, like the CFC gases, but they of course, as we all know, have played a large role in destroying ozone in the stratosphere and no doubt Sherry Rowland will speak more about it. Which has consequences for UV radiation and for instance skin cancer. Nitrogen fixation, at about 1980 the anthropogenic nitrogen fixation became equal to that by natural processes, that’s where the Haber-Bosch mechanism to produce ammonia, which is then converted into nitrogen fertilizer. We are now putting in more nitrogen fertilizer in the soils of the world to feed the people than natural processes. And it’s interesting and disturbing to know that this is of course done for a good reason, to feed the people in the world. But actually what ends up in the mouths of people is less than 10% of the nitrogen we put into the soils and we don’t really know where it is accumulating, what it is doing. We know one thing and that is that nitrous oxide, and that will always be produced, which is a greenhouse gas with a kilogram of emission, 300 times larger effect than carbon dioxide. So all of that has to be considered. Man is destroying the surface layer of the earth and we can say that man-made erosion around the world is about a factor of 15 times larger than natural erosion. We have species extinction, the normal rate of species extinction is about one species per million per year, actually it is now 100 to 10,000 times larger, as estimated by E.O. Wilson of Harvard. So the many changes which have occurred, and I only gave you a few examples, but generally we can say we have played increasingly a larger role in effecting natural process in the atmosphere. And for that reason I have dubbed a new geological era and that’s called the anthropocene, it’s the human geology, the geological period which is now, since about the beginning of the last century, has dominated the biological cycles and also climate and atmospheric composition. The two most famous examples of things which have happened in the environment, in the atmosphere, is the rise of carbon dioxide in the atmosphere and carbon dioxide is a greenhouse gas. And you see here the famous curves derived by Dave Keeling who unfortunately died last year, the pioneer of these measurements. You see also the wiggles, the up-and-downs, and they are the seasonal variations, the photosynthesis process is reflected there. We also see the ozone hole in the lowest two pictures. Since about the middle of the’70s, there is no doubt that ozone has gone down, the total amount of ozone is shown in the lower left hand picture and it doesn’t need a statistical analysis, you see with your own eyes that, and this is over Antarctica in Halley Bay, the station of the British Antarctic survey. You see a very rapid decline. So we have now about 2 to 3 times less ozone over Antarctica during spring time in the atmosphere. And this was not predicted, this came about because we hit the chemical system of the stratosphere in very sensitive ways. And that leads to depletions of ozone and interesting enough and shocking enough you see that normally, and that is shown in the right part of the picture, you see that normally when we have a maximum in ozone distribution in the stratosphere, just during the spring time, you see we have gone down from a maximum to a minimum. Who could have predicted that? Nobody, it was not predicted, the measurements were out, initially the measurements were not believed, the observers were not believed but the data came back, this is what is happening. And I leave it to Sherry to say more about it, and instead concentrate a little more on climate. Our climate is also effected by human activities. What is shown here is the radiation and energy budget of the atmosphere. At the top of the atmosphere on average we receive about 340 W/m2, and let's call that 100 units. Of these 100 units about almost 30 units are reflected back to space and that is by reflection from clouds and also by particles in the atmosphere. In the atmosphere we have further some absorption of solar radiation and finally what comes down to the earth surface is 47 units. The earth has to get rid of these 47 units because if not the earth will be cooking and the oceans will be cooking in a question of 1,000 years. Now, of the 47 units, and we’re now looking at the right hand part of the figure, of these 47 units, 29 units are given off from the earth surface into the atmosphere by sensible heat conduction and also by convected processes releasing latent heat that is condensation of heat into the atmosphere. There are 18 units left which the earth has to get rid of, if that would be all, we would have a temperature at the earth surface of the order of –25°C. But the earth does this in a very efficient way. There’s an enormous recycling of energy taking place. So in fact of just giving off 18 units, the earth gives up 114 units and 98 units come back to the earth surface. This is what we call the greenhouse effect. It’s caused by a number of gases in the atmosphere like water vapour, carbon dioxide, methane, ozone, N2O and also the CFC gases. And we are disturbing this, I mean this is the basis of science of climatic change. But that’s not the whole story. We warm the atmosphere by the greenhouse gases, that’s shown here, that’s the increase in the warming of the atmosphere and the earth surface. And it adds up to about 2.7 W/m2. And then we have some tropospheric ozone, also contributing to that. So say almost 3 W/m2 is given off, what is in netto captured by the earth, infrared radiation. There are also factors which cool the atmosphere and those are the particles in the atmosphere. We have examples here like black carbon and sulphur dioxide emissions, they form particles in the atmosphere, sulphate particles for instance, biomass burning and also the erosion processes, wind erosion is adding to the particulate load in the atmosphere. And they have a cooling effect because they reflect these particles, reflect solar radiation, they also act as condensation nuclei in the atmosphere. So all of that leads to a cooling, how much we don’t know because all these individual terms are very uncertain. And that’s a big problem. I have tried, together with a colleague, Ramanathan, to summarise in a very simple picture what might be happening. I just mentioned that on average the energy which is trapped by the earth since preindustrial times, is only average 2.7 W/m2. Let’s look where this 2.7 W/m2 is going. It’s going to heat the ocean, 0.3 W/m2, maybe a little more. Then we have, because the earth is warming up by about 0.6°C since preindustrial times, mainly over the last century, if we assume that the relative humidity of the atmosphere stays constant, that means, if temperatures go up, also the amount of water vapour which the atmosphere can trap goes up. Then that can be calculated, that cooling term, increased upwards infrared radiation, can be estimated to be about 1 W/m2. So we have two terms here which don’t balance the 2.7 W/m2, and that is what might be the increased albedo effect of the order of 1.4 W/m2, being half of the initial heating of the atmosphere, the energy balance. So of the potential to increase warming of the atmosphere, only half of that is actually factuated by the reflection of solar radiation at particles, these particles will increase cloudiness in the world, the clouds will also stay around longer and have a cooling effect. Now, it’s very interesting to compare the 2.7 W/m2 with the heat released to the atmosphere. We just take the heat supply to the atmosphere by burning, that’s only 0.025 W/m2, in fact the greenhouse warming is 2.7, it’s 100 times more. And that is due to the fact that we get our energy from the burning of fossil fuels. Also compare this 2.7 W/m2 or the 0.025 W/m2 with the original input of solar radiation to the earth system, which is 340 W/m2. So there’s a lot of energy, which is supplied by the sun to the earth and only a very small fraction of that is used. Climate models is the only way to get some idea of potential increases of temperatures, climate warming in the future, they are very complicated. And especially they are very complicated because we don’t very well understand the hydrological cycle, the water cycle of the atmosphere, cloud formation, cloud decay, that’s a major problem causing many uncertainties in prediction of the future. So I just mentioned that climate has always been very important in the history of mankind, people have been moving from places because of climate changes. We are now in a very quiet period, climatologically seen, we had the ice age about 18.000 years before, and then we have come into the holocene with rather constant temperatures around the globe. But there were also variations and especially people have been very sensitive to the supply of water. So it is quite likely that the Inca civilisation broke down because of a long period of few hundred years of very low water availability. So what are the current statements? The very latest report by the Intergovernmental Panel on Climate Change, I haven’t seen yet, it’s on the review and I will be pleased to read it. But let’s look at the Intergovernmental Panel on Climate Change, this is an international organisation, part of the United Nations system, which brings together the best scientists around the world to look at the problem. And they said in already 1995 that the balance of evidence suggests a discernible human influence on global climate. And then six years later, the report comes out in this intervals of six years, they said there’s new and stronger evidence that most of the warming observed over the last 50 years is attributable to human activities. And what are the projections for the future, for this century? An increase in temperatures, on the average of 1.4 to 5.8°C. Very uncertain, the uncertainty coming from science but also human behaviour. If we continue business as usual, as we do now, we certainly may approach the upper end of these temperature rises, so we have to get away from fossil fuel burning as soon as that is economically possible. That will lead to sea level rise, redistribution of precipitation, the effects will not be uniformly distributed around the globe. Extreme risk and extreme weather, like we had in 2003, and to rapid climate change so that the ecosystems cannot keep up with it. What should we do? Fossil fuels have to be replaced, we can’t go on with business as usual. But the task is enormous. To stabilise the amount of CO2 in the atmosphere, we have to reduce the emissions of carbon dioxide by more than 60%. And that does not include the justified hunger of developing nations to also eat from the cake of fossil fuel burning. Methane, there we have a little bit of a success story because methane at the moment is hardly increasing in the atmosphere, there is an equilibrium at the moment between methane input and output in the atmosphere. But that doesn’t mean that this will be forever, because if the earth’s surface and especially the permafrost regions of Siberia and Canada, if they heat up, they may release methane, CO2, in the atmosphere. Nitrous oxide is a gas which is a by-product of nitrogen fertilisation, And then we had some other success stories, the CFC gases are no longer produced, so the picture is not totally gloomy but is definitely very serious. And where is the CO2 put in the atmosphere, by which nations? Well, North America is leading, Oceania, Europe is also contributing substantially, and then we have basically the countries, the poor countries in Asia and Africa, who emit much less CO2 in the atmosphere. We should not believe that nature in some way will help us out, by if temperatures go up that then the biosphere will react by lowering the temperature. No, if you look in the geological records, in the ice course, which traps atmospheric gases in the atmosphere and analyse them, you see any time that temperatures went up, also the amount of CO2 went up, the amount of methane went up. Reinforcing the initial drive in temperature change, mostly by the Milankovitch orbital theory, can be explained by that, but enhancing it. Where will be the future? How stable is climate? Well, it can’t be that unstable as indicated in the upper graphs here in caricature, because we would already have fallen down, the climate had collapsed. It can’t be as stable as pictured here, because we have had ice ages. So we are somewhere in between, but we really don’t know very well what the future has in stake for us. The most sensitive parts of the earth are probably the high latitudes, especially the northern hemisphere. By doubling of carbon dioxide in the atmosphere, and that can be reached by the end of this century, if we don’t do anything about it, is leading to temperature increases of the order of 5°C or more, less in the equatorial region and also we see a maximum warming increase in temperature of the Antarctic region. But especially the northern latitudes are very sensitive. So new studies indicate that the Arctic Ocean ice cover is about 40% thinner than 20 to 40 years ago and that with that we get a positive feedback, because that means that less radiation is reflected into space. And the earth at high latitudes will warm. There is dramatic climate change happening in the Arctic, about 2 to 3 times the pace for the whole globe. Next year will be the polar year, international polar year, where we look in much more detail at this process, because the earth is most sensitive to human activities in the high latitude regions of the north. There may be effects on the gulf stream which has been discussed, that maybe because of changes in the salinity and temperatures of the ocean waters, the hydrological cycle is slowing down and maybe we get a less warm water going to the north, this was a few years ago, it was a very strong indication, but in the meanwhile, research has shown that probably this is not going to happen too easily. We should not believe that only people in the developed world are polluting the atmosphere, because we have also very primitive activities in the tropics. Deforestation, which adds to the carbon dioxide amounts in the atmosphere and which also has large regional effects, we see here a picture taken more than 20 years ago in Brazil, when we did experiments there. We see here two parts, we see the Himalayas and Mount Everest over here, we made a tourist flight to have a look at the mountain but very soon we were much more interested as scientists in what we see here, looking away from the Himalayas, namely air pollution, I hope you can see that very well. Also you go 1.000 kilometres south and south-west of India and you see an atoll in the Maldives and you see also, it’s maybe not so well visible, you see here air pollution, we call it Asian brown cloud. It has a major effect on the radiation balance of the atmosphere in those regions. And it’s especially important because many components in these particles which catalyse and many components, chemical components in there, especially important is the loading with black carbon. Black carbon, as the name says, absorbs lots of energy from the sun, it’s heating the atmosphere. So what do we see as a result of that? Basically we look at the Indian subcontinent and south of there, in the southern hemisphere we see some warming because of the presence of particles in the atmosphere. But you see especially over the land, and this continues into China, you see very strong heating effect by the absorption of solar radiation by the black smoke in the atmosphere. And that gives an additional warming of the order of 30 W/m2. This should be compared with the greenhouse effect, which gives about 3½ W/m2. So the atmosphere is warming, the earth surface is cooling, and that sets up stable meteorological conditions in which maybe, or probably, the precipitation is suppressed. So there will be less precipitation happening, say in the Asian region but also other regions, where you saw emissions in the atmosphere are very large. The earth surface is cooling, and with that also the ocean surface layers. Why we of course have to look at this, especially of great importance is because Asia is not only increasing in population but is also ambitious, you see the technological developments which are very strong in India and China and other countries in that area. So these effects may enhance in the future. What should we do? How should we get out of the mess? Well, you can sort of caricature, we feel sometimes in the same situation. So we don’t know what will happen, but coming back to my family, I’m here and here is my grandson and he will know what has happened, but we are responsible for what is happening to him, because the worst effects of climate change we haven’t seen yet. That’s something in the next 50 years, that’s really bottleneck for climate improvement. If we don’t do more strongly efforts against this development, independence from fossil fuels, we are in for a bad future. And here I would like to stop, thank you very much.

Ich möchte mich Ihnen kurz vorstellen. Hier bin ich, vor über 70 Jahren, im Schoß meiner Großmutter. Sie hatte ein hartes Leben, sie kam aus Polen und nur ein Jahr zuvor war mein Großvater gestorben, daher war sie nicht sehr glücklich. Sie war gerade mal 59 Jahre alt und hatte ein sehr hartes Leben. Aber ich lächle, ich hatte mehr Glück als sie. Ich habe mich sehr verändert, aber auch viele andere Dinge haben sich verändert. Während der letzten drei Jahrhunderte hat sich die menschliche Bevölkerung verzehnfacht und allein im letzten Jahrhundert mehr als vervierfacht. Und auch die Anzahl an Rindern hat mit den Menschen zugenommen und es gibt etwa 1,4 Milliarden Rinder auf der Welt, d. h. durchschnittlich eine Kuh pro Familie, die für uns Milch und Käse und auch Steaks produziert. Es beeinflusst auch die Chemie unserer Atmosphäre, worüber ich sprechen möchte. Die Urbanisierung hat im letzten Jahrhundert um das 10-fache zugenommen und beinahe die Hälfte der Menschen lebt jetzt in Städten. Und in zunehmendem Maße auch in Megastädten, insbesondere in den Entwicklungsländern. Die industrielle Produktion ist im letzten Jahrhundert um das 40-fache gestiegen und der Energieverbrauch um das 16-fache. Beinahe 50 % der Landfläche wurden durch die Aktivitäten des Menschen verändert. Der Wasserverbrauch ist gestiegen. Im Moment verbrauchen wir pro Jahr und Kopf etwa 800 Kubikmeter Wasser, das meiste davon für die Bewässerung, 25 % für die Industrie und nur 10 % für die Haushalte. Die Aneignung der Nettoprimärproduktivität durch den Menschen liegt bei etwa 30 %. Der Fischfang hat um das 40-fache zugenommen. Und betrachten wir die Atmosphäre, ist die Freisetzung von SO2 in die Atmosphäre durch die Verbrennung von Kohle und Öl in etwa das Doppelte der Summe aller natürlichen Emissionen. Und betrachten wir das Land, dann ist es sogar noch viel mehr als das. Und das hat zu saurem Regen geführt, zu schlechter Sicht, Gesundheitsbeeinträchtigungen und es beeinflusst auch das Klima. Darauf komme ich noch zurück. Dann hat sich die Freisetzung von NO in die Atmosphäre ebenfalls mehr als verdoppelt und das beeinflusst die Ozonbildung in der Troposphäre, Fotochemikalien, Smog. Auch das trägt zum sauren Regen bei. Dann gibt es noch mehrere klimatisch wichtige Gase wie CO2, das um einen Faktor von 30 % seit der vorindustriellen Zeit zugenommen hat und insbesondere hat auch Methan zugenommen, um mehr als das Doppelte im Vergleich zu vorindustriellen Werten. Dazu tragen unsere Rinderherden bei. Die Menschheit ist auch für das Vorkommen vieler toxischer Substanzen in der Umwelt verantwortlich, aber auch für einige überhaupt nicht toxischen, wie die FCKW-Gase. Sie spielen, wie wir alle wissen, eine wichtige Rolle bei der Zerstörung des Ozon in der Stratosphäre, worauf Sherry Rowland ohne Zweifel näher eingehen wird. Das hat Auswirkungen: mehr UV-Strahlung und zum Beispiel Hautkrebs. Stickstofffixierung. Etwa 1980 erreichte die anthropogene Stickstofffixierung das Niveau der Fixierung durch natürliche Vorgänge, dazu trägt vor allem das Haber-Bosch-Verfahren zur Herstellung von Ammoniak bei, das dann in Stickstoffdünger umgewandelt wird. Wir bringen auf die Böden der Welt mittlerweile mehr Stickstoffdünger aus, um die Menschen zu ernähren, als natürliche Vorgänge. Und es ist interessant und beunruhigend zu wissen, dass dies natürlich aus gutem Grund geschieht, um die Menschen in der Welt zu ernähren. Was aber tatsächlich in den Mägen der Menschen ankommt ist weniger als 10 % des Stickstoffs, den wir auf die Böden ausbringen, und wir wissen nicht wirklich, wo er sich ansammelt, was er anrichtet. Was wir aber wissen ist, dass die Emission von einem Kilogramm Lachgas, und das wird immer erzeugt, das ist ein Treibhausgas, eine 300-mal größere Wirkung pro kg hat als Kohlendioxid. Das alles müssen wir bedenken. Die Menschheit ist dabei, die Erdoberfläche zu zerstören, und wir können sagen, dass die vom Menschen verursachte Erosion weltweit etwa 15-mal größer ist als die natürliche Erosion. Es gibt das Artensterben, normalerweise stirbt etwa eine Art pro Million im Jahr aus, im Moment liegt diese Rate aber 100- bis 10.000-mal höher, so schätzt es E. O. Wilson aus Harvard. Es gibt also viele Veränderungen, die aufgetreten sind, und ich habe nur ein paar Beispiele genannt. Generell können wir jedoch sagen, wir spielen eine immer größere Rolle bei der Beeinflussung natürlicher Vorgänge in der Atmosphäre. Und aus diesem Grund habe ich ein neues geologisches Zeitalter ausgerufen, Anthropozän genannt, es ist die menschliche Geologie, die derzeitige geologische Periode, die etwa zu Beginn des letzten Jahrhunderts angefangen hat, die die biologischen Zyklen und auch das Klima und die Zusammensetzung der Atmosphäre bestimmt hat. Die beiden bekanntesten Beispiele der Vorgänge, die in der Umwelt stattgefunden haben, in der Atmosphäre, ist der Anstieg an Kohlendioxid in der Atmosphäre und Kohlendioxid ist ein Treibhausgas. Sie sehen hier die berühmte Keeling-Kurve nach Dave Keeling, der leider letztes Jahr verstarb, einem Pionier dieser Messungen. Sie sehen auch die Schlängel, das Hoch und Runter, das sind die saisonalen Abweichungen, der Vorgang der Photosynthese ist hier abgebildet. Wir sehen auch das Ozonloch in der unteren der beiden Abbildungen. Seit etwa Mitte der 1970er-Jahre besteht kein Zweifel mehr daran, dass das Ozon abgenommen hat, die Gesamtmenge an Ozon ist in der unteren linken Abbildung dargestellt, und es bedarf keiner statistischen Analyse. Sie sehen es mit Ihren eigenen Augen. Das ist über der Antarktis in Halley Bay, der Station des British Antarctic Survey, dem Polarforschungsprogramm Großbritanniens. Sie erkennen eine sehr rasche Abnahme. So gibt es im Frühjahr jetzt etwa 2- bis 3-mal weniger Ozon in der Atmosphäre über der Antarktis. Und dies wurde nicht vorausgesagt. Dies geschah, weil wir das chemische System der Stratosphäre an empfindlicher Stelle getroffen haben. Und das führt zu einem Abbau an Ozon, und in interessanter und erschreckender Weise sehen Sie Sie sehen, dass normalerweise, wenn die Ozonverteilung in der Stratosphäre ihr Maximum erreicht, gerade im Frühjahr, dass wir von einem Maximum auf ein Minimum gesunken sind. Wer hätte das vorhersehen können? Niemand, es wurde nicht vorhergesehen, die Messergebnisse kamen heraus, anfänglich glaubte man den Messergebnissen nicht, glaubte man den Beobachtern nicht, aber die Daten kamen zurück. Das ist, was geschah. Und ich überlasse es Sherry, mehr dazu zu sagen, und konzentriere mich stattdessen ein wenig mehr auf das Klima. Auch unser Klima unterliegt dem Einfluss menschlicher Aktivität. Was Sie hier sehen, ist der Strahlungs- und Energiehaushalt der Atmosphäre. An der Obergrenze der Atmosphäre erreichen uns durchschnittlich etwa 340 W/m2, und lassen Sie uns dies mit 100 Einheitengleichsetzen. Von diesen 100 Einheiten werden etwa 30 Einheiten direkt in den Weltraum zurückgestrahlt, das liegt an der Reflektion durch Wolken und auch durch Teilchen in der Atmosphäre. Des Weiteren wird in der Atmosphäre ein Teil der Sonnenstrahlung absorbiert und was schließlich auf der Erdoberfläche ankommt, sind 47 Einheiten. Die Erde muss diese 47 Einheiten loswerden, denn wenn nicht, werden die Ozeane in etwa 1000 Jahren anfangen zu kochen. Nun, von diesen 47 Einheiten, und wir betrachten jetzt den rechten Teil der Abbildung, von diesen 47 Einheiten werden 29 Einheiten von der Erdoberfläche an die Atmosphäre abgegeben, durch Leitung von fühlbarer Wärme und auch durch Konvektionsvorgänge, bei denen latente Wärme, also die Kondensation von Wärme in die Atmosphäre, freigesetzt wird. Es bleiben also 18 Einheiten übrig, die die Erde loswerden muss, wenn das alles wäre, hätten wir eine Temperatur an der Erdoberfläche von um die -25° C. Aber die Erde hat einen sehr effizienten Weg gefunden. Es wird jede Menge Energie zurückgewonnen. Statt also einfach 18 Einheiten abzugeben, gibt die Erde 114 Einheiten ab und 98 kommen zur Erdoberfläche zurück. Das ist der Vorgang, den wir Treibhauseffekt nennen. Er wird von einer Reihe von Gasen in der Atmosphäre verursacht, wie Wasserdampf, Kohlendioxid, Methan, Ozon, N2O und auch FCKW-Gase. Und wir stören dies, ich meine, dies ist die Basis der Wissenschaft vom Klimawandel. Das ist aber nicht die ganze Geschichte. Wir erwärmen die Atmosphäre durch die Treibhausgase, das ist hier abgebildet, das ist die Zunahme der Erwärmung der Atmosphäre und der Erdoberfläche. Da kommen etwa 2,7 W/m2 zusammen. Und dann gibt es noch das troposphärische Ozon, das ebenfalls dazu beiträgt. Sagen wir also etwa 3 W/m2 werden abgegeben, die netto von der Erde wieder eingefangen werden, als Infrarotstrahlung. Es gibt auch Faktoren, die für eine Abkühlung der Atmosphäre sorgen, das sind die Partikel in der Atmosphäre. Dazu gehören zum Beispiel Ruß- und Schwefeldioxidemissionen, sie bilden Partikel in der Atmosphäre, Sulfatpartikel zum Beispiel, die Verbrennung von Biomasse und auch Erosionsprozesse, Winderosion trägt zur Partikelbelastung der Atmosphäre bei. Und sie haben eine abkühlende Wirkung, denn diese Partikel reflektieren die Sonneneinstrahlung, sie fungieren außerdem als Kondensationskerne in der Atmosphäre. Das alles führt also zu einer Abkühlung, wie stark diese Abkühlung ist, wissen wir nicht, denn all diese einzelnen Bedingungen sind sehr unsicher. Und das ist ein großes Problem. Ich habe versucht, zusammen mit einem Kollegen, Ramanathan, in einer ganz einfachen Abbildung zusammenzufassen, was geschehen könnte. Ich habe gerade erwähnt, dass die seit vorindustriellen Zeiten im Durchschnitt von der Erde eingefangene Energie nur durchschnittlich 2,7 W/m2 beträgt. Betrachten wir einmal, wohin diese 2,7 W/m2 entschwinden. Zum einen heizen sie die Meere auf, 0,3 W/m2, vielleicht ein bisschen mehr. Die Erde hat sich seit der vorindustriellen Zeit um etwa 0,6° C erwärmt, hauptsächlich während des letzten Jahrhunderts. Wenn wir annehmen, dass die relative Feuchtigkeit der Atmosphäre konstant bleibt, heißt das, wenn die Temperatur steigt, steigt auch die Menge an Wasserdampf, die die Atmosphäre aufnehmen kann. Dann kann dies berechnet werden, diese abkühlende Bedingung, erhöhte Infrarotabstrahlung, sie kann auf etwa 1 W/m2 geschätzt werden. So gibt es also zwei Glieder, die die 2,7 W/m2 nicht ausgleichen, und das könnte der verstärkte Albedo-Effekt in der Größenordnung von 1,4 W/m2 sein, was der Hälfte der anfänglichen Erwärmung der Atmosphäre entspricht, die Energiebilanz. Vom Potenzial zur Ankurbelung der Aufheizung der Atmosphäre kommt nur die Hälfte davon durch die Reflektion der Sonneneinstrahlung an den Partikeln tatsächlich zum Tragen. Diese Partikel verstärken die Bewölkung auf der Welt, die Wolken halten sich auch länger und haben eine abkühlende Wirkung. Jetzt ist es sehr interessant, die 2,7 W/m2 mit der Wärme zu vergleichen, die an die Atmosphäre abgegeben wird. Nehmen wir einfach die Wärmeabgabe an die Atmosphäre durch Verbrennung, diese beträgt lediglich 0,025 W/m2, die Treibhauserwärmung liegt bei 2,7, das ist 100-mal mehr. Und das liegt daran, dass wir unsere Energie aus der Verbrennung fossiler Energieträger beziehen. Vergleichen Sie diese 2,7 W/m2 oder die 0,025 W/m2 auch mit der ursprünglichen Sonneneinstrahlung in das Erdsystem, die bei 340 W/m2 liegt. Eine Menge Energie also, die der Erde von der Sonne geliefert wird und nur ein winziger Teil davon wird genutzt. Klimamodelle sind die einzige Möglichkeit, sich ein Bild der möglichen Anstiege der Temperaturen, der zukünftigen Klimaerwärmung zu machen, sie sind sehr kompliziert. Und sie sind insbesondere auch deshalb sehr kompliziert, weil wir den hydrologischen Kreislauf, den Wasserkreislauf der Atmosphäre, Wolkenbildung, Wolkenzerfall, nicht genau kennen. Das ist ein großes Problem, was zu vielen Unsicherheiten bei Vorhersagen der zukünftigen Entwicklung führt. Ich habe gerade erwähnt, dass das Klima in der Geschichte der Menschheit schon immer von großer Bedeutung war, Menschen haben Gebiete aufgrund von Klimaveränderungen verlassen. Wir leben gerade in einer sehr ruhigen Periode, klimatologisch betrachtet, es gab die Eiszeit vor 18.000 Jahren, und dann traten wir in das Holozän mit eher konstanten Temperaturen rund um den Globus ein. Aber es gab auch Veränderungen, und besonders sensibel reagieren die Menschen auf die Wasserversorgung. So ist es ziemlich wahrscheinlich, dass die Zivilisation der Inkas aufgrund einer langen, ein paar Hundert Jahre andauernden Periode mit starkem Wassermangel zusammenbrach. Was also sind die aktuellen Aussagen? Der jüngste Bericht des Weltklimarats, ich habe ihn noch nicht gesehen, er wird gerade überprüft und ich freue mich darauf, ihn zu lesen. Aber betrachten wir den Weltklimarat, das ist eine internationale Organisation, Teil des Systems der Vereinten Nationen, der die besten Wissenschaftler der Welt zusammenbringt, um das Problem zu untersuchen. Und sie sagten bereits 1995, dass die Beweislage auf einen spürbaren Einfluss des Menschen auf das globale Klima hindeutet. Und dann, 6 Jahre später - der Bericht erscheint in diesen Intervallen von 6 Jahren - sagten sie, es gibt neue und stärkere Beweise, dass ein Großteil der in den letzten 50 Jahren beobachteten Erwärmung menschlicher Aktivität zuzuschreiben ist. Und was also sind die Prognosen für die Zukunft, für dieses Jahrhundert? Ein Anstieg der Temperaturen von durchschnittlich 1,4 bis 5,8° C. Sehr unsicher, die Unsicherheit liegt an der Wissenschaft, aber auch am menschlichen Verhalten. Wenn wir so weitermachen wie bisher, so wie im Moment, nähern wir uns mit Sicherheit dem oberen Ende des Temperaturanstiegs. Daher müssen wir aufhören, fossile Energieträger zu verbrennen, so schnell das ökonomisch möglich ist. Das führt zu einem Anstieg des Meeresspiegels, einer Neuverteilung der Niederschläge zu einem extremen Risiko, einem extremen Wetter, wie im Jahr 2003, und zu raschem Klimawandel, sodass die Ökosysteme damit nicht Schritt halten können. Was sollen wir tun? Fossile Brennstoffe müssen ersetzt werden, wir können nicht so weitermachen wie bisher. Aber die Aufgabe ist gewaltig. Um den Gehalt an CO2 in der Atmosphäre zu stabilisieren, müssen wir unsere Kohlendioxidemissionen um über 60 % senken. Und das schließt nicht den gerechtfertigten Hunger der Entwicklungsländer ein, ebenfalls vom Kuchen der Verbrennung fossiler Energieträger zu naschen. Methan, hier gibt es einen kleinen Erfolg zu vermelden, denn im Moment erhöht sich der Methangehalt der Atmosphäre kaum, es gibt derzeit ein Gleichgewicht zwischen Methaneintrag in die und Methanaustrag aus der Atmosphäre. Das bedeutet aber nicht, dass dieses ewig bestehen bleibt, denn die Erdoberfläche, insbesondere die Permafrostregionen von Sibirien und Kanada, wenn diese sich erwärmen, können sie Methan und CO2 in die Atmosphäre freisetzen. Lachgas ist ein Gas, das als Nebenprodukt der Stickstoffdüngung anfällt. Eine 70- bis 80-prozentige Reduzierung ist erforderlich, nur um den Gehalt in der Atmosphäre zu stabilisieren. Und dann gab es noch ein paar weitere Erfolgsgeschichten, es werden keine FCKW-Gase mehr hergestellt, daher ist die Lage nicht völlig aussichtslos, aber definitiv sehr ernst. Und wo wird CO2 in die Atmosphäre abgegeben, von welchen Ländern? Nun, Nordamerika ist der Spitzenreiter, Ozeanien, auch Europa leistet einen wesentlichen Beitrag, und dann gibt es grundsätzlich die Länder, die armen Länder Asiens und Afrikas, die viel weniger CO2 in die Atmosphäre entlassen. Wir sollten nicht glauben, dass uns die Natur schon irgendwie aus der Patsche helfen wird, wenn die Temperaturen steigen, dass dann die Biosphäre mit Senkung der Temperatur reagieren wird. Nein, wenn Sie die geologischen Aufzeichnungen betrachten, die Gletscher, die atmosphärische Gase in der Atmosphäre einschließen, und diese analysieren, erkennen Sie, dass jedes Mal, wenn die Temperaturen stiegen, auch die Menge an CO2 gestiegen ist, die Menge an Methan gestiegen ist. Die Verstärkung des anfänglichen Temperaturänderungsimpulses, diese kann vor allem durch die Milankovitch-Strahlungskurven erklärt werden, aber verstärken es. Wo werden wir in Zukunft liegen? Wie stabil ist das Klima? Nun, es kann nicht so instabil sein, wie in den oberen Abbildungen als Karikatur dargestellt, denn dann wären wir bereits heruntergefallen, das Klima wäre zusammengebrochen. Es kann aber auch nicht so stabil sein wie hier dargestellt, denn es gab Eiszeiten. Daher liegen wir irgendwo dazwischen, aber wir wissen wirklich nicht genau, was uns die Zukunft bringen wird. Die sensibelsten Teile der Erde sind wahrscheinlich die hohen Breitengrade, insbesondere in der nördlichen Hemisphäre. Eine Verdopplung des Kohlendioxids in der Atmosphäre, und diese kann Ende des Jahrhunderts erreicht sein, wenn wir nichts dagegen tun, führt zu einem Temperaturanstieg in der Größenordnung von 5° C oder mehr, weniger in Äquatornähe, und wir sehen ein Maximum der Temperaturerhöhung im Bereich der Antarktis. Aber insbesondere die nördlichen Breiten sind sehr empfindlich. Neue Studien deuten darauf hin, dass die Eisschicht über dem Nordpolarmeer etwa 40 % dünner ist als noch vor 20 bis 40 Jahren. Damit bekommen wir eine positive Rückkopplung, denn das bedeutet, dass weniger Strahlung in den Weltraum zurückreflektiert wird. Und die Erde wird sich im Bereich der hohen Breitengrade erwärmen. Es gibt gerade einen dramatischen Klimawandel in der Arktis, etwa 2- bis 3-mal so schnell wie auf dem gesamten Globus. Nächstes Jahr haben wir das Polarjahr, das internationale Polarjahr, dann beschäftigen wir uns wesentlich intensiver mit diesen Vorgängen, denn die Erde reagiert in den hohen Breiten des Nordens am empfindlichsten auf die Aktivität des Menschen. Das hat möglicherweise Auswirkungen auf den Golfstrom. Es wurde diskutiert, dass aufgrund von Änderungen im Salzgehalt und in den Temperaturen des Meerwassers, vielleicht der Wasserkreislauf sich verlangsamt und daher weniger warmes Wasser Richtung Norden strömt. Vor ein paar Jahren gab es sehr starke Hinweise darauf, aber mittlerweile hat die Forschung ergeben, dass dies vermutlich nicht so einfach geschehen wird. Wir sollten nicht glauben, dass nur die Menschen aus den Industrieländern die Atmosphäre verschmutzen, denn es gibt auch sehr primitive Maßnahmen in den Tropen. Abholzung, die zur Erhöhung der Kohlendioxidmengen in der Atmosphäre beiträgt und auch sehr starke regionale Auswirkungen hat. Wir sehen hier ein Foto, das vor über 20 Jahren in Brasilien aufgenommen wurde, als wir dort Experimente durchführten. Wir sehen hier zwei Teile, wir sehen den Himalaja und den Mount Everest hier drüben. Wir machten einen Rundflug, um einen Blick auf den Berg zu werfen. Aber schon bald waren wir als Wissenschaftler weit mehr an dem interessiert, was wir hier sehen, wenn wir vom Himalaja wegschauen, nämlich Luftverschmutzung. Ich hoffe, Sie können das sehr deutlich erkennen. Auch wenn wir von Indien aus 1000 Kilometer nach Süden und südwestlich gehen, sehen wir ein Atoll in den Malediven und wir sehen auch - vielleicht ist es nicht ganz so deutlich zu erkennen – wir sehen hier Luftverschmutzung, wir nennen das die „Asian Brown Cloud". Sie hat große Auswirkungen auf die Strahlungsbilanz der Atmosphäre in diesen Regionen. Und sie ist von besonderer Bedeutung, denn es gibt viele Komponenten in diesen Partikeln, die als Katalysatoren wirken, viele chemische Komponenten. Von besonderer Bedeutung ist die Belastung mit Rußpartikeln. Ruß absorbiert jede Menge Energie von der Sonne und heizt die Atmosphäre auf. Welches Ergebnis folgt also daraus? Wir betrachten vor allem den indischen Subkontinent und das Gebiet südlich davon. In der südlichen Hemisphäre gibt es eine Aufheizung durch das Vorhandensein von Partikeln in der Atmosphäre. Aber insbesondere über der Landmasse, und das bis nach China hinein, finden wir einen sehr starken Aufheizungseffekt aufgrund der Absorption von Sonnenstrahlung durch den schwarzen Rauch in der Atmosphäre. Und das ergibt eine zusätzliche Aufheizung in der Größenordnung von 30 W/m2. Sehen wir im Vergleich dazu den Treibhauseffekt, der bei etwa 3,5 W/m2 liegt. Die Atmosphäre heizt sich also auf, die Erdoberfläche kühlt sich ab und das führt zu stabilen meteorologischen Bedingungen, in der vielleicht, oder wahrscheinlich, die Niederschläge unterdrückt werden. Es gibt also weniger Niederschläge, sagen wir in der Asienregion, aber auch in anderen Regionen, in denen Sie starke Emissionen in die Atmosphäre erkennen konnten. Die Erdoberfläche kühlt sich ab und damit auch die oberen Meeresschichten. Wir müssen das natürlich mit besonders großer Wichtigkeit beobachten, denn Asien verzeichnet nicht nur einen Bevölkerungszuwachs, es ist auch ehrgeizig. Wir sehen die technologischen Entwicklungen insbesondere in Indien und China, aber auch in anderen Ländern dieser Region. Diese Effekte können sich in Zukunft also noch verstärken. Was sollen wir tun? Wie sollen wir uns aus diesem Schlamassel befreien? Nun, da können Sie eine Art Karikatur draus machen, wir fühlen uns manchmal in derselben Situation. Wir wissen also nicht, was geschehen wird. Aber kommen wir zurück zu meiner Familie. Ich bin hier und hier ist mein Enkel. Und er wird erfahren, was geschehen wird, aber wir sind für das verantwortlich, was ihm geschieht, denn die schlimmsten Folgen des Klimawandels stehen uns noch bevor. Das ist etwas, was sich in den nächsten 50 Jahren entscheidet, das ist wirklich der Engpass für Klimaverbesserung. Wenn wir keine stärkeren Anstrengungen gegen diese Entwicklung unternehmen, uns von fossilen Brennstoffen unabhängig machen, steht uns eine schlimme Zukunft bevor. Und damit möchte ich aufhören, vielen Dank.

Paul Crutzen reminds us of our responsibility for the future of our grandchildren
(00:26:43 - 00:27:43)

In Quest of Optimal Energy Sources
The Kyoto Protocol to the United Nations Framework Convention on Climate Change entered into force in 2005. Those countries that have signed it agreed upon certain targets for reducing their emission of carbon dioxide and other greenhouse gases. Replacing energy from fossil fuels by energy from renewable sources such as sun and wind is one of the most promising instruments to reach these targets. A strong advocat of renewable energies is Walter Kohn, a phycisist who received a Nobel Prize in Chemistry in 1998 for his development of the density-functional theory. An active member of the US government’s Basic Energy Science Advisory Committee, he produced a documentary “The Power of the Sun”, which found worldwide distribution and was also presented in Lindau in 2006. Walter Kohn is convinced that „an earth powered predominantly by solar and wind energy“ is feasible, as he explained in Lindau in 2009:

Walter Kohn (2009) - An Earth Powered Predominantly by Solar and Wind Energy

Good morning, happy to see many of you again and I look forward to seeing some of you even further this afternoon. You’ve had to restructure things, like these proteins restructure themselves according to needs and so we are going to speak about, and show you something about solar energy mostly. And I’ll make very few introductory remarks. Solar energy is of course an enormous boom to us, there’s a huge amount of energy coming down, many orders of magnitude more than we humans need or claim to need. And so the role of science is obvious, the role of science is to find ways in putting this super abundance of energy to good use in an energy hungry world. There are 2 broad forms of energy, both of which are derived from the sun. Namely solar and wind energy. And many of us believe that mankind’s dependence on fossils which is coming to an end, the so called peak oil moment in history when oil production reaches its peak and begins to decline, everybody is watching for that like for a comet in the sky, when will that come. And there of course is no clear prediction but some things can be said with, well as Professor Kroto said, with whatever near certainty, it’s going to happen before the middle of the century which is practically now. My own study of the data leads me to 2 different results, one of which is related to population that I’ve already mentioned and that is peak oil, the top of the production of oil followed by a very rapid decline in a few decades and the other one is peak oil per person and that’s a different time. Now my estimates based on other people’s work say that peak oil per person should come around in around 7 years. That’s a major and immediate problem. My government, I’m an American, for many years just denied the existence of this problem, I mean very dramatically President Bush a few weeks after coming into office, pulled out of the Kyoto agreement and that was a very dramatic and many of us felt very unfortunate step. We are now in a much better situation but at that time, it’s a long story and we can talk about that this afternoon, I began to become a film maker. And I felt the government is not going to take the initiative, or my government will not take the initiative, so let’s try and build a fire under them by popular pressure. And this film that I’m going to show you now and we can do some more, show you some more things this afternoon, came about this way. And I’m ready to go so can I. Until about 200 years ago we humans largely depended for our energy needs on our own muscles, on animals and on burning wood. When we ran short of wood we discovered a marvellous source of energy stored in fossil fuels. Coal, gas and oil. Fossil fuels are nothing more than the transformed remains of plants and animals that died millions of years ago. When we burn them we release the energy of the ancient sun light that helped create them in the first place. But we have come to be dangerously dependent on fossil fuels, even addicted to them. Not only does that accelerate global warming, we’re likely to run out of cheap oil and gas by mid century. Coal though much more abundant is highly toxic. So we must do something urgently. In the developed world we must learn to use less energy, a 50% reduction may be necessary. And we must turn increasingly to renewable energy sources. One of our most promising solutions may be to turn back to our old friend the sun. Do you know that the solar energy that strikes the earth surface for one hour is enough to feed the world’s current electricity needs for one year? So why haven’t we gone solar already, I mean it’s pollution free, there’s no global warming, there’s no dependence on foreign oil powers, it’s decentralised so it’s virtually terrorist proof and effectively there’s an infinite supply. I mean it sounds like the dream solution doesn’t it. But will it work? This film is all about sun light, what it is, how we are learning to use it and what the future may hold. Our story starts however long ago and far away. Many ancient peoples worshiped the sun, the Egyptian Pharaoh Akhenaton founded the first religion in history to have a single god and that god was the sun. The writers of the bible acknowledged its primacy by having god’s first instruction be ‘let there be light’. But what exactly was this stuff light? No one had any clear idea until the eminent English scientist Isaac Newton took an educated guess about 300 years ago and wrote 'are not the rays of light very small bodies emitted from shining substances’. that as he knew travelled in straight lines. Newton’s guess was a good one as Einstein would later show. But a very different guess was made by a Dutch man Christiaan Huygens, Huygens observed the waves made by a stone dropped in water, he had a brilliant insight, suggesting that light as he said spreads by spherical surfaces and waves. Here’s a drawing that Huygens made to illustrate waves of light flowing from a candle. Huygens had created the wave theory of light but like Newton he couldn’t back up his theory with experimental results. And so things stood until 1803 when a Londoner called Thomas Young was invited to make a presentation on light in the famous lecture theatre at the Royal Institution. people came to be educated, to see, to learn about science, it was almost evidently like a magic show. These physics students at Stanford University are replicating one of Thomas Young’s experiments. Light from a single source must enter 2 narrow slits and eventually hit a screen some distance away. The reason that Young did this experiment was to try to see if light was a wave or a particle. Was Newton right or Huygens? The light from each slit spreads out like waves of water, each wave interferes with the others creating a pattern of light and dark patches. And that could be perfectly naturally explained by the wave theory and couldn’t be explained at all by Newton’s theory. So Christiaan Huygens theory was right, light is a wave. But that’s not the end of the story. In the early 19th century no one thought there was much connection between light, electricity and magnetism, they seemed like 3 very different phenomena. Then here at the Royal Institution a young scientist called Michael Faraday started doing experiments with an electro magnet and he discovered that electricity and magnetism were 2 sides of the same coin. Another British scientist, James Clark Maxwell then set out to formulate Faraday’s findings mathematically. And his equations predicted the existence of electro magnetic waves. He calculated the speed of these waves and he noticed that it was exactly the same as the speed of light that had previously been measured. So suddenly he finds himself confronted with the fact that light is a wave phenomenon and it is an electro magnetic wave phenomena. One of the great insights of natural science. German scientist Heinrich Hertz experimented by shining lights on electrical circuits and results seem to confirm Maxwell’s theory. Our knowledge is complete said Hertz, a refutation of these views is unthinkable, the wave theory of light is a certainty. However Hertz assistant, Philip Lenard decided to look more closely at one of the experiments where there was a gap in the electrical circuit. let’s go ahead and fire up the high voltage. Lenard found that if you shown light at low frequencies, red, green or blue, on these 2 metal balls, nothing happened but if the light was above a certain frequency, into the ultra violet, electrons escaped from the metal and jumped across the gap, completing the circuit and creating a spark. Now that didn’t sound like the action of a wave. a threshold, a sudden change going from violet to ultra violet if light is a wave, smooth and continuous in how it delivers its energy. But if light is a particle, a threshold makes a lot more sense. but here there was this new class of experiment that could very easily be explained by a particle theory but not by the wave theory, what to do with this. No one could have predicted the problem would be solved by a patent office clerk in Switzerland but that’s what Albert Einstein was when he came up with the answer. In 1905 Einstein had the revolutionary insight that light had a dual nature. In some context as Maxwell and Hertz had shown it was a wave, but in others as in Lenard’s measurements it consisted of discrete quanta of energy or photons. The higher the frequency the greater their energy. Amazingly Newton and Huygens had both been correct. An experiment using modern equipment at Stanford shows very clearly that Einstein was right. so what we have here is we have a very sensitive photo detector and its connected to these optics through this fibre optic cable which basically just funnels light into the detector. So we actually need to cover up these optics and we need to actually shut the room lights off and I’ll use this flash light as a light source to get photons into the detector. In darkness you hear no evidence of photons striking the detector, as the light becomes stronger you hear a growing rush of photons, when the light is dimmed there are fewer and fewer photons reaching the detector until you begin to hear the photons one by one. But nobody else could understand how light could be both a wave and a particle, not even the famous physicist Max Planck. and in this letter he says many complementary things about Einstein and then he comes to Einstein’s theory of a photon and he says you should forgive Einstein, even a very great man can make a big mistake occasionally. And of course eventually Einstein got his Nobel Prize for that work. It wasn’t relatively that won him his Nobel Prize, it was what he called the photo electric effect. and this genius touch, as I emphasise again, that transcends the simple analysis and the major logic and that is what is truly great about this great mind. The entire history and development of modern work on solar electricity depends on Einstein’s understanding of this photo electric effect. In this context light consists of lots of individual packets of energy, ready to react with what ever they strike. Einstein’s insight had set the stage for the future advent of solar power. In the mid 20th century some of the greatest developments in applied technology were made at Bell Labs, the Bell telephone laboratories in New Jersey. Here in 1947 William Shockley, John Bardeen and others developed the transistor, the most important electronic discovery of the century. It was both a switch and an amplifier and it transformed everything from telephones to computing. You can really speak of the world before the transistor and the world after the transistor. Doctor Walter Kohn worked here as a young man in the 1950’s. it was known to everybody in physics as the number one laboratory in the world. My recollection is that there were approximately 3,000 people working there, you know everybody was doing his thing but everybody was connected to other people who were doing their things. It was this connection that brought together the work of 3 scientists to create the world’s first practical solar cell. Daryl Chapin was an electrical engineer, he’d been experimenting with early selenium cells for powering telephone lines in remote areas. A physicist Gerald Pearson was trying to develop a rectifier to replace mechanical telephone switching devices and a chemist, Calvin Fuller was working with the semi conductor silicon as part of the transistor project. Bell scientists liked silicon because of its electronic characteristics and because it was abundant, it’s basically sand and makes up more than ¼ of the earths surface. A single atom of silicone has 4 active electrons which are called valence electrons. In a crystallise silicon each of these valence electrons, together with a valence electron of a neighbouring silicon atom forms a bond adjoining those 2 atoms. However perfect it looks solid silicon like all semi conductors doesn’t work electronically unless a small fraction of the silicon atoms are replaced by foreign atoms called impurities. you introduce these miniscule fractions of impurities, I say miniscule part in a million, part in a billion atoms, suddenly all kinds of exciting things can be made to happen. The chemist Kelvin Fuller developed a highly controlled process for diffusing impurities into silicon, I’m interrupting here quickly, we are short of time, partly because we’ve run late, there have been problems here and partly because the film runs a little longer than the time that was assigned to me. So what we have decided to do in discussion is we will show you a few more sections of this film, so please excuse the abruptness of the transition and we will show some more depending on interest this afternoon when the students will meet with me as has been the case the last few days. Ok so can I see the list of chapters. But will it become a major part of the world’s energy mix. That depends on people like Terry Jester, she’s worked in photovoltaic’s since the 1970’s feeling so committed and feeling like what we were doing and what we could do would change the world and change the future. Terry Jester is director of operations at this factory which is now owned by Shell. It has been making solar panels for more than 25 years. The whole time the primary target has been to cut costs, to increase the efficiency of the solar panels or to make them in a cheaper way. Shell is one of the oil companies that appear to take solar power seriously. They recently unveiled a large installation to power water pumps near Bakersfield California. The reliability of this product is one major technical reason to do something like this. As you can hear you don’t hear anything, there’s no moving parts. In terms of environment, apart from no noise, it is also not polluting, it doesn’t need any fuel and the fuel is currently coming from above. California and some other states have offered subsidies to business and home owners to encourage the development of the industry. But it was in Japan that this idea really took off. In some ways Japan is an extremely traditional society, it treasures beauty in everything it creates. This has been home to the same family for over 200 years, they still serve tea in the time honoured way but Japan has other tastes too. Spend a few minutes in down town Tokyo or Osaka and you’ll realise how deep is the Japanese love affair with technology and how much energy is required by this industrial super power. It is very important, we don’t have so many coals, petroleum, natural gasses and other, uranium etc, therefore we should create the energy by ourselves. they had a large will to invest in solar power. Sharp started researching in solar cell technology in 1959, and were the first to produce a solar cell in Japan. In 1961, Sharp became the first to apply solar technology to a consumer product by producing the solar powered radio. As with cars, Japanese companies came from nowhere and soon became world class in electronics. Subsidies drove the market. This traditional Japanese house is now powered by solar panels. For our children’s generation to keep a clean environment is very important. This year Kyoto protocol will become effective, so from now on this becomes a more important issue. Our dream is to install solar systems for all Japanese houses. All across Japan modern apartment blocks and factories are sprouting solar panels. The secret of success in Japan was wholehearted government encouragement and subsidy. that they wanted to stimulate the growth of solar power in Japan to actually be an important part of the electrical distribution in the country. But because the price of all electricity in Japan is so high, solar power is now almost competitive on price alone. as opposed to the 75% originally but the number of people wanting to buy the systems continues to increase. So the systems are very close to being economic now. and they’ve both taken a truly leading visionary role in driving the technology, in supporting the technology. Both countries have tremendous political support for clean energy. And to me it’s a little bit ironic in that we could be looking in the future at importing solar panels, just as we import oil today because as a result of the markets being both in Germany and Japan, the industry, the centres of excellence have generally gravitated towards those 2 countries. The Germans have embraced solar power as enthusiastically as the Japanese. What's called the world’s largest solar installation was dedicated in June 2005 at Mühlhausen in Bavaria. It spreads over several acres and provides up to 10 megawatts of power for the electricity grid... So you notice there was a little pow wow here and my time is up but I wanted to tell you a very important section is coming right after this, it’s about solar energy in the developing world and we’ll start at that point this afternoon, for those who would like to come over and see it there. And we’ll hopefully make arrangements for people to be comfortable and maybe even sit on chairs. In any case to close for the moment I’ve been very optimistic, become very optimistic about the real possibility of a kind of, after a certainly somewhat turbulent transition from fossil fuels to renewable fuels, that the world can manage on solar and wind energy alone. I’m not saying it should do that but I would not be at all surprised if those would be the 2 principle sources of energy after the transition away from fossil fuels. This is not totally a fantasy, if you look at the fraction of total energy now produced by sun and wind you would say this is an absolute madness of Walter Kohn. But if you look a little more closely you’ll see that over the last 5 years, every year solar energy and wind energy similarly has grown by about 30%. Now everybody here has had experience with exponential functions and 30%, even if you start with a tiny amount, now if you take solar and wind together, it’s something like a few percent of the world’s energy. But already in 10 years it will have grown by a factor of perhaps 5 or 6. In 20 years by a factor of 25 and in 30 years, this is exponential growth, by a factor of over 100. There are no physical limitations to this growth, I mean there’s enough, plenty of area, I mentioned to you, I think somebody else mentioned that earlier, perhaps Professor Kroto, the amount of sunlight falling on the earth is thousands of times more than we need for electricity production. Even wind which has more limitations because of the structural demands on large turbines, even wind in principle can produce more than the entire energy needed by the world. Together in practice and if you look at the record, recent record, I believe that this is a possibility. Do not misunderstand me, I’m not here contradicting Professor Molina’s thesis which he accredited to a couple of people in Princeton, the so-called wedge picture, it’s not really a theory, it’s just if you have several sources of energy you add the energies. But we wanted to be very concrete and just look at what seems to us the most probable main sources of energy in the future and we were surprised and pleased by these results. So now it’s up to us and especially up to you to really do it. Thank you very much.

Guten Morgen, ich freue mich, dass ich viele von Ihnen wiedersehe und den einen oder anderen vielleicht heute Nachmittag nochmal treffe. Sie mussten ein bisschen umorganisieren, genau wie sich diese Proteine entsprechend den Anforderungen neu strukturieren. Ich werde heute hauptsächlich über Sonnenenergie sprechen und Ihnen dazu Einiges zeigen. Zunächst aber ein paar einführende Anmerkungen. Sonnenenergie bedeutet für uns natürlich einen enormen Vorteil, denn diese auf die Erde treffende Energiemenge ist um viele Größenordnungen größer als das, was wir Menschen benötigen oder beanspruchen. Die Rolle der Wissenschaft ist daher offensichtlich: Wir müssen Wege finden, diese unglaubliche Energiefülle in unserer energiehungrigen Welt sinnvoll zu nutzen. Von der Sonne stammen zwei Hauptenergieformen, die Sonnenenergie und die Windenergie. Viele von uns sind der Ansicht, dass die Abhängigkeit des Menschen von den zur Neige gehenden fossilen Brennstoffen... Der Zeitpunkt des sogenannten Ölfördermaximums, wenn die Ölproduktion ihren Höhepunkt erreicht und zu sinken beginnt - jeder hält danach Ausschau wie nach einem Kometen am Himmel, doch wann wird dieser Zeitpunkt kommen? Natürlich gibt es noch keine klare Vorhersage, doch eines lässt sich, wie Sie von Professor Kroto gehört haben, mit fast hundertprozentiger Sicherheit sagen, dass nämlich dieser Zeitpunkt noch vor der Mitte dieses Jahrhunderts eintreten wird, also im Prinzip jetzt. Mein eigenes Studium der Daten führt mich zu zwei unterschiedlichen Ergebnissen. Das eine, das ich bereits erwähnt habe, bezieht sich auf die Gesamtbevölkerung, nämlich das Ölfördermaximum, das von einem sehr raschen Rückgang innerhalb einiger Jahrzehnte gefolgt wird, das andere auf das Ölfördermaximum pro Person - hier gilt eine andere Zeitrechnung. Meine auf den Arbeiten anderer Leute beruhenden Schätzungen besagen, dass das Ölfördermaximum pro Person in etwa 7 Jahren erreicht sein wird. Das stellt ein ernstes und unmittelbares Problem dar. Meine Regierung - ich bin Amerikaner - leugnet seit vielen Jahren einfach die Existenz dieses Problems. Kaum einige Wochen im Amt, stieg Präsident Bush aus dem Kyoto-Abkommen aus, ein äußerst dramatischer und nach Ansicht vieler von uns sehr bedauernswerter Schritt. Wir sind jetzt in einer sehr viel besseren Situation, doch damals... Das ist eine lange Geschichte und wir können heute Nachmittag darüber reden. Ich wurde also Filmemacher. Da ich den Eindruck hatte, dass die Regierung - also meine Regierung - die Initiative nicht übernehmen wird, wollte ich versuchen ihnen durch öffentlichen Druck ein wenig Feuer unter dem Hintern zu machen. Auf diese Weise kam dieser Film zustande, den ich Ihnen jetzt präsentieren werde. Ich zeige Ihnen heute Nachmittag auch gerne noch mehr davon. Ich bin jetzt soweit, kann ich bitte anfangen? Bis vor etwa 200 Jahren waren wir Menschen hauptsächlich von unserer eigenen Muskelkraft, Tieren und dem Verbrennen von Holz abhängig, um unseren Energiebedarf zu decken. Als das Holz knapp wurde, entdeckten wir eine wunderbare Energiequelle, die in fossilen Brennstoffen gespeichert war: Kohle, Gas und Öl. Fossile Brennstoffe sind nichts weiter als umgewandelte Reste von Pflanzen und Tieren, die vor Millionen von Jahren starben. Bei ihrer Verbrennung wird die Energie des urzeitlichen Sonnenlichts freigesetzt, das überhaupt erst zu ihrem Entstehen geführt hat. Doch unsere Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen hat ein gefährliches Ausmaß erreicht, wir sind regelrecht süchtig. Nicht nur beschleunigt sie die globale Erwärmung, billiges Öl und Gas werden wahrscheinlich bis zur Jahrhundertmitte zur Neige gehen. Kohle liegt zwar in weitaus größerer Menge vor, ist aber hochtoxisch. Wir müssen also dringend etwas tun. In den Industrieländern müssen wir lernen weniger Energie zu verbrauchen; möglicherweise ist eine Reduktion um 50% notwendig. Zudem müssen wir uns verstärkt erneuerbaren Energiequellen zuwenden. Eine der vielversprechendsten Lösungen könnte die Rückkehr zu unserer alten Freundin, der Sonne sein. Wussten Sie, dass die Sonnenenergie, die in einer Stunde auf die Erdoberfläche trifft, ausreicht, den aktuellen Stromverbrauch der ganzen Welt für ein Jahr zu decken? Warum haben wir nicht längst auf Solarenergie umgestellt? Diese Energie ist schadstofffrei, führt nicht zur globalen Erwärmung oder Abhängigkeit von fremden Ölmächten, ist dezentralisiert und damit praktisch terroristensicher und zudem eine niemals versiegende Quelle. Ich finde, das klingt nach einer Traumlösung, oder? Aber wird es funktionieren? Dieser Film handelt vom Sonnenlicht, was es ist, wie wir lernen es zu nutzen und was die Zukunft bereithält. Unsere Geschichte beginnt jedoch vor langer Zeit an einem fernen Ort. Viele Urvölker verehrten die Sonne. Der ägyptische Pharao Echnaton gründete die erste Religion in der Geschichte, in der es nur einen Gott gab, die Sonne. Die Verfasser der Bibel würdigten ihre vorrangige Stellung, indem sie Gottes erste Anweisung 'Es werde Licht' sein ließen. Aber was genau ist Licht eigentlich? Niemand hatte eine klare Vorstellung davon, bis der berühmte englische Wissenschaftler Isaac Newton vor etwa 300 Jahren eine wohlbegründete Vermutung niederschrieb: Nun, Newtons Vorstellung von Licht war wirklich recht simpel; er fand heraus, dass Licht aus einem Strom von Teilchen bestand, die sich seines Wissens nach auf geraden Linien bewegten. Wie Einstein später beweisen würde, war Newtons Annahme nicht so falsch. Der Niederländer Christiaan Huygens ging jedoch von einer ganz anderen Vermutung aus; er beobachtete die Wellen, die ein ins Wasser geworfener Stein erzeugte, und hatte eine brillante Idee, nämlich dass sich Licht in Form von Kugelflächen und -wellen ausbreitet. Hier sehen Sie eine von Huygens angefertigte Skizze, die von einer Kerze ausgehende Lichtwellen darstellt. Huygens hatte die Wellentheorie des Lichts aufgestellt, doch wie Newton konnte er seine Theorie nicht mit experimentellen Ergebnissen untermauern. So lagen die Dinge, bis 1803 ein Londoner namens Thomas Young gebeten wurde, im berühmten Vorlesungssaal an der Royal Institution einen Vortrag über Licht zu halten. Die 1799 gegründete Royal Institution wurde sofort ein großer Erfolg. Die Leute kamen, um etwas zu lernen, zu schauen, etwas über die Wissenschaft zu erfahren; es war offensichtlich beinahe wie eine Zaubervorstellung. Diese Physikstudenten an der Stanford University wiederholten eines von Thomas Youngs Experimenten. Licht aus einer einzelnen Quelle muss durch zwei schmale Schlitze hindurchtreten und schließlich in einem gewissen Abstand auf einen Schirm treffen. Der Grund warum Young dieses Experiment durchführte, war, dass er sehen wollte, ob es sich bei Licht um eine Welle oder ein Teilchen handelt. Hatte Newton Recht oder Huygens? Das Licht aus den beiden Schlitzen breitete sich wie Wasserwellen aus, wobei jede Welle mit den anderen interferierte, so dass ein Muster aus hellen und dunklen Stellen entstand. Auf dem zweiten Schirm schwankte die Lichtintensität überall sehr regelmäßig. Das ließ sich durch die Wellentheorie auf perfekt natürliche Weise erklären, nicht aber durch Newtons Theorie. Christiaan Huygens Theorie war also richtig, Licht besitzt Wellenform. Doch das ist noch nicht das Ende der Geschichte. Anfang des 19. Jahrhunderts hielt es niemand für möglich, dass es eine Verbindung zwischen Licht, Elektrizität und Magnetismus gibt; sie schienen drei ganz unterschiedliche Phänomene zu sein. Dann begann hier an der Royal Institution ein junger Wissenschaftler mit Namen Michael Faraday Experimente mit einem Elektromagneten durchzuführen und entdeckte, dass Elektrizität und Magnetismus zwei Seiten einer Medaille sind. Ein anderer britischer Wissenschaftler, James Clark Maxwell, machte sich an die mathematische Formulierung von Faradays Ergebnissen. Seine Gleichungen sagten die Existenz elektromagnetischer Wellen vorher. Maxwell entdeckte also auf mathematischem Wege die elektromagnetischen Wellen und berechnete ihre Geschwindigkeit. Er stellte fest, dass sie genau der Geschwindigkeit des Lichts entsprach, die zuvor gemessen worden war. Plötzlich sah er sich also mit der Tatsache konfrontiert, dass Licht ein Wellenphänomen ist, und zwar ein elektromagnetisches Wellenphänomen. Eine der großen Erkenntnisse der Naturwissenschaften. Der deutsche Wissenschaftler Heinrich Hertz bestrahlte in einem Experiment elektrische Stromkreise mit Licht; die Ergebnisse schienen Maxwells Theorie zu bestätigen. Für Hertz war der Erkenntnisprozess abgeschlossen, eine Anfechtung der Ergebnisse undenkbar und die Wellentheorie des Lichts eine Gewissheit. Doch Hertz' Assistent Philip Lenard beschloss, sich eines der Experimente, bei dem der Stromkreis eine Lücke aufwies, noch einmal etwas genauer anzuschauen. Momentan liegt keine hohe Spannung an, weswegen nichts passiert. Fahren wir also fort und erhöhen die Spannung. Lenard fand heraus, dass bei Bestrahlung dieser beiden Metallkugeln mit Licht einer niedrigen Frequenz, also rot, grün oder blau, nichts geschah; bei Bestrahlung mit Licht oberhalb einer bestimmten Frequenz, also im Ultraviolett-Bereich, entwichen jedoch Elektronen aus dem Metall und übersprangen die Lücke. Dadurch schloss sich der Stromkreis und ein Funke wurde erzeugt. Nun, das hörte sich nicht nach dem Verhalten einer Welle an. Wenn Licht Wellenform besitzt und seine Energie gleichmäßig und kontinuierlich abgibt, ergibt eine Schwelle, ein plötzlicher Wechsel von Violett zu Ultraviolett keinen Sinn. Wenn Licht aber ein Teilchen ist, ergibt eine Schwelle schon viel mehr Sinn. Hier lag ein unglaubliches Paradoxon vor. So viele Experimente konnten scheinbar nur durch die Wellentheorie erklärt werden, doch diese neue Klasse von Experimenten ließ sich ganz leicht durch eine Teilchentheorie, nicht aber durch die Wellentheorie erklären. Was also tun? Niemand hätte vorhersagen können, dass das Problem von einem Schweizer Patentprüfer gelöst werden würde, doch genau das war Albert Einstein, als er mit der Antwort aufwartete. In manchen Zusammenhängen handelt es sich bei Licht, wie Maxwell und Hertz gezeigt hatten, um eine Welle, in anderen Zusammenhängen - wie z.B. bei Lenards Messungen - besteht es aus einzelnen Energiequanten oder Photonen. Mit steigender Frequenz nimmt auch seine Energie zu. Erstaunlicherweise waren sowohl Newton als auch Huygens beide im Recht. Ein in Stanford durchgeführtes Experiment mit moderner Ausstattung zeigte ganz eindeutig, dass Einstein richtig lag. Wir möchten gerne einzelne Photonen beobachten. Das hier ist ein hochempfindlicher Photodetektor, der über dieses Glasfaserkabel, das im Grunde genommen das Licht nur in den Detektor weiterleitet, an dieses optische System angeschlossen ist. Wir müssen die Optik abdecken und die Zimmerbeleuchtung ausschalten. Ich werde diese Taschenlampe als Lichtquelle benutzen, um Photonen in den Detektor zu leiten. Im Dunkeln gibt es keinen akustischen Hinweis darauf, dass Photonen auf den Detektor treffen, doch wenn das Licht stärker wird, hört man die zunehmend herandrängenden Photonen. Dimmt man das Licht, erreichen immer weniger Photonen den Detektor, bis man allmählich die einzelnen Photonen hören kann. Das zeigt, dass Einstein Recht hatte und Licht in der Tat aus Teilchen besteht. Doch niemand sonst konnte verstehen, warum Licht gleichzeitig eine Welle und ein Teilchen sein konnte, nicht einmal der berühmte Physiker Max Planck. Wir kennen heute das Empfehlungsschreiben, das Max Planck für Einstein verfasste. Es enthält zahlreiche ergänzende Kommentare. Bezüglich Einsteins Photonentheorie merkte Planck an, man solle Einstein vergeben, auch dem größten Mann könnte gelegentlich ein großer Irrtum unterlaufen. Natürlich erhielt Einstein letztendlich für diese Arbeit den Nobelpreis. Er erhielt den Nobelpreis nicht für die Relativitätstheorie, sondern für den von ihm so bezeichneten photoelektrischen Effekt. Der photoelektrische Effekt ist wirklich ein Geniestreich. Es brauchte Mut und natürlich auch Wissen, aber vor allem, ich betone es nochmal, diesen genialen Ansatz, der die simple Analyse und grundlegende Logik transzendiert. Das ist das wahrlich Erhabene an diesem großen Geist. Die gesamte Geschichte und Entwicklung der modernen Errungenschaften im Solarstrombereich hängt von Einsteins Verständnis dieses photoelektrischen Effekts ab. In diesem Zusammenhang besteht Licht aus vielen einzelnen Energiepaketen, die mit allem reagieren, auf das sie treffen. Einsteins Erkenntnis hat die Voraussetzungen für das kommende Zeitalter der Solarenergie geschaffen. Mitte des 20. Jahrhunderts erfolgten einige der größten Entwicklungen im Bereich der angewandten Technik in den Bell Labs, den Laboratorien der Bell-Telefongesellschaft in New Jersey. Hier entwickelten 1947 William Shockley, John Bardeen und andere den Transistor, die bedeutendste elektronische Errungenschaft des Jahrhunderts. Der Transistor bestand aus einem Schalter und einem Verstärker und transformierte alles vom Telefon bis zum Computer. Er revolutionierte alles. Man kann von einer Welt vor und einer nach dem Transistor sprechen. Walter Kohn arbeitete hier als junger Mann in den 50er Jahren. Als ich die Bell Labs das erste Mal betrat, war ich von dem Ort sehr eingeschüchtert. Jeder in der Physik wusste, dass dieses Labor die Nummer Eins weltweit war. Meiner Erinnerung nach arbeiteten hier damals etwa 3000 Menschen. Jeder kümmerte sich um seine Arbeit, trotzdem waren alle irgendwie vernetzt. Es war diese Vernetzung, die die Arbeit von drei Wissenschaftlern zusammenbrachte, so dass die weltweit erste praxistaugliche Solarzelle entstand. Daryl Chapin war Elektroingenieur und hatte mit den ersten Selenzellen für die Stromversorgung von Telefonleitungen in abgelegenen Gegenden experimentiert. Der Physiker Gerald Pearson versuchte einen Gleichrichter als Ersatz für mechanische Telefonvermittlungsanlagen zu entwickeln und der Chemiker Calvin Fuller arbeitete im Rahmen des Transistorprojekts mit dem Halbleiter Silizium. Die Wissenschaftler bei Bell schätzten Silizium aufgrund seiner elektronischen Eigenschaften und der Tatsache, dass es reichlich vorhanden ist; es besteht im Wesentlichen aus Sand und macht mehr als 1/4 der Erdoberfläche aus. Ein einzelnes Siliziumatom besitzt vier aktive Elektronen, die als Valenzelektronen bezeichnet werden. In einem kristallisierten Silizium bilden diese Valenzelektronen jeweils zusammen mit einem Valenzelektron eines benachbarten Siliziumatoms eine Bindung und verknüpfen so diese beiden Atome. Doch wie perfekt es auch aussehen mag, Silizium in fester Form hat wie alle Halbleiter erst dann einen elektronischen Effekt, wenn ein kleiner Anteil der Siliziumatome durch Fremdatome, sogenannte Verunreinigungen ersetzt worden ist. Reines Silizium ist eine der langweiligsten Substanzen, die man sich vorstellen kann, und verhält sich meist sehr unspektakulär. Führt man aber diese winzigen Mengen an Verunreinigungen ein, 1 ppm oder 1 ppb, lassen sich auf einmal alle möglichen aufregenden Sachen damit anstellen. Der Chemiker Kelvin Fuller entwickelte einen hochgradig gesteuerten Prozess zur Diffusion von Verunreinigungen in Silizium. Nehmen Sie z.B. Phosphor... Ich unterbreche hier rasch, wir haben keine Zeit mehr, teilweise weil wir zu spät dran sind - es gab Probleme - und teilweise weil der Film etwas länger dauert, als die mir zugestandene Zeit. Wir haben deshalb gerade beschlossen, Ihnen noch einige Ausschnitte aus diesem Film zu zeigen - bitte entschuldigen Sie diesen abrupten Übergang - und Ihnen heute Nachmittag, wenn ich mich so wie in den letzten Tagen mit den Studenten treffe, je nach Interesse noch weitere zu präsentieren. Ok, kann ich bitte die Aufzählung der Kapitel haben? Sie wird jedoch einen großen Anteil am weltweiten Energiemix darstellen. Das hängt von Menschen wie Terry Jester ab; sie arbeitet seit den 70er Jahren in der Photovoltaikbranche. Es war einfach eine tolle Sache zu dieser Gruppe von Menschen zu gehören, 80/90 Stunden die Woche zu arbeiten, so ein Engagement zu verspüren und das Gefühl zu haben, dass das, was wir taten oder tun könnten, die Welt und die Zukunft vielleicht verändert. Terry Jester ist Technische Leiterin in diesem Werk, das heute Shell gehört. Dort werden seit mehr als 25 Jahren Sonnenkollektoren hergestellt. Hauptziel war stets die Senkung der Kosten und die Steigerung der Effizienz bzw. die günstigere Herstellung der Sonnenkollektoren. Shell ist eine der Ölfirmen, die Sonnenenergie anscheinend ernst nehmen. Vor kurzem nahmen sie in der Nähe von Bakersfield, Kalifornien eine riesige Anlage zur Stromversorgung von Wasserpumpen in Betrieb. Bei dieser Anlage des Semitropic Water Storage District handelt es sich um ein 1 Megawatt-System. Die Zuverlässigkeit dieses Produktes ist einer der wichtigsten technischen Gründe für die Installation einer solchen Anlage. Wie Sie hören, hören Sie nichts, keine sich bewegenden Teile. Was die Umwelt angeht, verursacht die Anlage nicht nur keinen Lärm, sondern emittiert auch keine Schadstoffe. Außerdem benötigt sie keinen Kraftstoff, da dieser ja derzeit von oben kommt. Kalifornien und einige andere Bundesstaaten haben der Solarindustrie und den Eigenheimbesitzern Zuschüsse angeboten, um die Entwicklung dieser Branche zu fördern. Der eigentliche Boom begann jedoch in Japan. In gewisser Weise ist Japan eine außerordentlich traditionelle Gesellschaft, die bei allem, was sie erzeugt, die Schönheit schätzt. Dieses Haus ist seit mehr als 200 Jahren im Besitz ein- und derselben Familie; hier wird der Tee immer noch in altehrwürdiger Weise serviert. Doch Japan mag es auch anders: Wenn Sie sich einige Minuten in der Innenstadt von Tokio oder Osaka aufhalten, wird Ihnen klar, wie tief die Liebe der Japaner zur Technologie ist und wie viel Energie diese industrielle Supermacht benötigt. In Japan gibt es nur sehr wenige natürliche Energieressourcen. Das ist sehr wichtig, wir haben nicht so viel Kohle, Erdöl, Erdgas oder z.B. Uran usw., deswegen müssen wir selbst Energie erzeugen. Da Japan bezüglich Strom- und Energieversorgung unabhängig sein wollte, war es willens in Solarenergie zu investieren. Sharp begann 1959 mit der Solarzellforschung und produzierte als erstes Unternehmen eine Solarzelle in Japan. Wie bei den Autos kamen die japanischen Unternehmen aus dem Nichts und gehörten bei der Elektronik schon bald zur Weltspitze. Der Markt wurde von Fördermitteln bestimmt. Dieses traditionelle japanische Haus erhält seine Energie heute von Sonnenkollektoren. Für die Generation unserer Kinder ist es sehr wichtig, die Umwelt sauber zu halten. Dieses Jahr tritt das Kyoto-Protokoll in Kraft; ab sofort wird das also ein noch wichtigeres Thema. Unser Traum ist es, Solarsysteme in allen japanischen Häusern zu installieren. In ganz Japan sprießen moderne Wohnblöcke und Fabriken mit Sonnenkollektoren aus dem Boden. Das Geheimnis des Erfolgs in Japan bestand in der rückhaltlosen Unterstützung der Regierung und den Fördermitteln. Zu einer wirklichen Veränderung kam es 1994, als die japanische Regierung entschied, dass sie das Wachstum der Solarenergie in Japan so fördern möchte, dass diese Technik zu einem wichtigen Bestandteil der Stromversorgung im Land wird. Da der Strompreis grundsätzlich in Japan sehr hoch ist, ist die Solarenergie heute schon allein wegen des Preises beinahe wettbewerbsfähig. In der ersten Phase bezahlt die japanische Regierung einen Zuschuss von 5% für das Solarsystem im Gegensatz zu den ursprünglichen 75%; dennoch steigt die Anzahl der Personen, die diese Systeme erwerben möchte, weiter. Damit rechnen sich die Systeme mittlerweile fast. Heute wird dieser Markt de facto von zwei Ländern beherrscht, Deutschland und Japan. Beide nehmen eine wahrhaft führende und visionäre Rolle bei der Entwicklung und Förderung dieser Technologie ein und verfügen beim Thema saubere Energie über enorme politische Unterstützung. Mir kommt es ein bisschen ironisch vor, dass wir in Zukunft vielleicht Sonnenkollektoren importieren wie heute Öl, weil sich die Branche, die Exzellenzzentren infolge dessen, dass sich die Märkte in Deutschland und Japan befinden, hauptsächlich auf diese beiden Länder konzentrieren werden. Die Deutschen haben die Sonnenenergie genauso begeistert angenommen wie die Japaner. Im Juni 2005 wurde im bayerischen Mühlhausen die weltweit größte Solaranlage in Betrieb genommen. Sie bedeckt eine Fläche von mehreren Hektar und erzeugt bis zu 10 Megawatt Elektrizität für das Stromnetz... Sie haben gemerkt, es gab eine kleine Diskussion hier und meine Zeit ist um, aber ich wollte Ihnen noch sagen, dass direkt im Anschluss ein sehr wichtiger Abschnitt über Solarenergie in den Entwicklungsländern kommt. Wir werden heute Nachmittag an dieser Stelle weitermachen, für diejenigen, die vorbeikommen und den restlichen Film sehen möchten. Ich hoffe, wir können es den Leuten dann auch gemütlicher machen, so dass sie vielleicht sogar auf Stühlen sitzen können. In jedem Fall möchte ich aber für den Moment damit schließen, dass ich nach einem sicherlich in gewisser Weise turbulenten Übergang von fossilen Brennstoffen zu erneuerbaren Energien bezüglich der realen Möglichkeit, dass die Welt mit Sonnen- und Windenergie alleine gut zurechtkommt, inzwischen sehr optimistisch bin. Ich sage nicht, dass das so sein muss, aber ich wäre in keiner Weise überrascht, wenn Sonne und Wind nach dem Übergang von den fossilen Brennstoffen die beiden wichtigsten Energiequellen wären. Das ist absolut kein Hirngespinst, betrachtet man den Anteil der heute durch Sonne und Wind erzeugten Gesamtenergie. Sie sagen vielleicht, Walter Kohn ist total verrückt, aber wenn Sie etwas genauer hinschauen, sehen Sie, dass Sonnen- und Windenergie in den letzten 5 Jahren jährlich um etwa 30% gestiegen sind. Nun, jeder von Ihnen hat schon einmal etwas von Exponentialfunktionen gehört. Selbst wenn man mit einer winzigen Menge anfängt, sind 30%... Sonnen- und Windenergie zusammengenommen machen zwar nur ein paar Prozent der weltweiten Energie aus, aber schon in 10 Jahren kann diese Zahl um vielleicht den Faktor 5 oder 6 gestiegen sein, in 20 Jahren um den Faktor 25 und in 30 Jahren - das ist exponentielles Wachstum - um einen Faktor von mehr als 100. Diesem Wachstum sind keine physikalischen Grenzen gesetzt. Es gibt genügend Platz und die Menge des auf die Erde fallenden Sonnenlichts ist das Tausendfache dessen, was wir für die Stromerzeugung benötigen. Das habe ich ja bereits erwähnt oder jemand anderer hat es erwähnt, vielleicht Professor Kroto. Selbst der Wind unterliegt infolge der strukturellen Anforderungen an große Turbinen mehr Beschränkungen, obwohl auch er im Prinzip mehr Energie erzeugen kann, als die gesamte Welt benötigt. In Anbetracht der jüngsten Bilanz halte ich Sonnen- und Windenergie somit für eine konkrete Möglichkeit. Bitte missverstehen Sie mich nicht, ich möchte Professor Molinas These, die er einigen Leuten aus Princeton zuschreibt, dem sogenannten Keildiagramm, nicht widersprechen. Es handelt sich ja nicht wirklich um eine Theorie, sondern bedeutet nur, dass man bei mehreren Energiequellen die Energien addiert. Wir wollten aber ganz konkret werden und einen Blick darauf werfen, was wir für die wahrscheinlichsten Hauptenergiequellen der Zukunft halten. Die Ergebnisse waren für uns überraschend und erfreulich. Jetzt liegt es an uns und vor allem an Ihnen, sie auch wirklich umzusetzen. Ich danke Ihnen vielmals.

According to Walter Kohn, the transition from fossil fuels to renewable fuels will be turbulent but feasible
(00:29:30 - 00:30:53)

The energy of the sun is not only directly warming the earth but also indirectly enabling the growth of renewable biomass, i.e. plants that can be used to produce biofuels. This happens in the process of photosynthesis. Aren’t biofuels from abundant sources then the ideal substitute for scarce fossil fuels? Not at all, says Hartmut Michel who received the 1988 Nobel Prize in Chemistry jointly with Johann Deisenhofer and Robert Huber for the determination of the three-dimensional structure of a photosynthetic reaction centre. Though photosynthesis is essential for the existence of higher life forms on our planet, it is extremely inefficient at converting the energy from sunlight into plant components, he explains. Charging the batteries for electric vehicles with the power generated by photovoltaic cells makes much better sense than filling up internal combustion engine vehicles with biofuel.

Hartmut Michel (2012) - Photosynthesis, Biomass, Biofuels: Conversion Efficiencies and Consequences

Thank you very much for giving me the opportunity and, of course, you're all aware that we had 2 very controversial talks. And I also would like to make one or the other comment on the controversies. I work actually at the Max Planck Institute of Biophysics. And our institute works on membrane proteins. And membrane proteins is a point which is catalysed by, photosynthesis catalysed membrane proteins, mainly. And so it’s made up in photosynthesis. Importance of membrane proteins is seen here, there’s a text book figure, everything you see is membranes. And there are many important roles of the proteins in it. And for instance the catalyse transfer flow of, transport of substances across membranes are involved in biological electron transfer, that’s mainly for the synthesis in cellular respiration. And also signal receptors. Very important for medicine and also some membrane proteins are enzymes, preferentially for hydrophobic substrates. So primarily what we work at the present is respiration but the whole thing is too complicated. So I deal with easier things and give you more or less synthesis. You have seen already that the controversial discussion and so I will not rely on and go into that. And you also see that carbon dioxide concentration has increased and I think the warming as well as the increase in carbon dioxide concentrations are facts and cannot be disputed. I also should say it’s my personal experience in more than 60 years of life that it got warmer. I used to be a gardener as a child, taking care of the garden of my father, now I’m taking care of my own garden. I know when the first temperature below zero degrees used to be that was 15th of October and when you waited over 15th of October, when you waited until you had ice in your barrels, this happened in middle of November. But nowadays you have the first frost much later. And you don’t get ice before December in your barrels. So my personal experience tells me that there is some warming, but its local warming, not a global warming. But from that I am convinced that warming exists. We also have seen this temperature and Co2 concentration in the Vostok ice cores in the Antarctica, that’s the correlation. But it's true as the previous speaker said that actually it is the temperature rise. The temperature is before the rise in Co2 concentration. And this is, I would think it’s a problem for the climatologists. And the reason for that is that, the reason for this, I come to that later. And temperature rise precedes the rise in carbon dioxide concentration. That cannot be disputed. And the reason is that the temperature rise stimulates the activity of the biomass degrading aerobic bacteria. And this leads to carbon dioxide production more than it helps to increase the photosynthetic carbon dioxide fixation. That is truly a fact. Of course, this correlation and the increase of carbon dioxide concentration by fossil fuel as well as theoretical consideration led to the assumption that the increase in carbon dioxide and other green house gases, mainly methane, of course apart from water, causes the observed temperature rise which I do not dispute. The evidence that global warming is caused by green house gases is calculations, simulations and this is based on the infrared radiation transfer theory. And a person becoming very popular in that work field was Svante Arrhenius. His work was in 1896. He got a Nobel Prize in 1903. And for me the best evidence that green house gases actually cause global warming is the cooling of the troposphere which none of the previous speakers mentioned. There is a higher part of the atmosphere that is cooling down and this can be easily explained. It receives less infrared radiation from the surface on the earth. So this would be... For me this is the best piece of evidence that there is indeed global warming. But that’s the only piece of experiential evidence which I accept. What I really miss is, apart from the calculations, from the simulation, is that somebody fills a very long tube, evacuated with mirrors, puts in a source of infrared radiation and measures at the end how much infrared radiation comes up at the end. And if you come up then with a 2 watt per square meters, I would be completely happy. But I’m wondering why nobody does this pretty simple experiment. Now to...the major point is: Fossil fuels -that’s coal, petroleum, natural gas- are derived from photosynthesis. And in photosynthesis plants fix carbon dioxide from the atmospheres. And the question now is: Can plants be used to produce bio fuels and to solve the energy problem of mankind and reduce thus also global warming? Start off with a leaf, that's the primary site of photosynthesis. Of land plants and I start up with some few basic facts. Photosynthesis is mainly composed of 2 classes of reactions, one are the light reactions. That is: the absorption of light leads to the creation of chemical energy. That is redox energy. You can also call it also fixed hydrogen. And you release oxygen as a side product. So it was a waste product and this was the biggest change in the world was the invention of the oxygenic photosynthesis. And this was a catastrophe in earth and more than 90% of all organisms died when this was invented by nature about 3 billion years ago. Dark reactions, you have the redox energy there and you use that to take out the carbon dioxide from the air and convert it and fix it as sugar. So that’s a picture of that. You have the light reaction, water comes in, you release oxygen, you produce ATP, the universal energy currency in biology. And you produce NADPH and the other products are the oxidised substrate and the hydrolysed ATP. Then you come to the Kelvin cycle, there you fix carbon dioxide and the result of that will be the sugar. The absorption of light occurs by chlorophylls and by carotenoids. The chlorophylls are here the green molecules and the carotenes are the yellow molecules and they are light harvesting antennae. And then, as the next step is the transfer of the energy of the absorbed photon in a radiationless process to the photosynthetic reaction centre. There the charge separation takes place and you get a transport of electrons across a photosynthetic membrane. You reduce the electron receptor and you create an electric voltage across the membrane. That’s the machinery. We determined that structure in 1986 and that was, the result was the Nobel Prize in 1988. So here you have the primary electron donor that gets excited and you get transfer of an electron across the membrane. People now have learned to do the same work with plant systems. And you see here, this is a picture of the photo system 1 of the green plant, it’s very complicated. There are 100’s of chlorophylls, molecules, many, many proteins but we can determine the structure. We can find out the position of each non hydrogen atom in that huge complexes. Which is really I think a remarkable achievement. The electron flow in the photosynthetic membranes of chloroplasts and also cyanobacteria is seen here. You have in the plant and in cyanobacteria, you have first photo system 2. Photo system 2 is where the water splitting occurs with the release of the oxygen. You get a transfer of the electrons across the membrane. And there the electron moves on to another complex. Then you’re going to a PC1 complex where you transfer the electrons back across the membrane. You produce another molecule, called plastocyanin, this donates electrons to the photo system 1. Then the electrons are transferred here to another, to ferredoxins and at the end you reduce NADPH, which is a co-enzyme. So this is what happens in the light reaction. In addition the gradients formed across the photosynthetic membranes drive the synthesis of ATP here. And that’s a rotatory engine and the rotation here leads to the synthesis of ATP. So this is what happens in the basic steps of the light reaction. The conversion of the sun light in photosynthesis is considered to be very high with a really effective quantum yield. But one has to say that less than half of the sun light which reaches the earth is photosynthetically active. So it’s only the wavelength from 400 to 700 nanometres which can be used by the land plants. And quantum yield is high as I said but this means that each photon absorbed leads to electron transfer across the photosynthetic membrane. This does not mean that the energy yield is high. If we look at this schematic drawing with respect to energy, then we saw as I said with photo system 2 and went up with NADPH and that’s an energy scale. And most of the light energy is lost in the primary light reaction already. Theoretically you need 8 photons to rise the energy for electrons by 1.2 electron volts. That’s a difference here between the water and the NADPH up here. And this means that only between 19 and 33% of the energy of the absorbed photons are stored in the form of NADPH. So already most of the energy is lost in the photosynthetic electron flow here. And experimentally you always find and you need about 9.4 -the 8 is theory and the reality is 9.4- in order to reduce 2 molecules of NADP to NADPH. And if we consider that only 47% related to energy of the sun light are photosynthetically active you have to conclude that 11.9% must be the absolute maximal efficiency of photosynthetic light energy conversion of plants. This value is reduced substantially further by inhibition of photosynthesis as high light intensities, damage at high light intensities and the inefficiency of carbon dioxide fixation. Let me start off with the inhibition of photosynthesis at high light intensities. And this shows you here the Co2 fixation. The dependence of the strength of the sun light. And you see here that already at this rather low value here of about 200 you reach saturation. And the full sun light is about at the value of 1,600. So it would be well to the right of the scale. And this means that at 20% of the full sun light is the maximum already reached and 80% of the energy of sun light is not used by the land plants, of the full sun light. We have further losses of energy caused by photo inhibition, by photo damage at high light intensities, by photo respiration. That’s a process in which oxygen is used by the enzyme ribulose-1,5-bicarboxilase instead of carbon dioxide in Co2 fixation. The wrong product has to be removed by respiration and by other metabolic processes. At the end the theoretical limit for the efficiency of photosynthesis is around 4.5%. That’s the theoretical upper limit. But in reality it’s less than 1% of the sunlight energy which is stored in the form of biomass. And in particular I didn’t mention much about the photo damage and actually the plant is able to repair the photo system once every 20 minutes. So the plants repair their system 3 times an hour. And I don’t think that we can do that in a technological process. Now let’s start with some examples, we have here. Let’s start with biogas, that's produced by archaea, methanogenic micro organism. Biomass, contains 60% methane. The rest is mainly carbon dioxide but there’s also some danger in it because you produce hydrogen sulphide which caused some fatal accidents already. And this is how you can operate, you have the cows. You produce some products apart from milk. And this goes into the fermenter, you add mainly green stuff, mainly maize, leaves from the corn. Add this to the fermentation. And you get heat, you can use... the farmer can use this for heating the house. And you produce biogas and the biogas, the methane there is... drives a gas engine in a generator and you produce electricity. And you can use of course a residual stuff here as a fertiliser on the field. You can simply calculate, look up in the tables and you get about 4,600 cubic metres of methane per hectare. The energy yield is about 46,000 kilowatt hours. And this would convert to about 17,000 kilowatt hours electro energy or about 1.7 kilowatt hours per square metre and year resulting in 0.2 watt per square metre on a continues basis averaged over the year. And if you look about the distribution of the average energy of the sun light reaching the earth that you see here. We are now here in Constance, that would be about 150, we are in Lindau, not in Constance, we are at the Lake of Constance, we are in Lindau. So we are here. And in the Sahara you get about 315 watts per square metre so it’s only a difference of about 223 in the sun light energy between Sahara and Germany. If we use that energy here in Lindau, if we compare that, then we would only convert 0.2 watts into electric energy. That is about 0.13% of the sun light energy comes into the electric energy via biogas. So that’s a highly inefficient usage of land. And we have not considered with that value that we have to put in about 40% of the energy by using fertiliser, by tractor fuel to produce the biogas. So the real value here is below 0.1% if we go via biogas to produce electricity. And if we ask eventually could we produce Germany’s energy amount by that. And then we come up with a calculation that we would require 720,000 square kilometres. When we consider also the energy input by the energy, the entire area of Germany is about 350,000 square kilometres only. The agricultural area including meadows is about 170,000 square kilometres. So we cannot do that within Germany to save our energy crisis by biogas. Let’s go on with bio ethanol. In Europe it comes from sugar beet or wheat. And in the US it comes from corn. And the ethanol produced per hectare has energy content slightly higher than the biogas from the maize field. But 80 to 88% of the energy of the bio fuel has to be invested into the growth of the plants, harvest and into the concentration of the alcohol, the ethanol to 99.5% by distillation and other chemical processes. And if the energy for concentrating the alcohol comes from coal, then there is an increase of carbon dioxide emission, about 30% compared to the direct usage of fossil fuels. If natural gas, methane, is used as an energy resource, then there is a reduction of carbon dioxide emission by about 35%. And there is no effect when petrol is used for providing the energy as an input. So it depends on the energy input. And sugar cane in Brazil is very popular and there it’s competitive and saves carbon dioxide because it’s the only, it’s only cut for harvest, it’s re-grown, you don’t need to plough the field and to plant freshly. The squeezed stems are dried and burned for distillation. And the energy input there is about 1/9 of the energy contents of the ethanol. But when you compare the energy of the sun light and the bio ethanol that you get, it's still less than 0.2% of the energy of the sun light which has fallen on the sugar cane plantation. Also this is a pretty inefficient process. My vision for the whole thing is that we have to, for increasing the yield of biomass in general, improve carbon dioxide fixing enzyme RuBisCo, Ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase, by genetic engineering and selection techniques. And I think it might be possible to increase the efficiency of carbon dioxide fixation and therefore the overall yield of photosynthesis by 50 to 100%. One can try to expand the wavelength range used by plants, by introducing light arresting system which absorbs also UV light and more to the infrared light and also the green light. But if you do that, then your leaves will be black. And you can consider walking in a black forest and the meadows will be black. The grass will be black. How would you like that? Another point is one could try to reduce the photo inhibition at high light intensities. I said that already, at 20% of the full sun light photosynthetic apparatus is saturated. And this is potentially possible when you reduce the size and number of the light harvesting complexes. So that less energy from the light harvesting complexes is transferred to 1 reaction centre. Another crucial point is that the water availability will be crucial. Water is a limiting factor in photosynthesis of the plants. And actually there are reports that you need about 60,000 litres of water to produce 1 litre of German bio diesel. People are then also talking about the next generation of bio fuel. That is a process called biomass to liquid, BtL. Because conventional present day techniques like bio ethanol production from sugar cane or sugar beets or bio diesel use only rape seeds or use only parts of the plants. A future BtL production uses the whole plant which is gasified or converted enzymatically to be used to produce the biogas and less land is required to get the same amount of fuel. And the Fischer-Tropsch process is used for synthesis, called the FT diesel or sun diesel. And the raw material has to be dry, it would be wood or straw and other kind of biomass. And the claim is that you can get about 1 litre of this bio diesel from 4 kilograms of wood. And it was estimated that about 1 hectare provides 3,000 to 4,000 kilogram of FT diesel per year. But I have to say this is not a fair value here because the people don’t tell you that you have to add hydrogen in order to get a high yield in the synthesis process of the diesel. But the hydrogen comes from fossil fuels, is made from fossil fuels, from methane or from petrol. So you need... In this process also you have to put in fossil fuel. But also more recent estimates, there was a study sponsored by the European Union and they ended up with values of 890 to 2,300 kilograms per hectare, so much less than was the original claim. Poplar would be a pretty good source for wood because it has a pretty high efficient photosynthesis rate and it produces about 1% of biomass from the sun light’s energy. Similar this kind of grass, miscanthus, does in a similar way and you wouldn’t have to seed it every year. So that’s a good source for biomass. And if we assume that about 3,000 litres of this FT diesel per hectare can be produced but we have to consider also the input of external energy for its production. Then we would require the entire area of Germany to grow either poplar or the miscanthus in order to supply the present consumption of gasoline and diesel for cars and trucks in Germany. So that is not a viable way to get the fuel for our cars and engines. Another point which comes up is bio diesel from the oil palm. And from the palm plant here, the point is, the yield is pretty good, about 5,000 to 6,000 litres per hectare. But the point is, the forests are cleared primarily in South-East Asia, in Malaysia, Borneo, Sumatra are the most terrible examples. And the palm oil is exported to Europe and it even receives subsidies because it’s considered to be renewable energy. But with that actually we do a very bad job because the tropical rain forest in South-East Asia, they grow on peat. And the underlying organic material on the soil here is oxidised when you remove the forest. Its oxidised by yeast and bacteria and it takes about 430 years until you get a compensation of this carbon dioxide released by the bio diesel saving. And in my opinion we should stop to produce bio diesel in the tropics from the oil palm. And we should not allow the import of palm oil derived bio fuels in Europe. I also think that the result of the climate will be very negative because it is much, much drier than the original forest. And on the other hand we kill our eco systems. We kill many species and our natural resources which may have many, many unknown compounds which could be used in medicine to treat one or the other disease. And to reduce the carbon dioxide release it would be much better to grow poplars on the land used for bio fuel production. And to convert the bio mass to coal by a process called hydrothermal carbonisation. And you have to heat the biomass in water to about 160 degrees and this would actually save 207 kilograms carbon dioxide per hectare. Whereas when you produce bio fuels you save about 0.3 kilograms per square metres. So not producing bio fuels and instead reforesting the land saves you 10 times more carbon dioxide than the actual bio fuel production. This is why I think one of the most stupid things is bio fuel production. And I think the major reason why it is so popular is because there is subsidies for farmers. Particularly in Europe and there’s lots of lobbyism in parliament, to governments and that's why we have now also... we have 10% ethanol, bio ethanol in some kind of our super gasoline and diesel has to have 7% of bio diesel in it and with that actually we kill our environment. If we now compare the systems and we go to efficiency of commercially available photovoltaic cells, then here we have a yield of about 15 to 20% in electric energy compared to the sun light energy. And also you have seen such things as this thermal power plant where you have reflectors focusing the sun light onto absorber tubes. You can heat the liquid up to 400 degree and then you can produce electricity in a classical process via steam. And this is considered also to be very effective and you could produce energy also during night when no sun is shining in contrast to the photovoltaic cells. And the space requirements for solar cells providing all electric energy for the world is listed here. For Europe or for Germany, Germany would be a square of 50 times, 60 kilometres only of the Sahara would be sufficient to produce the energy, electric energy for Germany. My vision there is if we would be able to transport electric energy without losses by super conducting electricity cables then we would require 3 to 4 big photovoltaic fields, maybe one in north Africa or one also maybe in South Africa, Kalahari, one in China, one in Australia, one in Mexico. And if these cables would span the globe then we could have continuous energy all over the world, we wouldn’t need, there would be no need to store energy because the sun is shining somewhere at each hour. But even now without super conducting cables we can transport electric energy from the Sahara to central Europe with high voltage direct current cables and this is what is planned in the Desertec. But on the other hand the yield also in Germany is pretty good. And probably we don’t need that. Coming to the alternative to bio fuels and we have that car and this car is electric car and it uses 80% of the energy stored in the electric batteries for propulsion. So 80% of the energy in the electric battery is used for driving the wheels. If we see, have a look at this car with a combustion engine and then only 20% of the energy of the gasoline is used for driving the wheels. So there is an advantage of a factor of 4 of the electric system over the bio fuel system. So if we take that into account and we consider that bio fuel contains less than 0.2% of the energy of the sun light. And we can easily calculate that the combination of photovoltaic cells, electric battery, electric motor, uses the energy of sun light at least by a factor of 400 better than the combination biomass, bio fuel combustion engine. Clearly we need more powerful batteries and I don’t think that is... To get that is realistic and they are in the lab, in the development, they are tin-lithium-sulphur batteries and they store 10 times more energy than the present lithium batteries. Present day lithium batteries are the technology of 1995. The technology has improved and we, I think we will be able to drive our cars with the same range as by gasoline cars in the future. So with that I’m going to come to the end and summarise. And production of bio fuels from various kinds of biomass is a very inefficient land use. And we have to put too much fossil energy into the production of the biomass, into conversion into bio fuel. And the direct usage of biomass for heating or electricity conversion in power plants, replacing bio fuels is more efficient by a factor of 2 or 3 with respect to carbon dioxide fixation than the bio fuel production. Solar energy can and will be used to generate electricity either by solar thermal power plants or by photovoltaic cells. And cars have to be driven by electric batteries, electric motors. But I think with jets we have a problem, for that we cannot use. For our jet traffic in the air we’ll still need kerosene. But I think this can be solved. With that I want to come to the end and thank you for your attention. Applause.

Vielen Dank, dass Sie mir diese Gelegenheit geben. Wie Sie alle wissen, haben wir zwei sehr kontroverse Vorträge gehört. Ich möchte ebenfalls die eine oder andere Anmerkung zu diesen Kontroversen beisteuern. Ich arbeite am Max-Planck-Institut für Biophysik. Unser Institut befasst sich mit Membranproteinen. Membranproteine werden katalysiert... die Photosynthese wird hauptsächlich durch Membranproteine katalysiert; es geht also um Photosynthese. Die Bedeutung von Membranproteinen wird hieraus ersichtlich: Das ist eine Abbildung aus einem Lehrbuch; alles, was Sie sehen, sind Membrane. Und die Proteine spielen darin viele wichtige Rollen. Zum Beispiel katalysieren sie den Transfer (den "Fluss") bzw. den Transport von Substanzen zwischen Membranen, sie sind am biologischen Elektronentransfer beteiligt, hauptsächlich für die Synthese und die Zellatmung, und sie sind auch Signalrezeptoren. Das ist sehr wichtig für die Medizin. Einige Membranproteine sind außerdem Enzyme, vorzugsweise für wasserabweisende Substrate. Gegenwärtig arbeiten wir in erster Linie an der Veratmung, aber das Ganze ist zu kompliziert. Ich befasse mich also mit einfacheren Dingen und spreche mehr oder weniger über die Synthese. Sie haben die kontroverse Diskussion miterlebt; darauf werde ich nicht näher eingehen. Sie wissen auch, dass die Kohlendioxidkonzentration zugenommen hat. Ich glaube, dass die Erwärmung und die Zunahme der Kohlendioxidkonzentration Fakten sind, die nicht bestritten werden können. Ich würde außerdem sagen, dass es nach meiner persönlichen Erfahrung aus mehr als 60 Lebensjahren wärmer geworden ist. Als Kind war ich ein Gärtner, ich kümmerte mich um den Garten meines Vaters; heute kümmere ich mich um meinen eigenen Garten. Ich weiß, wann früher die ersten Minustemperaturen auftraten, nämlich am 15. Oktober, und wenn man nach dem 15.Oktober wartete, bis man Eis in den Bottichen hatte, war es Mitte November. Heutzutage kommt der erste Frost viel später. Und Eis hat man nicht vor Dezember im Bottich. Meine persönliche Erfahrung sagt mir also, dass es eine Erwärmung gibt, aber das ist eine lokale Erwärmung, keine globale Erwärmung. Doch das hat mich davon überzeugt, dass die Erwärmung existiert. Wir haben außerdem aus den Vostok-Eiskernen in der Antarktis die Temperatur und die CO2-Konzentrationen ermittelt; da gibt es eine Korrelation. Doch es stimmt, was mein Vorredner sagte - dass der Temperaturanstieg dem Anstieg der CO2-Konzentration vorangeht. Und das, denke ich, ist ein Problem für die Klimatologen. Der Grund dafür ist... darauf komme ich später zu sprechen. Der Temperaturanstieg kommt vor dem Anstieg der Kohlendioxidkonzentration. Das lässt sich nicht bestreiten. Der Grund dafür ist, dass der Temperaturanstieg die Aktivität der Biomasse, die aerobe Bakterien abbaut, stimuliert. Dies führt in höherem Maße zur Kohlendioxidproduktion als dass es dazu beiträgt, die photosynthetische Kohlendioxidfixierung zu erhöhen. Das ist in der Tat eine Tatsache. Diese Korrelation führte natürlich zusammen mit dem Anstieg der Kohlendioxidkonzentration durch fossile Brennstoffe und theoretischen Überlegungen zu der Annahme, dass die Zunahme von Kohlendioxid und anderen Treibhausgasen, in erster Linie Methan - mit Ausnahme natürlich von Wasser - den beobachteten Temperaturanstieg verursacht, was ich nicht bestreite. Der Beweis dafür, dass die Erderwärmung durch Treibhausgase verursacht wird, beruht auf Berechnungen, Simulationen, die wiederum auf der Theorie des Transfers der Infrarotstrahlung beruhen. Eine Person, die auf diesem Arbeitsgebiet große Bekanntheit erlangte, war Svante Arrhenius. Seine Arbeit stammt aus dem Jahr 1896. Im Jahr 1903 erhielt er den Nobelpreis. Der in meinen Augen beste Beweis dafür, dass Treibhausgase tatsächlich eine globale Erwärmung verursachen, ist die Abkühlung der Troposphäre, die keiner meiner Vorredner erwähnt hat. In großen Höhen kühlt sich die Atmosphäre ab, und das lässt sich leicht erklären. Sie erhält weniger Infrarotstrahlung von der Erdoberfläche. Das wäre also... in meinen Augen ist das der beste Beweis dafür, dass es die Erderwärmung tatsächlich gibt. Das ist aber auch schon der einzige experimentelle Beweis, den ich anerkenne. Was ich wirklich vermisse, jenseits der Berechnungen, der Simulationen, ist, dass jemand eine sehr lange, leere Röhre mit Spiegeln füllt, eine Infrarotstrahlungsquelle hinzufügt und am Ende misst, wie viel Infrarotstrahlung herauskommt. Wenn dabei zwei Watt pro Quadratmeter herauskommen, bin ich zufrieden. Aber ich frage mich, warum niemand dieses ziemlich einfache Experiment durchführt. Wir kommen zu... der Hauptpunkt ist folgender: Fossile Brennstoffe - also Kohle, Erdöl, Erdgas - gehen auf Photosynthese zurück. Und in der Photosynthese fixieren Pflanzen Kohlenstoff aus der Atmosphäre. Die Frage lautet jetzt: Können Pflanzen zur Herstellung von Biotreibstoffen verwendet werden, das Energieproblem der Menschheit lösen und dadurch gleichzeitig die Erderwärmung reduzieren? Beginnen wir mit dem Blatt einer Landpflanze, wo Photosynthese in erster Linie stattfindet. Zunächst einige grundlegende Fakten: Photosynthese besteht hauptsächlich aus zwei Reaktionsklassen. Eine Klasse sind die Lichtreaktionen: Die Absorption von Licht führt zur Erzeugung chemischer Energie. Das ist Redoxenergie; man kann es auch fixierten Wasserstoff nennen. Und als Nebenprodukt wird Sauerstoff freigesetzt. Es handelte sich also um ein Abfallprodukt. Und die Erfindung der oxygenen Photosynthese sorgte für die größte Veränderung, die es jemals auf der Erde gegeben hat. Es war eine weltweite Katastrophe; über 90 % aller Organismen starb, als das vor etwa drei Milliarden Jahren von der Natur erfunden wurde. Dunkelreaktionen... die Redoxenergie wird dazu verwendet, der Luft das Kohlendioxid zu entziehen, es umzuwandeln und als Zucker zu fixieren. Hier sehen Sie eine Darstellung davon. Es gibt die Lichtreaktion, Wasser kommt dazu, Sauerstoff wird freigesetzt, ATP wird produziert - die universelle Energiewährung in der Biologie. Außerdem wird NADPH produziert, und die anderen Produkte sind das oxidierte Substrat und das hydrolysierte ATP. Dann kommt der Calvin-Zyklus ins Spiel; das Kohlendioxid wird fixiert und das Ergebnis davon ist der Zucker. Die Absorption von Licht geschieht durch Chlorophylle und Carotinoide. Die Chlorophylle hier sind die grünen Moleküle, und die Carotinoide sind die gelben Moleküle; das sind lichtsammelnde Antennen. Der nächste Schritt ist dann die Übertragung der Energie des absorbierten Photons auf das photosynthetische Reaktionszentrum in einem strahlungslosen Prozess. Dort findet die Ladungstrennung statt, und es folgt ein Transport von Elektronen über eine photosynthetische Membran. Der Elektronenakzeptor wird reduziert, und über der Membran wird elektrische Spannung erzeugt. Das ist der Mechanismus. Wir erforschten diese Struktur im Jahr 1986, und das Ergebnis war der Nobelpreis 1988. Hier sehen Sie den primären Elektronendonor, der angeregt wird, und es kommt zum Transfer eines Elektrons über die Membran. Man hat mittlerweile gelernt, das Gleiche mit Pflanzensystemen anzustellen. Was Sie hier sehen, ist das Bild des Photosystems 1 der grünen Pflanze. Das ist sehr kompliziert; es gibt Hunderte von Chlorophyllen, Molekülen, viele, viele Proteine, aber wir können die Struktur untersuchen. Wir können die Position eines jeden Nicht-Wasserstoffatoms in diesem riesigen Komplex herausfinden, was, so denke ich, wirklich ein bemerkenswerter Erfolg ist. Hier sieht man den Elektronenfluss in den photosynthetischen Membranen der Chloroplasten und außerdem Cyanobakterien. Mit der Pflanze und den Cyanobakterien hat man das erste Photosystem 2. Im Photosystem 2 kommt es mit der Freisetzung des Sauerstoffs zur Wasserspaltung. Es folgt ein Transfer der Elektronen über die Membran; dort bewegt sich das Elektron weiter zu einem anderen Komplex. Dann kommt man zu einem PC1-Komplex, wo die Elektronen über die Membran zurücktransferiert werden. Es wird ein weiteres Molekül namens Plastocyanin produziert, das Elektronen an das Photosystem 1 abgibt. Dann werden die Elektronen hier auf Ferredoxine übertragen, und schließlich wird NADPH, ein Coenzym, reduziert. Das ist es also, was bei der Lichtreaktion geschieht. Darüber hinaus treiben die Gradienten, die sich in den photosynthetischen Membranen gebildet haben, die Synthese von ATP an. Es ist ein rotierendes Triebwerk, und die Rotation führt zur Synthese von ATP. Das ist es also, was in den grundlegenden Phasen der Lichtreaktion geschieht. Die Effizienz der Umwandlung des Sonnenlichts in der Photosynthese gilt mit einer wirklich effektiven Quantenausbeute als sehr hoch. Man muss aber sagen, dass weniger als die Hälfte des Sonnenlichts, das die Erde erreicht, photosynthetisch aktiv ist. Nur die Wellenlänge von 400 bis 700 Nanometer kann von den Landpflanzen genutzt werden. Wie gesagt - die Quantenausbeute ist hoch, aber das bedeutet nur, dass jedes absorbierte Photon zu einem Elektronentransfer über die photosynthetische Membran führt. Es bedeutet nicht, dass die Energieausbeute hoch ist. Sehen wir uns diese schematische Zeichnung im Hinblick auf Energie an: Wir beginnen, wie gesagt, mit Photosystem 2 und gehen mit NADPH nach oben; das ist eine Energieskala. Der größte Teil der Lichtenergie geht bereits in der primären Lichtreaktion verloren. Theoretisch benötigt man acht Photonen, um die Energie von vier Elektronen um 1,2 Elektronenvolt zu erhöhen. Das ist der Unterschied zwischen dem Wasser hier und dem NADPH dort oben. Und das bedeutet, das nur 19 % bis 33 % der Energie der absorbierten Photonen in Form von NADPH gespeichert werden. Der größte Teil der Energie geht also bereits hier im photosynthetischen Elektronenfluss verloren. Im Experiment stellt man immer fest, dass man etwa 9,4 Photonen benötigt - acht ist die Theorie; die Wirklichkeit sagt 9,4 - um zwei Moleküle von NADP zu NADPH zu reduzieren. Und wenn wir bedenken, dass nur 47 % - bezogen auf Energie - des Sonnenlichts photosynthetisch aktiv ist, kommt man zwangsläufig zu dem Schluss, dass 11,9 % die absolute maximale Effizienz der photosynthetischen Lichtenergieumwandlung durch Pflanzen darstellt. Dieser Wert wird noch weiter erheblich reduziert durch die Hemmung der Photosynthese bei hoher Lichtintensität, durch Photoschäden bei hoher Lichtintensität und durch die Ineffizienz der Kohlendioxidfixierung. Beginnen wir mit der Hemmung der Photosynthese bei hoher Lichtintensität. Hier sehen Sie die CO2-Fixierung, abhängig von der Stärke des Sonnenlichts. Sie sehen hier, dass schon bei diesem ziemlich niedrigen Wert von etwa 200 die Sättigung erreicht ist, und das volle Sonnenlicht liegt bei einem Wert von etwa 1.600. Das wäre also weit rechts auf der Skala. Und das bedeutet, dass bei 20 % des vollen Sonnenlichts das Maximum bereits erreicht ist, und 80 % der Energie des Sonnenlichts, des vollen Sonnenlichts, wird von den Landpflanzen nicht genutzt. Weitere Energieverluste entstehen durch Photoinhibition, durch Schäden bei hoher Lichtintensität, durch Photorespiration. Das ist ein Prozess, bei dem das Enzym Ribulose-1,5-bisphosphat-Carboxylase bei der CO2-Fixierung Sauerstoff statt Kohlendioxid verwendet. Das falsche Produkt muss durch Respiration und durch andere metabolische Prozesse entfernt werden. Am Ende liegt die theoretische Grenze für die Effizienz von Photosynthese bei etwa 4,5 %. Das ist die theoretische Obergrenze. Aber in der Realität wird weniger als 1 % der Sonnenlichtenergie in Form von Biomasse gespeichert. Ich bin auch nicht näher auf die Photoschäden eingegangen - die Pflanze ist in der Lage, das Photosystem alle 20 Minuten zu reparieren. Die Pflanze repariert also ihr System dreimal in einer Stunde. Ich glaube nicht, dass wir das in einem technischen Prozess bewerkstelligen können. Nun einige Beispiele. Beginnen wir mit Biogas, das durch Archaeen - methanogene Mikroorganismen aus Biomasse - produziert wird. Es enthält zu 60 % Methan; der Rest ist hauptsächlich Kohlendioxid. Es birgt aber auch Gefahren: Man produziert nämlich Schwefelwasserstoff, der bereits einige tödliche Unfälle verursacht hat. So kann man das Ganze betreiben: Man hat Kühe, die außer Milch noch andere Dinge produzieren. Das wandert in den Fermenter, man fügt Grünzeug hinzu, hauptsächlich Mais, Maisblätter. Das fügt man der Fermentierung hinzu. Und man erhält Wärme, die man nutzen kann... der Landwirt kann sie für die Beheizung des Hauses nutzen. Außerdem produziert man Biogas - das Biogas, das Methan, treibt eine Gasturbine in einem Generator an, und man produziert Elektrizität. Und den Reststoff hier kann man natürlich als Düngemittel auf dem Feld verwenden. Man kann eine einfache Berechnung anstellen. Ein Blick in die Tabelle zeigt, dass man etwa 400 - 600 Kubikmeter Methan pro Hektar erhält. Die Energieausbeute beträgt etwa 4.000 - 6.000 Kilowattstunden. Das entspricht etwa 17.000 Kilowattstunden elektrischer Energie oder etwa 1,7 Kilowattstunden pro Quadratmeter und Jahr, was im kontinuierlichen Jahresdurchschnitt 0,2 Watt pro Quadratmeter bedeutet. Dann wirft man einen Blick auf die Verteilung der durchschnittlichen Energie des Sonnenlichts, das die Erde erreicht; das sehen Sie hier. Wir befinden uns hier in Konstanz, das wären also 150... wir sind natürlich in Lindau, nicht in Konstanz, aber jedenfalls am Bodensee. Wir sind also hier. In der Sahara erhält man etwa 315 Watt pro Quadratmeter; die Differenz der Sonnenlichtenergie zwischen der Sahara und Deutschland beträgt also nur etwa 223. Wenn wir diese Energie hier in Lindau nutzen, wenn wir das vergleichen, dann wandeln wir nur 0,2 Watt in elektrische Energie um. Das bedeutet: Etwa 0,13 % der Sonnenlichtenergie fließt über Biogas in die elektrische Energie. Das ist also eine äußerst ineffiziente Landnutzung. Und bei diesem Wert haben wir noch gar nicht berücksichtigt, dass wir für die Produktion von Biogas etwa 40 % der Energie einsetzen müssen - durch die Verwendung von Düngemitteln, durch Treibstoff für den Traktor. Der echte Wert liegt hier also unter 0,1 %, wenn wir Elektrizität durch Biogas produzieren. Wenn wir uns schließlich fragen, ob wir damit Deutschlands Energiemenge produzieren können, dann landen wir bei einer Rechnung, wonach wir 720.000 Quadratkilometer brauchen, wenn wir auch den Energieeinsatz berücksichtigen. Die gesamte Fläche von Deutschland beträgt nur etwa 350.000 Quadratkilometer; die landwirtschaftlichen Flächen einschließlich Weideflächen machen etwa 170.000 Quadratkilometer aus. In Deutschland können wir unsere Energiekrise also nicht mit Biogas bewältigen. Machen wir weiter mit Bioethanol. In Europa kommt es von Zuckerrüben oder Weizen, in den USA von Mais. Das Ethanol weist pro Hektar einen geringfügig höheren Energiegehalt als das Biogas vom Maisfeld auf. Doch 80 % bis 88 % der Energie des Biotreibstoffs muss in das Wachstum der Pflanzen investierte werden sowie in die Ernte und in die Konzentrierung des Alkohols, des Ethanols, auf 99,5 % durch Destillation und andere chemische Prozesse. Und wenn die Energie zur Konzentrierung des Alkohols aus Kohle gewonnen wird, dann steigen die Kohlendioxidemissionen an, um etwa 30 % im Vergleich zur direkten Nutzung fossiler Treibstoffe. Wird Erdgas, Methan, als Energiequelle genutzt, dann reduzieren sich die Kohlendioxidemissionen um etwa 35 %. Wenn Erdöl zur Bereitstellung des Energieeinsatzes verwendet wird, hat das keine Auswirkungen. Es hängt also vom Energieeinsatz ab. Zuckerrohr ist in Brasilien sehr beliebt. Dort ist es wettbewerbsfähig und spart Kohlendioxid ein, denn es wird zur Ernte nur geschnitten, es wächst nach, man muss den Acker nicht pflügen, um es von neuem anzupflanzen. Die gepressten Stängel werden getrocknet und destilliert. Der Energieeinsatz beträgt hier etwa ein Neuntel des Energiegehalts von Ethanol.. Vergleicht man jedoch die Energie des Sonnenlichts mit dem Bioethanol, das man gewinnt, stellt man fest, dass immer noch weniger als 0,2 % der Energie des Sonnenlichts auf der Zuckerplantage ankommen. Das ist ebenfalls ein ziemlich ineffizienter Prozess. Meine Vision für das Ganze sieht folgendermaßen aus: Um den Ertrag von Biomasse allgemein zu steigern, müssen wir das Kohlenstoff fixierende Enzym RuBisCo - Ribulose-1,5-bisphosphat-Carboxylase - durch Gentechnik und Selektionsverfahren verbessern. Meiner Ansicht nach dürfte es möglich sein, die Effizienz der Kohlendioxid-Fixierung und damit den Gesamtertrag der Photosynthese um 50 % bis 100 % zu steigern. Man kann versuchen, den von Pflanzen verwendeten Wellenlängenbereich durch die Einführung eines lichthemmenden Systems, das auch UV-Licht sowie eher infrarotes und grünes Licht absorbiert, zu erweitern. Aber wenn man das macht, werden die Blätter schwarz. Und können sie sich vorstellen, in einem schwarzen Wald spazieren zu gehen? Die Wiesen sind ebenfalls schwarz. Das Gras ist schwarz. Wie würde Ihnen das gefallen? Man könnte auch versuchen, die Photoinhibition bei hohen Lichtintensitäten zu reduzieren. Ich habe schon gesagt, dass der photosynthetische Apparat bei 20 % des vollen Sonnenlichts gesättigt ist. Hier könnte man etwas erreichen, indem man Größe und Anzahl der lichtsammelnden Komplexe reduziert, so dass weniger Energie von den lichtsammelnden Komplexen auf ein Reaktionszentrum übertragen wird. Ein weiterer kritischer Punkt: Die Verfügbarkeit von Wasser ist von entscheidender Bedeutung. Wasser ist ein limitierender Faktor für die Photosynthese der Pflanzen. Es gibt Berichte, dass man zur Herstellung von einem Liter deutschem Biodiesel etwa 60.000 Liter Wasser benötigt. Dann spricht man von der nächsten Generation von Biotreibstoffen. Hierbei handelt es sich um einen Prozess mit der Bezeichnung "Biomasse zu Flüssigkeit" (biomass to liquid, BtL). Bei den heutigen, herkömmlichen Techniken, etwa bei der Herstellung von Bioethanol aus Zuckerrohr oder Zuckerrüben bzw. von Biodiesel aus Rapsöl werden nur Teile der Pflanzen verwendet. Bei einer künftigen BtL-Produktion wird die ganze Pflanze genutzt; zur Verwendung bei der Produktion von Biogas wird sie in Gas verwandelt bzw. enzymatisch umgewandelt. So wird zur Herstellung der gleichen Treibstoffmenge weniger Land benötigt. Und für die Synthese kommt der Fischer-Tropsch-Prozess zum Einsatz; das Ganze nennt man dann FT-Diesel oder Sonnendiesel. Das Rohmaterial muss trocken sein; es würde sich um Holz, um Stroh oder andere Arten von Biomasse handeln. Es wird behauptet, dass man aus vier Kilogramm Holz etwa einen Liter dieses Biodiesels gewinnen kann, und man schätzt, dass ein Hektar 3.000 bis 4.000 Kilogramm FT-Diesel jährlich erbringt. Ich muss allerdings sagen, dass diese Zahl trügerisch ist, denn man klärt Sie nicht darüber auf, dass man Wasserstoff hinzufügen muss, um im Syntheseprozess des Diesels einen hohen Ertrag zu erhalten. Der Wasserstoff aber kommt von fossilen Treibstoffen, er ist aus fossilen Treibstoffen gemacht, aus Methan oder Erdöl. Bei diesem Prozess muss man also ebenfalls fossile Treibstoffe einsetzen. Es gibt aber auch neuere Schätzungen - eine von der Europäischen Union finanzierte Studie ermittelte Werte von 890 bis 2.300 Kilogramm pro Hektar, also viel weniger als ursprünglich behauptet. Die Pappel wäre eine ziemlich guter Ausgangsstoff für Holz, denn sie weist eine sehr effiziente Photosyntheserate auf und produziert etwa 1 % Biomasse aus der Lichtenergie der Sonne. Bei dieser Grasart, Miscanthus, ist es ähnlich, und man müsste sie nicht jedes Jahr aussäen. Das ist also eine guter Ausgangsstoff für Biomasse. Wenn wir annehmen, dass etwa 3.000 Liter dieses FT-Diesels pro Hektar hergestellt werden können - wobei wir aber auch den Einsatz externer Energie für seine Herstellung berücksichtigen müssen - dann würden wir die gesamte Fläche von Deutschland benötigen, um den derzeitigen Bedarf an Benzin oder Diesel für PKW und LKW in Deutschland durch das Anpflanzen von Pappeln oder Miscanthus decken zu können. Das ist also kein tragfähiger Weg zur Gewinnung des Treibstoffs für unsere Autos und Maschinen. Biodiesel aus der Ölpalme wird ebenfalls immer wieder erwähnt. Der Ertrag aus dieser Palme ist ziemlich gut, etwa 5.000 bis 6.000 Liter pro Hektar. Die Sache hat aber einen Haken: Die Wälder werden hierfür hauptsächlich in Südostasien abgeholzt, Malaysia, Borneo, Sumatra sind die schrecklichsten Beispiele. Und das Palmöl wir nach Europa exportiert und dort sogar subventioniert, denn es gilt als erneuerbare Energie. Tatsächlich aber ist das eine sehr schlechte Tat, denn der tropische Regenwald in Südostasien wächst auf Torf. Und das zugrundeliegende organische Material auf dem Boden oxidiert, wenn man den Wald entfernt. Es oxidiert durch Hefe und Bakterien, und es dauert etwa 430 Jahre, bis diese Abgabe von Kohlendioxid durch die Biodiesel-Einsparungen ausgeglichen ist. Meiner Meinung nach sollten wir die Herstellung von Biodiesel aus der Ölpalme in den Tropen stoppen. Und wir sollten die Einfuhr von Biotreibstoffen aus Palmöl nach Europa verbieten. Ich bin auch der Ansicht, dass die Auswirkungen auf das Klima negativ sind, denn es ist viel trockener als im ursprünglichen Wald. Andererseits zerstören wir unsere Ökosysteme. Wir töten viele Arten und vernichten natürliche Ressourcen, die möglicherweise zahlreiche unbekannte Bestandteile aufweisen, mit denen die Medizin die eine oder andere Krankheit heilen könnte. Zur Senkung der Kohlendioxidabgabe wäre es viel besser, auf dem für die Herstellung von Biotreibstoffen genutzten Land Pappeln anzupflanzen und die Biomasse durch einen Prozess namens hydrothermale Karbonisierung in Kohle umzuwandeln. Dann muss man die Biomasse in Wasser auf etwa 160 Grad erhitzen; das würde 207 Kilogramm Kohlendioxid pro Hektar einsparen. Während man durch die Herstellung von Biotreibstoffen etwa 0,3 Kilogramm pro Quadratmeter einspart. Wenn man also die Herstellung von Biotreibstoffen unterlässt und stattdessen das Land wiederaufforstet, spart man damit zehnmal mehr Kohlendioxid ein als durch die Herstellung von Biotreibstoff. Deshalb bin ich der Ansicht, dass die Herstellung von Biotreibstoff zum Dümmsten gehört, was es gibt. Und ich glaube, der Hauptgrund für seine Beliebtheit liegt darin, dass es für die Landwirte Subventionen gibt, insbesondere in Europa. Lobbys üben auf Parlamente und Regierungen einen starken Druck aus, weshalb wir jetzt auch... wir haben 10 % Ethanol, Bioethanol in einer bestimmten Art unseres Superbenzins, und Diesel muss 7 % Biodiesel enthalten. Damit zerstören wir unsere Umwelt. Wenn wir nun die Systeme vergleichen und uns die Effizienz handelsüblicher Photovoltaikzellen ansehen, dann haben wir hier einen Ertrag von etwa 15 % bis 20 % an elektrischer Energie verglichen mit der Energie des Sonnenlichts. So etwas haben Sie auch schon einmal gesehen - das ist ein thermisches Kraftwerk, wo Reflektoren das Sonnenlicht auf Absorberrohre fokussieren. Man kann die Flüssigkeit auf bis zu 400 Grad erwärmen und Elektrizität in einem klassischen Prozess durch Dampf erzeugen. Das gilt ebenfalls als sehr effektiv. Im Gegensatz zu den Photovoltaikzellen könnten man hier auch nachts Energie erzeugen, wenn die Sonne nicht scheint. Der Platzbedarf für Solarzellen, mit denen man den gesamten weltweiten Bedarf an elektrischer Energie decken könnte, ist hier dargestellt. Für Europa bzw. Deutschland... schon ein Viereck von 50 mal 60 Kilometern in der Sahara würde ausreichen, um die elektrische Energie für Deutschland zu erzeugen. Meine Vision sieht folgendermaßen aus: Wenn wir in der Lage wären, elektrische Energie verlustfrei durch supraleitende Stromkabel zu transportieren, dann bräuchten wir drei bis vier große Photovoltaikanlagen, vielleicht eine in Nordafrika, vielleicht auch eine in Südafrika, in der Kalahari, eine in China, eine in Australien, eine in Mexiko. Wenn diese Kabel um die ganze Welt reichen würden, hätten wir weltweit kontinuierliche Energie, Energie müsste nicht gespeichert werden, denn die Sonne scheint immer irgendwo. Doch selbst jetzt schon, ohne supraleitende Kabel, können wir elektrische Energie in Hochspannungs-Gleichstromkabeln von der Sahara nach Mitteleuropa transportieren, und genau das ist für Desertec geplant. Andererseits ist aber auch der Ertrag in Deutschland schon ziemlich gut. Vielleicht brauchen wir das gar nicht. Kommen wir zur Alternative für Biotreibstoffe. Sie sehen dieses Auto - das ist ein Elektroauto, das 80 % der in den Batterien gespeicherten Energie für den Antrieb nutzt. Sehen wir uns nun dieses Auto mit Verbrennungsmotor an - nur 20 % der Energie des Benzins wird genutzt, um die Räder anzutreiben. Das elektrische System ist also gegenüber dem Biotreibstoffsystem um den Faktor vier im Vorteil. Wenn wir das berücksichtigen und daran denken, dass Biotreibstoff weniger als 0,2 % der Energie des Sonnenlichts enthält, können wir ganz einfach ausrechnen, dass die Kombination aus Photovoltaikzellen, Batterie, Elektromotor die Energie des Sonnenlichts mindestens um den Faktor 400 besser nutzt als die Kombination Biomasse, Biotreibstoff, Verbrennungsmotor. Natürlich brauchen wir leistungsstärkere Batterien, und ich denke nicht, dass das... es ist realistisch, damit zu rechnen, sie sind schon im Labor, in der Entwicklung. Es handelt sich um Zinn-Schwefel-Lithium-Akkus, die zehnmal mehr Energie speichern können als die heutigen Lithium-Batterien. Die heutigen Lithium-Batterien sind die Technik von 1995. Die Technik hat sich verbessert, und ich denke, wir können in der Zukunft mit diesen Autos die gleichen Reichweiten erzielen wie mit benzinbetriebenen Autos. Damit komme ich zum Ende. Ich fasse zusammen: Die Herstellung von Biotreibstoffen aus verschiedenen Arten von Biomasse ist eine sehr ineffiziente Landnutzung. Wir müssen zu viel fossile Energie für die Herstellung der Biomasse, für die Umwandlung in Biotreibstoff einsetzen. Und die direkte Nutzung von Biomasse für die Beheizung oder die Verstromung in Kraftwerken als Ersatz für Biotreibstoffe ist im Hinblick auf Kohlendioxid-Fixierung um den Faktor zwei oder drei effizienter als die Herstellung von Biotreibstoffen. Die Sonnenenergie kann und wird zur Stromerzeugung genutzt werden - entweder durch Solarthermiekraftwerke oder durch Photovoltaikzellen. Und Autos müssen durch Batterien angetrieben werden, durch Elektromotoren. Mit Flugzeugen haben wir allerdings ein Problem; dafür sind sie nicht verwendbar. Für den Flugverkehr in der Luft brauchen wir immer noch Kerosin. Aber ich denke, das lässt sich in den Griff bekommen. Damit möchte ich schließen. Ich danke Ihnen für Ihre Aufmerksamkeit.

“We should stop to produce biodiesel in the tropics”, Hartmut Michel claims
(00:22:21 - 00:28:21)

The capacity of vehicle batteries is, however, still limited despite all of the advances in lithium-ion technology. And neither the sun nor the wind orientate their energy supply to demand, as coal-fired or nuclear power plants can do by regulating their output. The electricity they generate must either be transported to the consumer straight away or it must be put into temporary storage, otherwise it will be lost. The future of energy supply and storage therefore is a huge challenge for science, politics, economy and society, especially if nuclear power is not regarded as an option any more. After the nuclear disaster in Fukushima in Japan in 2011, the German government decided to abandon nuclear energy until 2022 at the latest and to execute and implement the strategy of „Energiewende“ within the next forty years. In a panel discussion at the Lindau Nobel Laureate Meeting 2012, Georg Schütte, state secretary in the federal ministry of research explained this strategy, which led to a controversial debate with the two Nobel Laureates Carlo Rubbia (Physics 1984) and Robert Laughlin (Physics 1998), with Martin Keilhacker, chairman of the task force Energy of the German Physical Society, and prompted a lot questions from young researchers:

Panel Discussion (2012) - Panel Discussion on Mainau Island on the topic of the future of energy supply and storage.

Introduction: Dear Nobel laureates and young researchers, Minister Bauer, ladies and gentlemen, dear panellists. Welcome to the castle’s garden. After a week of discussions about science, your life and the laureate’s lives within science, among cultures and among generations we will today connect science with society even more than we have under the last week. So, today we will hear a discussion about energy, which without doubt is a very important issue to all of us within science and society. It will be a very interesting discussion and I can only invite you and Geoffrey will probably repeat that to engage yourself in the discussion. So after that discussion the next thing will be the lunch break. Geoffrey will also remind you of that later on. And I am very looking forward to seeing all of you at 3.30 in the castle’s court yard for the official farewell ceremony. So now I hand over the role to Geoffrey Carr who is moderator for today’s panel discussion. And I wish us all a very interesting coming 90 minutes. Welcome. Applause. Geoffrey Carr: Thank you Count, thank you Countess. Good morning everyone, good morning laureates, panellists, princes, potentates, minsters, ladies and gentleman. Welcome to Mainau. I am Geoffrey Carr; I’m science editor of the Economist which is a weekly news magazine for those of you who have never come across it if there are such people. It’s my pleasure to be the moderator of this panel discussion of the 62nd Nobel Laureate Meeting. They have been kind enough to invite me back for 4 years now. I don’t know how much longer I can keep going but I will do it as long as they keep inviting me, it’s a great time, it’s great fun. And it’s exciting times to be a physicist as well. So it’s a wonderful coincidence, maybe not entirely a coincidence from what I hear that this meeting on physics coincided with the announcement of the Higgs boson. Or at least that a particle which might possibly, may be a little bit be the Higgs boson when we finish doing the measurements. I normally come to the whole meeting but my day job kept me in London unfortunately because I had to persuade our editor, who is in many ways estimable man, but doesn’t know much about physics that this was important enough to put on the cover of our magazine. Which we have done. So we have a nice big juicy science story this week, which is good. And it’s unfortunate that it meant that I’ve missed the meeting and missed all the excitement here. I’ve also missed the energy discussions. So if I repeat anything that’s been said before my apologies. It could be argued that energy is the most pressing problem that’s facing mankind at the moment. Because if you have enough energy and it’s cheap enough every other problem is tractable. Food is tractable, water is tractable, transport is tractable, manufacturing is tractable, dealing with pollution is tractable. All of these things can be done with enough cheap energy. If we don’t have enough cheap energy it’s back to the caves for a lot of us I’m afraid. We won’t be able to keep the industrial civilisation going. So it is a crucial, crucial issue. At the moment we rely on fossil fuels. There’s a lot of fossil fuel around. So we’re not in immediate danger of running out. But it’s not a great position to be to rely on one energy source. And it’s not a great position for 2 reasons. One is the problem of carbon dioxide and climate change, which I’ve been asked to steer clear of at this meeting, because we want to discuss the technology of alternative energies. But it is an important issue nevertheless. And so it probably will come up in the discussions later. The other thing is that fossil fuels will eventually run out. They won’t run out immediately but we should be thinking about replacing them. And also if you can get the technology right, I mean we’re always looking for cheaper energy sources, the cost of fossil fuel is not going to go down. It’s most unlikely. I mean we’ve seen some new reserves brought on in the form of shale gas which has brought the price of methane down in the short term. But that won’t last forever. The extraction costs are unlikely to go... We should be looking for new technologies that can generate power, extract power from the environment, generate power more and more efficiently and more cheaply. And more stably for the environment as well. There is no shortage of energy around though even apart from fossil fuels. The sums, I did the sums last night. I think they’re right even though I was a bit tired. I reckon that the sun delivers to earth in just over an hour as much energy as the human race consumes every year. So if you wanted to use solar power there’s a plentiful supply of it. For those who distrust solar energy for various reasons there’s a lot of fissionable material in the earth’s crust that can be mined. There’s uranium and there’s also, as I'm sure we’ll hear later, thorium which is in greater abundance although we don’t have yet seriously working technology to use it. There’s a lot of heat in the earth as well and this could be tapped using geothermal power. And for the really brave or possibly foolhardy there’s the idea of fusion, which we’ll also come to later. I did a quick count. There’s about a dozen alternative technologies to providing, to burning fossil fuels to generate electricity and transport. The problem is they all have disadvantages because if they didn’t have disadvantages we’d use them already. I mean they would have just been brought in by economics. So we’re here to discuss the alternatives, debate which of them should be adopted. And we have 4 eminent people in the field to do it. 2 of them are old lags. At least they’re old lags as far as I’m concerned. I’ve had them on the panel before. One of them is Carlo Rubbia here. He is a laureate, 1984 physics. He was director-general of CERN. He was responsible for discovering the W and Z bosons, which transmit the weak nuclear force, which is sort of relevant to this week’s news. We have Georg Schütte; he is state secretary in the Ministry of Education and Research here in Germany. His ministry is responsible for, partly responsible for implementing Germany’s energy strategy, which, I read, has the modest goal of eliminating nuclear power by 2022, 10 years’ time, and doubling the use of renewable energy from 17% to 35% of the total by the end of this decade. Is that correct? Yes, so that should be easy. And the other 2 are newcomers as far as I know. One of them is Robert Laughlin, who was laureate in 1998, physics again. Published a book called “Power in the Future” with the inevitable subtitle which is longer than the title: So perhaps we don’t need the discussion after all. It’s all in the book. He’s backing a mixture of nuclear, I believe, a mixture of nuclear power and solar thermal generation, which is a form of solar power that’s less familiar perhaps. It doesn’t use the solar cells that you put on your roof but uses the sun’s heat directly to heat up fluids so it makes steam and drives turbines. But it also means you can store the heat over night which deals with part of the problem of the sun going down every evening. And he’s also interested in using waste materials and algae to produce bio fuels. And our last member is Martin Keilhacker. He is head of the working group on energy at the German Physical Society. And he was once director of the Joint European Torus, which was the first European attempt to do nuclear fusion. So as I understand it he sees fusion power as the ultimate solution. So the plan is this. I’ll give all the panellists about 10 minutes to ramble on about what they’d like to do. Much more than 10 minutes and I shall stop them and call the next person because the main point of this morning’s festivities is that you should join the discussion. There are 2 microphones. Start lining up towards the end of the panel discussion if you have questions to ask and I hope you do. And we will keep going either until the questions run out or until it’s lunch time. Thank you very much. Applause. Sorry, I should just say Dr. Schütte will be the first of the discussants. I’d like him to explain how he’s going to plug this gap that will be introduced when they take all the nuclear power stations away. Whether he will, we’ll find out. Georg Schütte: So, if what we internationally now call energiewende... It’s a German term that made inroads into international parlour now if you want to change our energy system, So we have to face a tremendous challenge. It is a challenge which was triggered through a continuous change of public opinion in the past 30 to 40 years in Germany, one has to admit. And we had to face a new reality after the tragic events in Japan. And so politicians and various groups of society got together to discuss for a longer period of time how we were going to organise our energy system in the future. And we decided to phase out nuclear energy in the next 10 years. We decided to increase the use or take advantage of opportunities to use renewable energies so that by 2050 80% of the German electricity consumption will come from renewable sources. And we tried to do this while at the same time taking into account that we have to do it in a climate neutral way. As a matter of fact we want to reduce greenhouse gas emissions by 2050 also by 80% as compared to the early 1990’s. So, that is an ambitious goal and we have made several steps in between. We want to increase the use of renewable energies and we have already reached a level of 20%. So we already use more renewable energies than we take advantage of nuclear energy at this point in time. And I am fairly optimistic that we will be able to increase the use of renewables. Nuclear energy already before Fukushima was labelled in Germany as an interim technology on a way to a more renewable future. Since it was an interim technology, we now have to replace nuclear energy to some extent by fossil energy and to a large extent this will be gas. So we face a formidable challenge.We have to increase the use of renewable energy. We have to build the right distribution networks in Germany to do this. We have to build new power plants substituting nuclear power plants by other sources of power. And we have to increase storage capacity because renewable energy sources do require a large amount of storage capacity. And this is the challenge. A further challenge is that one has to take all these factors into account. So we talk about a systemic approach to rebuilding the energy system in Germany. And that we cannot do without the support of the technicians and scientists and researchers. What we learned however in the past 30 years as well is that scientific ideas which are standing alone face the risk of not getting the type of societal support that is necessary to build such an infrastructure which affects everybody in a given country. So a systemic approach also has to take into account that one has to find acceptance for technologies in a broad population. And this is what we do in Germany. Do we have a blueprint for this? No. This is a longer term process. We talk about a process of 4 decades at least. And we do this step by step. And this means that one needs experts group. That one needs advice from the research community. We need advice from the engineering communities. And we have to talk to the people, who as a matter of fact also use and take advantage of renewable energy technology and who have to agree that distribution networks go through their back yard. They have to agree that storage capacities will be built in their vicinity. And that is the challenge we face in Germany. Applause. Geoffrey Carr: Thank you. I would have one question. One can debate... Well, it’s sensible to build nuclear power stations, absolutely. There are arguments on both sides. Once you’ve built it, once it’s a piece of operating plant, they’re relatively cheap to run. Your power stations, you know some of them have got a bit elderly but there’s still quite a lot that have got decades of life in them. Retiring a piece of plant that is useful is quite an expensive thing to do. Germany is not an earth quake zone. Japan is not going to happen here. Is it actually a sensible...? It may be perfectly sensible to say we will build no more nuclear power stations. Is it actually sensible to retire the existing ones? Georg Schütte: From the point of view of a given plant and the economic basis of running that plant it might not be economically sensible. Then the next step of deliberation is: What kind of cost do we take into account? Is it just the operating cost of the plant? Do we take into account dismantling? Do we take into account how we treat nuclear waste? So we might get a different type of bill at the very end. The overall question is: Do we find public acceptance for a technology of this sort? And in Germany the reality is no. And this is a reality and we have to take that type of reality into account. Geoffrey Carr: That's fair enough but you can accept public opinion, I don’t know, I’m not an expert on German politics obviously. I’ve got enough difficulty with Britain’s. But sometimes there are things up with which the people will not put. Sometimes there are things which they might think they wouldn’t put up with but when you actually explain the reality they’ll change their mind. And I wonder... As you said I think the short term alternative to using nuclear power, at least partly, is to plug the gap with fossil fuels. Okay, you can use gas which is the least damaging of them but, yeah, nevertheless you are pumping more greenhouse gases into the atmosphere if you do that. It’s not... A nuclear power station in an earthquake free zone is not a source of pollution. It is perhaps a source of fear but fear can be overcome. Georg Schütte: Right, we have had more than 50 years since the late 1960’s in order to explain this and we have not been so successful. Look at Austria. They built a nuclear power plant and they didn’t even start to run it. So they seem to have a similar problem and it cannot be... My opinion is that this is a sort of social reality which we also have to take into account. Geoffrey Carr: Thank you. Carlo, I think you can be next. Carlo Rubbia: Yes, let me start with some general considerations. I’d like to discuss a little bit about possible developments for the future on which we are working. I shouldn’t forget this is a physics meeting and physics is our subject. Now, let me first of all say one thing: that we are entering a new epoch. Man generated epoch called Anthropocene. I learned the word Anthropocene from Paul Crutzen for the first time. I don’t know whether he’s the one invented the name but certainly I learned from him. And these are very remarkable situations. We are in front of a situation which every year 90 million new people are coming on this earth. There is a real population explosion. Now 7 billion people which we’ve just reached are an incredible number. Let me simply tell you that it corresponds to a continuous line of individuals every 20 metres. And if you put one after the other, all of us, we reach the distance from earth to the sun. And let me remind you also that the sun... The light of the sun takes 8 minutes to travel from the sun to the earth. We have over the history of earth, over the few hundred thousand years in which mankind existed, 100 billion humans. We are on the threshold of a future with unprecedented environmental risks. The combined effect of climate change, resource scarcity and also biodiversity and ecosystem resilience, the time of increased demand poses a real threat to humanity welfare. Such a future generates an unacceptable risk that will undermine the resilience of the planet and its inhabitants. In this epoch there is an unacceptable risk that human pressure on the planet should it continue on a business as usual trajectory will trigger abrupt and irreversible changes with catastrophic outcomes for human society and life as we know it. A transition to a safe and prosperous future is possible but we are running out of time. And to succeed would require the full use of humanities extraordinary capacity for innovation and creativity within new economic development pathways that are fully integrated with the precepts of global sustainability. Worldwide cooperation will be necessary engaging science and society, guided by the principle of responsibly and equity. Real political leadership is required in order to tackle the systemic issues. The expanding population demands more and more food, water and energy, requires a greater consumption of mineral resources and exerts increasing pressure on the environment. In order to be ultimately successful, in order to avoid irreversible changes with possible catastrophic outcome for humanity, all human capacities for innovation and creativity will have to be created, integrated within the framework, a new framework of global sustainability. So far the earth has a remarkable capacity to buffer the expansion of human activities allowing for continuing economic growth in spite of serious ecological decline. However, the growing impact of unsustainable pattern and production consumption combined with a growing population mean that business as usual trajectory or activity would no longer yield the historic pattern of economic growth. To this effect, I would like to spend a few examples on how science and technology can in fact help us in making an acceptable and better future. These alternative studies are studies that we are performing, together with my colleagues... I perform them together with my colleagues at the Institute for Advanced Sustainability Studies in Potsdam Germany, we are now presently working. And I would like to spend a few minutes on 2 subjects which seem to me of considerable importance. One as to the question of how can you get fossils without Co2 emissions. The current worldwide energy supply is based mainly on availability of fossil fuels. Although there is much talk of the exhaustibility of resources, they will remain indispensible in the decades to come. But in addition to the development of renewable energy sources in consideration of climatic changes, a more efficient and more friendly utilisation of fossil fuels has become an urgent necessity. The transformation of exiting energy technology into low emission innovative solution of fossils will contribute to a significant reduction of Co2, is one of the most important scientific and technological challenges of our time. Amongst the various fossils, natural gas is the one with the smallest Co2 emissions. When investigated with IASS and with KIT, the scientific and technical aspect of a different and highly innovative method which has the remarkable alternative of producing the combustion with zero Co2 emissions. It’s called the spontaneous internal dissociation of natural gas, CH4, into hydrogen and black carbon. It is so called methane cracking or methane decarbonisation. And it’s based on the splitting of the methane molecule into its atomic components. Hydrogen becomes the final source with about 80% of the energy. The released solid carbon in the form of carbon black can be removed mechanically and eventually used in the manufacture of tyres, batteries and even of fuel. The practical implementation of a Co2 free technology for the production of hydrogen from methane, if successful, will have a significant impact in many different sectors. Producing fossil hydrogen without Co2 emissions will also open the way to recombine the vast amount already accumulated of Co2 waste with hydrogen in order to produce a natural gas based liquid fuel in replace with oil. Co2 and hydrogen can combine to produce methanol and water, a liquid substitute to gasoline in all distant transport application. If in the concentrated source, it could be indefinitely recycled and transform the Co2 from a liability to an asset. Methanol is a commercial chemical. Methanol is an excellent fuel in its own right. It can be blended with gasoline or used in a methanol fuel cell producing electricity directly combined with air. Methanol can be converted into ethylene, the key material to provide hydrocarbon fuels and their products. Therefore it would be able to replace oil, both as a fuel and as a chemical raw material, without costly new infrastructure and without Co2 emissions. It would provide a feasible and safe way to store energy. Making available a convenient liquid fuel and provide mankind with unlimited source of hydrocarbon mitigating the danger of global warming. Especially in the second phase when it may become possible to produce hydrogen from solar energy. A second problem which I would like to mention is a new interesting development. It’s the question of transporting electricity at very long distances as was already pointed out by my previous speaker. And on the planet there are plenty of potential energy sources for renewable energy. For instance solar energy is about 100,000 times today’s primary energy. Wind and hydro are also vastly available. But renewable energies are generally situated in suitably chosen areas of substantial size which are often located far away from densely populated area. In the North Sea there is the opportunity of building offshore turbines on a 60,000 square kilometre area which can provide electric energy for the entire European Union. In the Sun Belt the electric energy produced by a concentrated solar power system with the size like Lake Nasser equals the total Middle East oil production. However, all this renewable energy primary use electricity with respect to the one of heat from fossils. An additional reason for connecting to great distance is very high power electricity is related to the intrinsic variability of wind and solar which will also be discussed. The worldwide deployment to this new form of energy like wind, geothermal and solar cannot occur without renewed investment in the transmission infrastructures. New connection should be built to link areas with vast potential to generate clean energy to the areas which have a convenient demand of electric power. Superconductors, because of the absent ohmic resistance, have the property of exactly zero electric losses. The dominant losses are then the only static thermal losses to the cryostat while they’re independent of the amount of current transported. In 1986 the biggest breakthrough has been the discovery of high temperature superconductivity by Nobel laureate Bednorz and Müller. Because of their critical temperature well above the one of cheap, readily available liquid helium cooling, this new material has changed impact of superconductivity. In January 2001 the committee has been again astonished by the sudden announcement of Akimitsu and a report on superconductivity at 40 Kelvin by magnesium diboride. This surprisingly simple and cheap compound can be readily manufactured into wires and it is based on precursors which are very abundant and cheaper than any other competing superconductor. Magnesium diboride is therefore a major new step in the development in these applications. Transporting electricity a distance of over several thousand kilometres compared to the one of existing pipelines of natural gas or oil may become possible with very modest cryogenic losses and for very high electric powers. These cables are in the form of very narrow tubes buried underground in a very modest, about 30 centimetre diameters. The practicalisation of superconducting line has several elements in common with established practice to natural gas pipelines. The cable is under the ground and periodic cooling installations located on the surface at every several hundred kilometres. They are both cross country transmission systems with many features associated with change in elevation, temperature variation and other similar situation. In the case of natural gas pipeline this problem has been successfully solved and they are also expected to be solved also for the superconducting lines. The longest natural gas pipeline is between Russia and China and is about 5,200 miles, 8,400 kilometres. Similar distance may become possible for the energy transport of comparable energy powers. To conclude I believe there are a lot of very beautiful new ideas which the scientific community is developing. And these are absolutely necessary in order to make sure that we have in front of us a future which is acceptable and possible and satisfactory for all of us in this beautiful world. Thank you very much. Applause. Geoffrey Carr: Robert Laughlin, give us your pearls of wisdom. Robert Laughlin: Well Carlo, you took all my time. This is a joke of course. We have talked about this meeting before we went on the air here. And one of the things we want is to encourage questions out of the audience. So I’ll do my best to be short and also to be a little provocative. One of the things that’s come out already is that we have an imminent problem, not just with climate but with the actual energy supplies. And this is the thing I prefer myself to focus on because I think it’s a more immediate problem. Now the idea has also come out in these discussions that the technical means, technical means for really attacking the problem certainly exist. We know for sure that the sun is ample for solving the problem. And we know that all physicists tend to like the sun for this reason. Now, and we also know about the tradeoffs with nuclear energy. Now, I want to throw a couple of controversial matters out with the hope that we’ll get attacked and then we can talk about them. So first the sun. Just before I came to this meeting I checked the BP statistical review of energy for this year to check that sure enough in the world the total fraction of alternate energy, meaning wind and sun, wind, sun and bio, is 1.6% of the total energy budget. Of that 1.6% almost all of it is wind. The sun is a negligible fraction of the world energy budget now. So how is this possible when the sun is so ample? Well, there’s a cost reality. And if we are going to be technical people that really solve the problem, we have to attack not only the possibilities of technical means but also the costs. So the sun has a cost problem we know. And one of our tasks is to get that cost problem under control before disaster hits. Now the other... So it’s cost, so I want to bring up the issue of costs even though I’m a scientist. Now the second thing has to do with the famous vote in Germany to disassemble nuclear power. Now I have given talks in this country since the spring on this subject. And I bring up a very controversial idea that I want to plant in your heads right now. At this present time in history jewels are cheap. So if we get desperate for energy, both fossil coal and fossil natural gas are plentiful. And the price is extremely low especially given the new advances in fracking. So giving up nuclear energy now means as a practical matter burning more fuel. Now we want to supplant the nuclear energy with wind and sun. But there’s a cost issue there and also a supply sustainability issue there which we probably need to talk about. Because industries can’t tolerate those high costs and be internationally competitive. And customers will not stand having the power cut off. So the alternatives that we talk about usually have a fossil backup and that fossil backup is the dark little secret of alternate energy. Something that we ought to talk about more because that’s the weak, that’s the Achilles heel of alternate energy. Now I have asked people in thinking through this problem, to skip over the politics and do a science fiction experiment where we imagine a time roughly 2 centuries from now, when nobody burns fossil fuel out of the ground anymore. Either because it’s gone or because they voted to keep it in the ground. And I want to ask people what is life like. And in particular how did those people of the past make the transition from fossil dependence to whatever one has now. Now, one of the things on the table is the political need to have cheap electricity. We’ve talked about this a lot. And now I ask people to think what will happen when your great, great, great, great grandchildren have to make a choice between no lights and nuclear energy. Will they vote for much higher energy costs or will they invent reasons why nuclear energy was the right thing to have all along and bring it back. Now, if you think this is a ludicrous thought experiment. I call your attention to events taking place in Japan at the moment. Where Japan just suffered the second worst nuclear accident known in history, nonetheless the people of Japan, this government are struggling with the question of what we do if we turn off our nuclear reactors. And last I looked 2 of them came back on, ok. So the events in Japan are highly relevant to the question of whether you can pass laws to demand alternate energy in the face of very hard realities such as market demand for power on the one hand and frankly national security on the other. Now with luck I’ve stimulated everybody so you’ll ask a bunch of embarrassing questions that we can’t answer and I’m going to stop. Geoffrey Carr: Right thanks very much. On to Dr. Keilhacker. Applause. Martin Keilhacker: The theme of today is supply and storage. So let me spend a few minutes about 2 novel ideas or techniques on which some of my colleagues are working. I would like to remind you that at the moment the volatile or fluctuating energy from wind and sun contributes about 10% to the electricity in Germany. Together with biomass and so on it’s 20%. But recent studies have shown if this increases a little and we are still capable of keeping the net stable. But recent studies have shown that if we increase it to the goal which we have for 2020 which is 30% renewable energies fluctuating, most of them, then one will need quite much more storage than we have at the moment. And as you know the most effective storage is hydropower. But we cannot increase that very much. So one idea, one technique which has already been demonstrated... I also want to point out we need something very quickly, as has been pointed out by 2 of my colleague speakers before. So one technique is to use the electricity from wind or sun, photovoltaic, to produce in the end methane in 2 steps, to produce a gas. In the first step you use the electricity to produce from water hydrogen by electrolysis. And here you can already use the hydrogen if you want in fuel cells for mobility for example. But the real idea is to go one step further and to combine the hydrogen with Co2 and you form in a chemical reaction, you form methane. And this methane, which is equivalent to natural gas, you can then transport in the already existing network of Germany or Europe. And this, the gas network, which will surprise some people I guess, transports at least twice as much energy as the electric grid in Germany. So twice as much energy is transported in gas pipelines than by the grid. So this is a very, very efficient, already existing transport system and also the storage system is very good. We keep store in Germany of gasses and this is about 1/3 of the annual electricity consumption of Germany, This is a completely different, many orders of magnitude different. So of course the efficiency, the efficiency to get hydrogen is about 70% and the efficiency then to get methane, the total efficiency is 55% or something like that. Of course this is... Still you have gas and you produce Co2. You could also then go back to electricity and then of course you have your energy efficiency goes down further to 30%. So it’s not very efficient. But still it is a possibility which can be... which we could have in the short term. So this is being discussed and researched in Germany quite a lot. The other idea is a bit more... Let’s say more an idea but nevertheless some, This is to produce so to speak artificial hydroelectric power stations by using the deep sea. To have the pressure difference between the surface of the water and let’s say 2,000 metre down which is 200 bars. And you dump a hollow concrete spheres or some other bodies down and then to save the energy you pump out the water and create some atmospheric pressure. And if you want the energy back, you let the water go through the turbine again and you produce electricity. So, I’m not so sure whether this... I mean it is according to first calculations with industry, this is just about as much... costs as much as other means like building a new hydropower station and so on. But it would be a possibility to have with every wind power station perhaps such a reservoir which also if it’s not as deep, it can be used as a socket for placing the wind turbine on it. So anyway these are new ideas. In general I want to say that the problems of renewables and then of transport and storage can, to our knowledge, only be solved on... not on a national scale but on at least a European scale. We need very urgently a European network to extend the European network. The electricity grid with high voltage lines which is possible. And the same with storage. And also of course if we consider the cost, then it really doesn’t make sense to have photovoltaic in Germany. One should have it in the Sahara or in the south of Spain or in Sicily. And then we come again to the problem how do you transport the energy. But there are possibilities, the high voltage lines already exist and they are only a small contribution in cost to the total cost. So this is possible. And then of course you get much more efficient. Thank you. Applause. Geoffrey Carr: Thank you Dr. Keilhacker. Could I encourage people to go to the mics and ask a few questions. And while all that is going on I have one of my own. You talk about a European grid which strikes me as a very sensible idea. And you talk about pump storage in the oceans. I would have thought the answer to pump storage if you’ve got a European gird is one word, Norway. Can you not persuade the Norwegians to act as the battery of Europe? Martin Keilhacker: Well, Norway is discussed as the Holy Grail by many German scenario makers but the reality is quite different. I mean the present reservoirs are just sufficient to cover the needs of the Norwegians. And there is the possibility to increase this by 5 or 10 gigawatt or something like this. And Germany has just only a few weeks ago, has signed a contract with Norway for a high voltage under the sea transmission line which will have 1.2 gigajoules. This is about what one nuclear reactor, one block of nuclear reactor has or some other big power stations. And this is certainly very useful but it will in the end not really solve the problem if we want to go to 80% renewables. I mean I have my doubts whether this is possible, much more than 50%. But if we want, certainly the storage and this will not be solved by going to Norway because the Norwegians, the British as far as I know want... Geoffrey Carr: Yes we would like a slice of Norway as well. Martin Keilhacker: And the Netherlands have already a line in that market and Sweden and so on and so on. Geoffrey Carr: Sorry about the bells. Question: I’m from the US and I work on fusion research. And thank you to all the panel members. We’ve heard a lot of really good things about how we can make more energy in the future. But I would just like to pose a question sort of down the other pathway. Earlier in the week we heard a talk by Doctor Fert about, you know, a very novel way of having computers use so much less energy. And just do you think that that can actually be significant? Or those sort of energy saving matters is that just so small compared to how much energy we need that it hardly matters? Geoffrey Carr: Who would like to take that one? Ah, Carlo. Carlo Rubbia: I could try to give the answers to the question. First of all we are not talking only about electric energy. We’re talking about total energy. Electricity is only 1/3 of it. But our largest consumption is coming from other activities, roughly home and industries producing various materials. It would seem to me that the right direction which one should go is to try to reduce... especially in our countries saving of the other aspect of the energy, namely buildings, houses, energy transport, cars etc. And electricity it’s of course...it’s a very delicate issue and the question which you raise is certainly important. Now in that respect it would seem to me 1 or 2 things. I think our energy supply will depend very much for instance on the fact that we decide to have an electric car instead of having an oil driven car with all the possible advantages. And therefore it would seem to me that electricity per se is a problem quite independently of the specific use of it. Now in this respect I want to add 2 important points. One point is: One way is extending the network. We already said that the present networks are not sufficient. You mentioned very clearly the necessity of a European network. It seems to me that we have to reconstruct transport of energy from the beginning. We have to be able to transport large amounts of electricity over big distances. Now the average distance of an electric line is a few hundred kilometres. The longest distance of a natural gas line as you mentioned is 8,000 kilometres. We’ve got to follow that line. If you get a much wider surface and much wider cooperation in the utilisation of the energy, I think we will be able to compensate problems in a much more effective way. The second point is there is one form of electric energy which storage is very successful, which was not mentioned by any previous speaker, which is what's called... It’s associated with solar energy. All the Spanish concentrating solar power systems use storage in the form of heat storage. You take sunlight and you heat it to 500 degrees centigrade and then you store the liquid, hot liquid in a very efficient way. And that can last for days. In fact, this is now presently used in most of the applications of concentrating solar energy in the future. This seems to be a very promising technology. Because it is about a factor 1,000 more efficient than carrying water up and down, keeping hot liquid. And hot liquid is naturally there if there is sunlight, you see. If we want to one day have a system to transport energy from Sahara to Europe, there is no doubt that storage will have to be associated. And the method of storage in terms of liquid, hot liquid is there. And it will become a practical solution. Robert Laughlin: We have a long line here but I can’t resist. I run a course on energy at Stanford that I run in the fall. And one of the students who is from Saudi Arabia wrote a piece on this which you can go read. And he pointed out that at present the computer industry including the internet uses about as much energy as the commercial airline industry. And also it’s growing exponentially. And so we calculated how long before the computer industry was the entire energy cost of the world. And of course it’s a silly thing but it’s not so silly. It’s a small number of decades. Now, the point is that the computer used right now is not limited by energy cost. Your phone, your cell phone could be much more efficient but you’re buying that, the little gadgets in there. So, we’ve now discussed the fact that this is not a stupid question and in fact the internet is taking a lot of energy and it’s getting... you know like this. And second of all that you are responsible because you people like all those little gizmos on your phones. Georg Schütte: Measures to increase energy efficiency are the low hanging fruits of the German energiewende. So we want to increase efficiency and reduce electricity consumption by 50% in the next 4 decades. The problem is the rebound effects which we saw in the past. And you mentioned just one of them, introduction of IT and new technologies that overcompensate the efficiency gains which we have made before. So green IT is a big issue. Geoffrey Carr: I’m going to take chairman’s privilege and just make one other point which is: Every discussion about energy efficiency, the discussion is in the context of the 1 billion people who are in the developed world. There are 6 times as many, soon to be 8 times as many people out there who want to be like us. Energy efficiency, efficient technology is obvious but you're not going to be able to conserve your way out of the problem by conserving something that doesn’t even exist anymore which is their demand. So energy efficiency is a good idea but it can’t possibly be the answer to the question. Thanks very much for the question. Question: I am from the University of California. And we here live right by the dessert and our faculty uniformly agree that solar cells in the dessert is completely impractical. The cost of transporting the energy from the dessert back into the LA area is simply not going to work. And they’ve explored a large range of possibilities on that. This plot of humanity, the way I see it, is that we found places on our planet which were too hot so we invented air conditioning. We find that the sun is not always up so we should bring it to us. And the way to do that is to use nuclear energy. And I feel that there is no other solution other than nuclear energy. The question is: If you look at the disaster in Japan you will note that the reactors were built on old fission designs from the 1970s. So isn’t it true that we could, while we wait for fusion to become practical, focus our efforts on safe fission like pebble bed reactors and devices of this nature. Geoffrey Carr: I hesitate to say: Carlo, can you address the question of nuclear technologies? You have 2 minutes. Carlo Rubbia: Well, let me say I don’t think there is much more uranium around than there is oil or natural gas if we are using it at present level. Today about 6% of the total primary energy is nuclear. The rest is coming from elsewhere. So it would seem to me that if you wish to go nuclear and sooner or later there will be people which will realise that nuclear resources are there to be exploited, you have to depend on a different nuclear. And you have mentioned the fusion as one example. The other examples are some exotic materials which really do solve this problem on a longer time base. It seems to me that if you were going to say nuclear is the main solution for the future of energy in the near term, we would like to multiply the amount of nuclear energy by a substantial factor, maybe a factor of 5 or the factor 10, 50% nuclear. This is certainly possible but it will give us a few problems like Yucca Mountain in your country. What are you going to do with the waste? And other questions. And I don’t know that there is enough enrichment or other things available to do this. So this seems to me that the only way out of it, to get nuclear on the road again is by very strong, massive effort on innovative. The present day nuclear seems to me to fill up the gap. They know what it is. There’s the good factors, the bad factors. We know that is a debate at question. Some people think one way; some people think a different way. But it seems to me the only way out of that is innovation, innovation, innovation. Geoffrey Carr: I’ll take another question actually. The lady at the front. Question: Hi, I am…?(inaudible 55.57) also from the United States and my question in regards... So, my question is how are we going to put in infrastructure for all these great, wonderful new technologies? Is it going to be a global effort where we put in methane pumps everywhere or, you know, to transport electricity back from the Sahara back to Germany? I mean how are we going to actually put the infrastructure and motivate society to support us in these... in implementing the newer technologies? Geoffrey Carr: That’s a political question. Georg Schütte: There is no master plan which says that one has to build this here, this there. It’s an evolutionary process with a lot of players involved. So you have to provide business incentives for those who build distribution networks to create those networks. We have to provide incentives to build wind mills out, off shore wind mills. We currently in Germany had a problem in that we do have the off shore wind mills but we don’t have the connection to the mainland. And what happens if the connections fails or breaks down for a certain while? Or if the power produced off shore cannot be distributed in land? So you have to provide also for regulations that make sure that the investment of those... that the off shore investment pays off in a given time. So, it is a huge regulatory effort. It is a huge infrastructure planning effort and it works, as I said, evolutionary and stepwise. If we are good, we will be able to coordinate it on a European level. How to do this on a worldwide level? Probably not. There is no global master plan. It will evolve from various regions and it will have to take into account the specificities of a given region. We heard about Southern California for example with a given environment there. And it will be different from what you have in northern Europe for example. Geoffrey Carr: Thank you very much. Question: My name is Rico Friedrich from Freiberg in Germany and I would like to know the opinion from the panel on what they think how heat, so how to heat up rooms in the winter maybe in future time can be provided renewable. Because as to my knowledge 40 to 50% of the primary energy use in Germany goes into heating up rooms. And therefore this is a kind of critical issue and I would like to know your opinion how to do that in the future in a renewable way. Thank you. Martin Keilhacker: Well, as you have rightly said this is a large contribution to the energy, in efficiency so to speak. And it has already been mentioned before that this is a field where certainly something has to be done and will pay off. So incentives again have to be given to insulate the houses better. This of course is mainly possibly by new houses. And then if a house is well insulated, then it is easy to heat it by, for example, electrically driven heat pumps or something like this which take the energy out of the air or water or whatever. And even perhaps, if there is enough electricity, by direct electric heating. So I think this will be done heating at lower temperatures. So like you install in your room heating in the floor or in the walls and so this technology exists. And I think this can be done. The only, as has already been pointed out, there is... It’s difficult to start the momentum, you have to give incentives. This should be done much more I think. Geoffrey Carr: Anybody else? Thank you very much. Yes. Question: Hello and thanks for considering my question. With energy usage expected to rise drastically as middle classes emerge in the BRIC nations, it’s my opinion that fission and eventually fusion must play a critical role. My question is: Can and maybe more importantly should scientists and engineers attempt to restrict this source so as to leverage the promotion of responsible energy conservation techniques? Geoffrey Carr: That sounds like one for you actually. Robert Laughlin: Well, it isn’t but I’ll answer it anyway. I don’t know how to do that, do you? Question: No. Robert Laughlin: Well, I can’t tell somebody what kind of energy they can use and what they can’t. My government tries to do it and sometimes in a very heavy handed way. But they’re not always successful. So I think the answer is: No, it is not possible. Geoffrey Carr: And I would also, again taking chairman’s privilege. If I understood your question correctly, you’re saying that scientists and engineers should take this upon themselves to do that. That’s a political decision to do this sort of thing. What you’re proposing is almost ultra vires from what is the proper role of the scientist, isn’t it? Question: Right, but I believe we all have a responsibility to do what we think is right. And I think conservation and trying to cut down on the amount of energy used. The amount of energy wasted, that that’s our responsibility. To have some type of power to be able… Geoffrey Carr: How does that connect with what technology is used to generate the electricity that we do use? I don’t see the connection. Or you’re saying people who work in nuclear power should make these decisions? I mean... Question: As we get more and more fusion reactors and fission reactors, we’ll have the power to operate them and I guess we could... Robert Laughlin: You look at the history of nuclear reactor building and you’ll see it’s very complicated. In the States for example we’re not building any more of them even though the present administration wanted to. So in some countries there’s powerful opposition to nuclear energy and other nations such as India there’s powerful support. Now, the fact of the matter is that we as technology work for voters. I’m sorry. I mean you can have this fantasy that scientists are the most powerful people in the world but they’re not. We are not at the mercy but we’re actually the servants of the people who get elected. And so the question you’re asking is quintessentially political. I’m just not qualified... none of us is actually qualified to answer. Carlo Rubbia: I would like to believe that it’s certainly true that developed country can run with much less energy consumption. And reductions, massive reduction in the amount of energy we need is something we can and we should do. But we should not forget there is also another very large group of people in developing countries. And they represent the quasi totality of the population. And they are running on a much smaller amount of energy per person as we do. And clearly it’s perfectly normal for them and correct and right that they should get more energy per person in order to be able to maintain a balance between what they do and what we do. And I believe the real energy problem is not so much the fact that we have to reduce our consumption. Because I think, this is something which one way or the other we’ll have to do. But the real problem is what to do with the demanding energy consumption which is in the developing countries very rapidly growing. If you go for instance to China, you find that in China today every week there is a new coal fuelled power station being constructed. This is the problem of the Co2 emissions. This is the problem of the future of the planet. Because it’s there that this action will be decided. So we have to find a way in which they could get a reasonable amount of energy with a reasonable amount of acceptability of the situations. And certainly the solution of burning coal massively is not a solution. And I think this is something which only science can solve. And we being the people which have the highest amount of scientific knowledge we have the responsibility of solving the problem. Not only for us but also for them. Geoffrey Carr: Thank you very much for your perspective. Person at the back. Question: Hello, my name is Nick Chancellor. I’m from the University of Southern California. And my question is about a related use for coal and oil and that’s: How do you think renewable energy will effect for example petrochemicals and the chemicals that we get from coal that we use to make plastics and things like this? Do you believe that in a renewable future we’ll have to figure out some way to get these from carbon dioxide and water in the atmosphere or plants or something like that? Or do you think fossil substances will be reserved for petrochemical uses while we continue to use renewable sources for energy? Geoffrey Carr: Personally I thought it was an entirely economic question, there’s no reason why you shouldn’t continue to use them. Robert Laughlin: There’s an interesting number that may help you parse this. At present just little under 5% of the oil, the kilograms of oil that come out of the ground are used in all the petro chemistry. That includes all pesticides, all plastics, the works. And so it’s actually a very small fraction of the total oil budget. The rest of it is used for transport. Now that number is small enough that it’s perfectly obvious you could supplant the carbon use of petrochemicals with plants. For better or worse I think we’re stuck with the plastic industry forever even after the oil runs out. Geoffrey Carr: Thanks for the question, anyone else, lady there. Question: My name is…?(inaudible 67.32). I’m a postdoc in theoretical physics at MIT. I am also from the USA originally. And a question that has really been bugging me for the last several years in fact is that we’re working on all of these sustainable technologies. You see lots of people driving around Cambridge Massachusetts with their nice Prius. But we need rare earth metals. We need metals that there are limited amounts on earth for these sustainable technologies, for the motors that go into the windmills that we’re putting off shore. We need these metals that are also in...behind borders (inaudible 68.07) that are not always easy for us to access. So my question I guess is a little bit political but also scientific. Which is that we have to figure out how do we make our sustainable energy development sustainable. And so I wonder kind of where things are with that. And also there’s an economic question in there too, or political question. Geoffrey Carr: A sustainability question here. Who would like to take that one on? Georg Schütte: Thank you for the question and it’s a good question. What can one do? One has to take a look at the life cycle of material and take a much closer look at the reuse of materials. If we would use all the precious metals which are in our cell phones, it could be on a sustainable basis already by reusing those materials. And we have to do that not only with cell phones but in other instances as well. But yet there is nothing for free. You always have to pay a price and one has to take into account the external costs. If we do that with nuclear power plants, we also have to do it with solar panels and other renewable energy technologies. But cycling effects are just one solution which is the one of choice I would say. Robert Laughlin: There are lots of people worrying about the rare earth supply. And of course the Chinese are really happy because they have most of the rare earths. However, remember the rare earth magnets for example gain you mainly... They lower the cost because they’re small magnets. It’s perfectly possible to make motors without rare earths. Ok, so don’t worry. It’s going to be fine. If the rare earths aren’t enough we’ll make it another way. Geoffrey Carr: Maybe they should open up the old mine in Ytterby, where they were all discovered in the first place. At the back. Question: Hi, Jan Fiete from CERN. First of all I would like to say that I like this discussion because we’re discussing much more than nuclear and I think we are much more creative than nuclear. So it’s good that we go ahead in this sense. In any case as it came up, Fukushima came up of course. I would like to say that Fukushima should be more for us than interpreting or checking if other nuclear power plants are sitting in an earthquake zones or not. I mean we have seen the high standard industrial nation was not able to build a plant that sustained the incident that happened. It was not able to sustain everything they thought of. And I think this is essentially an engineering problem. I mean probably it can be made safer and things have to be worked on and all the ideas we could have, all the potential things that could happen could be addressed engineeringly. But then the question is to be asked how expensive does it get. And I think this is the fair price to which one should compare other sources of energies: How expensive does nuclear power get if you include all the potential dangers that apparently are neglected up to now? Carlo Rubbia: I would like to comment more generally what you said in the following sentence. It is certainly true that the cheapest energy today is probably burning coal. It’s also clear however that this is only estimated direct cost. There is a very interesting paper for instance given by an MIT team which has shown that if you add all the indirect costs to the consumptions of coal, you find out that the renewable energy would be much cheaper than burning coal. And therefore it seems to me that the real problem there is the one of estimating not only the cost per se of just taking a piece of coal and burning it but all the consequences of it. And the most important one of course is the fact, as I said, with the creation of greenhouse gases. And this kind of situation... When you look at this, you realise that this situation is completely distorted with respect to what we’re accustomed to do now, that the first step therefore should be to give to coal the right costs. And start from there in order to decide which way to go for the future energies. Geoffrey Carr: So, how would you do that, carbon tax? How do you factor the external costs of fossil fuels? Carlo Rubbia: We all know that the costs are there. I mean you can estimate them. The question is whether you should charge them or not. Martin Keilhacker: There are several studies which look for the external costs and compare the different systems, yes. Carlo Rubbia: It’s a fact that they are very a distorting image. Geoffrey Carr: You can identify them but you have to build them into the price, otherwise they won’t be meaningful. Martin Keilhacker: But you also... Some people are also surprised how much the renewables, how much is in them in the external costs because the material used and so on. Geoffrey Carr: We’ve got several people in the queue. It would probably help if nobody else came up now. We’ll probably just about get through all the questions that we’ve got there before lunch. So, if you haven’t got into the queue already, tough. You'll have to come and talk to the panellists after lunch. Question: So did I understand the answer correctly that for nuclear power it would be similar if you would include all the indirect costs? Then it would be much more expensive than outlined in the initial speeches? Carlo Rubbia: Correct, I agree with you. Robert Laughlin: Please, the nuclear power we’re talking about is not our nuclear power, it’s Japanese nuclear power. And the people of Japan are in the process of doing this cost calculus right now. So what you need to do is be quiet and watch what they do because they have no coal. They have no backup. All of their alternate comes from the sea, it’s imported. So costing things is of course extremely hard to do. The only way I know how to do it is let people do it, ok? So there’s a costing exercise that’s happening right before your eyes. And at this point I’d say the right thing to do is stop theorising and watch the experiment. Applause. Question: Well, I’m a student from Hamburg in Germany and my question goes to Georg Schütte. And it’s actually related to what we were talking about now. So you put forwards that Germany wants to get 80% of its energy from renewable sources in a very short time now. And I understand from Professor Laughlin, he says you cannot do that unless you get the costs down of that renewable power sources to the level where it is now. I would like to know: What is the strategy of the German government to achieve that? Or do you think Professor Laughlin is wrong with this argument? Georg Schütte: The first one is to be precise. I spoke about 80% of electricity from renewable sources. So we do not talk about total energy consumption. That’s a major difference. Whether we will be able to achieve it or not, I don’t know. But it is the objective and we try to stepwise reach it. We have to see by 2015 where we will be. But what I do know is that there was a very strong public sentiment in Germany that wanted that choice. And so we have to face the challenge. Do you have an alternative? Question. No, but my question is: How do you think politics can contribute to actually really, like do it at this speed and get costs down? What are the main means politics have? Martin Keilhacker He is asking for a master plan more or less which you correctly said we don’t have a real a long term master plan. Georg Schütte: Well, it’s a matter of incentives and of policy approaches. You can provide assistance to businesses and incentives to businesses to do the work which is necessary. What do we do as a ministry, as science and research ministry? We got together with other sponsors and started a research program, funding for a major research program on energy storage. We put out €200 million now for research on energy storage capacities. We will invest a similar amount of money into research on networks and distribution networks and smart grids. So we provide support for basic research and applied research. We do provide money that goes into alliances of research institutes and enterprises so they combine forces. So, the public Euro which is being invested is matched by double or 3 times the amount of private funding for joint research endeavours. That we can do. Competition, we contribute to improvement of technologies and yet you also need regulation. And the political fight is about what degree of regulation do you need in order to create a market and to what extent can a market create solutions by an in itself. Question: My name is Daniel Brunner. I’m from Palma de Mallorca in Spain. And I’m afraid this is rather an economical question. But we have seen how the price drops dramatically in the computer industry just by mass production and the basically very professional way of producing. So is something similar not possible for solar cells or almost logical? Geoffrey Carr: Well the short answer is yes. As you look at the... We were discussing this earlier that you see precisely that phenomena happening. Anybody want to take that one on? I claim that we see it. Robert Laughlin: Geoffrey has seen some reports that I haven’t seen. So I have to answer cautiously. My guess would be no. And it has to do with the basics of the semiconductor manufacture, how it works, the nature of the problem and so forth. I think myself that the dramatic changes in pricing we’ve seen in photovoltaic cells recently is extremely complicated by the exchange rate between western currencies and the Yuan. And I think part of the effect is mirrors. That will become clearer over time. And it’s possible I’m wrong, that the real price did come down. But my understanding of how the semiconductor works is that Moore’s law will not repeat itself in photocells. Geoffrey Carr: My understanding from what I have seen is that you’re absolutely right in the short term if we’re just talking about the last 18 months, 2 years. The Chinese are clearly trying to manipulate the market. But if you’re looking over a scale of 15 or 20 years you’ve seen a 3 order of magnitude fall in the price. I can’t remember the exact figures but from something like a 1,000 to... Robert Laughlin: By the way I just don’t believe it. Geoffrey Carr: You don’t believe it. Well, I’ll dig out the data and discover that I’m wrong. But we’ll agree to disagree on this one. I think you’re right on this. Carlo Rubbia: May I simply comment on that? It seems to me the one thing is the cost of the solar panel. Per se the cost of the solar panel is reduced and is coming down. The second problem is the system, the system is complicated. Now at the present moment the major cost of generating electricity is not so much the panel itself but the whole system. It takes the DC voltage, 1 volt into something which can be used in the network, the transport and this, that or the other. And those values are much more difficult to reduce in cost than the single component which is the solar panel. So even if the solar panel were to come down quite substantially, the overall cost of the photovoltaic system will be not that much affected by it because of the complexity of the overall problem. So, I would share what he says that the in fact photovoltaic is an expensive program. And there are no obviously evident factors that miracles may occur in such a way that you can squash it down similar to the cost of burning coal or things like that. Geoffrey Carr: Thanks very much, lady there. Question: Hello again. So this question is especially for Dr. Rubbia but maybe some of the rest of the panel will also have input. Just in your opening statement you mentioned both a liquid fuel and then the superconducting way of turning supporting power. And both of those sounded amazing and almost too good to be true. So I guess I’m wondering: What is the drawback there? Is it just a cost issue or why aren’t we already doing that? Carlo Rubbia: There’s 2 points, you said 2 important things. One is can I produce fossils like natural gas without a single drop Co2. This is an absolutely fantastic possibility and is in my view is within reach. And the reason is as follows. That CH4 is 4 hydrogen and 1 carbon. The hydrogen is carrying most of the energy and the carbon is only about 20% of it. The rest being hydrogen. So if you can transform natural gas into hydrogen plus black carbon, black carbon is a well-known material for instance to create tyres or to create all kind of carbon fibres and things like this, if that happens, then you solve the problem because there is no counter indication about using all the methane which there is around, there is plenty of it. There are also clathrates and other possible future for energy coming from methane. Methane is a very abundant things in nature. Not only in the depths but also all over the place. And if you have that, then you solve the problem as an intermediate step waiting for the time and the effort to transform in a truly, if you like renewable system, for the future of mankind. Now, we have done some experiments. We are doing some experiments and we succeeded now to reach about even up to 70% of transformation of methane into hydrogen at a very reasonable temperature of 800 degrees centigrade. So you take gas and it will naturally split very quickly into black carbon which is a dust which goes around. And you get the black cloud of it and hydrogen which comes out. 70% in 900 degrees is a result which we have. Now there are 2 directions which are working together with the specialist. One of them is catalysers. There catalysers exist which can reduce the temperature even further. We have a team in Rostock which is working on that. And the second possibility is to do some kind of a device in which the bubbles of natural methane are producing very small bubbles so there is a lot of surface and little volume and therefore the transformation occurs more successfully. Both methods look promising. And it seems to me if such a thing comes as you correctly say that could be a good way of solving the problem. The second question you mentioned is superconductivity. Superconductivity is a booming field. We received yesterday the presentation from LHC; it’s a superconductor, a system of unprecedented size. Superconductivity would be able to give us a possibility of transforming the electric energy system into a system which is comparable, as I mentioned some time ago... This is very close to being a reality. We have now a model; we’re developing, which looks quite... Somebody is laughing there, I don’t know why, but anyway. Geoffrey Carr: I caused it. Sorry. Carlo Rubbia: But anyway the conclusion is... Those are... Let me say all those ideas are not necessarily true. I mean even during the period of the time of the Silicon Valley situation only 1 out of 3 or 4 ideas were actually successful. But you have to try and that is what we are doing. We are trying and this is possibly hope, thank you. Robert Laughlin: Mr. Moderator, I cannot let him get away with that. I’ll be very short. A fact: 1,000 kilometre high tension line at the reaches we have now has about a little under... It’s about a kilovolt, about a megavolt, ok. It has about a little less than 7% ohmic loss, it’s nothing. And it could easily be made less simply by making the wires bigger. Why don’t we do that? Simply because the line is expensive. It costs a billion dollars to make a line that big. And the interest on the billion dollars at this point begins to equal the market value of the power you’re stuffing down the line. So using superconductivity to transport electricity is stupid, stupid. Geoffrey Carr: Next question please. Question: …(inaudible 86.11) science from Japan. My question is quite different from the future energy problem. So many people discuss about the nuclear power plant problem in Fukushima This problem, what do you think, we face that, it’s a current problem of Fukushima, what is the future for a blueprint to deal with the aftermath of the Fukushima, the nuclear power problem, what do you think? Robert Laughlin: May I ask a question? The sound is not good. So I don’t completely understand. Geoffrey Carr: Can you summarise your question in about 10 words. Question: What do you think is Fukushima power plant problem was over, or not? Robert Laughlin: May I answer that? Geoffrey Carr: Yes please do. Robert Laughlin: Once when I was taking off in an airplane from New Orleans, we hit a bird. A bird came in the engine and it made a loud bang and gas began coming out of the engine. And we all began praying for our lives at this point. And I was sitting next to an airplane engineer and he said: He said: “Well it’s something people learn the hard way. There was a plane taking off from Gander, Newfoundland. And they threw a blade and the blade went through a hydraulic line, lost control of the plane and the plane went down and everybody died.” And he explained that with these powerful technologies now and then a terrible accident happens. And that’s just the way powerful technologies are. If you send a man to the moon, it’s risky and you should not be surprised when someone loses their life. Now in this case he said: “What happened is people analysed the problem, understood that throwing the blade is bad. And they instituted a regulation that the jet engine should have a big steel can around it so that if it throws a blade there’s no problem.” Now, nuclear accidents are like this. They’re great big terrible things. And every time one happens people retrench and try new designs. So I personally don’t think it’s the end, no. Geoffrey Carr: I think this might have to be the last question because people are getting hungry. Sorry for the other 2. What's your question? Actually good idea. We’ll take all 3 questions. Question: My name is Ibrahim…?(inaudible 89.21), I’m a postdoctoral researcher in biophysics at the École normale supérieure in Paris. I’m from Niger. And it’s the world fourth producer of uranium, I believe. It’s a country that is 2½ times the size of France and about 70% of that is the Sahara Desert. So, as I sit here as a young researchers I feel... privileged I feel to be able to be part of this discussion. But then I think that there are probably a bunch of kids in Niger who could be geographically at the centre and geographically in the position to come up with the next solution. But the problem is that probably the university is not well funded so they’re not at the same level as the American students and Japanese students that have paraded here with well directed questions. So as you think about finding a solution, what are we thinking about in terms of those developing countries where the solution could actually come from? Applause Geoffrey Carr: Thank you, we’ll answer that question and we’ll take the other 2 questions afterwards. Georg Schütte: About a week ago we sat together here with the science minister and science counsellors from the G8 plus 5 countries. And we discussed the whole issue of green economy. You know the new buzz word about the future. And we all agreed about that we know something about the set of green technologies. And we started to argue whether nuclear, just like we do here, is a green technology or not. But other than that there was a lot of common agreement. And once we started to discuss about a green economy colleagues for example from South Africa said that the major challenge for South Africa is how to fight poverty. The second major challenge is how to be inclusive. And the third challenge related to that is how to include the major part of the population into an education system. And once we have achieved that then we’ll discuss the rest. What was fairly obvious is that we have to discuss those technologies combined with the issues which you raised because it is a global challenge and we can only face it if we face and meet the different challenges. And it’s even more complicated, I agree. But to take a close look on green technologies in Europe certainly does not suffice. Geoffrey Carr: Thank you. Question: I’m from Ethiopia and I’m working on solar materials for concentrating solar power systems in South Africa. So, my question is as a critical part of the concentrating solar power systems is an absorbing surface, lots of materials have been developed for the systems. But they degrade at high temperature so what do you think about it? Geoffrey Carr: Alright, 3 minutes maximum, possibly 90 seconds. Carlo Rubbia: Ok. Well, concentrating solar power. We have a team of people working at IASS on concentrating solar power. And indeed solar power is a very exciting alternative to the photovoltaic in the sense that it provides with a very economical way to produce large amount of energy from the sun. It has a storage in it. It is producing electricity with a... a generation of electricity with a standard method of producing electricity which is cheap. So there are all the elements today which indicate that in the future years concentrating solar power may become a very serious contender for solar energy. Indeed, in the presentation for the solar in the Sahara Desert a lot of people are concentrating in the possibility of using concentrating solar. Concentrating solar is a system which mirrors collect light in terms of heat. The heat is about 550 degrees, which is the same temperature that you have in the sodium nuclear reactor, except there is no sodium and there is no reactor. But it is the temperature. And that temperature then is used into a conversion, into generate electricity with it. All that looks quite attractive and the real question is the cost. Now, what we are working on essentially in making cheaper? We believe that a factor 2 to 3 in the reduction of the cost of solar is potentially available. If that would be so, then the solar energy in this particular form will become entirely competitive with other sources like natural gas or if you like coal. And this is the goal which I’m behind and we’re working on it. And I believe there is an interesting chance that such a thing will develop itself in the future. Geoffrey Carr: Perfect, thanks. And you have the privilege of the last question. Question: My question is just 10 words. I’m from Japan and my name is Takami. And my question is: How do you think about the emotional point of views? I mean the current thinking the nuclear power is effective, everybody knows. But I actually work with volunteers at the place being hit by the tsunami and the earthquake. In this place people are so devastated and feel uneasy because whenever you go in front of the place the ground is so contaminated by that material. How do you take the emotional point into account to tackle these kind of issues? Robert Laughlin: I’d be happy to answer that if you like. When I heard about the tsunami, I immediately thought of all my friends in Sendai. I’d been there many times and I’ve walked around the town that got... part of the town that got wiped out by the tsunami which of course was vastly worse than the nuclear accident. So how do you feel when people you know are badly hurt? Your heart goes out to them and you feel terrible. And I did. There’s no answer I can give. Geoffrey Carr: I think you make an important point there that people also forget which is that 1,000’s of people were killed in that tsunami and... Robert Laughlin: 10’s of 1,000’s. Geoffrey Carr: 10’s of 1,000’s yeah and I don’t think... I think I’m right in saying that no one has actually died as a direct result of the nuclear accident or if they have it’s a hand full. And a sense of proportion is sometimes necessary. We ascribe things like the tsunami as acts of god, they’re acts of nature and somehow accept that, even though they’re disastrous, we think we have control over technology but we don’t. You know, we have a little control over technology but it will occasionally go wrong. We shouldn’t give up on things just because they go wrong occasionally any more than we should give up on building cities in earth quake zones because they sometimes get flattened by tsunamis. And I think, you know, it’s a question of whether you have a hopeful view of the future or not. And thank you, that was a great question to end with. Thank you very much, thank you. Applause. Geoffrey Carr: So if I could just end by thanking all the panellists, Dr. Schütte, Dr. Laughlin, Dr. Keilhacker and of course Dr. Rubbia. And most of all thanking you for your wonderful questions. I hope you’ve enjoyed the session, I certainly have. Thank you to Count and Countess again for organising the whole thing. You're all invited to lunch and we’re also invited to the castle at 3.30 for the closing ceremony. Thank you all very much. Applause.

Liebe Nobelpreisträger und Nachwuchswissenschaftler, lieber Herr Minister Bauer, meine Damen und Herren, liebe Diskussionsteilnehmer. Willkommen im Schlossgarten. Nach einer Woche der Diskussionen über die Wissenschaft, Ihr Leben und das Leben der Nobelpreisträger innerhalb der Wissenschaft, zwischen Kulturen und zwischen Generationen, werden wir heute die Wissenschaft und die Gesellschaft in einem noch höheren Maß miteinander verbinden, als wir dies in der letzten Woche getan haben. Heute werden wir eine Diskussion über das Thema Energie hören, das zweifellos für uns alle in der Wissenschaft und der Gesellschaft sehr wichtig ist. Es wird eine sehr interessante Diskussion sein, und ich lade Sie herzlich ein - und Geoffrey wird das wahrscheinlich wiederholen - sich an der Diskussion zu beteiligen. Im Anschluss an diese Diskussion folgt als nächstes die Mittagspause. Auch daran wird Geoffrey Sie später erinnern. Und ich freue mich sehr darauf, Sie alle um 15:30 Uhr im Vorhof des Schlosses bei der offiziellen Abschiedszeremonie wiederzusehen. Ich übergebe nun an Geoffrey Carr, der die heutige Podiumsdiskussion moderieren wird, und wünsche uns allen sehr interessante 90 Minuten. Willkommen. Vielen Dank, Herr Graf, vielen Dank, Frau Gräfin. Ihnen allen einen guten Morgen - guten Morgen, liebe Nobelpreisträger, Diskussionsteilnehmer, Fürsten, Machthaber, Minister, meine Damen und Herren. Willkommen in Mainau. Mein Name ist Geoffrey Carr, ich bin Wissenschaftsredakteur bei "The Economist", einem wöchentlich erscheinenden Nachrichtenmagazin - für jene von Ihnen, welche die Zeitschrift nicht kennen, falls es solche Leute gibt. Ich freue mich, der Moderator dieser Podiumsdiskussion der 62. Tagung der Nobelpreisträger in Lindau zu sein. Man ist so freundlich, mich seit vier Jahren immer wieder einzuladen. Ich weiß nicht, wie lange ich das aufrechterhalten kann, aber ich werde es weiterhin tun, solange man mich weiter einlädt, es ist großartig, es macht viel Spaß. Außerdem sind es aufregende Zeiten für Physiker. Somit ist es ein wunderbarer Zufall - vielleicht nicht ganz und gar ein Zufall -, wenn ich höre, dass dieses Treffen zum Thema Physik mit der Bekanntmachung des Higgs-Bosons oder zumindest eines Teilchens zusammenfällt, das vielleicht ein kleines bisschen das Higgs-Boson sein könnte, wenn wir mit den Messungen fertig sind. Normalerweise komme ich für das ganze Treffen, aber leider hielt mich mein Hauptberuf in London fest, da ich unseren Herausgeber, der in vielerlei Hinsicht ein schätzenswerter Mensch ist, aber nicht viel über Physik weiß, davon überzeugen musste, dass diese Neuigkeit wichtig genug sei, um sie auf dem Titelblatt unserer Zeitschrift unterzubringen. Was wir getan haben. Wir haben also in dieser Woche eine schöne, große, knackige Wissenschaftsgeschichte, und das ist gut. Leider bedeutete dies, dass ich das Treffen und den ganzen Trubel hier verpasst habe. Außerdem habe ich die Energie-Diskussionen verpasst. Ich bitte also um Entschuldigung, falls ich etwas wiederhole, was bereits gesagt wurde. Man könnte die These vertreten, dass Energie das dringendste Problem ist, mit dem die Menschheit im Augenblick konfrontiert ist. Wenn man genug Energie zur Verfügung hat und sie billig genug ist, dann kann man jedes andere Problem in den Griff bekommen. Das Ernährungsproblem kann man in den Griff bekommen, das Problem der Wasserversorgung kann man in den Griff bekommen, das Problem des Transports kann man in den Griff bekommen, das Problem der Produktion kann man in den Griff bekommen, die Umweltverschmutzung kann man in den Griff bekommen. All diese Probleme können mit einer ausreichenden Menge preiswerter Energie gelöst werden. Wenn wir nicht genügend preiswerte Energie zur Verfügung haben, befürchte ich, dass das für viele von uns bedeutet: "Zurück in die Höhlen". Wir werden nicht in der Lage sein, die industrielle Zivilisation aufrechtzuerhalten. Somit ist dies ein entscheidendes, ein ganz entscheidendes Thema. Im Moment sind wir auf fossile Brennstoffe angewiesen. Es gibt eine Menge fossiler Brennstoffe. Also besteht keine unmittelbare Gefahr, dass sie uns ausgehen. Allerdings ist es keine gute Situation, wenn man auf eine einzelne Energiequelle angewiesen ist, und zwar aus zwei Gründen. Ein Grund ist das Problem des Kohlendioxids und des Klimawandels. Man hat mich gebeten, dieses Thema bei diesem Treffen zu vermeiden, da wir die Technologie alternativer Energien diskutieren möchten. Dennoch ist es ein wichtiges Thema und wird wahrscheinlich später in der Diskussion noch einmal aufkommen. Der andere Punkt ist, dass die fossilen Brennstoffe irgendwann zu Ende gehen werden. Sie werden nicht sofort erschöpft sein, aber wir sollten uns Gedanken darüber machen, wie wir sie ersetzen. Und auch darüber, wie man die Technologie richtig handhabt. Wir sind immer auf der Suche nach günstigeren Energiequellen. Die Kosten für fossile Brennstoffe werden nicht sinken. Das ist höchst unwahrscheinlich. Wir haben einige neue Reserven in Form von Schiefergas erlebt, das kurzfristig zu einer Preissenkung bei Methan geführt hat. Aber das wird nicht ewig anhalten. Es ist unwahrscheinlich, dass die Förderkosten sinken werden. Wir sollten nach neuen Technologien Ausschau halten, die Energie erzeugen, Energie aus der Umwelt gewinnen. Die immer effizienter und günstiger werden und außerdem weniger belastend für die Umwelt Energie erzeugen können. Selbst wenn man die fossilen Brennstoffe unberücksichtigt lässt, herrscht kein Mangel an Energie. Ich habe das gestern Abend ausgerechnet und ich denke, dass ich richtig gerechnet habe, obwohl ich ein bisschen müde war. Ich schätze, dass die Sonne der Erde in etwas mehr als einer Stunde ebenso viel Energie liefert, wie die Menschheit jedes Jahr verbraucht. Wenn man Solarenergie nutzen wollte - sie ist im Überfluss vorhanden. Für jene, die aus unterschiedlichen Gründen nicht auf Solarenergie vertrauen, gibt es eine Menge an spaltbarem Material in der Erdkruste, das abgebaut werden kann. Da gibt es Uran und auch, wie wir bestimmt später hören werden, Thorium, das in größeren Mengen vorliegt, obwohl wir zur Zeit noch über keine wirklich funktionierende Technologie verfügen, um es zu nutzen. Außerdem gibt es sehr viel Wärme in der Erde, die man erschließen könnte, indem man geothermische Energie nutzt. Und für die wirklich Mutigen - oder vielleicht Törichten - ist da die Idee der Kernfusion, auf die wir ebenfalls später noch eingehen werden. Ich habe kurz nachgezählt: Es gibt ungefähr ein Dutzend alternativer Technologien, Alternativen zum Verbrennen fossiler Brennstoffe, um Elektrizität zu erzeugen und den Energiebedarf für die die verschiedenen Arten des Transports zu decken. Das Problem ist, dass sie alle Nachteile haben - denn wenn sie keine Nachteile hätten, würden wir sie bereits nutzen. Dann hätte man aus Gründen der Wirtschaftlichkeit bereits auf sie zugegriffen. Wir sind also hier, um die Alternativen zu diskutieren und zu erörtern, welche man einführen und einsetzen sollte. Dafür haben wir vier Personen eingeladen, die auf diesem Gebiet hervorragende Kenntnisse besitzen. Zwei von ihnen sind alte Bekannte, zumindest sind sie alte Bekannte, was mich betrifft. Ich hatte sie bereits einmal auf dem Podium. Einer von ihnen ist Carlo Rubbia hier. Er ist ein Nobelpreisträger, Nobelpreis für Physik 1984. Er war Generaldirektor des CERN. Er war verantwortlich für die Entdeckung der W- und Z-Bosonen, welche die schwache Kernkraft übertragen, die für die Neuigkeiten dieser Woche mehr oder weniger relevant ist. Wir haben Georg Schütte; er ist Staatssekretär im Ministerium für Bildung und Forschung hier in Deutschland. Sein Ministerium ist verantwortlich, teilweise verantwortlich, für die Implementierung der deutschen Energiestrategie, die, wie ich lese, das bescheidene Ziel verfolgt, bis 2022, in zehn Jahren, die Kernenergie abzuschaffen, und bis zum Ende des Jahrzehnts den Einsatz erneuerbarer Energie von 17 % des Gesamtverbrauchs auf 35 % zu verdoppeln. Ist das korrekt? Ja, somit sollte das einfach sein. Und die beiden anderen sind Newcomer, soweit ich weiß. Einer von ihnen ist Robert Laughlin, der 1998 den Nobelpreis erhielt, wiederum für Physik. Er hat ein Buch mit dem Titel "Power in the Future" veröffentlicht, das den unvermeidlichen Untertitel trägt, der länger als der Titel ist: "How we will eventually solve the energy crisis and fuel the civilisation of tomorrow" Es steht alles in dem Buch. Er befürwortet eine Mischung von Kernenergie und solarthermischer Energieerzeugung. Dies ist eine Form von Solarenergie, die vielleicht weniger bekannt ist. Sie bedient sich nicht der Solarzellen, die man sich aufs Dach setzt, sondern nutzt die Wärme der Sonne direkt, um Flüssigkeiten aufzuheizen, sodass Dampf produziert und Turbinen angetrieben werden. Das bedeutet aber auch, dass man die Wärme über Nacht speichern kann, womit das Problem, dass die Sonne jeden Abend untergeht, teilweise gelöst wird. Außerdem interessiert er sich für den Einsatz von Abfallstoffen und Algen für die Produktion von Biotreibstoffen. Und unser letzter Teilnehmer ist Martin Keilhacker. Er ist Vorsitzender des Arbeitskreises Energie der Deutschen Physikalischen Gesellschaft. Und er war Direktor des Joint European Torus - des ersten europäischen Versuchs, eine Kernfusion herbeizuführen. So wie ich ihn verstanden habe, sieht er Fusionsenergie als die ultimative Lösung an. Wir werden folgendermaßen vorgehen. Ich werde allen Diskussionsteilnehmern ungefähr zehn Minuten geben, um sich darüber auszulassen, was sie gerne tun würden. Wenn es sehr viel länger als zehn Minuten dauert, werde ich sie unterbrechen und an den nächsten übergeben, denn der Schwerpunkt der Festlichkeiten heute Morgen liegt darauf, dass Sie sich an der Diskussion beteiligen sollen. Es gibt zwei Mikrofone. Stellen Sie sich gegen Ende der Podiumsdiskussion an, wenn Sie Fragen haben - und ich hoffe, dass Sie welche haben werden. Wir werden weitermachen, bis uns entweder die Fragen ausgehen oder es Zeit zum Mittagessen ist. Vielen Dank. Entschuldigen Sie - ich sollte noch sagen, dass Dr. Schütte der erste der Diskutanten sein wird. Ich möchte ihn bitten zu erklären, wie er diese Lücke stopfen möchte, die entstehen wird, wenn alle Kernkraftwerke stillgelegt sein werden. Ob er es uns erklären wird, werden wir herausfinden. Wenn das, was wir nun international "Energiewende" nennen - ein deutscher Begriff, der sich in die internationale Ausdrucksweise gedrängt hat, wenn es um die Veränderung des Energiesystems geht, die Art und Weise, auf die wir das tun - einfach wäre, dann hätten es andere schon vorher getan. Wir werden uns einer gewaltigen Herausforderung stellen müssen. Man muss zugeben, dass diese Herausforderung durch einen kontinuierlichen Wandel der öffentlichen Meinung in Deutschland im Lauf der letzten 30 bis 40 Jahre ausgelöst wurde. Und wir sahen uns nach den tragischen Ereignissen in Japan mit einer neuen Realität konfrontiert. Also setzten sich Politiker und verschiedene gesellschaftliche Gruppen zusammen, um über einen längeren Zeitraum zu erörtern, wie wir unser Energiesystem künftig organisieren werden. Und wir beschlossen, in den nächsten zehn Jahren aus der Kernenergie auszusteigen. Wir beschlossen, die Nutzung erneuerbarer Energien zu verstärken oder Möglichkeiten der Nutzung erneuerbarer Energien wahrzunehmen, damit bis zum Jahr 2050 der Strombedarf in Deutschland zu 80 % aus erneuerbaren Quellen gedeckt werden kann. Wir versuchten, dies umzusetzen und dabei gleichzeitig zu berücksichtigen, dass wir es auf eine klimaneutrale Art und Weise tun müssen. Tatsächlich wollen wir die Treibhausgasemissionen bis 2050 im Vergleich zu den frühen 90er Jahren ebenfalls um 80 % verringern. Dies ist also ein ehrgeiziges Ziel und wir haben zwischendurch verschiedene Schritte realisiert. Wir wollen die Nutzung erneuerbarer Energien verstärken und wir haben bereits einen Stand von 20 % erreicht. Wir nutzen also gegenwärtig bereits mehr erneuerbare Energien, als wir Kernenergie nutzen. Und ich bin ziemlich optimistisch, dass wir die Nutzung erneuerbarer Energien verstärken können. Schon vor Fukushima galt Kernenergie in Deutschland als eine Übergangstechnologie auf dem Weg zu einer stärker von erneuerbaren Energien geprägten Zukunft. Da sie eine Übergangstechnologie war, müssen wir Kernenergie nun bis zu einem gewissen Umfang durch fossile Brennstoffe ersetzen. Zu einem großen Teil wird das Gas sein. Wir stehen also vor einer gewaltigen Herausforderung. Wir müssen die Nutzung erneuerbarer Energien verstärken. Um das tun zu können, müssen wir die richtigen Verteilnetze in Deutschland aufbauen. Wir müssen neue Kraftwerke bauen, um Kernkraftwerke durch andere Energiequellen zu ersetzen. Und wir müssen die Speicherkapazität erhöhen, denn erneuerbare Energiequellen erfordern viel Speicherkapazität. Und das ist die Herausforderung. Eine weitere Herausforderung besteht darin, dass man alle diese Faktoren berücksichtigen muss. Wir sprechen also von einem systemischen Ansatz, um das Energiesystem in Deutschland umzuorganisieren. Und das können wir ohne die Unterstützung von Technikern, Wissenschaftlern und Forschern nicht tun. Allerdings haben wir in den letzten 30 Jahren auch gelernt, dass wissenschaftliche Ideen, die isoliert dastehen, Gefahr laufen, nicht die Art von gesellschaftlicher Unterstützung zu erhalten, die erforderlich ist, um solch eine Infrastruktur zu schaffen, die einen jeden in dem jeweiligen Land betrifft. Ein systemischer Ansatz muss also auch berücksichtigen, dass man in der breiten Bevölkerung Akzeptanz für Technologien finden muss. Das ist es, was wir in Deutschland tun. Haben wir dafür einen Plan? Nein. Dies ist ein längerfristiger Prozess. Wir sprechen von einem Prozess, der mindestens über vier Jahrzehnte dauern wird. Und wir tun das Schritt für Schritt. Und das bedeutet, dass man Expertengruppen braucht. Das man Rat aus der Forschungsgemeinschaft benötigt. Wir brauchen den Rat der Ingenieursverbände. Und wir müssen mit den Menschen sprechen, die tatsächlich auch die Technologie der erneuerbaren Energien nutzen und davon Vorteile haben und die zustimmen müssen, dass Verteilnetze über ihre Grundstücke verlaufen. Sie müssen zustimmen, dass in ihrer Nähe Speicherkapazitäten errichtet werden. Und das ist die Herausforderung, mit der wir in Deutschland konfrontiert sind. Vielen Dank. Ich hätte eine Frage. Man kann darüber streiten ... Nun ja, es ist sinnvoll, Kernkraftwerke zu bauen, absolut. Auf beiden Seiten gibt es Argumente. Sobald Sie es gebaut haben, sobald es in Betrieb ist, sind sie relativ günstig, was den Unterhalt angeht. Wissen Sie, einige Ihrer Kraftwerke sind ein bisschen betagt, aber es gibt immer noch ziemlich viele, die noch Jahrzehnte Lebenszeit vor sich haben. Ein funktionstüchtiges Kraftwerk stillzulegen ist eine ziemlich teure Angelegenheit. Deutschland ist kein Erdbebengebiet. Japan wird hier nicht passieren. Ist es wirklich sinnvoll ...? Es mag absolut sinnvoll sein zu sagen, dass wir keine neuen Kernkraftwerke bauen werden. Ist es tatsächlich sinnvoll, die bestehenden stillzulegen? Vom Standpunkt des jeweiligen Kraftwerks und der wirtschaftlichen Basis des Betriebs dieses Kraftwerks aus betrachtet mag es vielleicht nicht wirtschaftlich sinnvoll sein. Dann ist der nächste Schritt der Überlegung: Welche Art von Kosten kalkulieren wir ein? Sind es nur die Betriebskosten des Kraftwerks? Rechnen wir den Abbau mit ein? Kalkulieren wir mit ein, wie wir mit dem radioaktiven Müll umgehen? Damit könnten wir letztendlich eine andere Art von Rechnung bekommen. Die zentrale Frage lautet: Finden wir öffentliche Anerkennung für eine Technologie dieser Art? Und in Deutschland ist die Realität: nein. Und das ist eine Realität, und wir müssen diese Art von Realität in die Überlegungen miteinbeziehen. So weit, so gut - aber können Sie die öffentliche Meinung akzeptieren? Ich weiß nicht. Selbstverständlich bin ich kein Experte, was deutsche Politik angeht. Ich tue mich mit der britischen schwer genug. Aber manchmal gibt es Dinge, mit denen sich die Leute nicht abfinden werden. Manchmal gibt es Dinge, bei denen sie vielleicht denken, dass sie sich damit nicht abfinden würden, aber wenn Sie Ihnen die Realität erklären, werden sie ihre Meinung ändern. Und ich frage mich ... Wie Sie sagten, glaube ich, dass die kurzfristige Alternative zum Einsatz von Kernkraft darin besteht, zumindest teilweise die Lücke mit fossilen Brennstoffen zu überbrücken. Okay, man kann Gas verwenden, was davon der am wenigsten schädliche ist, aber trotzdem pumpen Sie mehr Treibhausgase in die Atmosphäre, wenn Sie das tun. Es ist nicht ... Ein Kernkraftwerk in einer erdbebenfreien Zone ist keine Quelle von Umweltverschmutzung. Es ist vielleicht eine Quelle der Angst, aber Angst kann überwunden werden. Also, wir hatten seit den späten 60er Jahren mehr als 50 Jahre Zeit, um das zu erklären, und wir waren damit nicht so erfolgreich. Schauen Sie sich Österreich an. Sie haben ein Kernkraftwerk gebaut und es noch nicht einmal in Betrieb genommen. Es scheint also so zu sein, dass sie ein ähnliches Problem haben, und es kann nicht ... Aus meiner Sicht ist dies eine Art von sozialer Realität ist, die wir mit berücksichtigen müssen. Vielen Dank. Carlo, ich glaube, Sie können der nächste sein. Ja, lassen Sie mich mit einigen allgemeinen Erklärungen beginnen. Ich würde gern ein wenig über mögliche künftige Entwicklungen, an denen wir arbeiten, diskutieren. Ich sollte nicht vergessen, dass dies ein Physikertreffen und Physik unser Thema ist. Lassen Sie mich zunächst eines sagen: dass wir in ein neues Zeitalter eintreten, ein vom Menschen hervorgebrachtes Zeitalter, das Anthropozän genannt wird. Ich lernte den Begriff Anthropozän zum ersten Mal von Paul Crutzen. Ich weiß nicht, ob er der Erfinder des Worts ist, aber auf jeden Fall habe ich es von ihm gelernt. Und dies sind sehr außergewöhnliche Situationen. Wir stehen vor der Situation, dass jedes Jahr 90 Millionen neue Menschen auf diese Welt kommen. Es gibt eine echte Bevölkerungsexplosion. Die Zahl von sieben Milliarden Menschen, die wir gerade erreicht haben, ist eine unglaubliche Zahl. Lassen Sie mich Ihnen einfach sagen, dass sie einer ununterbrochenen Linie von Menschen alle 20 Meter entspricht. Wenn Sie einen nach dem anderen der Reihe nach aufstellen, überbrücken wir die Entfernung von der Erde zur Sonne. Lassen Sie mich Ihnen auch in Erinnerung rufen, dass die Sonne ... Das Sonnenlicht benötigt acht Minuten, um von der Sonne zur Erde zu gelangen. Im Verlaufe der Geschichte der Erde, der wenigen Hunderttausend Jahre, seit denen die Menschheit existiert, Wir stehen an der Schwelle zu einer Zukunft mit noch nie dagewesenen Umweltgefahren: der kombinierte Effekt des Klimawandels und der Ressourcenknappheit. Außerdem geht es um Biodiversität und die Widerstandsfähigkeit der Ökosysteme. Die Zeit der erhöhten Nachfrage stellt eine wirkliche Gefahr für das Wohlergehen der Menschheit dar. Eine solche Zukunft führt zu einem inakzeptablen Risiko, das die Widerstandsfähigkeit des Planeten und seiner Bewohner schwächen wird. In diesem Zeitalter gibt es ein inakzeptables Risiko, dass die vom Menschen verursachte Belastung des Planeten, sollten wir weitermachen wie bisher, unerwartete und unwiderrufliche Veränderungen mit katastrophalen Folgen für die menschliche Gesellschaft und das Leben, wie wir es kennen, auslösen wird. Ein Übergang in eine sichere und von jeglicher Not befreite Zukunft ist möglich, aber uns läuft die Zeit davon. Um dieses Ziel zu erreichen, wäre es erforderlich, die außergewöhnliche Kapazität der Menschheit für Innovation und Kreativität auf den Pfaden einer neuen wirtschaftlichen Entwicklung, die vollständig mit den Grundsätzen globaler Nachhaltigkeit integriert sind, in vollem Umfang auszuschöpfen. Eine weltweite Kooperation wird notwendig sein, die Wissenschaft und Gesellschaft verpflichtet und vom Grundsatz der Verantwortlichkeit und Gleichheit geleitet ist. Es erfordert echte politische Führung, um die systemischen Probleme anzugehen. Die expandierende Bevölkerung verlangt mehr und mehr Nahrung, Wasser und Energie. Sie erfordert einen höheren Verbrauch von Bodenschätzen und übt einen wachsenden Druck auf die Umwelt aus. Um letztendlich erfolgreich zu sein und nicht wieder rückgängig zu machende Veränderungen mit möglicherweise katastrophalen Folgen von der Menschheit abzuwenden, werden wir die gesamte menschliche Innovations- und Schaffenskraft innerhalb eines neuen Rahmens globaler Nachhaltigkeit integrieren müssen. Bislang hat die Erde eine bemerkenswerte Fähigkeit, die Ausbreitung der menschlichen Aktivitäten aufzufangen und dadurch ein beständiges wirtschaftliches Wachstum trotz einer ernsten ökologischen Verschlechterung zu erlauben. Jedoch bedeutet die zunehmende Auswirkung eines nicht nachhaltigen Musters von Produktion und Verbrauch, in Verbindung mit dem Bevölkerungswachstum, sollten wir weitermachen wie bisher, dass das historische Muster des wirtschaftlichen Wachstums so nicht fortgesetzt werden könnte. In diesem Zusammenhang würde ich gerne einige Beispiele dafür anführen, wie Wissenschaft und Technologie uns tatsächlich helfen, eine akzeptable und bessere Zukunft zu schaffen. Diese alternativen Studien sind Studien, die wir, die ich und meine Kollegen am Institute for Advanced Sustainability Studies in Potsdam in Deutschland, wo wir zur Zeit arbeiten, durchführen. Und ich würde gerne ein paar Minuten auf zwei Themen verwenden, die mir von ziemlich großer Bedeutung zu sein scheinen. Eines ist die Frage, wie man fossile Brennstoffe ohne CO2-Emissionen nutzt. Zur Zeit basiert die weltweite Energieversorgung hauptsächlich auf der Verfügbarkeit von fossilen Brennstoffen. Obwohl viel über die Begrenztheit der Ressourcen gesprochen wird, werden sie in den kommenden Jahrzehnten unverzichtbar sein. In Anbetracht der Klimaveränderungen ist es zusätzlich zur Entwicklung erneuerbarer Energiequellen dringend erforderlich geworden, fossile Brennstoffe effizienter und umweltfreundlicher zu nutzen. Die Verwandlung neuer und spannender Energie-Technologien in innovative Nutzungslösungen für fossile Brennstoffe bei niedrigen CO2-Emissionen wird für eine signifikanten Verminderung von CO2 sorgen. Sie ist eine der wichtigsten wissenschaftlichen und technologischen Herausforderungen unserer Zeit. Unter den verschiedenen fossilen Brennstoffen ist Gas derjenige mit den geringsten CO2-Emissionen. Am IASS und am KIT (Karlsruher Institut für Technologie) wurden der wissenschaftliche und der technische Aspekt einer anderen, höchst innovativen Methode untersucht, bei der es um eine bemerkenswerte, alternative Verbrennung ohne CO2-Emissionen geht. Sie wird als spontane die innere Dissoziation eines natürlichen Gases, CH4, zu Wasserstoff und Ruß bezeichnet. Es handelt sich dabei um das sogenannte "Methan-Cracken" oder die Methan-Dekarbonisation, die auf der Spaltung des Methan-Moleküls in seine atomaren Bestandteile basiert. Wasserstoff wird zur letzten Quelle mit ungefähr 80 % der Energie. Der freigesetzte feste Kohlenstoff in Form von Ruß kann mechanisch entfernt werden und schließlich für die Herstellung von Reifen, Batterien und sogar Treibstoff verwendet werden. Die praktische Implementierung einer CO2-freien Technologie für die Produktion von Wasserstoff aus Methan wird, falls sie erfolgreich sein sollte, in mehreren verschiedenen Bereichen einen entscheidenden Einfluss haben. Die Produktion von fossilem Wasserstoff ohne CO2-Emissionen wird außerdem einen Weg eröffnen, die bereits angesammelte Unmenge von CO2-Abfällen mit Wasserstoff zu rekombinieren, um eine natürliche, auf Gas basierende Treibstoff-Flüssigkeit als Ersatz für Öl herzustellen. CO2 und Wasserstoff können sich verbinden, um Methanol und Wasser zu ergeben, einen flüssigen Ersatz für Benzin, der bei allen Langstreckentransporten zum Einsatz kommt. Sofern es in der konzentrierten Quelle vorliegt, könnte es unendlich recycelt werden und das CO2 von einer Bürde in einen Vorteil verwandeln. Methanol ist eine Handels-Chemikalie. Methanol ist selbst ein hervorragender Treibstoff. Es kann mit Benzin vermischt oder in einer Methanol-Brennstoffzelle dazu eingesetzt werden, direkt in Kombination mit Luft Elektrizität zu erzeugen. Methanol kann zu Ethylen umgewandelt werden, dem wichtigsten Stoff für die Bereitstellung von Kohlenwasserstoff-Brennstoffen und ihren Produkten. Daher könnte es ohne eine teure neue Infrastruktur und ohne CO2-Emissionen Öl ersetzen: sowohl als Brennstoff als auch als chemischer Rohstoff. Dies würde eine praktikable und sichere Methode der Energiespeicherung darstellen, indem so ein praktischer flüssiger Brennstoff zur Verfügung gestellt wird. Sie würde der Menschheit eine unbegrenzte Quelle von Kohlenwasserstoff bereitstellen und die Gefahr der globalen Erwärmung verringern, insbesondere in der zweiten Phase, in der es vielleicht möglich wird, Wasserstoff aus Solarenergie herzustellen. Ein zweites Problem, das ich erwähnen möchte, ist eine neue interessante Entwicklung. Es betrifft die Frage des Transports von elektrischer Energie über große Entfernungen, wie dies schon der Vorredner betonte. Auf unserem Planeten gibt es eine Fülle von potenziellen Energiequellen für erneuerbare Energie. Beispielsweise beträgt die Sonnenenergie ungefähr das 100.000-fache der heutigen Primärenergie. Wind und Wasserenergie stehen ebenfalls in großen Mengen zur Verfügung. Allerdings befinden sich erneuerbare Energien im Allgemeinen in entsprechend ausgewählten, großflächigen Gebieten, die oft weit entfernt von dicht besiedelten Gebieten liegen. In der Nordsee gibt es die Möglichkeit, in einem 60.000 Quadratkilometer großen Gebiet Offshore-Turbinen zu errichten, die elektrische Energie für die gesamte Europäische Union liefern können. Die elektrische Energie, die im Sonnengürtel von einem konzentrierenden Solarenergie-System in der Größenordnung des Nassersees produziert wird, entspricht der gesamten Ölproduktion des Mittleren Osten. Wie auch immer, der primäre Nutzen all dieser erneuerbaren Energie ist die Gewinnung von Elektrizität, im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen, die zum Heizen verwendet werden. Ein zusätzlicher Grund, um Verbindungen über große Entfernungen herzustellen, ist der, dass Hochleistungselektrizität mit der intrinsischen Veränderlichkeit von Wind- und Sonnenenergie zu tun hat, was wir ebenfalls erörtern werden. Der weltweite Einsatz dieser neuen Energieformen, wie etwa Windenergie, geothermische Energie und Sonnenenergie, ist auf erneute Investitionen in die Infrastrukturen für ihre Übertragung angewiesen. Neue Verbindungen sollten installiert werden, um Gebiete mit großem Potenzial für die Erzeugung sauberer Energie mit Gebieten zu verbinden, die einen Bedarf an verlässlicher elektrischer Energie haben. Supraleiter besitzen aufgrund des Fehlens von elektrischem Widerstand die Eigenschaft, dass der Verlust an elektrischer Energie exakt Null beträgt. Die dominierenden Verluste sind dann die nur statischen thermischen Verluste an den Kryostaten, während sie unabhängig von der transportierten Strommenge sind. Der größte Durchbruch war 1986 die Entdeckung der Hochtemperatur-Supraleitung durch die Nobelpreisträger Bednorz und Müller. Aufgrund seiner kritischen Temperatur, die deutlich über der von günstiger und ohne Weiteres verfügbarer flüssiger Stickstoff-Kühlung liegt, hat dieser neue Stoff die Bedeutung der Supraleitung verändert. Im Januar 2001 wurde das Komitee erneut durch die plötzliche Bekanntmachung von Akimitsu und einem Bericht zur Supraleitung bei 40 Kelvin durch Magnesiumdiborid in Erstaunen versetzt. Diese überraschend einfache und kostengünstige Verbindung kann einfach und ohne Weiteres zu Kabeln verarbeitet werden und basiert auf Vorläufern, die reichlich vorhanden und günstiger als jeder andere konkurrierende Supraleiter sind. Magnesiumdiborid ist somit ein wichtiger neuer Schritt bei der Entwicklung dieser Anwendungen. Elektrizität über eine Entfernung von mehr als einigen tausend Kilometern zu transportieren, kann verglichen mit dem Transport über bestehende Pipelines für Erdgas oder Öl, mit sehr niedrigen kryogenischen Verlusten und für sehr hohe elektrische Energien möglich werden. Diese Kabel sind in Form von sehr engen Röhren mit einem sehr geringen Durchmesser von ungefähr 30 Zentimetern unterirdisch verlegt. Die praktische Umsetzung der supraleitenden Kabel hat mehrere Aspekte mit der etablierten Praxis bezüglich der Pipelines für Erdgas gemeinsam. Das Kabel verläuft unterirdisch, und an der Oberfläche sind im Abstand von einigen hundert Kilometern regelmäßig Kühlungsvorrichtungen installiert. Beide Leitungen sind querfeldein verlaufende Übertragungssysteme mit vielen Besonderheiten, die mit Höhenunterschieden, Temperaturschwankungen und anderen ähnlichen Umständen zusammenhängen. Im Fall der Erdgas-Pipelines wurden diese Probleme erfolgreich gelöst, und es ist zu erwarten, dass sie auch hinsichtlich der supraleitenden Leitungen gelöst werden. Die längste Erdgas-Pipeline verläuft von Russland nach China und ist ungefähr 5.200 Meilen, also 8.400 Kilometer lang. Ähnliche Entfernungen können für den Energietransport von vergleichbaren elektrischen Energien möglich werden. Um zum Schluss zu kommen: ich glaube, dass die Wissenschaftsgemeinde gegenwärtig viele sehr schöne neue Ideen entwickelt. Und diese sind absolut notwendig, um zu gewährleisten, dass wir auf dieser schönen Welt eine Zukunft vor uns haben, die annehmbar und machbar und für uns alle zufriedenstellend ist. Herzlichen Dank. Robert Laughlin, geben Sie uns die Perlen Ihrer Weisheit. Carlo, Sie haben meine ganze Zeit verbraucht. Das ist natürlich ein Scherz. Wir haben im Vorfeld über dieses Treffen gesprochen, bevor wir hier auf Sendung gingen. Und wir möchten das Publikum dazu ermuntern, Fragen zu stellen. Daher werde ich mein Bestes tun, mich kurz zu fassen und auch ein wenig zu provozieren. Eine Sache, die sich bereits gezeigt hat, ist, dass es nicht nur bezüglich des Klimas, sondern auch bezüglich der gegenwärtigen Energieversorgung ein unmittelbar bevorstehendes Problem gibt. Und das ist die Sache, auf die ich mich lieber konzentrieren möchte, denn ich denke, dass es ein uns hautnah betreffendes Problem ist. In diesen Diskussionen hat sich außerdem herausgestellt, dass die technischen Mittel, um dieses Problem erfolgreich in Angriff zu nehmen, auf jeden Fall vorhanden sind. Wir wissen, dass die Sonne mit Sicherheit genügend Energie bietet, um das Problem zu lösen. Und wir wissen, dass alle Physiker aus diesem Grund dazu neigen, die Sonne zu mögen. Und wir wissen auch von den Kompromissen mit der Kernenergie. Ich möchte nun ein paar kontroverse Themen in die Runde werfen, in der Hoffnung, dass ich angegriffen werde und dann darüber sprechen kann. Als erstes also die Sonne. Kurz bevor ich zu diesem Treffen kam, sah ich in der "BP Statistical Review of World Energy" für dieses Jahr nach, um abzuklären, dass tatsächlich der weltweite Gesamtanteil der alternativen Energie, also Wind-, Sonnen- und Bioenergie, Die Sonne ist zur Zeit ein zu vernachlässigender Anteil des Welt-Energie-Budgets. Wie ist das möglich, da die Sonne doch so überreichliche Energiereserven hat? Nun, es ist eine Kostenrealität. Und wenn wir Techniker sein möchten, die das Problem wirklich lösen, dann müssen wir nicht nur die Möglichkeiten der technischen Mittel, sondern auch die Kosten angehen. Die Sonne hat ein Kostenproblem, das uns bekannt ist. Und eine unserer Aufgaben ist es, jenes Kostenproblem unter Kontrolle zu bekommen, bevor es zur Katastrophe kommt. Und das andere ... Es geht also um die Kosten, daher möchte ich die Frage der Kosten aufwerfen, obwohl ich Wissenschaftler bin. Die zweite Sache hat mit der berühmten Abstimmung in Deutschland zu tun, aus der Kernenergie auszusteigen. Seit dem Frühjahr halte ich in diesem Land zu diesem Thema Vorträge. Und ich mache einen sehr kontroversen Vorschlag, den ich jetzt in Ihre Köpfe pflanzen möchte. Zum gegenwärtigen historischen Zeitpunkt sind Juwelen günstig. Wenn wir also verzweifelt Energie brauchen, sind sowohl fossile Kohle als auch fossiles Erdgas reichlich vorhanden. Und der Preis ist sehr niedrig, insbesondere in Anbetracht der neuesten Fortschritte beim Fracking. Praktisch gesehen bedeutet die Kernenergie aufzugeben, mehr Brennstoffe zu verbrennen. Wir möchten nun die Kernenergie durch Wind und Sonne ersetzen. Aber dabei gibt es ein Kostenproblem und auch ein Problem der Versorgung und Nachhaltigkeit, über das wir wahrscheinlich sprechen müssen. Denn die Industrien können nicht diese hohen Kosten tolerieren und international wettbewerbsfähig sein. Und die Kunden werden es nicht hinnehmen, dass der Strom abgeschaltet wird. Die Alternativen, über die wir sprechen, haben üblicherweise eine Absicherung in Form von fossilen Brennstoffen, und das ist das kleine dunkle Geheimnis der alternativen Energie. Etwas, über das wir mehr sprechen sollten, denn das ist die Schwachstelle, die Achilles-Ferse der alternativen Energie. Ich habe Leute darum gebeten, dieses Problem zu durchdenken, die Politik zu ignorieren und ein Science-Fiction-Experiment durchzuführen, bei dem wir uns eine Zeit in ungefähr zwei Jahrhunderten vorstellen, in der niemand mehr fossile Brennstoffe aus der Erde verbrennt. Entweder, weil es keine mehr gibt, oder weil man sich darauf geeinigt hat, sie in der Erde zu lassen. Und ich möchte die Leute danach fragen, wie das Leben ist. Und vor allem danach, wie jene Leute aus der Vergangenheit den Übergang von der Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu dem, was auch immer man heute hat, bewerkstelligten. Eine der Sachen auf dem Tisch ist die politische Notwendigkeit, günstige Energie zur Verfügung zu haben. Darüber haben wir viel gesprochen. Und nun bitte ich Leute, darüber nachzudenken, was passieren wird, wenn ihre Ur-ur-ur-ur-Enkel eine Wahl treffen müssen, entweder kein Licht oder Kernenergie zu haben. Werden sie für sehr viel höhere Energiekosten stimmen oder werden sie sich Gründe ausdenken, warum Kernenergie die ganze Zeit über das richtige war, und sie zurückholen? Wenn Sie denken, dass dies ein albernes Gedankenexperiment ist, dann möchte ich Ihre Aufmerksamkeit auf Ereignisse lenken, die sich zur Zeit in Japan zutragen. Wo Japan gerade den zweitschlimmsten Kernunfall der uns bekannten Geschichte erlebt hat, ringen dennoch gerade die Menschen in Japan, ringt diese Regierung gerade mit der Frage, was wir tun, wenn wir unsere Kernreaktoren abschalten. Das letzte Mal, als ich hinsah, wurden zwei von ihnen wieder in Betrieb genommen, o.k. Die Ereignisse in Japan sind also in höchstem Maße relevant für die Frage, ob man Gesetze erlassen kann, um angesichts sehr harter Realitäten wie der Marktnachfrage nach Energie auf der einen und nationaler Sicherheit auf der anderen Seite alternative Energie zu verlangen. Mit etwas Glück habe ich jetzt alle gereizt, so dass Sie eine Menge peinlicher Fragen stellen werden, die ich nicht beantworten kann, und jetzt werde ich aufhören. Ja, vielen Dank. Weiter zu Dr. Keilhacker. Das heutige Thema betrifft Versorgung und Speicherung. Lassen Sie mich also ein paar Minuten auf zwei neue Ideen oder Techniken verwenden, an denen einige meiner Kollegen arbeiten. Ich möchte Sie daran erinnern, dass im Augenblick die unbeständige und schwankende Energie aus Wind und Sonne ungefähr 10 % der Elektrizität in Deutschland erzeugt. Zusammen mit Bioenergie und so kommt man auf 20 %. Allerdings haben neuere Studien nachgewiesen, dass wir das Netz stabil halten können, wenn dies noch ein wenig ansteigt, dass wir aber, wenn wir den Anteil bis zu der Zielmarke steigern, die wir uns für das Jahr 2020 gesetzt haben, nämlich 30 % erneuerbare Energie, der Großteil davon schwankend, dann werden wir sehr viel mehr Speicherkapazität benötigen, als wir zur Zeit haben. Und wie Sie wissen, ist der effektivste Speicher Wasserkraft. Aber dies können wir nicht sehr viel mehr erhöhen. Eine Idee, eine Technik, die bereits dargelegt wurde ... Ich möchte auch darauf hinweisen, dass wir sehr schnell etwas brauchen, wie dies meine beiden Kollegen und Vorredner betont haben. Eine Technik ist also der Einsatz der aus Wind oder Sonne, photovoltaisch, gewonnenen Elektrizität, um am Ende in zwei Schritten Methan, also ein Gas herzustellen. Im ersten Schritt nutzt man die Elektrizität, um mittels Elektrolyse aus dem Wasser Wasserstoff zu bekommen. Hier kann man bereits, wenn man möchte, den Wasserstoff zum Beispiel in Brennstoffzellen für die Mobilität verwenden. Aber die eigentliche Idee besteht darin, einen Schritt weiterzugehen und den Wasserstoff mit CO2 zu verbinden, und dann bilden Sie in einer chemischen Reaktion Methan. Und dieses Methan, das äquivalent zu Erdgas ist, können Sie in dem bereits vorhandenen Netzwerk in Deutschland und Europa transportieren. Und dieses Gas-Netzwerk transportiert - und das wird, wie ich denke, einige überraschen - mindestens doppelt so viel Energie wie das Stromnetz in Deutschland. Über Gas-Pipelines wird also doppelt so viel Energie wie über das Stromnetz transportiert. Es handelt sich somit um ein sehr, sehr effizientes, bereits vorhandenes Transportsystem, und auch das Speichersystem ist sehr gut. In Deutschland lagern wir Gase, und das macht ungefähr ein Drittel des jährlichen Energieverbrauchs aus, 200 Terawatt. Wohingegen wir beispielsweise hier in den Seen 50 Gigawatt haben. Das ist etwas ganz Anderes und unterscheidet sich um viele Größenordnungen. Die Effizienz der Wasserstoffausbeute beträgt 70 % und die anschließende Effizienz der Methanausbeute, die Gesamteffizienz beträgt 55 % oder so ähnlich. Natürlich ist das ... Man hat jedoch immer noch Gas und produziert CO2. Man könnte dann wieder zur Elektrizität zurückgehen, und dann sinkt die Effizienz natürlich noch weiter, auf 30 %. Das ist also nicht sehr effizient. Aber immerhin ist es eine Möglichkeit, die wir kurzfristig realisieren könnten. Diese Möglichkeit wird in Deutschland ziemlich gründlich diskutiert und erforscht. Die andere Idee ist ein bisschen mehr ... sagen wir, mehr eine Idee. Dennoch arbeiten zwei meiner Kollegen gemeinsam mit der deutschen Industrie daran, sozusagen künstliche Wasserkraftwerke herzustellen, indem man die Tiefsee und den Druckunterschied zwischen der Wasseroberfläche und dem Wasser vielleicht 2.000 Meter tiefer nutzt, der 200 Bar beträgt. Sie lassen hohle Betonkugeln oder andere Gegenstände nach unten fallen. Um die Energie zu speichern, pumpen Sie dann das Wasser heraus und erzeugen atmosphärischen Druck. Wenn Sie die Energie wieder freisetzen möchten, dann lassen Sie das Wasser wieder durch die Turbine laufen und erzeugen Elektrizität. Ich bin mir nicht sicher, ob das ... Laut ersten Berechnungen mit der Industrie kostet dies genau so viel wie andere Maßnahmen, wie der Bau eines neuen Wasserkraftwerks und so weiter. Aber es wäre eine Möglichkeit, bei jedem Windkraftwerk vielleicht ein solches Reservoir zu haben, das man, auch wenn es nicht so tief ist, als Sockel verwenden könnte, um darauf die Windturbine zu setzen. Immerhin, dies sind die neuen Ideen. Im Allgemeinen möchte ich sagen, dass die Probleme der erneuerbaren Energien, des Transports und der Speicherung nach unserem jetzigen Wissensstand nicht auf nationaler, sondern höchstens auf mindestens europäischer Ebene lösbar sind. Wir brauchen sehr dringend ein europäisches Netzwerk, um das europäische Netzwerk, das Stromnetz mit Hochspannungsleitungen zu erweitern. Das ist möglich. Gleiches gilt für die Speicherung. Und natürlich macht es, wenn wir die Kosten betrachten, nicht wirklich Sinn, Photovoltaik in Deutschland zu haben. Das sollte man in der Sahara oder im Süden Spaniens oder in Sizilien zum Einsatz bringen. Und dann stehen wir wieder vor dem Problem, wie man die Energie transportiert. Aber es gibt Möglichkeiten. Die Hochspannungsleitungen sind bereits vorhanden und stellen nur einen kleinen Betrag der Gesamtkosten dar. Das ist also möglich. Und dann wird man sehr viel effizienter. Vielen Dank. Vielen Dank. Dr. Keilhacker. Kann ich die Leute dazu ermuntern, zu den Mikros zu gehen und ein paar Fragen zu stellen? Und in der Zwischenzeit habe ich selbst eine. Sie sprechen von einem europäischen Stromnetz, was mir eine sehr vernünftige Idee zu sein scheint. Und Sie sprechen von Pumpspeicherung in den Ozeanen. Ich hätte gedacht, dass die Antwort auf Pumpspeicherung, wenn es um ein europäisches Stromnetz geht, ein Wort ist: Norwegen. Können Sie nicht die Norweger dazu überreden, als Batterie für Europa zu fungieren? Nun, Norwegen wird von vielen deutschen Szenarienmachern als Heiliger Gral diskutiert, aber die Realität ist ganz anders. Die derzeitigen Reservoirs sind gerade ausreichend, um den Bedarf der Norweger zu decken. Es gibt die Möglichkeit, dies um fünf oder zehn Gigawatt oder so ähnlich zu steigern. Deutschland hat erst vor einigen Wochen mit Norwegen einen Vertrag für eine unterseeische Hochspannungsübertragungsleitung unterzeichnet, die 1,2 Gigajoule haben wird. Das entspricht dem, was ein Kernreaktor, ein Block eines Kernreaktors oder ein anderes großes Kraftwerk hat. Das ist sicherlich sehr sinnvoll, wird aber letztendlich das Problem nicht wirklich lösen, wenn wir auf 80 % erneuerbare Energien kommen wollen. Ich habe da meine Zweifel, ob mehr als 50 % möglich sind. Wenn wir das aber wollen, brauchen wir auf jeden Fall den Speicher, und das wird nicht gelöst werden, indem wir uns an Norwegen wenden, denn die Norweger - soweit ich weiß, möchten die Briten ... Ja, wir hätten ebenfalls gerne eine Scheibe von Norwegen. Und die Niederlande haben bereits eine Leitung in jenem Markt, und Schweden auch, und so weiter und so fort. Es tut mir leid - die Glocke läutet. Ich komme aus den USA und arbeite in der Fusionsforschung. Vielen Dank an alle Podiumsmitglieder. Wir haben viele wirklich gute Sachen darüber gehört, wie wir in Zukunft mehr Geld verdienen können. Aber ich würde gerne eine Frage stellen, die in die andere Richtung geht. Zu Beginn dieser Woche haben wir in einem Vortrag von Dr. Fert gehört, dass es eine ganz neue Methode gibt, mit der sich der Energieverbrauch von Computern stark senken lässt. Glauben Sie, dass dies tatsächlich von Bedeutung sein kann? Oder sind diese Energieeinsparungen im Vergleich zur benötigten Energie so gering, dass sie kaum ins Gewicht fallen? Wer möchte diese Frage übernehmen? Ah, Carlo. Ich würde gerne versuchen, die Antworten auf diese Frage zu geben. Als erstes sprechen wir nicht nur von elektrischer Energie. Wir sprechen von der Gesamtmenge der Energie. Die Elektrizität macht davon nur ein 1/3 aus. Aber der größte Teil unseres Verbrauchs resultiert aus anderen Aktivitäten, aus privaten Wohnungen und Industrien, die verschiedene Stoffe herstellen. Mir scheint, dass der richtige Weg, den man einschlagen sollte, darin besteht zu versuchen, den Energieverbrauch zu reduzieren, indem man, insbesondere in unseren Ländern, bei dem anderen Aspekt der Energie, nämlich bei Gebäuden, Häusern, beim Energietransport, bei Autos etc., Einsparungen macht. Und Elektrizität ist natürlich ... ein sehr schwieriges Thema, und die Frage, die Sie aufwerfen, ist auf jeden Fall wichtig. In dieser Hinsicht scheinen mir ein oder zwei Dinge wichtig zu sein. Erstens glaube ich nicht, dass Computer die größte Sorge in Bezug auf die Zukunft unserer Energieversorgung sein werden. Ich denke, dass unsere Energieversorgung sehr stark davon abhängen wird, ob wir uns zum Beispiel entscheiden, ein Elektro-Auto zu fahren anstelle eines mit Benzin betriebenes Autos, mit all den Vorteilen der Elektromobililtät. Daher scheint es mir so, dass Elektrizität per se ein Problem ist, mehr oder weniger unabhängig von ihrer spezifischen Verwendung. Diesbezüglich möchte ich zwei wichtige Punkte ergänzen. Der eine Punkt ist: Ein Weg besteht darin, das Netzwerk zu erweitern. Wir sagten bereits, dass die aktuellen Netzwerke nicht ausreichen. Sie haben die Notwendigkeit eines europäischen Netzwerks deutlich hervorgehoben. Mir scheint, dass wir den Energietransport grundlegend neu aufbauen müssen. Wir müssen in der Lage sein, große Energiemengen über weite Entfernungen zu transportieren. Die Durchschnittslänge einer elektrischen Leitung beträgt einige hundert Kilometer. Die längste Strecke einer Erdgasleitung beträgt, wie Sie sagten, 8.000 Kilometer. Diese Linie müssen wir verfolgen. Wenn Sie eine sehr viel größere Flächendeckung und eine deutlich umfassendere Kooperation bei der Nutzung der Energie haben, dann werden wir meiner Ansicht nach die Probleme auf sehr viel effektivere Art und Weise kompensieren können. Der zweite Punkt ist, dass es eine Form von elektrischer Energie gibt, die mit großem Erfolg gespeichert wird. Sie wurde von keinem der Vorredner erwähnt und wird als Wärmespeicherung bezeichnet. Sie steht mit der Solarenergie in Verbindung. Alle konzentrierenden Solarenergie-Systeme nutzen Energiespeicherung in Form von Wärmespeicherung. Man nimmt das Sonnenlicht, heizt [die Speicherflüssigkeit] auf 500° C auf und speichert sie, diese heiße Flüssigkeit, dann auf eine sehr effiziente Art und Weise. So kann die Wärmeenergie tagelang gespeichert werden. Tatsächlich wird dieses Verfahren zur Zeit bei den meisten Anwendungen eingesetzt, bei denen es um die Konzentration von Solarenergie für die Zukunft geht. Es scheint eine sehr vielversprechende Technologie zu sein, denn heißes Wasser zu speichern ist ungefähr 1000mal effizienter als Wasser hinauf- und hinunterzutragen. Und heiße Flüssigkeit gibt es natürlich, sofern es Sonnenlicht gibt. Sollten wir eines Tages über ein Energietransportsystem von der Sahara nach Europa verfügen wollen, wird eine Speicherung der Energie ohne Zweifel damit verbunden sein müssen. Die Methode für die Speicherung in Form von Flüssigkeit, heißer Flüssigkeit existiert bereits, und sie wird zu einer praktischen Lösung werden. Wir haben eine lange Schlange hier, aber ich kann nicht widerstehen. Ich leite im Herbst einen Kurs zum Thema Energie an der Stanford University. Einer der Studenten, der aus Saudi-Arabien stammt, hat zu diesem Thema einen Artikel geschrieben, den Sie sich durchlesen können. Er wies darauf hin, dass im Augenblick die Computer-Industrie einschließlich des Internets ungefähr so viel Energie verbraucht wie die kommerzielle Luftfahrtindustrie. Außerdem wächst sie exponentiell. Wir berechneten also, wie lange es dauern würde, bis die Computer-Industrie für die Gesamt-Energiekosten der Welt verantwortlich sein würde. Natürlich ist das albern - aber völlig albern ist es nicht. Es handelt sich um wenige Jahrzehnte. Der Punkt ist nun der, dass der zur Zeit verwendete Computer keinen Einschränkungen durch Energiekosten unterliegt. Ihr Telefon, Ihr Mobiltelefon, könnte sehr viel effizienter sein, aber Sie kaufen das hier, die kleinen Spielereien hier drin. Wir haben den Umstand erörtert, dass dies keine dumme Frage ist, und tatsächlich verbraucht das Internet eine Menge Energie und wird ... Sie wissen schon: so.... Zweitens - Sie sind verantwortlich, denn Menschen wie Sie lieben alle jene kleinen technischen Spielereien auf Ihren Telefonen. Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz sind die niedrig hängenden Früchte der deutschen Energiewende. Daher möchten wir die Effizienz steigern und den Elektrizitätsverbrauch in den nächsten vier Jahrzehnten um 50 % reduzieren. Das Problem sind die Rebound-Effekte, die wir in der Vergangenheit beobachtet haben. Sie haben davon nur einen erwähnt, die Einführung von IT und von neuen Technologien, die die Effizienzsteigerungen, die wir zuvor erreicht haben, überkompensieren. Grüne IT ist daher ein großes Thema. Ich werde vom Privileg des Vorsitzenden Gebrauch machen und noch einen weiteren Punkt anbringen, und zwar folgenden: Jede Diskussion um Energieeffizienz wird im Kontext der einen Milliarde Menschen geführt, die in der entwickelten Welt leben. Es gibt sechsmal so viele, demnächst achtmal so viele dort draußen, die so sein möchten wie wir. Energieeffizienz, effiziente Technologie - ja klar. Aber Sie werden den Ausweg aus dem Problem nicht durch Sparen finden können, indem Sie etwas einsparen, was nicht einmal mehr existiert und dem Bedarf [dieser vielen Menschen] entspricht. Energieeffizienz ist eine gute Idee, aber sie kann unmöglich die Antwort auf die Frage sein. Vielen Dank für die Frage. Ich komme von der University of California. Wir leben direkt am Rande der Wüste und unsere Dozenten sind einhellig der Meinung, dass Solarzellen in der Wüste absolut praxisfern sind. Mit den Kosten, um die Energie wieder in das Gebiet von L.A. zu transportieren, wird es schlichtweg nicht funktionieren. Und sie haben in dieser Hinsicht viele Möglichkeiten erforscht. Die Handlungsweise der Menschheit, so wie ich sie sehe, bestand darin, dass wir Orte auf unserem Planeten fanden, die zu heiß waren, so dass wir Klimaanlagen erfanden. Wir stellen fest, dass die Sonne nicht immer scheint, und deshalb sollten wir sie zu uns holen. Und das Mittel, um das zu tun, ist die Kernenergie. Ich glaube, dass es keine andere Lösung als Kernenergie gibt. Die Frage ist: Wenn man sich die Katastrophe in Japan anschaut, stellt man fest, dass die Reaktoren nach alten Plänen für Kernspaltung aus den 70er Jahren entworfen und gebaut wurden. Ist es also nicht wahr, dass wir, während wir darauf warten, dass die Kernfusion praktisch umsetzbar wird, unsere Anstrengungen auf sichere Kernspaltung, wie Kugelhaufenreaktoren und Maßnahmen dieser Art, konzentrieren könnten. Ich zögere zu sagen: Carlo, können Sie sich mit der Frage der Kerntechnologien befassen? Sie haben zwei Minuten. Lassen Sie mich sagen, dass ich nicht glaube, dass wir sehr viel mehr Uran zur Verfügung haben als Öl oder Erdgas, wenn unser Verbrauch auf dem derzeitigen Niveau bleibt. Heutzutage sind ungefähr 6 % der gesamten Primärenergie Kernenergie. Der Rest stammt aus anderen Quellen. Wenn Sie sich also auf die Kernenergie konzentrieren möchten und es früher oder später Leute gibt, die erkennen, dass da nukleare Ressourcen sind, die ausgebeutet werden können, sind Sie auf eine andere Art von Kernenergie angewiesen. Sie haben die Kernfusion als ein Beispiel angeführt. Die anderen Beispiele sind einige exotische Stoffe, die längerfristig tatsächlich eine Lösung dieses Problems darstellen. Mir scheint, dass, wenn Sie sagen möchten, dass Kernenergie kurzfristig die Hauptlösung für die Zukunft der Energie ist, wir den Anteil der Kernenergie gern mit einem beträchtlichen Faktor multiplizieren möchten, vielleicht mit einem Faktor von 5 oder 10, also 50 % Kernenergie. Das ist sicherlich möglich, wird uns aber einige Probleme wie Yucca Mountain in Ihrem Land bescheren. Was werden Sie mit dem Müll machen? Und es gibt andere Fragen. Und ich weiß nicht, ob genug Anreicherung oder andere Dinge verfügbar sind, um das zu tun. Daher sieht es für mich so aus, dass der einzige Ausweg, das einzige Mittel, um die Kernenergie wieder ans Rollen zu bekommen, in sehr starken und massiven Bemühungen um Innovationen liegt. Die heutige Kernenergie scheint mir die Lücke zu füllen. Man weiß, was es ist. Es gibt gute und schlechte Faktoren. Wir wissen, dass es eine Debatte gibt. Manche Leute denken in die eine Richtung, manche Leute denken in die andere Richtung. Mir scheint, der einzige Ausweg ist Innovation, Innovation, Innovation. Ich werde eine weitere Frage aufnehmen. Die Dame vorne. Hi, ich bin ... und komme auch aus den USA. Meine Frage lautet: Wie werden wir eine Infrastruktur für alle diese großartigen und wundervollen neuen Technologien aufbauen? Wird es eine globale Bemühung sein, bei der wir überall Methan-Pumpen aufstellen oder Elektrizität von der Sahara wieder nach Deutschland transportieren? Ich meine: Wie werden wir die Infrastruktur de facto realisieren und die Gesellschaft motivieren, uns bei der Implementierung der neueren Technologien zu unterstützen? Das ist eine politische Frage. Es gibt kein Gesamtkonzept, das besagt, dass man dies hier und jenes dort bauen soll. Es ist ein evolutionärer Prozess, an dem viele Akteure beteiligt sind. Sie müssen also geschäftliche Anreize für diejenigen schaffen, die Verteil-Netzwerke bauen, um solche Netzwerke zu erschaffen. Wir müssen für Anreize sorgen, um Offshore-Windgeneratoren zu errichten. In Deutschland hatten wir das Problem, dass wir zwar die Offshore-Windgeneratoren, aber keine Verbindung zum Festland haben. Und was passiert, wenn die Verbindung fehlschlägt oder für eine bestimmte Zeit ausfällt; oder wenn die offshore erzeugte Energie im Inland nicht verteilt werden kann? Man muss also auch für Vorschriften sorgen, die sicherstellen, dass die Offshore-Investitionen sich innerhalb einer bestimmten Zeit rentieren. Es ist also ein riesengroßer regulatorischer Aufwand. Es ist ein Aufwand von ungeheuer umfangreicher Infrastrukturplanung, und er funktioniert, wie ich sagte, evolutionär und schrittweise. Wenn wir gut sind, werden wir es auf europäischer Ebene koordinieren können. Wie können wir das auf globaler Ebene tun? Vielleicht gar nicht. Es gibt kein globales Gesamtkonzept. Es wird sich in unterschiedlichen Regionen herausbilden und die Besonderheiten der jeweiligen Region berücksichtigen müssen. Beispielsweise haben wir vorhin etwas über Südkalifornien und die entsprechenden Umweltbedingungen dort gehört. Und dies wird sich davon unterscheiden, was man beispielsweise in Nordeuropa vorfindet. Vielen Dank. Mein Name ist Rico Friedrich aus Freiberg in Deutschland und ich wüsste gerne die Ansicht der Podiumsmitglieder zu der Frage, wie man in der Zukunft das Heizen von Wohnraum mit Hilfe von erneuerbaren Energien bestreiten kann. Meines Wissens entfallen 40 bis 50 % des Primärenergieverbrauchs in Deutschland auf Heizung. Daher ist dies eine Frage von entscheidender Bedeutung und ich wüsste gerne Ihre Meinung dazu, wie man dies künftig mit erneuerbaren Energien bewerkstelligen kann. Wie Sie richtig sagten, ist das sozusagen ein großer Beitrag zum effizienten Umgang mit Energie. Bereits zuvor war angemerkt worden, dass dies ein Bereich ist, in dem auf jeden Fall etwas getan werden muss und in dem sich Investitionen auszahlen werden. Es müssen also wiederum Anreize geschaffen werden, um die Häuser besser zu isolieren. Das ist natürlich hauptsächlich bei neuen Häusern möglich. Wenn ein Haus gut isoliert ist, dann ist es einfach, es beispielsweise mit elektrisch betriebenen Wärmepumpen oder ähnlichen Methoden zu heizen, die die Energie aus der Luft oder dem Wasser oder was auch immer gewinnen. Und vielleicht sogar, wenn genug Elektrizität vorhanden ist, direkt mit Elektroheizung. Ich denke, dass es durch Heizen mit niedrigeren Temperaturen erfolgen wird, also durch Fußbodenheizung oder eine in die Wände integrierte Heizung. Und ich glaube, dass dies realisierbar ist. Wie bereits dargelegt wurde, besteht die einzige Schwierigkeit darin, einen Startimpuls zu geben. Man muss Anreize geben. Dies sollte meiner Meinung nach sehr viel stärker geschehen. Noch jemand? Vielen Dank. Ja. Hallo und vielen Dank für die Berücksichtigung meiner Frage. Bei dem zu erwartenden drastischen Anstieg des Energieverbrauchs durch die Entstehung von Mittelklassen in den BRIC-Staaten müssen meiner Ansicht nach Kernspaltung und letztendlich auch Kernfusion eine entscheidende Rolle spielen. Meine Frage ist: Können und - vielleicht noch wichtiger - sollen Wissenschaftler und Ingenieure versuchen, diese Quelle einzuschränken, um so die Förderung von verantwortungsbewussten Methoden der Energieeinsparung zu unterstützen? Das klingt eigentlich nach einer Frage für Sie. Das ist zwar nicht der Fall, aber ich werde sie trotzdem beantworten.Ich weiß nicht, wie man das macht - wissen Sie es? Nein. Ich kann niemandem sagen, welche Art von Energie er nutzen kann und welche nicht. Meine Regierung versucht es, und zwar manchmal auf eine sehr unbeholfene Art und Weise. Sie ist dabei allerdings nicht immer erfolgreich. Daher denke ich, dass die Antwort lautet: Nein, das ist nicht möglich. Und ich werde wieder von dem Privileg des Vorsitzenden Gebrauch machen und auch etwas dazu sagen. Wenn ich Ihre Frage richtig verstanden habe, dann sagen Sie, dass Wissenschaftler und Ingenieure es auf sich nehmen sollten, dies zu tun. So etwas zu tun ist eine politische Entscheidung. Was Sie vorschlagen, geht beinahe über die Befugnisse der angemessenen Rolle des Wissenschaftlers hinaus, oder? Richtig, aber ich glaube, wir alle haben eine Verantwortung, dasjenige zu tun, was wir für richtig halten. Und ich bin der Meinung, dass es richtig ist, Energie einzusparen und zu versuchen, den Energieverbrauch zu senken. Die Menge der verschwendeten Energie, das ist unsere Verantwortung. Eine Form von Macht zu haben, um in der Lage zu sein ... In welcher Beziehung steht das zu der Frage, welche Technologie verwendet wird, um die Elektrizität zu erzeugen, die wir verbrauchen? Ich sehe den Zusammenhang nicht. Oder sagen Sie, dass die Leute, die in Kernkraftwerken arbeiten, diese Entscheidungen treffen sollten? Ich meine ... Wenn wir mehr und mehr Fusionsreaktoren und Kernspaltungsreaktoren bekommen, werden wir die Macht haben, sie zu betreiben, und ich vermute, wir könnten ... Werfen Sie einen Blick auf die Geschichte des Kernkraftwerkbaus und Sie werden sehen, dass sie sehr kompliziert ist. In den USA zum Beispiel bauen wir keine zusätzlichen Kraftwerke, obwohl die derzeitige Regierung es wollte. In einigen Ländern gibt es also einen starken Widerstand gegen die Kernenergie und in anderen Nationen, so wie in Indien, eine starke Unterstützung. Tatsache ist, dass wir als Technologen für die Wähler arbeiten. Ich bedauere es - ich meine, man kann diese Fantasievorstellung haben, dass Wissenschaftler die mächtigsten Menschen der Welt sind - aber sie sind es nicht. Wir sind ihnen zwar nicht ausgeliefert, aber wir sind in der Tat die Diener der Leute, die gewählt werden. Und damit ist die von Ihnen gestellte Frage durch und durch politisch. Ich bin einfach nicht qualifiziert ... tatsächlich ist keiner von uns qualifiziert, sie zu beantworten. Ich würde gerne glauben, dass es auf jeden Fall stimmt, dass ein Auto in einem entwickelten Land sehr viel weniger Energie verbraucht. Die benötigte Energiemenge zu reduzieren, massiv zu reduzieren, ist etwas, das wir tun können und tun sollten. Aber wir sollten nicht vergessen, dass es auch viele Menschen in den Entwicklungsländern gibt und dass sie gewissermaßen die Gesamtheit der Bevölkerung darstellen. Sie verbrauchen pro Kopf sehr viel weniger Energie als wir. Und offensichtlich ist es absolut normal für sie und korrekt und richtig, dass sie mehr Energie pro Kopf bekommen sollten, damit eine Balance aufrechterhalten werden kann zwischen dem, was sie tun, und dem, was wir tun. Und ich glaube, dass das reale Energieproblem nicht so sehr auf dem Umstand beruht, dass wir unseren Verbrauch senken müssen, denn ich bin der Meinung, dass wir dies so oder so tun müssen. Aber das wirkliche Problem besteht darin, was mit dem erhöhten Energieverbrauch in den Entwicklungsländern zu tun ist, der schnell weiter anwächst. Wenn Sie beispielsweise China nehmen, dann stellen Sie fest, dass zur Zeit in China jede Woche ein neues mit Kohle betriebenes Kraftwerk gebaut wird. Das ist das Problem der CO2-Emissionen. Das ist das Problem der Zukunft des Planeten. Denn dort wird sie beschlossen werden. Wir müssen also einen Weg finden, damit sie mit dem rechten Maß an Akzeptanz ihrer Situation eine angemessene Menge an Energie bekommen können. Kohle in großen Mengen zu verbrennen ist gewiss keine Lösung. Ich denke, dass dies etwas ist, was nur die Wissenschaft lösen kann. Und da wir diejenigen mit dem größten wissenschaftlichen Wissen sind, sind wir dafür verantwortlich, das Problem zu lösen. Nicht nur für uns, sondern auch für sie. Vielen Dank für die Darlegung Ihres Standpunkts. Die Person hinten. Hallo, mein Name ist Nick Chancellor von der University of Southern California. Meine Frage bezieht sich auf eine verwandte Nutzung von Kohle und Öl: Wie wird sich Ihrer Meinung nach die erneuerbare Energie zum Beispiel auf Petrochemikalien und die Chemikalien, die wir für die Herstellung von Plastik und ähnlichem aus Kohle gewinnen, auswirken? Denken Sie, dass wir in einer Zukunft der erneuerbaren Energien uns eine Methode ausdenken müssen, um sie aus Kohlenstoffdioxid und Wasser in der Atmosphäre oder Pflanzen oder so etwas zu gewinnen? Oder denken Sie, dass fossile Substanzen für die petrochemische Verwendung reserviert werden, während wir weiterhin erneuerbare Quellen für Energie nutzen? Ich persönlich würde meinen, dass dies eine rein ökonomische Fragestellung ist. Es gibt keinen Grund, warum man sie nicht weiterhin verwenden sollte. Es gibt eine interessante Zahl, die Ihnen vielleicht dabei hilft, dies zu analysieren und zu verstehen. Zurzeit werden in der gesamten Petrochemie nur etwas weniger als 5 % des aus dem Boden geförderten Öls verwendet, einschließlich aller Pestizide, allen Plastiks, sämtlicher sonstigen Verwendungen. Tatsächlich stellt es also nur einen kleinen Teil des gesamten Öl-Budgets dar. Der Rest davon wird für den Transport verwendet. Dieser Betrag ist so gering, dass vollkommen klar ist, dass man die Verwendung von Kohlenstoff in Petrochemie durch Pflanzen ersetzen könnte. Ich glaube, wir sind wohl oder übel für immer auf die Plastik-Industrie angewiesen, auch nachdem die Ölvorräte erschöpft sind. Danke für die Frage. Noch jemand? Die Dame dort. Mein Name ist ... Ich arbeite als Postdoc in theoretischer Physik am MIT. Und eine Frage, die mich in den letzten Jahren genervt hat, ist, dass wir an all diesen nachhaltigen Technologien arbeiten - man sieht viele Leute in Cambridge, Massachusetts, mit ihrem schönen Prius herumfahren -, aber wir brauchen Seltenerdmetalle. Wir brauchen Metalle, deren Vorkommen auf der Erde begrenzt sind, für diese nachhaltigen Technologien, für die Motoren in den Windmühlen, die wir offshore errichten. Wir brauchen diese Metalle, die sich auch in ... hinter Grenzen befinden und für uns daher nicht immer leicht zugänglich sind. Meine Frage ist daher vermutlich ein wenig politisch, aber auch wissenschaftlich. Was müssen wir tun, um die Entwicklung nachhaltiger Energie nachhaltig zu gestalten? Ich frage mich, wie es damit steht. Darin liegt auch eine ökonomische oder politische Frage. Eine Nachhaltigkeitsfrage hier. Wer möchte diese übernehmen? Danke für die Frage - es ist eine gute Frage. Was kann man tun? Man muss sich den Lebenszyklus eines Stoffs und ganz besonders die Wiederverwendung von Stoffen genau anschauen. Wenn wir die ganzen Edelmetalle in unseren Mobiltelefonen verwenden, könnte dies auf einer nachhaltigen Basis bereits durch die Wiederverwendung dieser Stoffe geschehen. Wir müssen dies nicht nur bei Mobiltelefonen, sondern ebenso auch in anderen Fällen tun. Trotzdem gibt es nichts umsonst. Man muss immer einen Preis zahlen und auch die externen Kosten berücksichtigen. Wenn wir das bei Kernkraftwerken tun, müssen wir es auch bei Solarkollektoren und anderen Technologien erneuerbarer Energie tun. Recycling ist nur eine Lösung, und ich würde sagen, es ist die Lösung der Wahl. Viele Leute sorgen sich um die Versorgung mit seltenen Erden. Und natürlich sind die Chinesen wirklich sehr glücklich, weil sie den Großteil der seltenen Erden haben. Wie auch immer - denken Sie an die Magnete aus seltenen Erden, die hauptsächlich deshalb die Kosten senken, weil sie kleine Magneten sind. Es ist durchaus möglich, Motoren ohne seltene Erden herzustellen. Machen Sie sich also keine Sorgen. Es wird gut. Wenn es nicht genug seltene Erden gibt, werden wir sie auf andere Art und Weise herstellen. Vielleicht sollte man die alte Miene in Ytterby wieder in Betrieb nehmen, wo sie als erstes entdeckt wurden. Hinten. Hi, Jan Fiete vom CERN. Zunächst möchte ich sagen, dass mir diese Diskussion gefällt, weil wir sehr viel mehr als Kernenergie diskutieren, und ich denke, wir sind sehr viel kreativer, als einfach nur Kernenergie zu verwenden. Es ist gut, dass wir in diesem Sinne fortfahren. Da die Rede von Fukushima war, möchte ich sagen, dass Fukushima für uns mehr bedeuten sollte, als zu analysieren oder nachzuprüfen, ob andere Kernkraftwerke sich in Erdbebengebieten befinden oder nicht. Wir haben erlebt, dass diese hochindustrialisierte Nation nicht in der Lage war, ein Kraftwerk zu bauen, das diesem Vorfall, der sich dort ereignete, standhalten konnte. Es war nicht in der Lage, alles auszuhalten, das sie sich ausdenken konnten. Und ich glaube, dass dies im Wesentlichen ein Problem des Engineering ist. Wahrscheinlich kann man es sicherer machen, und man muss manches bearbeiten, und alle Ideen, die wir von all den potenziellen Dingen, die passieren könnten, haben, könnten mit Mitteln des Engineering angegangen werden. Aber dann muss gefragt werden, wie teuer es wird. Ich denke, das ist der angemessene Preis, an dem man andere Energiequellen messen kann: Wie teuer wird die Kernenergie, wenn man all die potenziellen Gefahren miteinbezieht, die anscheinend bis jetzt vernachlässigt wurden? Was Sie gesagt haben, würde ich in dem folgenden Satz gerne allgemeiner kommentieren. Es ist sicherlich wahr, dass heute die günstigste Energie wahrscheinlich das Verbrennen von Kohle ist. Trotzdem ist auch klar, dass dies nur die geschätzten direkten Kosten sind. Zum Beispiel gibt es einen sehr interessanten Aufsatz einer Arbeitsgruppe am MIT, die nachgewiesen hat, dass man, wenn man alle indirekten Kosten zum Kohleverbrauch hinzurechnet, feststellt, dass alternative Energie sehr viel günstiger wäre als die Verbrennung von Kohle. Daher scheint mir das wirkliche Problem nicht nur darin zu bestehen, die Kosten an sich einzuschätzen, die beim Verbrennen eines Stücks Kohle entstehen, sondern alle sich daraus ergebenden Konsequenzen. Die wichtigste davon ist, wie ich bereits sagte, die Entstehung von Treibhausgasen. Und eine solche Situation ... Wenn man sich das anschaut, erkennt man, dass diese Situation hinsichtlich dessen, was wir nun zu tun gewohnt sind, völlig verzerrt ist und dass es daher der erste Schritt sein sollte, Kohle die korrekten Kosten zuzuschreiben. Davon ausgehend sollte man entscheiden, welchen Weg man bei den zukünftigen Energien gehen sollte. Wie würden Sie das tun - mit einer Kohlenstoff-Steuer? Wie berechnet man die externen Kosten fossiler Brennstoffe? Wir alle wissen, dass es diese Kosten gibt. Man kann sie schätzen. Die Frage ist, ob man sie berechnet oder nicht. Ja, es gibt mehrere Studien, welche die externen Kosten betrachten und die verschiedenen Systeme vergleichen. Es ist eine Tatsache, dass sie ein sehr verzerrtes Bild sind. Man kann sie identifizieren, aber man muss sie in die Preise einrechnen, andernfalls haben sie keine Bedeutung. Manche Leute sind ebenfalls davon überrascht, wie hoch die externen Kosten für die erneuerbaren Energien aufgrund des verwendeten Materials und so weiter sind. Wir haben mehrere Leute in der Schlange. Es wäre wahrscheinlich hilfreich, wenn jetzt niemand mehr dazu kommt. Vermutlich werden wir mit den Fragen, die wir haben, bis zum Mittagessen gerade eben fertig sein. Wenn Sie es also bis jetzt nicht in die Schlange geschafft haben, wird's schwierig. Sie werden nach dem Mittagessen auf die Diskussionsteilnehmer zugehen müssen. Habe ich also die Antwort richtig verstanden, dass es sich bei der Kernkraft ähnlich verhalten würde, wenn man alle indirekten Kosten miteinbezöge? Dass sie dann sehr viel teurer wäre, als in den anfänglichen Reden dargestellt? Korrekt, ich stimme Ihnen zu. Bitte - die Kernkraft, von der wir sprechen, ist nicht unsere Kernkraft, es ist die japanische Kernkraft. Und das Volk von Japan ist gerade dabei, diese Kostenrechnung durchzuführen. Was Sie also tun müssen, ist, abwarten und zuschauen, was sie tun, denn sie haben keine Kohle. Sie haben kein Backup. Alle ihre alternativen Formen der Energie kommen über das Meer, sie sind importiert. Die Kosten einer Sache zu berechnen ist natürlich sehr schwierig. Die einzige Methode, die ich dafür kenne, ist, es die Leute tun zu lassen - o.k.? Vor Ihren Augen ereignet sich also gerade ein Experiment in Kostenkalkulation. Und an diesem Punkt würde ich sagen, man sollte mit dem Theoretisieren aufhören und das Experiment beobachten. Ich bin Student und komme aus Hamburg in Deutschland, und meine Frage richtet sich an Georg Schütte. Sie hat in der Tat mit dem zu tun, worüber wir gerade sprechen. Sie haben erwähnt, dass Deutschland innerhalb einer sehr kurzen Zeit 80 % seiner Energie aus erneuerbaren Quellen beziehen möchte. Wenn ich Professor Laughlin richtig verstehe, sagt er, dass dies nicht machbar ist, es sei denn, man kann die Kosten der erneuerbaren Energiequellen auf das Niveau senken, auf dem sich die Energiepreise jetzt befinden. Ich würde gerne wissen: Mit welcher Strategie versucht die deutsche Regierung, das zu erreichen? Oder denken Sie, dass Professor Laughlin mit seinem Argument nicht Recht hat? Erstens muss man präzise sein. Ich sprach von 80 % Elektrizität aus erneuerbaren Quellen. Wir sprechen hier also nicht vom Gesamt-Energieverbrauch. Das ist ein großer Unterschied. Ob wir das erreichen können oder nicht, weiß ich nicht. Aber es ist das Ziel, und wir versuchen, es schrittweise zu erreichen. Was ich jedoch weiß, ist, dass es in Deutschland eine sehr starke öffentliche Meinung gab, die diese Entscheidung wollte. Also müssen wir uns der Herausforderung stellen. Sehen Sie eine Alternative? Nein, aber meine Frage ist: Wie kann die Politik Ihrer Meinung nach dazu beitragen, das zum Beispiel tatsächlich in diesem Tempo zu tun und die Kosten zu senken? Was sind die wichtigsten Mittel, die der Politik zur Verfügung stehen? Er fragt mehr oder weniger nach einem Gesamtkonzept, wozu Sie richtigerweise sagten, dass wir kein wirkliches langfristiges Gesamtkonzept haben. Es ist eine Frage von Anreizen und politischen Strategien. Man kann Unternehmen mit Unterstützung versorgen und ihnen Anreize geben, damit sie die erforderliche Arbeit tun. Was tun wir als Ministerium, als Ministerium für Wissenschaft und Forschung? Wir haben uns mit anderen Sponsoren zusammengetan und die Finanzierung für ein Forschungsprogramm, ein großes Forschungsprogramm zur Energiespeicherung gestartet. Wir haben jetzt 200 Millionen EUR für die Erforschung von Energiespeicherungsmöglichkeiten zur Verfügung gestellt. Wir werden eine ähnliche Geldsumme in die Forschung zu Netzwerken und Verteilnetzwerken und intelligenten Netzen investieren. Damit unterstützen wir Grundlagenforschung und angewandte Forschung. Wir stellen Geld zur Verfügung, das an Kooperationen von Forschungsinstituten und Unternehmen geht, sodass sie ihre Kräfte bündeln. Jedem von der öffentlichen Hand investierten Euro steht das Doppelte oder Dreifache dieses Betrags an privatem Sponsoring für gemeinsame Forschungsbemühungen gegenüber. Das können wir tun. Wettbewerb wird zur Verbesserung von Technologien beitragen, trotzdem braucht man auch Regulierung. Der politische Kampf dreht sich darum, welches Maß an Regulierung man benötigt, um einen Markt zu schaffen, und inwieweit ein Markt durch und für sich selbst Lösungen schaffen kann. Mein Name ist Daniel Brunner. Ich komme aus Palma de Mallorca in Spanien. Ich befürchte, dies ist eher eine ökonomische Frage. Aber wir haben erlebt, wie der Preis in der Computer-Industrie nur aufgrund der Massenproduktion und der prinzipiell sehr professionellen Produktionsweise dramatisch gefallen ist. Ist daher etwas Ähnliches bei Solarzellen nicht möglich oder sogar fast logisch? Kurz gesagt, die Antwort ist ja. Wir haben dies vorher erörtert, dass wir genau dieses Phänomen erleben werden. Möchte jemand diese Frage übernehmen? Ich behaupte, dass wir es erleben werden. Geoffrey hat ein paar Berichte gesehen, die ich nicht gesehen habe. Daher muss ich bei meiner Antwort vorsichtig sein. Meine Vermutung wäre nein. Und das hat mit den Grundlagen der Halbleiter-Produktion zu tun, wie sie funktioniert, mit der Natur des Problems und so weiter. Ich selbst glaube, dass die dramatischen Veränderungen in den Preisen, die wir jüngst bei Photovoltaik-Zellen gesehen haben, durch den Wechselkurs zwischen den westlichen Währungen und dem Yuan extrem kompliziert gemacht werden. Und ich denke, es handelt sich zum Teil um Spiegelwirkungen. Das wird mit der Zeit deutlicher werden. Es ist möglich, dass ich falsch liege, dass der tatsächliche Preis gesunken ist. Aber mein Verständnis der Funktionsweise von Halbleitern ist, dass sich das Mooresche Gesetz bei Photozellen nicht wiederholen wird. Meine Einsicht auf der Grundlage dessen, was ich gesehen habe, lautet: Sie haben in der kurzfristigen Betrachtung absolut Recht, wenn wir nur von den letzten achtzehn Monaten, den letzten zwei Jahren sprechen. Die Chinesen versuchen ganz klar, den Markt zu manipulieren. Wenn Sie sich aber einen Zeitraum von 15 oder 20 Jahren anschauen, haben Sie einen Preissturz von drei Größenordnungen gesehen. Ich kann mich nicht an die genauen Zahlen erinnern, aber von ungefähr 1.000 ... Nebenbei bemerkt - ich glaube es einfach nicht. Sie glauben es nicht. Nun, dann werde ich die Daten hervorkramen und feststellen, dass ich Unrecht habe. Einigen wir uns darauf, dass wir uns hier nicht einig sind. Ich glaube, diesbezüglich haben Sie Recht. Darf ich dies kommentieren? Mir scheint, dass das eine die Kosten von Sonnenkollektoren sind. Per se sind die Kosten für Solarkollektoren gesunken und gehen weiter zurück. Das zweite Problem ist das System: das System ist kompliziert. Im Augenblick entstehen die Hauptkosten für die Stromerzeugung weniger durch den Kollektor selbst, sondern durch das gesamte System. Es nimmt die Gleichspannung, 1 Volt, und verwandelt sie in etwas, das im Netz verwendet werden kann, für die Übertragung im Netz, und für dieses oder jenes. Die Kosten für diese Werte zu reduzieren, ist sehr viel schwieriger, als die Kosten für die einzelnen Komponenten, die Solarkollektoren, zu senken. Selbst wenn die Kosten für Solarkollektoren erheblich sinken würden, würde sich dies auf die Gesamtkosten des photovoltaischen Systems aufgrund der Komplexität des Gesamtproblems nicht so sehr auswirken. Ich würde also seine Ansicht teilen, wenn er sagt, dass in der Tat die Photovoltaik ein teures Programm ist. Und es gibt keine offensichtlich evidenten Faktoren dafür, dass sich Wunder einer solchen Art ereignen könnten, dass man seine Kosten drücken könnte, ähnlich wie die Kosten für das Verbrennen von Kohle oder solchen Dingen. Vielen Dank. Die Dame dort. Nochmals Hallo. Diese Frage ist insbesondere an Dr. Rubbia gerichtet, aber vielleicht werden einige von den übrigen Diskussionsteilnehmern auch etwas dazu zu sagen haben. In Ihrem Eröffnungsstatement hatten Sie sowohl einen flüssigen Brennstoff als auch danach die Methode der Supraleitung erwähnt. Beides klang erstaunlich und fast zu gut, um wahr zu sein. Ich frage mich also: Was ist der Haken daran? Ist es nur eine Frage der Kosten oder warum tun wir das nicht schon? Hier sind zwei Punkte, Sie sagten zwei wichtige Dinge. Das eine ist, ob ich fossile Brennstoffe wie Erdgas ohne einen einzigen Tropfen CO2 herstellen kann. Das ist eine absolut fantastische Möglichkeit, die meiner Meinung nach in Reichweite ist. Der Grund ist folgender. CH4 besteht aus vier Wasserstoffatomen und einem Kohlenstoffatom. Der Wasserstoff trägt den Großteil der Energie, und der Kohlenstoff ist nur ungefähr 20 % davon, der Rest ist Wasserstoff. Wenn man also Erdgas in Wasserstoff plus Ruß umwandeln kann - Ruß ist ein wohlbekannter Stoff, der beispielsweise bei der Herstellung von Reifen oder allen Arten von Kohlenstofffasern und ähnlichen Dingen Verwendung findet -, wenn das passiert, dann löst man das Problem, denn es gibt keine Kontraindikation, das gesamte vorliegende Methan einzusetzen - davon gibt es eine Menge. Außerdem gibt es Clathrate und andere mögliche Zukunftsideen für Energie, die aus Methan stammt. Methan kommt in der Natur in Hülle und Fülle vor, und zwar nicht nur in der Tiefe, sondern überall. Und wenn Sie das haben, lösen Sie das Problem als einen Zwischenschritt und warten die Zeit und die Bemühung ab, um es in ein wirklich erneuerbares System für die Zukunft der Menschheit zu verwandeln. Nun, wir haben einige Experimente durchgeführt. Wir führen einige Experimente durch und haben es jetzt geschafft, eine Umwandlungsrate von 70 % von Methan zu Wasserstoff bei einer sehr annehmbaren Temperatur von 800 ° C zu erreichen. Man nimmt das Gas und es wird sich naturgemäß sehr schnell zu Ruß, herumfliegendem Staub in Form einer schwarzen Wolke, und Wasserstoff aufspalten. 70 % bei 900 ° ist das Resultat, das wir haben. Zusammen mit den Spezialisten wird in zwei Richtungen weitergearbeitet. Einmal geht es um die Katalysatoren. Es gibt Katalysatoren, welche die Temperatur noch weiter senken können. Wir haben eine Arbeitsgruppe in Rostock, die daran arbeitet. Eine zweite Möglichkeit besteht darin, sich einer Vorrichtung zu bedienen, in der natürliches Methan kleine Blasen hervorbringt, so dass man eine große Oberfläche und ein kleines Volumen hat und somit die Umwandlung erfolgreicher geschieht. Beide Methoden sehen vielversprechend aus. Mir scheint, falls so etwas kommt, dass dies, wie Sie richtigerweise sagen, ein guter Weg sein könnte, um das Problem zu lösen. Die zweite Frage, von der Sie sprachen, ist Supraleitung. Supraleitung ist ein Gebiet, das boomt. Gestern bekamen wir die Präsentation über den LHC (Large Hadron Collider = Großer Hadronen-Speicherring); das ist ein Supraleiter, ein System von beispielloser Größe. Supraleitung wäre in der Lage, uns eine Möglichkeit zu geben, das System der elektrischen Energie in ein System umzuwandeln, das, wie ich vor einiger Zeit sagte, vergleichbar ist mit ... Dies steht kurz vor der Verwirklichung. Wir haben nun ein Modell, das wir entwickeln, und es sieht ziemlich .. Da lacht jemand, ich weiß nicht warum, aber egal. Das war ich. Entschuldigung, Auf jeden Fall ist die Schlussfolgerung ... Lassen Sie mich sagen, dass all diese Ideen nicht zwangsläufig wahr werden. Selbst zur Zeit von Silicon Valley war von drei oder vier Ideen nur eine tatsächlich erfolgreich. Aber man muss es versuchen, und das tun wir. Wir versuchen es, und das ist vielleicht ein Stück Hoffnung. Danke. Herr Moderator, das kann ich ihm nicht durchgehen lassen. Ich werde mich sehr kurz fassen. Ein Fakt: Eine 1.000 Kilometer lange Hochspannungsleitung in dem Umfang, wie wir sie jetzt haben, besitzt etwas weniger als ... ungefähr ein Kilovolt, ungefähr ein Megavolt, o.k. Sie hat etwas weniger als 7 % Ohmschen Verlust, das ist nichts. Man könnte das ganz einfach verringern, indem man einfach die Kabel vergrößert. Warum tun wir das nicht? Schlicht und einfach deshalb, weil die Leitung teuer ist. Es kostet eine Milliarde Dollar, um eine so große Leitung herzustellen. Und die Zinsen für diese Milliarde Dollar werden an diesem Punkt äquivalent zum Marktwert der Energie, die man in die Leitung packt. Supraleitung für den Transport von Energie zu verwenden, ist dumm, dumm. Die nächste Frage, bitte. So viele Leute diskutieren über das Problem des Kernkraftwerks in Fukushima. Was denken Sie über dieses Problem, vor dem wir stehen? Gegenwärtig ist es ein Problem von Fukushima. Was gibt es für einen Plan für die Zukunft, um mit den Folgen von Fukushima umzugehen, mit dem Problem der Kernkraft? Was ist Ihre Ansicht? Eine Frage. Der Ton ist nicht gut. Daher verstehe ich nicht alles. Können Sie Ihre Frage in ungefähr zehn Wörtern zusammenfassen? Glauben Sie, dass das Problem des Kernkraftwerks von Fukushima vorbei ist oder nicht? Darf ich darauf antworten? Ja bitte. Als ich einmal in einem Flugzeug von New Orleans aus abflog, stießen wir mit einem Vogel zusammen. Ein Vogel geriet ins Triebwerk, es gab einen lauten Knall, und Gas begann aus dem Triebwerk auszutreten. An diesem Punkt fingen wir alle an, für unser Leben zu beten. Ich saß neben einem Flugzeugkonstrukteur und er sagte: Er sage: "Das ist etwas, was man auf die harte Tour lernt. In Gander in Neufundland startete einmal ein Flugzeug. Das Schaufelblatt löste sich und durchtrennte eine Hydraulik-Leitung, es gab keine Kontrolle mehr über das Flugzeug, es stürzte ab und alle starben." Und er erläuterte, dass bei diesen leistungsstarken Technologien gelegentlich ein schrecklicher Unfall passiert. Und genau so sind leistungsstarke Technologien nun einmal. Wenn Sie jemanden zum Mond schicken, birgt das Risiken, und man sollte sich nicht wundern, wenn jemand sein Leben verliert. In diesem Fall sagte mein Sitznachbar: "Was passierte, war, dass man das Problem analysierte und feststellte, dass es gefährlich ist, wenn sich das Schaufelblatt löst und herausgeschleudert wird. Und man schrieb vor, dass das Triebwerk von einer großen Stahlbüchse umgeben sein musste, damit es, falls ein Schaufelblatt herausgeschleudert wird, zu keinem Problem kommen würde." Mit Kernreaktorunfällen verhält es sich ebenso. Es sind große, furchtbare Ereignisse. Jedes Mal, wenn ein solcher Unfall geschieht, ziehen sich die Leute zurück und probieren neue Konstruktionen aus. Daher glaube ich persönlich nicht, dass es das Ende ist, nein. Ich glaube, dies muss vielleicht die letzte Frage sein, da die Leute hungrig werden. Das tut mir leid für die zwei anderen. Was ist Ihre Frage? In der Tat eine gute Idee. Wir werden alle drei Fragen nehmen. Mein Name ist Ibrahim ... Ich forsche als Postdoc an der École normale supérieure in Paris. Ich komme aus Niger, das meines Wissens der viertgrößte Uran-Produzent ist. Es ist ein Land, das zweieinhalb mal so groß ist wie Frankreich. 70 % des Landes sind Sahara. Daher fühle ich mich, wenn ich hier als junger Forscher sitze, ... privilegiert, dass ich an dieser Diskussion teilnehmen kann. Allerdings denke ich dann, dass es vielleicht ein paar Studenten in Niger gibt, die, geografisch betrachtet, im Zentrum und in der Position sein könnten, sich das nächste Lösungskonzept zu überlegen. Aber das Problem ist, dass die Universität wahrscheinlich finanziell nicht gut ausgestattet ist, so dass diese Studenten sich nicht auf demselben Niveau befinden wie die amerikanischen und japanischen Studenten, die hier mit gezielten Fragen aufmarschiert sind. Während Sie nun darüber nachdenken, wie man zu einer Lösung kommen kann, was denken wir da hinsichtlich jener Entwicklungsländer, aus denen tatsächlich eine Lösung kommen könnte? Danke. Wir werden diese Frage beantworten und uns danach um die beiden anderen Fragen kümmern. Vor ungefähr einer Woche saßen wir hier mit dem Wissenschaftsminister und den Wissenschaftsräten der G8+5-Länder und erörterten das gesamte Thema der Green Economy. Sie kennen das neue Schlagwort der Zukunft. Und wir stimmten alle überein, dass wir gewisse Kenntnisse über die vorhandenen grünen Technologien hatten. Und dann begannen wir darüber zu streiten - genau wie wir es hier tun -, ob Kernenergie eine grüne Technologie ist oder nicht. Davon abgesehen gab es eine breite Übereinstimmung. Und nachdem wir angefangen hatten, über eine Green Economy zu diskutieren, sagten Kollegen aus - zum Beispiel - Südafrika, dass die größte Herausforderung für Südafrika im Kampf gegen die Armut besteht. Die zweite große Herausforderung ist die Inklusion. Und die dritte, damit zusammenhängende Herausforderung besteht darin, den Großteil der Bevölkerung in ein Bildungssystem einzubeziehen. Und sobald wir das erreicht haben, werden wir uns über den Rest unterhalten. Es war ziemlich offensichtlich, dass wir diese Technologien in Zusammenhang mit den von Ihnen aufgeworfenen Fragen diskutieren müssen, denn es handelt sich um eine globale Herausforderung, der wir nur entgegentreten können, wenn wir den verschiedenen Herausforderungen entgegentreten und uns ihnen stellen. Und ich stimme zu, dass es sogar noch komplizierter ist. Aber es ist sicherlich nicht ausreichend, nur einen genauen Blick auf die grünen Technologien in Europa zu werfen. Vielen Dank. Ich komme aus Äthiopien und forsche an Solarmaterialien für konzentrierende Solarenergiesysteme in Südafrika. Meine Frage lautet: Ein entscheidender Bestandteil von konzentrierenden Solarenergiesystemen ist die absorbierende Oberfläche. Viele Materialien wurden für das System entwickelt, aber sie zerfallen bei hoher Temperatur. Was denken Sie darüber? In Ordnung - maximal drei Minuten, wenn möglich 90 Sekunden. O.k. Ja, konzentrierende Solarenergie. Wir haben eine Arbeitsgruppe, die am IASS an konzentrierender Solarenergie arbeitet. Solarenergie ist in der Tat eine sehr spannende Alternative zu photovoltaischer Energie, da sie eine sehr ökonomische Methode zur Verfügung stellt, um aus der Sonne eine große Energiemenge zu gewinnen. Sie besitzt einen Speicher. Sie erzeugt Elektrizität mit einer günstigen Standardmethode der Elektrizitätsproduktion. Wir haben also heute alle Elemente, die darauf hindeuten, dass in zukünftigen Jahren konzentrierende Solarenergie ein erstzunehmender Konkurrent für Solarenergie werden könnte. Bei der Präsentation für Solarenergie in der Sahara richten viele Leute ihr Augenmerk auf die Möglichkeit der Nutzung von konzentrierender Solarenergie. Konzentrierende Solarenergie ist ein System, in dem Spiegel Licht in Form von Wärme sammeln. Die Wärme beträgt etwa 550 °, was der Temperatur in einem Natrium-gekühlten Kernreaktor entspricht - mit dem Unterschied, dass es kein Natrium und keinen Reaktor gibt. Aber es ist die Temperatur. Und diese Temperatur wird dann in einer Umwandlung dazu genutzt, Elektrizität zu erzeugen. Das alles macht einen sehr attraktiven Eindruck, und die eigentliche Frage ist die der Kosten. Woran arbeiten wir nun im Wesentlichen, um es günstiger zu machen? Wir glauben, dass bei der Solarenergie eine Kostenreduzierung um den Faktor 2 bis 3 im Bereich des Möglichen liegt. Falls das so ist, dann wird Solarenergie in dieser speziellen Form im Vergleich zu anderen Quellen wie Erdgas oder Kohle vollauf wettbewerbsfähig werden. Das ist das Ziel, hinter dem ich stehe, und wir arbeiten daran. Und ich glaube, es gibt eine interessante Chance, dass sich so etwas in Zukunft entwickeln wird. Perfekt, danke. Und Sie haben das Privileg der letzten Frage. Meine Frage besteht nur aus zehn Wörtern. Ich komme aus Japan und mein Name ist Takami. Und meine Frage ist: Was denken Sie über den emotionalen Standpunkt? Zurzeit herrscht die Meinung, dass Kernenergie effektiv ist, jeder weiß das. Aber ich arbeite tatsächlich mit Freiwilligen an dem Ort, der von dem Tsunami und dem Erdbeben getroffen wurde. An diesem Ort sind die Menschen am Boden zerstört und verunsichert, denn immer, wenn man an diesen Ort geht, ist der Boden durch dieses Material kontaminiert. Auf welche Art und Weise berücksichtigen Sie den emotionalen Aspekt, wenn Sie sich mit dieser Art von Problemen auseinandersetzen? Ich würde mich freuen, darauf zu antworten, wenn ich darf. Als ich von dem Tsunami hörte, dachte ich sofort an alle meine Freunde in Sendai. Ich war schon oft dort gewesen und in jenem Teil der Stadt herumgelaufen, der von dem Tsunami ausradiert wurde, der natürlich viel schlimmer war als der Atomunfall. Wie fühlt man sich, wenn Menschen, die man kennt, schwer verletzt werden? Unser Herz ist bei ihnen und wir fühlen uns elend. Und das tat ich. Es gibt keine Antwort, die ich geben könnte. Ich finde, Sie bringen hier ein wichtiges Argument, das die Leute ebenfalls vergessen, nämlich, dass Tausende von Menschen in diesem Tsunami ums Leben kamen und ... Zehntausende. Ja, Zehntausende, und ich glaube nicht ... Ich denke, ich habe Recht, wenn ich sage, dass niemand oder höchstens eine Handvoll Menschen tatsächlich als direkte Folge des Atomunfalls gestorben sind. Manchmal ist ein gewisses Augenmaß erforderlich. Dinge wie diesen Tsunami bezeichnen wir als Akt Gottes, als höhere Gewalt und akzeptieren sie irgendwie, obwohl sie katastrophal sind. Wir denken, wir haben Kontrolle über die Technologie, aber das ist nicht so. Wir haben ein wenig Kontrolle über die Technologie, aber manchmal wird es schiefgehen. Wir sollten Dinge nicht aufgeben, nur weil sie manchmal schiefgehen, genau so wenig, wie wir damit aufhören sollten, Städte in Erdbebengebieten zu bauen, weil sie manchmal von Tsunamis niedergewalzt werden. Meiner Meinung nach ist es eine Frage, ob man hoffnungsvoll in die Zukunft schaut oder nicht. Und danke, das war eine großartige Frage, um damit zum Ende zu kommen. Vielen Dank, danke. Ich würde gerne zum Schluss allen Diskussionsteilnehmern danken, Dr. Schütte, Dr. Laughlin, Dr. Keilhacker und natürlich Dr. Rubbia. Und am allermeisten möchte ich Ihnen für Ihre wunderbaren Fragen denken. Ich hoffe, die Veranstaltung hat Ihnen gefallen - mir hat sie auf jeden Fall gefallen. Danke Ihnen, Graf und Gräfin, dass Sie wieder das Ganze organisiert haben. Sie sind alle zum Mittagessen eingeladen, und man erwartet uns außerdem um 15:30 im Schloss zur Abschlussfeier. Herzlichen Dank Ihnen allen.

The German term "Energiewende" has already been adopted internationally, Georg Schütte reports
(00:10:18 - 00:14:34)

A Green Key to the Future?
Energy supply is only one important aspect of sustainable development. An environmental-friendly chemistry, which seeks to reduce and prevent pollution and its potentially hazardous consequences at its source, is another one. This approach to chemical synthesis and production has been influencing research and industry more and more since Paul Anastas and John C. Warner first formulated twelve principles of Green Chemistry in 1991[7]. A prominent proponent of green chemistry is Ryoji Noyori who shared a Nobel Prize in Chemistry in 2001 with William Knowles for the development of catalytic asymmetric synthesis. In his lecture “Chemistry: the key to our future” he emphasizes however that it will be easy to realize the principles of this sustainable chemistry:

Ryoji Noyori (2009) - Chemistry: the Key to Our Future

Good morning everybody. Unlike Professor Ernst I’m afraid I am still pure simple poor and uncultured chemist. The title of my talk, "Chemistry, the Key to our Future", is a catch phrase of the 42nd international chemistry Olympiad which will be held in Tokyo next summer, in 2010. This is an important event to encourage high school students and I’m asked to chair that important meeting. Science creates new knowledge about nature which has an eternal cultural value. This intellectual endeavour remains joyful and exciting forever. However today the relationship between science and society is much different than it was in the time of Galileo, Newton and even Einstein. In fact close involvement with society is a destiny of science. Yukichi Fukuzawa who played a major role in Japan modernisation was a great believer in the power of knowledge and urged young talented leaders of the day to ask themselves what is the wisdom required by our times. We now believe that progress of science and the wise use of scientific knowledge are crucially important for the survival of mankind. Some years ago the national academy of engineering in the United States characterised the 20th century as a century of innovation and selected 20 greatest technology which changed our life decisively during that period. The first was electrification which is followed by automobiles, airplane, water supply and distribution and electronics, radio and TV, agriculture, mechanisation and so on. Without these innovations we could not realise the affluent civilised society which we live in today. In addition this shows that contribution of chemistry is enormous, chemistry is in fact everywhere. Without chemistry we cannot drive cars or fly airplanes or space craft because they are made of many kinds of artificial compounds. We cannot drink water because water is supplied through cheap and durable pipes made of polyvinylchloride. Certain chemicals enhance the food production and also cure the painful illness and so on. Notably most of the important compounds used here are artificial. And created by chemist’s intelligence. Of course naturally occurring compounds are important but not enough to sustain our civilised society. In this relation green chemistry is among the most important subject in the 21st century. Green chemistry is a creative prosperity bringing responsible science. The essence of green chemistry is as follows. In making important artificial compounds we should use safe starting materials, renewable resources and also safe solvents. We ask to avoid waste and also we ask to conserve energy. But the green chemistry has just begun, it’s not easy to realise. Simply stated chemistry is a science of substances and materials as you know. Chemists try to understand substances and materials involved in all natural phenomena, atomic and molecular levels. And also chemists create and manufacture new compounds with the desired properties and functions at will, this is very important. So therefore chemistry has infinite possibilities. Chemistry has a strong relation to life, there is one form of existence. Jim Watson some years ago mentioned, ‘life is simply a matter of chemistry’. In fact a range of precisely structured organic molecules are involved in our life. These are examples of the most useful pharmaceutical drugs. Without such anti cancer agents, anti AIDS agent, anti ulcer agent, or anti bacteria, we are unable to live healthy today. Atorvastatin or Lipitor developed at the Pfizer Company in the US is used to reduce the cholesterol level and notably the annual sales of Lipitor is about $15 billion US dollars. Now more than 2,000 pharmaceutical drugs are on the market and currently the total world market exceed $660 billion US dollars. Obviously chemistry plays an important role in discovery, in the developing and the manufacturing of efficient drugs. Such important drugs have been and still are developed by a trial and error approach. However the situation is a bit changing today. In 2003 the sequences of human genomes were fully elucidated by a huge international collaboration. Now researchers are working on structure and functions of the responding proteins. Which were formed by a transcription of information of the corresponding RNA. Pharmaceutical drugs are rather small chemical compound that promote or inhibit the protein functions via precise molecular recognition. So first how does Atorvastatin or Lipitor could lower cholesterol level. You see a very small Atorvastatin molecule which is strongly bound to HMG-CoA reductase, by making such complex this compound prohibit the biosynthesis of a mevalotin. Well in order to, well we can examine such molecular dynamics by using detailed computation in addition to experimental structure of biology. In order to make such precise molecular complex the drug must have appropriate surface potential which is generated through appropriate, through 3 dimensional structure and existence of appropriate functionality. Here you see 2 stereogenic centre having 2 hydroxyl group. As such the molecular chirality is a key issue in our life. Enantiomers often taste and smell differently. Sodium S Glutamate is a good flavour enhancer while the R configured sodium glutamate is bitter. Left handed limonine is a component of orange while the right handed counterpart is a component in lemon. And if you add oxygen there that could be a component of spearmint and its left handed counterpart is in a caraway seed. For such structural difference, I mean the difference in chirality can become more serious in the administration of synthetic drugs. Some senior people in the audience may remember the tragedy in the 1960’s caused by administration of Thalidomide to pregnant women. The commercial tranquiliser was Racemic, namely 50 to 50 mixture of S and R configured thalidomide. R configured thalidomide is a good tranquiliser while the S configured counter part is teratogenic causing fetal malformations. Although there still exits controversy in this interpretation, such problems arising from inappropriate molecular handedness should be avoided at all cost. In 1990 summer, 20 years ago, about 1,800 drugs were on market, they have many different sources and chirality but please note that synthetic chiral drugs are still sold as Racemic, namely 1 to 1 mixture of the left and the right handed compound. This is not reasonable because everybody knew the thalidomide tragedy. In 1992 FDA in the United States introduced Racemics which is encouraging the commercialisation of single handed pharmaceutical drug. So you need here the asymmetric synthesis which allows for the synthesis of either right handed or left handed pharmaceutical drug. Well that asymmetric synthesis should be practical, however practical asymmetric synthesis remained very, very difficult for many years until we came to this field. Now thanks to the effort of many synthetic chemists, since then, now the situation is greatly improved. We invented a series of chiral catalyst for asymmetric hydrogenation. With normal catalyst hydrogenation of such compound gives you the 1 to 1 mixture of the left handed and right handed compound. However with our special catalyst we are able to synthesise only left handed or right handed compounds with very high selectivity, as high as 99 to 100 to 0. This is extremely important in connection of synthesis of pharmaceuticals, agro chemicals, flavours and also of fragrances. Our method is now widely used in laboratories or even at the industrial level worldwide. With this particular catalyst we could obtain such important compound with very high efficiency. Some of these were already commercialised. Our different biNAP ruthenium catalyst allows for some industrially important asymmetric processes. Thus now carbapenem antibiotics is best prepared by using our BiNAP ruthenium catalyst hydrogenation of such beta-keto-ester. Giving such syn configured or RS configured beta–hydroxy-ester. This simple hydrogenation of asetor is also useful to synthesise such an important anti bacterial levofloxacin that’s currently developed at the Japanese pharmaceutical company Takasago, pharmaceutical company. And this is sort of a block buster, it’s a big, big pharmaceutical drugs. So the utility of BiNAP transition metal complexes, catalyst is not limited to hydrogenation. We can synthesise L-menthol by using asymmetric double bond or shift by using such a chiral catalyst. Since 1983 Takasago International Corporation has been producing L-menthol in a quantity of 2,000 metric tons per year. Such recent progress in asymmetric catalysis has dramatically changed the procedure for chemical synthesis of organic compounds, having a high degree of structural precision. As you know the most pharmaceutical drugs are precisely structured man made organic compound. Therefore chemistry together with other scientific disciplines plays a key role in the development. Here I would remind you that the development of the drug requires more than 10 years, some 400 researchers and 0.8 to 1 billion US dollars per drug. Notably the success rate is very, very low, less than 1 out of 20,000 compounds. Because many candidates, greater than 90% of the candidates fail preclinical or clinical trials, raising enormous financial risks. So furthermore for such approved and commercialised drugs are not truly effective, as you expect. You might be surprised to see these statistics, I mean the ratio of poor and non responders in the commercialised drug. For instance drugs treating cancers, the ratio is 70 to 100%. This means some anti-cancer agent is effective only for 30% of the patients. And ineffective for 70% of the patients. For other anti-cancer agent, the drug is totally or negligibly effective for all patients. So that’s ridiculous. And that’s quite general for the other drugs. So pharmaceutical drugs are indispensable in health care however the reason for such ridiculous or unfortunate situation is that current drug development is not enough science based. We chemists have to make an effort to enhance this efficiency. Some 30 years ago we succeeded in the simple 3 component prostaglandin synthesis. This compound have many stereogenic centres which are strictly controlled by the use of many kinds of orgonometallic technologies. Later we became interested in the use of this technology to study brain of human beings. In this context we had a fruitful collaboration with Professor Suzuki at the Gifu University and Professor Watanabe at the Osaka city university and Professor Bengt Langström at the Uppsalla. And our team found that this particular compound called R-TIC, has a strong and selective binding to the central nervous system, new IP2 receptors in the central nervous system. This unnatural 15R configuration is important and also the effective potent compound is carboxylic acid R = H rather than methyl. In any case we discovered this effect by using in vivo study using such a tritium labelled compound and also using frozen section of rat brain. So this is interesting but not useful to study our human brain because tritium has a very long half life of 12 years and also with a minus particles generated from tritium cannot penetrate human tissues. So we need such a carbon 11 incorporated compound. Carbon 11 has a very short half life of only 20 minutes and also has a very, very intense radio activity, specific radio activity allowing for the non invasive PET study. The importance is the short half life of 20 minutes, that causes another new problem in chemistry. Although we introduce a methyl at the final stage of the total synthesis but total time of such a synthesis work up a purification and a sterilisation, should be within 40 minutes, other than carbon 11 will disappear. So one of my students named Hisashi Dohi made a tremendous effort to solve this problem. And after his modification we could develop a good method to do the Stille type coupling to make this reaction. This is a very, very unusual reaction and this was completed within 5 minutes. So Mr. Doi took more than 3 years to find such a 5 minute reaction. So sometimes chemists must work against time. So in any case this technology was transferred to a PET centre of the Uppsala university led by Professor Bengt Langstrom where the synthesis of carbon 11 R-TIC was successful. The next problem we encountered was finding a volunteer to whom we could administer this new chemical compound. Our volunteer was our brave and dedicated friend Professor Suzuki. R-TIC methyl was injected into his right arm and the compound was carried through his blood stream, passed through his blood brain barrier, reached his brain and this methyl, compound methyl ester was hydrolysed to produce carboxylic acid and eventually bound to his central nervous system. And this was a PET scan of his brain. I don’t know the pharmacological effect of R-TIC but R-TIC was found to inhibit apotheosis of neurons with the high oxygen concentration. As many of you know this is the principle of PET, positron emission tomography. Carbon 11 has half life of some 20 minutes, that is TIC is here, so the carbon 11 undergoes a beta process decay, forming B11 and a positron and the positron collide with the enabling electron and disappear resulting intense emission of gamma ray. And we could collect the gamma ray and we analysis the picture to make molecular imaging of a drug in his brain. Where most importantly you can perform the analysis by micro dosing of the drug and also outside the living human body, so this method is non-invasive or negligibly harmful. So this approach is crucial for developing evidence based medicines in the near future. In addition when you apply this method at the early stage of the clinical trial you can significantly decrease the total cost of drug development. Young chemists are encouraged to work more in such truly important research field. This is a message to our young successors world wide. The chemistry is beyond the science of mere observations and understanding of nature. We can create valuable substances from almost nothing, in fact state of the art of our science coupled with industrial endeavours has determined the quality of life. Chemists therefore should further be directed toward solving a range of existing or even unforeseen social and global issues associated with health, food, materials, energy and environment. Our successors together with researchers of all other scientific disciplines will create new values in the 21st century. Toward this end we need a more broadly based science or technology education. Furthermore our young generation must strongly spur public opinions and governmental policies toward constructing the sustainable society. I’ve been engaged in chemical research and education over 4 decades and a tremendous number of collaborators and students have been involved in my own research. The results given to you today were accomplished by many dedicated collaborators at Nagoya University and other institutions. A mere spokesman of their behalf. Thank you very much for your attention.

Guten Morgen. Leider bin ich im Gegensatz zu Professor Ernst nur ein einfacher, armer, unkultivierter Chemiker. Der Titel meines Vortrags, “Chemie – der Schlüssel zu unserer Zukunft”, ist der Slogan der 42. Internationalen Chemie-Olympiade, die im Sommer nächsten Jahres in Tokio stattfinden wird. Mit dieser Veranstaltung sollen High-School-Schüler angesprochen werden, und ich wurde gebeten, dieses wichtige Event zu leiten. Die Tatsache, dass Wissenschaft zu neuen Erkenntnissen über die Natur führt, stellt einen immerwährenden kulturellen Wert dar. Dieses intellektuelle Bemühen bleibt stets erfreulich und spannend. Heute ist das Verhältnis zwischen Wissenschaft und Gesellschaft jedoch ganz anders als zu Zeiten von Galileo, Newton und sogar Einstein. De facto ist die enge Einbindung in die Gesellschaft die Bestimmung der Wissenschaft. Yukichi Fukuzawa, der bei der Modernisierung Japans eine bedeutende Rolle spielte, glaubte fest an die Macht des Wissens und ermahnte damals die talentierten jungen Führungskräfte sich zu fragen, welche Erkenntnisse in unseren Zeiten notwendig sind. Wir glauben heute, dass der Fortschritt der Wissenschaft und die kluge Nutzung wissenschaftlicher Erkenntnisse für das Überleben der Menschheit von entscheidender Bedeutung sind. Vor einigen Jahren bezeichnete die US-amerikanische National Academy of Engineering das 20. Jahrhundert als das Jahrhundert der Innovationen und wählte die 20 wichtigsten Technologien, die unser Leben in diesem Zeitraum entscheidend verändert haben: Elektrifizierung, Auto, Flugzeug, Wasserversorgung und -verteilung, Elektronik, Radio und Fernseher, landwirtschaftliche Mechanisierung und so weiter. Ohne diese Innovationen könnten wir die wohlhabende zivilisierte Gesellschaft, in der wir heute leben, nicht verwirklichen. Darüber hinaus zeigt dies, dass der Beitrag der Chemie enorm ist; Chemie ist eigentlich überall. Ohne Chemie könnten wir keine Autos fahren, keine Flugzeuge fliegen oder Raumfahrzeuge steuern, denn diese bestehen aus den unterschiedlichsten künstlichen Verbindungen. Wir könnten kein Wasser trinken, denn die Wasserversorgung erfolgt durch kostengünstige und haltbare Rohrleitungen aus Polyvinylchlorid. Bestimmte chemische Verbindungen verbessern die Nahrungsmittelherstellung, heilen schmerzhafte Krankheiten und so weiter. Der Großteil der hier verwendeten bedeutenden Verbindungen ist künstlicher Natur und wird durch die Intelligenz des Chemikers geschaffen. Natürlich vorkommende Verbindungen sind zwar wichtig, genügen aber nicht, um unsere zivilisierte Gesellschaft aufrecht zu erhalten. In dieser Hinsicht ist die grüne Chemie eines der wichtigsten Themen des 21. Jahrhunderts. Grüne Chemie bedeutet kreativen Wohlstand durch verantwortungsvolle Wissenschaft. Im Kern meint grüne Chemie Folgendes: Bei der Herstellung wichtiger künstlicher Verbindungen sollten wir sichere Ausgangsmaterialien, erneuerbare Ressourcen und auch sichere Lösungsmittel verwenden, Abfall vermeiden und Energie sparen. Doch die grüne Chemie hat eben erst begonnen und ist nicht leicht umzusetzen. Einfach ausgedrückt ist die Chemie, wie Sie wissen, die Wissenschaft von den Substanzen und Materialien. Chemiker versuchen diese Substanzen und Materialien, die an allen Naturphänomenen beteiligt sind, auf der atomaren und molekularen Ebene zu verstehen. Außerdem schaffen und produzieren sie nach Belieben neue Verbindungen mit den gewünschten Eigenschaften und Funktionen; das ist ganz wichtig. Die Chemie hat also unendliche Möglichkeiten. Die Chemie ist eng mit dem Leben verbunden, es gibt eine Existenzform. Jim Watson merkte vor einigen Jahren an, dass ‘Leben schlichtweg eine Sache der Chemie ist’. De facto macht eine Reihe präzise strukturierter organischer Moleküle unser Leben aus. Dies sind Beispiele für die wirksamsten Pharmazeutika. Ohne solche Medikamente gegen Krebs, AIDS, Geschwüre oder Bakterien könnten wir heutzutage kein gesundes Leben führen. Die von Pfizer in den USA entwickelten Wirkstoffe Atorvastatin bzw. Lipitor dienen der Senkung des Cholesterinspiegels; der Jahresumsatz bei Lipitor beträgt etwa 15 Milliarden US-Dollar. Heute sind mehr als 2000 Arzneimittel zugelassen, der Umsatz auf dem Weltmarkt beträgt insgesamt mehr als 660 Milliarden US-Dollar. Offensichtlich spielt die Chemie bei der Entdeckung, Entwicklung und Herstellung wirksamer Medikamente eine bedeutende Rolle. Solche wichtigen Arzneimittel werden nach wie vor nach dem Trial-and-Error-Prinzip entwickelt. Die Situation ändert sich jedoch gerade ein wenig. Heute arbeiten Forscher an der Struktur und den Funktionen der jeweiligen Proteine, die durch Transkription der Informationen der entsprechenden RNA entstehen. Pharmazeutika sind relativ kleine chemische Verbindungen, die die Proteinfunktionen mittels präziser molekularer Erkennung fördern oder hemmen. Nun, wie kann Atorvastatin bzw. Lipitor den Cholesterinspiegel senken? Sie sehen hier ein sehr kleines Atorvastatin-Molekül, das fest an die HMG-CoA-Reduktase gebunden ist; durch Bildung dieses Komplexes verhindert diese Verbindung die Biosynthese von Mevalotin. Wir können eine solche Molekulardynamik anhand der experimentellen Strukturbiologie sowie mittels detaillierter Berechnungen untersuchen. Zur Herstellung eines so präzisen Molekularkomplexes muss das Arzneimittel ein geeignetes Oberflächenpotential aufweisen, das durch eine dreidimensionale Struktur und eine geeignete Funktionalität entsteht. Hier sehen Sie zwei stereogene Zentren mit zwei Hydroxyl-Gruppen. Die molekulare Chiralität ist eine der Schlüsselfragen unseres Lebens. Enantiomere schmecken und riechen häufig unterschiedlich. Bei Natrium-S-Glutamat handelt es sich um einen Geschmacksverstärker guter Qualität, während das R-konfigurierte Natriumglutamat bitter ist. Linkshändiges Limonen ist ein Bestandteil von Orangen, rechtshändiges Limonen dagegen kommt in Zitronen vor. Mit Sauerstoff erhält man einen Bestandteil von Grüner Minze, und die linkshändige Substanz hier ist in Kümmel enthalten. Solche Strukturunterschiede, d.h. Chiralitätsunterschiede können bei der Applikation synthetischer Arzneimittel schlimme Auswirkungen haben. Die Älteren von Ihnen erinnern sich vielleicht noch an die Tragödie in den 60er Jahren infolge der Einnahme von Thalidomid durch Schwangere. Bei dem zugelassenen Tranquilizer handelte es sich um eine racemische Mischung aus 50% S-konfiguriertem und 50% R-konfiguriertem Thalidomid. Im Gegensatz zu R-konfiguriertem Thalidomid, bei dem es sich um einen zuverlässigen Tranquilizer handelt, ist S-konfiguriertes Thalidomid teratogen und führt zu Fehlbildungen des Fötus. Zwar wird diese Interpretation noch immer kontrovers diskutiert, dennoch sollten Probleme infolge ungeeigneter molekularer Händigkeit um jeden Preis vermieden werden. Vor 20 Jahren, im Sommer 1990 waren etwa 1800 Arzneimittel zugelassen, die aus ganz unterschiedlichen Quellen stammten und verschiedene Chiralitäten aufwiesen. Synthetische chirale Arzneimitteln werden aber auch heute noch als racemische Mischungen aus der linkshändigen und der rechtshändigen Verbindung im Verhältnis 1:1 verkauft. Angesicht der Thalidomid-Tragödie, die jeder kennt, ist das inakzeptabel. Hier ist eine asymmetrische Synthese notwendig, um ein rechtshändiges oder linkshändiges Arzneimittel zu synthetisieren. Diese asymmetrische Synthese sollte praxisnah sein, was sich jedoch viele Jahre äußert schwierig gestaltete, bis wir an diesen Punkt gelangten. Seit damals hat sich die Situation dank der Bemühungen vieler Synthesechemiker stark verbessert. Wir erfanden eine Reihe chiraler Katalysatoren für die asymmetrische Hydrierung. Bei der Hydrierung einer solchen Verbindung mittels eines normalen Katalysators entsteht ein 1:1-Gemisch aus der linkshändigen und der rechtshändigen Verbindung. Mit unserem Spezialkatalysator konnten wir jedoch mit einer sehr hohen Selektivität von 99 bis 100 bis 0 ausschließlich die linkshändige oder die rechtshändige Verbindung synthetisieren. Das ist im Zusammenhang mit der Synthese von Arzneimitteln, Agrochemikalien, Geschmacksstoffen und auch Duftstoffen außerordentlich wichtig. Unser Verfahren wird heute weltweit in den Labors eingesetzt und findet sogar im Industriemaßstab Anwendung. Mit unserem speziellen Katalysator konnten wir diese wichtigen Verbindungen mit sehr hoher Effizienz herstellen. Einige davon wurden bereits zugelassen. Unser andersartiger BINAP-Ruthenium-Katalysator ermöglicht industriell bedeutende asymmetrische Prozesse. Die neuen Carbapenem-Antibiotika lassen sich am Bestem durch Hydrierung von Beta-Ketoestern mit Hilfe unseres BINAP-Ruthenium-Katalysators herstellen. Dabei entstehen syn- bzw. RS-konfigurierte Beta-Hydroxyester. Diese einfache Hydrierung von Aceton eignet sich auch für die Synthese von Levofloxacin, einer antibakteriellen Substanz, die von dem japanischen Pharmakonzern Takasago entwickelt wurde. Bei Levofloxacin handelt es sich um ein Blockbuster-Präparat, also ein äußerst umsatzstarkes Medikament. Der Nutzen des BINAP-Übergangsmetallkomplex-Katalysators ist also nicht auf die Hydrierung beschränkt. Wir können L-Menthol durch asymmetrische Doppelbindung oder Verschiebung mit Hilfe eines solchen chiralen Katalysators synthetisieren. Takasago International Corporation stellt seit 1993 L-Menthol in einer Menge von 2000 metrischen Tonnen pro Jahr her. Dieser jüngste Fortschritt im Bereich der asymmetrischen Katalyse hat die chemische Synthese organischer Verbindungen mit hoher struktureller Präzision dramatisch verändert. Wie Sie wissen, handelt es sich bei den meisten Arzneimitteln um präzise strukturierte, vom Menschen hergestellte organische Verbindungen. Die Chemie spielt daher gemeinsam mit anderen wissenschaftlichen Disziplinen eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung. Ich möchte Sie an dieser Stellen daran erinnern, dass die Entwicklung eines Medikaments länger als 10 Jahre dauert, mehr als 400 Wissenschaftler beschäftigt und 0,8 bis 1 Milliarde US-Dollar kostet. Die Erfolgsquote ist äußerst gering und liegt bei weniger als 1 von 20.000 Verbindungen. Da mehr als 90% der Kandidaten die präklinischen bzw. klinischen Studien nicht bestehen, sind enorme finanzielle Risiken damit verbunden. Diese zugelassenen, handelsüblichen Arzneimittel sind zudem lange nicht so wirksam, wie man es erwarten könnte. Sie sind vielleicht überrascht, wenn Sie diese Statistik sehen: Das ist der Anteil der Patienten, die schlecht oder gar nicht auf ein zugelassenes Medikament ansprechen. Bei Arzneimitteln zur Krebsbehandlung liegt dieser Prozentsatz beispielsweise bei 70 bis 100%. Das bedeutet, dass einige dieser Medikamente nur bei 30% der Patienten wirksam sind, bei 70% jedoch keine Wirkung aufweisen, und bei anderen Krebsmedikamenten die Wirkung bei allen Patienten absolut vernachlässigbar ist. Das ist lächerlich, aber bei solchen Medikamenten durchaus üblich. Pharmazeutika sind zwar für die medizinische Versorgung unerlässlich, der Grund für diese lächerliche bzw. missliche Situation ist jedoch, dass die Arzneimittelentwicklung aktuell nicht ausreichend wissenschaftsbasiert ist. Wir Chemiker müssen uns um die Verstärkung dieser Effizienz bemühen. Vor gut 30 Jahren gelang uns die Prostaglandinsynthese aus drei einfachen Bestandteilen. Diese Verbindung besitzt zahlreiche stereogene Zentren, die sich mittels verschiedener metallorganischer Technologien genau steuern lassen. Später interessierten wir uns für die Anwendung dieser Technologien bei der Erforschung des menschlichen Gehirns. In diesem Zusammenhang ergab sich eine fruchtbare Zusammenarbeit mit Professor Suzuki von der Universität Gifu, Professor Watanabe von der Universität Osaka und Professor Bengt Langström von der Universität Uppsala. Unsere Arbeitsgruppe fand heraus, dass diese spezielle Verbindung namens R-TIC eine starke und selektive Bindung an neue IP2-Rezeptoren im zentralen Nervensystem aufweist. Diese nicht-natürliche 15R-Konfiguration ist bedeutsam; die wirksame Verbindung ist hier die Carbonsäure, nicht Methyl. Wir stellten diesen Effekt bei einer in vivo-Studie fest, die wir mit einer Tritium-markierten Verbindung und gefrorenen Gehirnschnitten von Ratten durchführten. Diese Methode ist zwar interessant, eignet sich aber nicht für die Untersuchung des menschlichen Gehirns, da Tritium eine sehr lange Halbwertszeit von 12 Jahren hat und die aus Tritium erzeugten Partikel auch bei Minusgraden menschliches Gewebe nicht durchdringen können. Wir benötigten also eine Verbindung mit Kohlenstoff 11. Kohlenstoff 11 hat eine sehr kurze Halbwertszeit von nur 20 Minuten und weist außerdem eine äußerst intensive spezifische Radioaktivität auf, was nicht-invasive PET-Studien ermöglicht. Gerade diese kurze Halbwertszeit von 20 Minuten brachte jedoch ein weiteres neues Problem in der Chemie mit sich. Zwar führten wir in der letzten Stufe der Gesamtsynthese ein Methyl ein, die Gesamtsynthesezeit inklusive Aufarbeitung, Reinigung und Sterilisation sollte aber 40 Minuten nicht überschreiten, da sich Kohlenstoff 11 ansonsten auflöst. Einer meiner Studenten – sein Name ist Hisashi Dohi – beschäftigte sich sehr eingehend mit der Lösung dieses Problems. Nach seiner Modifikation konnten wir ein geeignetes Verfahren zur Durchführung der Stille-Kupplung für diese Reaktion entwickeln. Es handelt sich dabei um eine äußerst ungewöhnliche Reaktion, die innerhalb von 5 Minuten abläuft. Herr Dohi benötigte mehr als drei Jahren für die Entdeckung dieser 5-minütigen Reaktion. Manchmal müssen Chemiker eben gegen die Zeit arbeiten. Jedenfalls wurde diese Technologie an das von Professor Bengt Langstrom geleitete PET-Zentrum der Universität Uppsala übermittelt, wo Kohlenstoff 11-R-TIC erfolgreich synthetisiert wurde. Das nächste Problem, das sich uns stellte, war, einen Freiwilligen zu finden, dem wir diese neue chemische Verbindung applizieren konnten. Dieser Freiwillige war unser unerschrockener und engagierten Freund Professor Suzuki. Wir injizierten ihm R-TIC-Methyl in den rechten Arm. Die Verbindung wurde in den Blutkreislauf transportiert, passierte die Bluthirnschranke und gelangte in sein Gehirn. Der Methylester wurde zu Carbonsäure hydrolysiert und schließlich an das zentrale Nervensystem gebunden. Das hier ist eine PET-Aufnahme seines Gehirns. Ich kenne die pharmakologische Wirkung von R-TIC nicht, doch es stellte sich heraus, dass R-TIC die Apotheose von Neuronen bei hoher Sauerstoffkonzentration hemmt. Das hier ist, wie viele von Ihnen wissen, das Prinzip der Positronenemissionstomo-graphie (PET). Kohlenstoff 11 hat eine Halbwertszeit von etwa 20 Minuten – das hier ist TIC – und unterliegt einem Beta-Zerfall, d.h. es entsteht B11 und ein Positron. Das Positron kollidiert mit dem benachbarten Elektron und löst sich auf, was zu einer intensiven Gammastrahlenemission führt. Wir konnten die Gammastrahlung auffangen, die Aufnahme analysieren und so das Medikament im Gehirn auf molekularer Ebene darstellen. Am wichtigsten ist, dass sich die Analyse durch Mikrodosierung des Arzneimittels auch außerhalb des lebenden menschlichen Körpers durchführen lässt; das Verfahren ist nicht-invasiv und die damit verbundenen Risiken vernachlässigbar. Dieser Ansatz ist für die Entwicklung evidenz-basierter Medikamente in naher Zukunft entscheidend. Bei Anwendung dieses Verfahrens in einem frühen Stadium der klinischen Testung lassen sich die Gesamtkosten der Arzneimittelentwicklung zudem erheblich senken. Junge Chemiker sollten dabei unterstützt werden, sich stärker auf diesem wirklich wichtigen Gebiet zu engagieren. Das ist eine Botschaft an unsere jungen Nachfolger weltweit. Die Chemie ist mehr als die Wissenschaft des reinen Beobachtens und Begreifens der Natur. Wir können wertvolle Substanzen praktisch aus dem Nichts erschaffen. De facto bestimmt der Stand der Technik unserer Wissenschaft in Verbindung mit Bestrebungen der Industrie unsere Lebensqualität. Chemiker sollten sich daher auch weiterhin mit der Lösung bestehender bzw. auch unvorhergesehener sozialer und globaler Probleme im Zusammenhang mit Gesundheit, Ernährung, Materialien, Energie und Umwelt beschäftigen. Unsere Nachfolger werden gemeinsam mit Forschern der anderen wissenschaftlichen Disziplinen im 21. Jahrhundert neue Werte schaffen. Hierfür benötigen wir eine breiter aufgestellte wissenschaftlich-technische Lehre. Darüber hinaus muss unsere junge Generation die Öffentlichkeit und die Politik mit Nachdruck zum Aufbau einer zukunftsfähigen Gesellschaft ermutigen. Ich beschäftige mich seit mehr als vier Jahrzehnten mit chemischer Forschung und Lehre. An meinen Forschungsprojekten waren unzählige Mitarbeiter und Studenten beteiligt. Die Ergebnisse, die ich Ihnen heute vorgetragen habe, stammen von den vielen engagierten Kollegen an der Universität Nagoya und anderen Institutionen – ich bin lediglich ihr Sprecher. Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit.

Chemistry has enabled a century of innovation – in the future it will help sustain our civilized society, Ryoji Noyori hopes
(00:03:30 - 00:05:30)

During the last fifty years, humankind has come a long way from realizing the importance of their environment to appreciating the concept of a sustainable development, it seems. Yet the journey into a sustainable future has only just begun and the necessary roadmaps are far from providing reliable guidance. The major challenges to be tackled and solved still lie ahead.

[1] A unique German example of this conception, which publicly went largely unnoticed however, was the „Grüne Charta von der Mainau“ published on April 20th, 1961. It was initiated and signed by Count Lennart Bernadotte, one of the three founders of the Lindau Nobel Laureate Meetings, and contained the statement: „Die Grundlagen unseres Lebens sind in Gefahr geraten, weil lebenswichtige Elemente der Natur verschmutzt, vernichtet und vergiftet werden und weil der Lärm uns unerträglich bedrängt. Die Würde des Menschen ist dort bedroht, wo seine natürliche Umwelt beeinträchtigt wird.“
[2]  http://www.mauricestrong.net/index.php/opening-statement
[3] Willy Brandt und Günter Grass: Der Briefwechsel. Herausgegeben von Martin Kölbel, Göttingen 2013
[4] Ulrich Grober: Die Entdeckung der Nachhaltigkeit – Die Kulturgeschichte eines Begriffs. München 2010 (Ulrich Grober: Sustainability – A cultural history. London 2012)
[5] Our Common Future, From One Earth to One World - An Overview by the World Commission on Environment and Development, § 27 + 30.
[6] Paul J. Crutzen, Geology of Mankind, Nature, Vol. 415, 3 January 2002, p. 23
[7] http://greenchemistry.yale.edu/javascript/tinymce/plugins/filemanager/files/principles-of-green-chemistry.pdf

Additional Lectures by the Nobel Laureates associated with Environmental Protection:
Jack Steinberger (2008): What Future for Climate and Energy?
Panel Discussion (2008): Climate Changes and Energy Challenges.
Ryoji Noyori (2010): Molecular Catalysis for Green Chemistry.
Ivar Giaever (2012): The Strange Case of Global Warming.
Robert Laughlin (2012): Powering the Future.
Mario Molina (2012): The Science and Policy of Climate Change.