Kohlefördermaximum
Das Kohlefördermaximum ist der Zeitpunkt an dem aufgrund physikalischer Faktoren die Kohleförderung nicht mehr gesteigert werden kann. Kohle hat von allen fossilen Brennstoffen die größte statische Reichweite mit ca. 200 Jahren. Der Zeitpunkt des Kohlefördermaximums wird für den Zeitraum von 2020 bis 2035 prognostiziert. Wesentlich relevanter als der Zeitpunkt der maximalen Kohleförderung ist allerdings der Zeitpunkt, an dem alle fossilen Energien, wie Erdöl, Erdgas und Kohle in Summe ihr Fördermaximum erreicht haben werden, da dieser chronologisch davor liegen muss. Dabei spielt die Kohle aufgrund ihrer großen Vorkommen eine entscheidende Rolle. Außerdem kann die Kohle Erdöl und Erdgas, deren Fördermaxima vermutlich schneller erreicht werden, mittels Kohleverflüssigung und Kohlevergasung in gewissen Grenzen substituieren. Aus Kohle lassen sich auch Wasserstoff für die für die Landwirtschaft äußerst bedeutsame Herstellung von Düngemitteln (Haber-Bosch-Verfahren) gewinnen, welche bisher aus Erdöl gewonnen werden.
Der Weltenergiebedarf stieg bislang fast exakt mit dem Wachstum der Weltbevölkerung. Die durch weltweit billige Kommunikation mit Telefonie und Internet hervorgerufene Beschleunigung der Globalisierung lässt den Energiebedarf jedoch überproportional ansteigen, wodurch bisherige Prognosen wertlos werden. Zur Zeit sind etwa 80 % bis 90 % der maximalen Förderrate aller fossilen Energien erreicht. Im Jahr 2004 wuchs der Weltenergiebedarf um 4,3 % (Erdöl: 3,4 %; Erdgas: 3,3 %; Kohle: 6,3 %). Durchschnittlich sind bei konstanten Energiepreisen etwa 3 % zu erwarten. Bei diesem Wachstum ist allerdings das Fördermaximum aller fossilen Energien in 5 bis 6 Jahren erreicht.
Erneuerbare Energien
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Abhilfe schaffen Brennstoffe aus erneuerbaren Energien, wie Biokraftstoffe für Erdöl, Biogas für Erdgas und Biomasse für Kohle. Ein Problem dabei ist, dass nur ein Drittel der Erdlandoberfläche (gesamt: 153.000.000 km2) für den landwirtschaftlichen Betrieb geeignet ist (abzüglich Südpol, Permafrostböden, Wüsten, Steppen, Urwälder, Gebirge, Naturschutzgebiete, Städte, Seen, Fluss- und Sumpflandschaften) und davon wiederum mindestens die Hälfte für die Nahrungsmittelproduktion genutzt werden muss. Bis zum Jahre 2020 wird eine Weltbevölkerung von 8 Milliarden Menschen erwartet. Pro Quadratkilometer könnten 2.900.000 kWh (Anbaugebiet, Kulturland) Energie pro Jahr produziert werden. Dies entspricht im günstigsten Falle einer Gesamtmenge von 74.000.000.000.000 kWh/Jahr bzw. 74 PWh/Jahr. Der Weltprimärenergieverbrauch betrug 2005 107 PWh.
- Biomasse-Produktivität[1]
| Gramm/m²/Jahr | Ort | Heizwert |
|---|---|---|
| 2200 | Tieflandregenwald | 9,9 kWh/m²/Jahr |
| 1200 | Laubwald gemäßigter Zonen | 5,4 kWh/m²/Jahr |
| 900 | Savannen | 4,1 kWh/m²/Jahr |
| 650 | Anbaugebiet, Kulturland | 2,9 kWh/m²/Jahr |
| 3 | Wüsten | 0,0 kWh/m²/Jahr |
Aus diesen Daten errechnet sich ein Potential von 202 PWh/Jahr (128 PWh fossile Brennstoffe und 74 PWh Bioenergie). Bei einem konstanten durchschnittlich 3%igen Wachstum des Energieverbrauchs wird diese Menge in 22 Jahren ab 2005 erreicht werden. Zu dem Wachstumsverbrauch trägt auch die Tatsache bei, dass bei unkonventionellen Energien immer mehr Bruttoenergie aufgewendet werden muss, um Nettoenergie zu erzeugen (EROEI), der Primärenergieverbrauch aber am Bruttoenergiebedarf gemessen wird. Darüber hinaus muss die Energie mit Photovoltaik und Windenergie erzeugt werden, wobei diese hauptsächlich elektrischen Strom produzieren, der nur 17 % des Weltenergiebedarfs ausmacht; jedoch kann Strom sehr gut in andere Energieformen umgewandelt werden. Die Wasserkraft ist weltweit weitestgehend ausgereizt und die Kernenergie scheidet mangels einer ausreichenden Verfügbarkeit an Uran und dem nach wie vor ungelösten Entsorgungsproblem des Atommülls aus.