Das Kosten-Energie-Äquivalenzgesetz

“Kosten resultieren ausschließlich aus dem Einsatz von Energie”

CO₂-Bilanz – genial einfach berechnet

Dr. Heinz Schütte

Völlig neu bearbeitet im August 2021

Das “Kosten-Energie-Äquivalenzgesetz” (KEÄG) beschreibt den Zusammenhang zwischen Energieeinsatz und Kosten. Durch logische Verknüpfung physikalischen Lehrbuchwissens mit Grundaussagen der Wirtschaftswissenschaften ergibt sich die Erkenntnis, dass ausnahmslos sämtliche Kosten des Weltwirtschaftssystems aus dem Einsatz von Energie resultieren. Für die Herleitung dieser Aussage bedarf es keinerlei zusätzlicher Annahmen oder Hypothesen. Der Originalbeitrag [1] ”Das Kosten-Energie-Äquivalenzgesetz” wurde nach Durchlaufen eines Peer Review in einer Fachzeitschrift für Wirtschafts- und Finanzpolitik veröffentlicht. Eine englischsprachige Version des Textes liegt vor.

Die unmittelbare Anwendung des KEÄG auf die Berechnung der Produkt-spezifischen CO₂-Emission führt zu folgender Aussage:

In Deutschland wird pro Wirtschaftsjahr eine bekannte Menge der fossilen Energieträger Kohle, Öl und Gas zur Herstellung von Wirtschaftswerten eingesetzt. Dieser Einsatz führt zur Emission einer chemisch äquivalenten Menge CO₂. Die produzierten Wirtschaftswerte werden im Bruttoinlandsprodukt (BIP) erfasst. Der Quotient aus emittiertem CO₂ und BIP liegt derzeit bei 0,22 kg/€ und stellt die “CO₂-Bilanz” des Gesamtwirtschaftsraums dar. Obwohl die CO₂-Emission naturgemäß von Produkt zu Produkt variiert, beweist die folgende wissenschaftliche Ausarbeitung, dass die Emission von 0,22 kg CO₂/€ nicht nur für den Gesamtwirtschaftsraum gilt, sondern für jeden Euro. Jeder einzelne Euro, der als Kosten ausgegeben wird, ist zwangsläufig mit der Emission von 0,22 kg CO₂ verknüpft. Erneuerbare Energien und Ökoprodukte verursachen höhere Kosten als ihre herkömmlich erzeugten Konkurrenzprodukte. Sie haben folglich eine höhere CO₂-Bilanz und verursachen damit eine höhere CO₂-Steuer.

Eine weitere nutzbringende Anwendung des KEÄG besteht darin, den “Erntefaktor” (ERoEI), der mit gängiger Rechenweise nur unter erheblichem Aufwand näherungsweise ermittelt werden kann, auf simpelste Weise in einem einzigen Rechenschritt exakt zu berechnen. Die Rechenvorschrift wird im Text erläutert.

Die Herleitung des Kosten-Energie-Äquivalenzgesetzes beruht auf einem physikalischen Gesetz, nach dem alles Handeln des Menschen nur durch Einsatz von Energie möglich ist. Die benötigte Energie stammt allein von der Sonne und wird vom Menschen in Form seiner Nahrung aufgenommen. Durch Einsatz der Energie ist der Mensch in der Lage, Arbeit zu leisten und physische und ideelle Güter und damit Werte erzeugen. Sowohl die aus der Nahrung aufgenommene als auch die zur Erschaffung von Werten eingesetzte Energie ist von Mensch zu Mensch verschieden und prinzipiell nicht messbar. Gleiche Werte resultieren demzufolge aus unterschiedlichem Energieeinsatz. Der Energieeinsatz scheidet damit als Maßstab für Werte aus. Alleiniger Maßstab für einen durch den Menschen erschaffenen Wert sind die gemäß der Ökonomik definierten Kosten des Wertes. Kosten für vom Menschen erschaffene Werte resultieren damit logischerweise allein aus dem Einsatz von Energie. Gleichen Kosten liegen dabei aber unterschiedliche Energiemengen zugrunde. Zwischen Kosten und menschlichem Energieeinsatz existiert folglich kein Gleichheitsverhältnis im Sinne mathematischer Proportionalität.

Alle natürlich vorkommenden Werte wie Pflanzen, Tiere, Bodenschätze u. ä. sind ursprünglich prinzipiell kostenlos. Entsprechendes gilt für Werte, die durch Tiere erzeugt werden. Kosten für diese Werte entstehen erst dadurch, dass der Mensch diese Werte unter Einsatz menschlicher Energie birgt, sie in Besitz nimmt und zur Verwendung anbietet.

Auch Maschinen können Werte erzeugen. Dies geschieht durch Einsatz von prinzipiell kostenlosen Bodenschätzen in Form fossiler Energieträger oder von kostenloser Sonnenenergie. Die Maschinen selbst sind durch Einsatz menschlicher Energie erschaffen worden. Auch die Kosten maschinell erzeugter Werte resultieren folglich allein aus menschlichem Energieeinsatz.

Als Konsequenz ergibt sich, dass ausnahmslos sämtliche Werte und damit die Kosten des Weltwirtschaftssystems aus dem Einsatz menschlicher Arbeitskraft und damit aus menschlichem Energieeinsatz resultieren, ohne dass dieser Energieeinsatz messbar und damit bekannt ist. Alleinige Messgröße eines Wertes sind seine Kosten.

Auch wenn der menschliche Energieeinsatz nicht messbar ist, so kann er aber abgeschätzt werden, um eine Vorstellung von seiner Größenordnung zu erhalten. Im Durchschnitt setzt ein arbeitender Mensch 2,8 Kilowattstunden (kWh) pro Tag an Energie um. Bei halbtägiger Arbeit und einer Energieausbeute von 20 % stehen einem Menschen damit rund 100 kWh an Energie pro Jahr zur Erzeugung von Werten zur Verfügung. Für 7,8 Milliarden Menschen der Erdbevölkerung ergibt sich daraus ein Energieeinsatz von 0,78×10¹² kWh pro Jahr. Bei dem derzeitigen weltweiten Energieeinsatz an Primärenergieträgern in Höhe von 150×10¹² kWh pro Jahr liegt der menschliche Energieeinsatz damit bei lediglich 0,5 %.

Während die Kosten der weltweit eingesetzten Energie quantitativ aus menschlichem Energieeinsatz resultieren, ergibt sich die erstaunliche Tatsache, dass die Menge der weltweit eingesetzten Energie mit über 99 % nahezu ausschließlich aus dem Einsatz von Primärenergieträgern besteht.

Die in einem Wirtschaftsraum in einem Wirtschaftsjahr erzeugten Werte, die gemäß obiger Herleitung allein aus menschlichem Energieeinsatz resultieren, werden im Bruttoinlandsprodukt (BIP) in Form von Kosten erfasst. Dazu wird vom Bruttoproduktionswert, der Summe der Werte aller produzierten Güter und Dienstleistungen, die Summe der Werte aller Vorleistungen abgezogen. Zu der so erhaltenen Bruttowertschöpfung werden die Nettogütersteuern addiert und die Subventionen abgezogen. Der mit dieser Rechnung erhaltene Wert – das BIP – ist der Gesamtwert aller für den Gebrauch produzierten Waren und Dienstleistungen. Der zugrundeliegenden Rechenoperation folgend resultiert das BIP und damit der Wert aller Gebrauchsgüter aus der Summe aller im Bruttoproduktionswert eingesetzten menschlichen Energie und erfüllt damit die Aussage des KEÄG, demzufolge Wertschöpfung ausschließlich durch den Einsatz menschlicher Energie möglich ist. Damit sind die Gesamtkosten des Wirtschaftsraums gemäß der Verwendungsrechnung des BIP bekannt.

Bekannt ist auch die Gesamtmenge der in einem Wirtschaftsjahr eingesetzten Menge der fossilen Energieträger Kohle, Öl und Gas, gemessen in Kilowattstunden. Rund 92 % der Menge des weltweiten Energieeinsatzes besteht derzeit aus fossilen Energieträgern.

Der Quotient aus Energiemenge in Kilowattstunden pro Kosten in Euro ergibt die volkswirtschaftliche Kennzahl Energieintensität ”EI” (kWh/€) für den betreffenden Wirtschaftsraum. Beim Einsatz der fossilen Energieträger durch Verbrennung entsteht chemisch bedingt eine äquivalente Menge CO₂. Damit ist die entstandene Menge CO₂ logischerweise ebenfalls durch einen Quotienten in Form von CO₂ in Kilogramm pro Kosten in Euro festgelegt, ”Q_CO2” (kg CO₂/€).

Diese Quotienten errechnen sich für den Gesamtwirtschaftsraum. Da sämtliche Kosten allein aus menschlichem Energieeinsatz resultieren und damit sowohl ihrem Ursprung als auch ihrem Wesen nach identisch sind, besteht die Summe der Kosten aus identischen Einzelkosten. Daraus folgt logisch, dass die Quotienten nicht nur für die Summe der Kosten sondern zwangsläufig für jeden einzelnen Euro gültig sind.

Die hier definierten Quotienten für den Energieeinsatz und die CO₂-Emission gelten folglich für jeden Euro, der in Form von Kosten zur Verwendung eines Gebrauchsguts ausgegeben wird. Die Summe dieser Kosten für den Gesamtwirtschaftsraum ist in der Verwendungsrechnung des BIP erfasst. Aufgrund der Definition des BIP sind die hier aufgeführten Verwendungsarten die alleinige Grundlage zur Berechnung des Energieeinsatzes und der CO₂-Emission. Berechnungen der CO₂-Bilanz, wie sie in der Literatur üblicherweise angestellt werden, enthalten stets Mehrfachzählungen und führen bei Addition zu einem Mehrfachen der tatsächlichen Gesamt-CO₂-Emission. Für das produzierende Gewerbe, dem gemäß Literaturverfahren der Löwenanteil der CO₂-Emission angelastet wird, errechnet sich gemäß Verwendungsrechnung die CO₂-Emission aus dem Kostenanteil seiner Bruttoinvestitionen, die für diesen Gewerbezweig das alleinig im Unternehmen verbleibende Gebrauchsgut darstellen und damit der Definition des BIP entsprechen. Die dem produzierenden Gewerbe zuzuordnende CO₂-Emission liegt korrekt gerechnet derzeit bei 20 % der Gesamtemission.

Die Quotienten beinhalten entsprechend der Entstehungsrechnung des BIP die Gesamtmenge aller fossilen Energieträger, die im Lauf der Herstellung eines Endprodukts in den einzelnen Produktionsstufen eingesetzt wurden sowie die Gesamtmenge des dabei entstandenen CO₂. Produktionsstufen, wie beispielsweise die Herstellung von Strom durch Kern- oder Wasserkraft, in deren Verlauf physisch kein CO₂ emittiert wird, verursachen folglich trotzdem eine CO₂-Emission in der Höhe, die sich aus den Kosten des verkauften Stroms ergibt. Diese CO₂-Menge resultiert aus den Emissionen, die in den Vorstufen der Stromerzeugung entstanden sind.

Die für die Herstellung eines Produkts eingesetzte Menge fossiler Energieträger und die dabei emittierte CO₂-Menge sind ausschließlich und allein durch die Kosten des Produkts festgelegt.

Solange in einem Wirtschaftsraum fossile Energieträger eingesetzt werden, führt die Herstellung eines jeden Produkts und einer jeden Dienstleistung zwangsläufig zu einer CO₂-Emission.

Mit diesem aus dem KEÄG hergeleiteten Rechenansatz kann somit sowohl die zur Herstellung eines Produkts benötigte Menge an Primärenergieträgern mithilfe des Quotienten ”EI” als auch die dabei verursachte Menge an CO₂ mithilfe des Quotienten ”Q_CO2” durch simple Multiplikation der Quotienten mit den Kosten des Produkts unmittelbar berechnet werden.

Die Berechnung des ERoEI geschieht folgendermaßen. Die Kosten der erzeugten Energie (€/kWh) werden mit dem Quotienten “EI” (kWh/€) multipliziert. Der so erhaltene Wert ist der Kehrwert des ERoEI.

Da die Quotienten ”EI” und ”Q_CO2” für ein jeweils laufendes Geschäftsjahr zwangsläufig noch nicht bekannt sind, wird die Berechnung der Menge der eingesetzten fossilen Energieträger und der daraus resultierenden Menge an CO₂ für das laufende Jahr mit den Quotienten des Vorjahrs berechnet. In Anbetracht der geringen jährlichen Änderung der Quotienten ist der Fehler einer für das laufende Jahr angestellte Berechnung zu vernachlässigen. Da die Quotienten des Vorjahrs eingesetzt werden, errechnet sich die CO₂-Emission eines im laufenden Jahr erworbenen fossilen Energieträgers folglich aus seinen Kosten und dem Quotienten ”Q_CO2” des Vorjahrs. Für den theoretisch denkbaren Fall, dass der fossile Energieträger im laufenden Geschäftsjahr nicht zu CO₂ umgesetzt wird, ist der ermittelte CO₂-Wert fiktiv. Die letztendlich tatsächlich emittierte CO₂-Menge wird nach Beendigung des laufenden Geschäftsjahrs in dem Quotienten ”Q_CO2” dieses Geschäftsjahrs erfasst

Für Deutschland ergaben sich im Jahr 2020 folgende Quotienten. Das BIP und damit die Kosten betrugen 3.332 Mrd Euro (€). Die Menge der eingesetzten fossilen Energieträger betrug 2.475 Mrd Kilowattstunden (kWh). Damit ergibt sich aus dem Quotienten Energiemenge pro Kosten die volkswirtschaftliche Kennzahl Energieintensität zu ”EI” = 0,74 kWh/€.

Aus dem zur Verbrennung eingesetzten Anteil der Primärenergieträger Kohle, Öl und Gas entstand eine Emission von 722 Mrd Kilogramm (kg) CO₂. Der entsprechende Quotient CO₂-Menge pro Kosten für die CO₂-Emission und damit die CO₂-Bilanz beträgt ”Q_CO2” = 0,22 kg CO₂/€.

Im folgenden Text wird dieser Rechenansatz auf die Erzeugung von ”Erneuerbaren Energien” (”EE”) angewandt. Obwohl die benötigte Sonnenenergie kostenlos ist, ist der mithilfe der Sonnenenergie hergestellte Strom und das in Bioanlagen erzeugte Faulgas trotzdem mit Kosten behaftet. Auf jeden Euro dieser Kosten entfällt der Einsatz von 0,74 kWh Kohle, Öl und Gas und damit eine Emission von 0,22 kg CO₂. Damit ist das Paradoxon der Erneuerbaren Energien entlarvt. Entgegen der Behauptung, ”EE” seien frei von CO₂-Emissionen, verursachen ”EE”-Anlagen wie alle anderen Produktionsprozesse eine ihren Kosten entsprechende CO₂-Emission.

Da die Kosten für Strom aus ”EE” um ein Vielfaches höher liegen als die vergleichbaren Kosten aus einem klassischen Kohlekraftwerk, ergibt sich aus dem KEÄG die frappierende Erkenntnis, dass der Einsatz von Kohle, Öl und Gas und damit die CO₂-Emission für ”EE”-Strom um das gleiche Vielfache höher liegen als für Kohlestrom. Die von der Regierung mit Nachdruck betriebene offizielle Politik, die CO₂-Emission durch Einsatz ”EE” reduzieren zu wollen, stellt sich folglich als eklatanter politischer Fehler heraus, der exakt das Gegenteil dessen bewirkt, welches die Regierung als Ziel ihrer Politik vorgibt.

Die stetig propagierte Behauptung, steigende Kosten für Kohle, Öl und Gas ermöglichten es, ”EE”-Strom kostengünstiger herzustellen als Strom aus Kohlekraftwerken, ist abwegig, da die Kosten für Primärenergieträger als Vorleistungen im BIP nicht enthalten sind und folglich in die Rechnung gar nicht eingehen. Unter der praxisnahen Annahme einer kaum verbesserungsfähigen Technologie der Stromherstellung aus "EE" werden auch in absehbarer Zukunft die Kosten und damit Einsatz der Primärenergieträger Kohle, Öl und Gas und daraus folgend die CO₂-Emission für ”EE”-Strom höher liegen als für Strom aus Kohlekraftwerken. Diese physikalische Realität kann man politisch unterlaufen, indem der Strom aus Kohle solange durch zusätzliche Abgaben und Steuern verteuert wird, bis seine Kosten höher sind als die Kosten für Strom aus ”EE”. In diesem Fall wäre dann der Einsatz an Kohle, Öl und Gas und damit die CO₂-Emision gemäß KEÄG für Strom aus Kohle tatsächlich höher als für Strom aus ”EE”.

Auch die von der Politik propagierte Reduzierung der CO₂-Emission durch den Einsatz landwirtschaftlicher ”Öko-Produktion”, durch ”Bio-Kraftstoffe”, durch Produkte aus ”Müll-Recycling” und ”Elektro-Autos” stellt sich aufgrund des KEÄG als realitätsfremder politischer Irrtum heraus, da eine solche Umstellung mit Kostensteigerungen und folglich mit entsprechender Erhöhung der CO₂-Emission verbunden ist.

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[1] Aufgrund eines übersehenen Schreibfehlers in der Originalarbeit auf Seite 144, Abs. 2, Seite 145, Abs. 3 und Seite 146, Abs. 1 ist die Mengenangabe für fossile Energieträger fälschlicherweise mit ”Kosten” angegeben. Der Ausdruck ”Kosten” ist durch den Ausdruck ”Menge” zu ersetzen. Dieser Schreibfehler führt zu Missverständnissen und Falschaussagen in den genannten Absätzen. In dem hier vorliegenden Text sind diese Fehler beseitigt und die Zusammenhänge den zugrundeliegenden wissenschaftlichen Fakten entsprechend korrekt wiedergegeben.