entwicklung von wirtschaftswachstum und ressourcenverbrauch
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Entwicklung von Wirtschaftswachstum und
Ressourcenverbrauch
Marina Fischer-Kowalski,
Institut für Soziale Ökologie, Wien
Fischer-Kowalski | UNEP Nov. 08 | 2
Aufbau der Präsentation
1. Globale Trends im Ressourcenverbrauch seit dem 2. Weltkrieg
2. Entkoppelung des Ressourcenverbrauchs vom BIP?
3. Wirtschaftswachstum: Steigerung der Ressourcenproduktivität und Rebound
Fischer-Kowalski | UNEP Nov. 08 | 3
1. Metabolisches NiveauDefinition: metabolic scale is the size of the overall
annual material (DMC) or primary energy input (TPES, DEC) of a socio-economic system according to established standards of MEFA analysis.
Das globale metabolische Niveau hat sich seit dem 2. Weltkrieg gut verdreifacht– From 20 billion tons in 1960 to over 60 bio t in 2005
(DE, materials extracted; on the global level = DMC)– From 120 EJ primary energy in 1960 to 440 EJ in
2004 (TPES, biomass excluded)
Fischer-Kowalski | UNEP Nov. 08 | 5
2. Pro-Kopf Verbrauch (metabolische Raten)
Definition: Metabolic rate is the metabolic scale of a socio-economic system divided by its population number = annual material / energy use per capita
Global stieg der pro-Kopf Verbrauch bis zur 1. Ölkrise und stabilisierte sich dann: – Has, after an initial rise following the Second World War to the
early 1970ies, remained fairly constant worldwide at about 8t/cap (DMC) and 60 GJ/cap (TPES) until the year 2000
– Despite quite substantial economic growth
Mit dem Jahr 2000 hat eine neue Zuwachsphase des pro-Kopf Verbrauchs eingesetzt
Fischer-Kowalski | UNEP Nov. 08 | 6
Global metabolic rates 1960-2005
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DMC GDP (const. 2000 $)0
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TPES GDP (const. 2000 $)
Global DMC, t/cap/yr (left axis)
Global TPES, GJ/cap/yr (left axis)
Source: Krausmann et al. forthcoming, based on Krausmann et al. 2008 (Biomass), Podobnik, IEA (Fossils), USGS (minerals)
Materielle Ressourcen Energetische Ressourcen
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Global metabolic rates and global GDP/capita 1960-2005
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DMC GDP (const. 2000 $)0
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TPES GDP (const. 2000 $)
Source: Krausmann et al. forthcoming, based on Krausmann et al. 2008 (Biomass), Podobnik, IEA (Fossils), USGS (minerals)
Global DMC, t/cap/yr (left axis)
Global TPES, GJ/cap/yr (left axis)
Global GDP, $/cap*yr (right axis)
Global GDP, $/cap*yr (right axis)
Energetische RessourcenMaterielle Ressourcen
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Metabolic rates and GDP/capita Austria 1960-2005
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DMC GDP (const. 2000 $)
Energetische RessourcenMaterielle Ressourcen
GDP Austria, $/cap*yr (right axis)
DMC Austria, t/cap/yr (left axis)
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TPES GDP (const. 2000 $)
GDP Austria, $/cap*yr (right axis)
TPES Austria, GJ/cap/yr (left axis)
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DEC per capita by energy type
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1980
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1990
1995
2000
2005
GJ/
cap
Coal
Oil
Natural Gas
Hydro
Nuclear
Geothermal
The „limits to growth“-shock: Global metabolic rates (energy use / capita in GJ DEC) 1960 - 2005
Fischer-Kowalski | UNEP Nov. 08 | 10
Zusammensetzung der Abfälle und Emissionen entwickelter Industriegesellschaften (DPO)
DPO to air (CO2)
DPO to air*
DPO to land (waste)
DPO to land (dissipative use)
DPO to water
Source: after World Resources Institute 2000. Unweighted means of DPO per capita for A, G, J, NL, US; metric tons
DPO total: 16 tons per capita
Fischer-Kowalski | UNEP Nov. 08 | 11
Metabolic rates (material) for selected industrial and developing countries 1970-2005
0
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EU15 DMC USA DMC
Japan DMC Austria DMC
DMC t/cap*yr
Industrial countries Developing countries
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03
Brazil DMC China DMC India DMC
DMC t/cap*yr
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Metabolic rates (energy) for selected industrial and developing countries 1970-2005
Industrial countries Developing countries
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Brazil TPES China TPES India TPES
TPES GJ/cap*yr0
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03
EU15 TPES USA TPES
Japan TPES Austria TPES
TPES GJ/cap*yr
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Metabolic rates by the development status and population density of countries
DMC t/cap in yr 2000
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High densityindustrial
Low densityindustrial
High densitydeveloping
Low densitydeveloping (NW)
Construction minerals
Ores and industrial minerals
Fossil fuels
Biomass
Share of world population
Pop density
13%
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6%
12
62%
140
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Fischer-Kowalski | UNEP Nov. 08 | 14
3. Entkopplung des Ressourcenverbrauchs vom BIP?
Relative Entkoppelung = steigende Ressourcenproduktivität
„Relative Entkopplung“ bedeutet, dass Ressourcenverbrauch langsamer wächst als das BIP. Dies drückt sich in einer Zunahme der Ressourcenproduktivität aus.
Definition: resource productivities (material productivity, MP; energy productivity, EP) of socio-economic systems are calculated as amount of income achieved (GDP) by one unit of resource use (1 t DMC, 1 GJ TPES). Thus, if income grows faster than resource use, resource productivity rises; if income grows slower, RP sinks.
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EU 15 USAJapan Austria
Trends in material productivity 1980-2005 (increase in %)
Industrial countries Developing countries
MP=$ GDP / t DMC
3175
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1258
1345
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20
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Brazil China India
271
109
MP=$ GDP / t DMC
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Longterm increase in economic energy productivity (1900-2005)
Energy Efficiency ($ GDP / GJ primary energy DEC)
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100
120
140
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1910
1920
1930
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1960
1970
1980
1990
2000
[$/G
J]
Austria
United Kingdom
Japan
Productivity increases:Average 11 % per decade, or roughly 1% annually.
Source: Social Ecology DB
Fischer-Kowalski | UNEP Nov. 08 | 17
Absolute decoupling?: Selten.• Growth rates of economic resource productivity on the
socio-economic system level rarely surpass growth rates of GDP.
• This probably relates to the fact that growth of resource productivity and growth of GDP mutually reinforce each other. Thus resource savings that occur because of increased resource productivity tend to be (over)compensated by accellerated economic growth. (So-called rebound effect, see Dimitropoulos 2007).
• In effect, cases of absolute decoupling on the socio-economic system level are rare. Exceptions since 1980: Japan (materials), Germany (materials and energy), UK (materials)
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2002
2004
Brazil MP China MP India MP
Brazil GDP China GDP India GDP
Trends in material productivity in relation to trends in GDP (% increase)
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1982
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1988
1990
1992
1994
1996
1998
2000
2002
2004
EU15 MP USA MP Japan MP
EU15 GDP USA GDP Japan GDP
Industrial countries Developing countries
MP=$ GDP / t DMC MP=$ GDP / t DMC
IndiaChinaBrazilJapanUSAEU15
$ GDP
$ GDP
Fischer-Kowalski | UNEP Nov. 08 | 19
Materialflüsse und ihre Treiber: Bevölkerung und Pro-Kopf-Einkommen (loglineare r2 für 150 Länder im Jahr 2000)
Bevölkerung BIP pro Kopf
Biomasse 0.889 0.068
Baumaterial (mineralisch) 0.748 0.720
Industriemineralien, Metalle 0.388 0.448
Fossile Brennstoffe 0.423 0.679
DMC total 0.823 0.636
Quelle: Steinberger 2009, GLOMETRA
Fischer-Kowalski | UNEP Nov. 08 | 20
resumé• Auf der globalen Ebene, und auf der Ebene von
Nationalökonomien, ist die Entkoppelung von Wirtschaftswachstum und Ressourcenverbrauch gang und gäbe: 1-2% jährliche Zunahme an Ressourcenproduktivität ist „normal“.
• Gleichzeitig treiben zwei Faktoren den Ressourcenverbrauch weiter an: das Wachstum der Bevölkerung und das Wachstum des BIP.
• Gemeinsam führen sie im Effekt zu einer erheblichen Zunahme des jährlichen Ressourcenverbrauchs, und der jährlichen Abfälle und Emissionen. Das gefährdet gegenwärtige und zukünftige Versorgungssicherheit und Lebensqualität.
Fischer-Kowalski | UNEP Nov. 08 | 21
Scenario assumptions(all : relation between high density/low density countries
remains unchanged; population growth by UN projection)
1. Baseline 2000 scenario 2. Freeze and catching up: industrial countries
maintain their metabolic rates of the year 2000, developing countries catch up to same rates
3. Factor 2 and catching up: industrial countries reduce their metabolic rates by factor 2, developing countries catch up
4. Freeze global DMC: global resource consumption by the year 2000 remains constant by 2050, industrial and developing countries settle for identical metabolic rates
Fischer-Kowalski | UNEP Nov. 08 | 22
Three forced future scenarios for 2050
0
40
80
120
160
Baseline 2000 Freeze &catching up
Factor 2 &catching up
Freeze globalDMC
Construction minerals
Ores and industrialminerals
Fossil fuels
Biomass
Global metabolic scales in billion tonnes Global metabolic rates in t/cap
0
4
8
12
16
Baseline 2000 Freeze & catchingup
Factor 2 &catching up
Freeze globalDMC
Fischer-Kowalski | UNEP Nov. 08 | 23
Global Sustainability – a Nobel CausePotsdam Memorandum 2007
„Is there a ‚third way‘ between environmental destabilization and persistent underdevelopment?
Yes, there is, but this way has to bring about, rapidly and ubiquitously, a thorough re-invention of our industrial metabolism – the Great Transformation.“
Fischer-Kowalski | UNEP Nov. 08 | 24
Ethische und politische Prinzipien zur Setzung von policy targets
1. Man muss davon ausgehen, dass die Kapazität der Erde limitiert ist darin, wie viele Ressourcen sie für wie viele Menschen dauerhaft bereitstellen und dann als Abfälle absorbieren kann.
2. Auch wenn diese Kapazitätsgrenze nicht eindeutig beziffert werden kann, scheint es gerechtfertigt, anzunehmen, dass sie derzeit nahezu erreicht oder bereits überschritten wird.
3. Ressourcenpolitische Entscheidungen setzen globale Maßstäbe und Entscheidungsprozesse voraus. Die heute Benachteiligten werden daran nur dann mitwirken, wenn ihnen in Zukunft ein fairerer Anteil an Nutzungschancen zukommt.
Also: „equity and precaution“ (UNFCCC, Rio 1992), oder„contraction and convergence“ (Global Commons Institute)
Fischer-Kowalski | UNEP Nov. 08 | 25
4 mögliche Begründungen für policy targets
1. Targets im Bezug auf die Extraktion von Ressourcen (Knappheit)
2. Targets im Bezug auf die limitierte Fähigkeit der Erde zur Absorption von Abfällen und Emissionen (environmental impacts of resource use)
3. Targets im Bezug auf die effiziente und gerechte Bereitstellung von Services an Menschen (Effizienz I)
4. Targets im Bezug auf die effiziente und gerechte Bereitstellung von Ressourcen gegenüber ökonomischen Systemen (Effizienz II)
Fischer-Kowalski | UNEP Nov. 08 | 26
1. Begründung durch Knappheit
• Muss sich auf Menge der Ressourcenextraktion (DE) beziehen
• Und diese auf globaler Ebene fair regeln • Frühere „Faustregel“ (nicht-erneuerbare Ressourcen
möglichst durch erneuerbare ersetzen, erneuerbare nach Maßgabe ihrer Regeneration nutzen) durch Realität überholt
Vorteil: Ressourcenextraktion gut messbar, eindeutige räumliche Zuordnung
Nachteil: Grad der Knappheit / Größe der Reserven / Substituierbarkeit hoch umstritten
Fischer-Kowalski | UNEP Nov. 08 | 27
Knappheit nach Art der Ressource
• 20% aller extrahierten Ressourcen: fossile Energieträger. „peak oil“, „peak gas“.
• 30% sind Biomasse; limitiert durch verfügbares Land und Flächenproduktivität. Bester Knappheitsindikator: HANPP (muss global <100% sein); Bezug auf Biodiversität
• 5% sind Metalle und Industriemineralien: sehr unterschiedliche Knappheitsbedingungen
• 40% sind mineralische Baustoffe: nicht als durch Knappheit limitiert argumentierbar
Fischer-Kowalski | UNEP Nov. 08 | 28
2. Limitierte Absorptionsfähigkeit der Erde
• Muss sich auf globale Emissionen (DPO) und /oder Ressourcennutzung (DMC) beziehen
• Relevanteste Begründung: Gefährdung des Weltklimas durch GHGs. Betrifft die Nutzung fossiler Energieträger, Landnutzung, Tierhaltung und Zementproduktion; indirekt auch sehr vieles andere (Energieverbrauch)
• Metalle und Industriemineralien zu regeln nach Toxizität (am besten: Limitierung der virgin fraction of resource use)
• Auf Baumaterialien nicht sinnvoll anwendbar
Vorteil: Umweltgefährdungen gut argumentierbar (unterliegen allerdings politischen Konjunkturen und sind schwerer messbar als Ressourcenextraktion)
Nachteil: Systemgrenzen schwerer zu definieren (räumlich und zeitlich gestreut), Regelverletzungen schwer nachweisbar
Fischer-Kowalski | UNEP Nov. 08 | 29
Implikationen der Klimapolitik für Ressourcennutzung
• Solange es keine potenten CCS-Technologien gibt, muss die Nutzung fossiler Energieträger von derzeit ca global 1,7t/cap auf ein Viertel davon reduziert werden
• Landnutzung ist nicht CO2-neutral • Methan aus Tierhaltung 21x so wirksam wie CO2: sinnvoll, globale
Tierhaltung zu limitieren und Quoten zu vereinbaren?• Die Extraktion von Metallen und Baumineralien wird bei hohen
Energiepreisen mit limitiert, evtl. zusätzliche Limitierung der Zementproduktion
Resumé: Die Einhaltung klimapolitischer Ziele würde sich insgesamt auf den Ressourcengebrauch limitierend auswirken
Fischer-Kowalski | UNEP Nov. 08 | 30
3. Maßstab effiziente und gerechte Versorgung von Menschen
• Solche targets müßten sich auf pro-Kopf Ressourceneinsatz (metabolische Rate) relativ zu einem Maßstab für pro-Kopf Lebensqualität beziehen
• Es ginge also um die Optimierung von Ressourcenproduktivität im Bezug auf menschliches Leben
• Es gibt einen trade-off zwischen metabolic rates und population numbers
Vorteil: die längerfristige Ermöglichung guten Lebens ist eigentlich das, worum es bei sustainability geht; demografische Projektionen existieren; metabolische Raten sind gut messbar
Nachteil: Konzept und Meßbarkeit von Lebensqualität sind umstritten
Fischer-Kowalski | UNEP Nov. 08 | 31
Results: HDI vs. Energy
Source: Steinberger & Roberts 2008
20052000
19951990
1985
19801975
HDI
Energy
R2 = 0,85 – 0,90
Fischer-Kowalski | UNEP Nov. 08 | 32
4. Effiziente und gerechte Ressourcen-bereitstellung für Ökonomien
• Hier ginge es darum, Ressourceninputs (DMC, DMI) in Beziehung zu setzen zum wirtschaftlichen Output
• Ziel ist also die Optimierung der ökonomischen Ressourcenproduktivität (die Inverse der Materialintensität)
• Naheliegend, da technischer Fortschritt genau darauf abzielt (also: schnellerer technischer Fortschritt?)
• Allerdings gibt es unter Wachstumsbedingungen bei niedrigen (sinkenden) Rohstoffpreisen Reboundeffekte, die Verringerungen des Ressourceninputs (über)kompensieren
Vorteil: plausible und machbar erscheinende Zielsetzung, gute Meßbarkeit der relevanten Indikatoren
Nachteil: Beitrag zur Erreichung übergeordneter Ziele (wie unter 1. und 2.) durch Reboundeffekte gering; Vergleichbarkeit von Systemen gering (Abhängigkeit vom Life cycle)
Fischer-Kowalski | UNEP Nov. 08 | 33
Production – consumption cycle and resource productivity
NA
TU
RE
NA
TU
RE
extraction productionprocessing
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Product Value (PV in $) Product Weight (PW in tons)
Raw Material Equivalents (in tons) Resource Productivity (PV/PW)
tradingservice
con-sumption
waste
Fischer-Kowalski | UNEP Nov. 08 | 35
FIN
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