entwicklung von wirtschaftswachstum und ressourcenverbrauch

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


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)


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


Global metabolic rates 1960-2005

-

3

6

9

12

1960

1965

1970

1975

1980

1985

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1995

2000

2005

0

1,5

3

4,5

6

DMC GDP (const. 2000 $)0

30

60

90

1960

1965

1970

1975

1980

1985

1990

1995

2000

2005

0

2

4

6

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


Global metabolic rates and global GDP/capita 1960-2005

-

3

6

9

12

19

60

19

65

19

70

19

75

19

80

19

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19

90

19

95

20

00

20

05

0

1,5

3

4,5

6

DMC GDP (const. 2000 $)0

30

60

90

1960

1965

1970

1975

1980

1985

1990

1995

2000

2005

0

2

4

6


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


Metabolic rates and GDP/capita Austria 1960-2005

0

5

10

15

20

25

30

19

60

19

65

19

70

19

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19

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19

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20

00

20

05

0

5

10

15

20

25

30

DMC GDP (const. 2000 $)

Energetische RessourcenMaterielle Ressourcen

GDP Austria, $/cap*yr (right axis)

DMC Austria, t/cap/yr (left axis)

0

50

100

150

200

250

300

19

60

19

65

19

70

19

75

19

80

19

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19

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19

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20

00

20

05

0

5

10

15

20

25

30


GDP Austria, $/cap*yr (right axis)

TPES Austria, GJ/cap/yr (left axis)


DEC per capita by energy type

-

5

10

15

20

25

30

3519

60

1965

1970

1975

1980

1985

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


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


Metabolic rates (material) for selected industrial and developing countries 1970-2005

0

5

10

15

20

25

30

19

70

19

73

19

76

19

79

19

82

19

85

19

88

19

91

19

94

19

97

20

00

20

03

EU15 DMC USA DMC

Japan DMC Austria DMC

DMC t/cap*yr

Industrial countries Developing countries

0

5

10

15

20

25

30

19

70

19

73

19

76

19

79

19

82

19

85

19

88

19

91

19

94

19

97

20

00

20

03

Brazil DMC China DMC India DMC

DMC t/cap*yr


Metabolic rates (energy) for selected industrial and developing countries 1970-2005


0

10

20

30

40

50

60

19

70

19

73

19

76

19

79

19

82

19

85

19

88

19

91

19

94

19

97

20

00

20

03

Brazil TPES China TPES India TPES

TPES GJ/cap*yr0

50

100

150

200

250

300

350

400

19

70

19

73

19

76

19

79

19

82

19

85

19

88

19

91

19

94

19

97

20

00

20

03

EU15 TPES USA TPES

Japan TPES Austria TPES

TPES GJ/cap*yr


Metabolic rates by the development status and population density of countries

DMC t/cap in yr 2000

-

5

10

15

20

25

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%

123

6%

12

62%

140

6%

19


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.


50%

100%

150%

200%

250%

300%

19

80

19

82

19

84

19

86

19

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19

90

19

92

19

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19

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19

98

20

00

20

02

20

04

EU 15 USAJapan Austria

Trends in material productivity 1980-2005 (increase in %)


MP=$ GDP / t DMC

3175

1486

1258

1345

141

MP=$ GDP / t DMC

50%

100%

150%

200%

250%

300%

19

80

19

82

19

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86

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19

92

19

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19

96

19

98

20

00

20

02

20

04

Brazil China India

271

109

MP=$ GDP / t DMC


Longterm increase in economic energy productivity (1900-2005)

Energy Efficiency ($ GDP / GJ primary energy DEC)

-

20

40

60

80

100

120

140

1900

1910

1920

1930

1940

1950

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


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)


50%

100%

150%

200%

250%

300%

1980

1982

1984

1986

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1990

1992

1994

1996

1998

2000

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)

50%

100%

150%

200%

250%

300%

1980

1982

1984

1986

1988

1990

1992

1994

1996

1998

2000

2002

2004

EU15 MP USA MP Japan MP

EU15 GDP USA GDP Japan GDP


MP=$ GDP / t DMC MP=$ GDP / t DMC

IndiaChinaBrazilJapanUSAEU15

$ GDP

$ GDP


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


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.


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


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


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.“


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)


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)


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


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


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


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


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


Results: HDI vs. Energy

Source: Steinberger & Roberts 2008

20052000

19951990

1985

19801975

HDI

Energy

R2 = 0,85 – 0,90


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)


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


FIN

entwicklung von wirtschaftswachstum und ressourcenverbrauch

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