Thermodynamik - grundlegende Einsichten für ein Verständnis von Umweltproblemen

In diesem Beitrag stellen wir einen Weg vor, der es erlaubt, grundsätzliche Aussagen darüber zu treffen, dass wirtschaftliches Handeln schädliche Auswirkungen auf die Umwelt mit sich bringt. Diese Auswirkungen sind naturwissenschaftlich bedingt und treten insbesondere in der industrialisierten Wirtschaft auf. Ausgangspunkt unserer Überlegungen ist, dass jedes wirtschaftliche Handeln Energie benötigt, von der es viele verschiedene Formen gibt. Unter Berücksichtigung all dieser Formen kommt der Wärmeenergie eine besondere Bedeutung zu, da andere Energieformen nie isoliert, sondern nur in Verbindung mit der Wärmeenergie auftreten können. Aus diesem Grund wird der Zweig der Physik, der sich hauptsächlich mit Energie beschäftigt, Thermodynamik genannt. Das Studium der Thermodynamik stellt die zentrale Verbindung zwischen wirtschaftlicher Tätigkeit und ihren Auswirkungen auf die Umwelt her. Das Verständnis grundlegender Erkenntnisse der Thermodynamik ermöglicht es Entscheidungsträgern in der Umweltpolitik, das Entstehen von Umweltproblemen zu verstehen und mögliche Lösungen zu entwickeln. Zunächst befassen wir uns mit dem Zusammenhang zwischen physikalischer Arbeit und Wärme. Dann erläutern wir die beiden Hauptsätze der Thermodynamik und gehen ausführlich auf das Konzept der Entropie ein. Zur Veranschaulichung des Entropiekonzepts verwenden wir den Boltzmann'schen Ansatz des Ordnungsgrades. Anschließend wenden wir uns der Betrachtung der Thermodynamik in den Wirtschaftswissenschaften zu, die erstmals von Georgescu-Roegen im Jahr 1971 vorgelegt wurde. Anschließend erläutern wir die Bedeutung der Thermodynamik für die Umweltpolitik. Wir schließen mit einer Zusammenfassung.

Faber, Malte, Marco Rudolf, Marc Frick und Mi-Yong Becker (2023), Thermodynamik - grundlegende Einsichten für ein Verständnis von Umweltproblemen, AWI Discussion Paper Series, Heidelberg