Leo Mattes

Die Energie-Transport-Information-Matrix

In den ersten Beiträgen habe ich zunächst eine Utopie für den maximalen Wohlstand hergeleitet und anschließend weitere Erläuterungen zur maximalen Produktivität gegeben. Weitere wichtige Artikel behandeln die Eigenschaften von Pfadabhängigkeiten und die Eigenschaften von Technologiekurven.

In diesem Beitrag geht es nun um die Veränderungen der Energie-, Informations- und Transportinfrastruktur während der letzten 150 – 200 Jahren. Jede dieser Veränderungen hat die Gesellschaft und die Material-, Informations-, Energie-, und Geldflüsse massiv verändert. Neue Wertschöpfungsketten haben sich etabliert und alte Strukturen abgelöst.

Die folgende Tabelle zeigt die Technologien, welche in den genannten Sektoren als Basistechnologien verwendet wurden. Die linke Spalte dient als Zeitskala und ordnet die Technologiesprünge zu den industriellen Revolutionen zu.

Vor der ersten industriellen Revolution waren Wasser- und Windkraft neben der Biomasse Holz die bedeutenden Energieträger. Mobil war man mit Pferdekutschen und Segelschiffen. Der Informationsaustausch geschah über Gespräche, denn viele Menschen konnten noch nicht lesen oder schreiben. Briefe und der Buchdruck waren daher den gebildeten und wohlhabenderen vorbehalten.

Die erste industrielle Revolution begann ca. Ende des 18. Jahrhunderts. Die Dampfkraft brachte die Eisenbahn und die Dampfschifffahrt voran. Kanäle und Tunnel wurden erbaut. Dadurch veränderte sich auch die Hauptenergiequelle zu Kohle. Die Gewinnung und Verarbeitung von Eisen zu Stahl war zudem ein wichtiger Bestandteil der aufkommenden Infrastruktur, denn Stahl gilt bis heute als das wichtigste Werk- und Baumetall. Die Erfindung von besseren Druckverfahren ermöglichte es Zeitungen, Zeitschriften und Bücher kostengünstiger herzustellen und die Breite Masse konnte mit Informationen erreicht werden.

Die zweite industrielle Revolution wurde von der Erfindung des Verbrennungsmotors geprägt. Ein Straßennetz wurde errichtet und die Eisenbahn wurde als wichtigstes Transportmittel abgelöst. Die wichtigste Energiequelle war nun nicht mehr Kohle, sondern Öl und Gas. Neben dem Automobil als Transportmittel wurden auch die ersten Luftfahrten unternommen. In den Städten, die sich gebildet hatten, begann der Ausbau der Kanalisation und sorgte somit für bessere Hygienebedingungen. Die Entdeckung der Elektrizität führte zu der Erfindung der Glühbirne und ermöglichte es auch nach Sonnenuntergang einer Arbeit nach zu gehen. Das Telefon und das Fernsehgerät ermöglichten einen Informationsaustausch in Echtzeit über große Distanzen und verändernden so die Medienlandschaft.

In der folge wurden weitere Errungenschaften vollbracht. In Deutschland wird dies die dritte industrielle Revolution genannt. Automatisierung und stationäre Roboter fanden immer mehr Einzug in die industriellen Produktionsprozesse aufgrund der Entwicklung mechatronischer Systeme. Neben der weiter fortschreitenden Luftfahrt wurden große Errungenschaften in der Raumfahrt gemacht. So gelang es die ersten Menschen ins All und auf den Mond zu bringen. Die Informationsverarbeitung wurde durch die Erfindung von Computern und Farbfernsehen verbessert. Die Einführung von Computern ermöglichte es mathematische Berechnungen und komplexe Aufgaben durchzuführen. Dies beschleunigten die Informationsgewinnung und Auswertung ungemein.

In den letzten Jahren hatten wir erneute Technologiesprünge in den Basistechnologien der Energie-, Transport-, und Informationsinfrastruktur. Die Erfindung und die Einführung des Internets veränderte die Informations- und Medienlandschaft grundlegend. Informationsbeschaffung und Austausch sind nun jedem zugänglich. Webseiten, Chaträume, Sprachnachrichten, Videotelefonie, Livestreaming und Smartphones ersetzen vorherige Mittelsmänner und ermöglichten eine Peer-to-Peer (Jeder-zu-Jedem) Kommunikation in Echtzeit. Diese Netzwerkstrukturen vereinfachen die Informationsflüsse und setzen etablierte Unternehmen unter Druck, da sie bestehende Wertschöpfungsketten und Geschäftsmodelle obsolet machen.

„Information technology shifted from a centralized, supplier-centric, hierarchical model to a distributed, customer-centric, participatory model.” – Tony Seba in Clean Disruption of Energy and Transportation

In den Energie- und Transporttechnologien deutet sich ebenfalls Technologiesprünge an. Die Erzeugung von Strom mit Hilfe erneuerbarer Energien, wie Photovoltaik, Wind- und Wasserkraft, ist dabei die bestehende Energieinfrastruktur zu verändern. Ebenso schreitet die Entwicklung von autonomen und elektrischen Fahrzeugen voran, was die Grundsätze der bestehenden Mobilitätsinfrastruktur in Frage stelle, welche auf dem Besitz eines Autos mit Verbrennungsmotor aufbaut.

Im letzten Beitrag habe ich die Eigenschaften von Technologiekurven aufgezeigt. In diesem Beitrag ging es nun um die Basistechnologien der vergangenen industriellen Revolutionen, welche eine Urbanisierung, Industrialisierung und Globalisierung weiter vorangetrieben haben. Es ist davon auszugehen, dass die kommenden Technologiesprünge ebenfalls nicht linear verlaufen werden und dass die Adaptionsgeschwindigkeiten neuer Technologien nicht abnehmen werden.

„Jede Gesellschaft bedarf, um zu funktionieren, eines Kommunikationsmittels, einer Energiequelle und einer Form von Mobilität. Das Zusammentreffen von Kommunikations-, Energie- und Logistikinternet in einem Internet der Dinge liefert sowohl das kognitive Nervensystem, als auch die physischen Mittel, um die gesamte Menschheit in einem vernetzten globalen Commons zu integrieren, das die gesamte Gesellschaft umfasst.“ – Jeremy Rifkin in Die Null-Grenzkosten-Gesellschaft

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Mit besten Grüßen

Leo Mattes