Energiewunder im Alltag

Das Velo beutet keine andere Energieform aus. Seit 200 Jahren. Foto: TheTsundereDemon (Flickr)

Nein, ich mag nicht darüber schreiben, wovon dieser Tage alle reden – kein T-Wort in diesem Text! –, und will mich Erfreulicherem widmen. Heuer feiert (rechnet man ihre Vorgängertechniken dazu) eine der bemerkenswertesten Erfindungen der Technikgeschichte ihren 200. Geburtstag: das Fahrrad.

Abgewandelte Holzdraisine von ca. 1820, Kurpfälzisches Museum in Heidelberg. Foto: Gun Powder Ma (Wikimedia)

1817 erfand Karl Drais das, was man heute als Laufrad für Kinder wieder kennt: die Draisine. Die Idee war, wie bei vielen grossen Erfindungen, denkbar einfach: Zwei Räder, ein Sattel und ein Griff reichten aus, damit man sitzend gehen konnte. War man einmal in Fahrt, konnte man den Schwung genauso ausnutzen, wie man die Energie, die man bergauf aufgewendet hatte, zurückgewann, sobald es bergab ging.

Pferde, die nichts fressen

Zwei Jahre zuvor war im heutigen Indonesien der Vulkan Tambora ausgebrochen, der für eine kurze, aber heftige globale Klimaveränderung sorgte; 1816 war das «Jahr ohne Sommer» mit Hungersnöten. Die hohen Getreidepreise sollen Drais zu seiner Erfindung veranlasst haben: Draisinen waren Pferde, die nichts fressen.

Nicht alltagstaugliche Fallhöhe: Hochrad. Foto: Jesús Corrius (Flickr)

Dass das Fahrrad, zu dem sich die Draisine entwickelte (in seiner heutigen Form existiert es seit den 1880er-Jahren), eines der bemerkenswertesten technischen Geräte sei, behaupte ich nicht einfach als Velofreund. Das Velo ist einerseits, von Schuhen abgesehen, das weltweit wichtigste technische Verkehrsmittel. Diese Aussage stimmt natürlich nicht, wenn man es an der Bedeutung misst, die ihm allgemein zugeschrieben wird: Staaten retten Autohersteller vor dem Konkurs, nicht Velowerkstätten, und fürs Auto hat man Städte platt gemacht, nicht fürs Velo. Aber das Velo ist weltweit für weitaus mehr Menschen das wichtigste Verkehrsmittel als etwa das Auto; in Europa war es bis zur Mitte des 20. Jahrhunderts genauso – man betrachte nur Fotos von Städten jener Zeit zur Rushhour.

Billig und leicht zu reparieren, ist es leichter als sein Passagier, sodass man es auch mal einfach über ein Hindernis hinweg tragen kann. Für den Philosophen des technischen Fortschritts Ivan Illich war das Fahrrad das Paradebeispiel einer menschenfreundlichen (er nannte es: «konvivialen») Technik.

Immer mehr Energie wird immer ineffizienter genutzt

Aber das Fahrrad ist auch eines der bemerkenswertesten Energieanwendungsgeräte. Man kann die Geschichte der Menschheit als eine der zunehmenden Nutzbarmachung von Energie schreiben. Dabei gab es vor allem zwei Formen technischer Fortschritte. Die eine war graduell: bestehende Energieanwendungen wurden optimiert, ihre Energieeffizienz stieg, sodass sich aus gleich viel Energie mehr Nutzen ziehen liess.

Wo das Velo leibt und lebt: Souvenir aus Amsterdam. Foto: Gabriel Rocha (Flickr)

Die zweite Form waren Erfindungen, die die Effizienz einer alten Energieform sprunghaft steigerten, indem sie zusätzlich eine neue anzapften. Segelschiffe erhöhten die verfügbare Energie pro Besatzungsmitglied gewaltig, indem sie neu neben der Muskelkraft der Ruderer neu auch die Windkraft nutzten. Die Dampfmaschine erhöhte die verfügbare Energie pro Fabrikarbeiterin, indem sie zusätzlich die Energie der Kohle nutzte. Diese neuen Energien wurden aber ihrerseits derart ineffizient genutzt, dass diese «disruptiven» Erfindungen die Gesamtenergieeffizienz stets senkten: Über alles betrachtet, nutzt die Menschheit in ihrer Geschichte immer mehr Energie immer ineffizienter.

Bescheidenheit ist eine Last

Fortschritt aus China: die Schubkarre. Foto über Low-Tech Magazine

Das Velo fällt aus diesem Muster: Es hat die Nutzung einer alten Energieform, nämlich menschlicher Muskelkraft, sprunghaft gesteigert, ohne dafür eine andere Energieform auszubeuten. Mir sind ausser dem Fahrrad nur wenige andere Techniken bekannt, die das ebenso schafften – namentlich die Schubkarre, die zumindest in China anderthalb Jahrtausende vor dem Fahrrad ähnlich bahnbrechend war wie dieses.

Aber eins hat das Velo im Schatten motorisierter Fahrzeuge nicht geschafft: seinen Vorzügen entsprechend ernst genommen zu werden. Dafür ist es einfach zu bescheiden.

37 Kommentare zu «Energiewunder im Alltag»

  • Eduard J. Belser sagt:

    Ich bin seit Jahren überzeugter Alltags- und Genussvelofahrer und setzte diese Erkentnis auch mit meiner Velologistik um. Ich habe ein Sortiment an Körben, Taschen und sogar eine Kühlbox für den Gepäckträger sowie einen Einkaufsttolley mit ansteckbarer Velodeichsel und eine Veloanhänger mit flacher Ladefläche. Damit kann ich bequem und energieeffizient fast alle Transportaufgaben des Alltags erledigen. Das war noch nie so einfach wie heute, wo im Stand zu schaltende Nabenschaltungen, sogar stufenlose, gute Bremsen, ausgereifte Anhängerkupplungen, LED-Beleuchtungssysteme mit Nabendynamo usw. aktueller Stand der Velotechnik sind. Hinzu kommt noch der Elektroantrieb, das Lastenvelo und moderne Veloanhänger-Logistiksysteme. Es ist höchste Zeit, das Velo wieder zu entdecken.

  • Robert Hasler sagt:

    Das gehört zur Genialität des Velos: Es funktioniert auch, wenn man es nicht „ernst“ nimmt. Übrigens wären auch z.B. Pferde genial effizient. Sehr uneffizient wären e-Bikes. Aber es gibt halt eben noch andere Randbedingungen.

    • Eduard J. Belser sagt:

      Auch E-Bikes sind in der Herstellung und im Betrieb noch um Welten energieeffizienter als jedes Auto. Ich habe mein aktuelles Liegetrike fünf Jahre ohne Elektroantrieb genutzt, habe es aber jetzt, um meine kilo- und höhenmetermässig zu erweitern, mit einem Elektroantrieb nachrüsten lassen. Übrigens gibt es in Stauffenberg bei Lenzburg eine Firma, die alte E-Bike-Akkus aufarbeitet und auf den neusten technischen Stand bringt. Das spart auch graue Energie.

  • Eduard J. Belser sagt:

    Eigentlich wäre es jetzt für die Tagi-Redaktion der optimale Zeitpunkt eine Frühlingsbeilage zum Thema «Einkaufen und Transportieren mit dem Velo» vorzubereiten und Kauftipps für Velos und Velozubehör zu geben. Meine Tipp für Velokörbe wären die unübertreffbar praktischen und preiswerten Kontti™ Baskets des Faltveloherstellers Tern für CHF 40.–/Stück. Diese wurden vom Schaffhauser Velologistikguru Thomas Lösch vom «velowerk» entwickelt. Beim Einkaufstrolley mit optionaler Velodeichsel ist es der multifunktionale, federleichte Leggero Max, der im Thurgau in einer Werkstatt für Menschen mit Behinderungen gebaut wird. Für ihr individuell zusammenstellbares Veloanhänger-Logistiksystem heimst die Münchner Firma hinterher.com ständig neue Umwelt- und Innovationspreise ein.

  • Roland K. Moser sagt:

    Wieviel Energie wird eigentlich für die Herstellung und den Import eines Velos benötigt?
    Wieviele Kilometer muss man dann mit dem Velo fahren anstatt mit dem Auto/ÖV, bis die Bilanz auf Null ist?

    • Vera Burkhalter sagt:

      Ich würde die Herstellung des Velos nicht gegen den Betrieb des Autos vergleichen:
      Treffender wäre es, 12 Kilo Velo gegen 1000 Kilo Auto in Herstellung und Import zu vergleichen.
      Und dann den Verbrauch von Kalorien gegenüber den Verbrauch von Benzin pro Kilometer.

    • juerg stuebi sagt:

      Gute Frage! Die graue Energie wird leider eigentlich nirgends einberechnet. – Ich denke niemand kann soweit radeln, es sein denn er habe das Ra selbst hergestellt aus Bambus von direkt nebenan.

    • Urban Zuercher sagt:

      Sie haben einerseits ein Fahrzeug von 15kg, andererseits eines von 2Tonnen. Welches von beiden hat wohl nach Produktion und Import die bessere Ökobilanz? Oder soll beim Velo die Produktion angeschaut werden und das Auto kommt „grün“ auf die Welt? Ich verstehe ihre Frage glaub nicht ganz, können Sie mir da weiterhelfen, Herr Moser?

      • Paul Levi sagt:

        Es ist klar, dass einer wie Hr. Moser das Haar in der Suppe sucht. Das gelobte Velo darf auf keinen Fall zu umweltfreundlich dastehen.

        Eine genau CO2-Bilanz ist natürlich schwierig. Doch schlussendlich ist Energie gleich Geld. Also etwas das viel Energie verbraucht (Herstellung und Transport), muss automatisch auch viel kosten. Da man ein funktionierendes Velo für ca. 250 Fr kaufen kann, steckt da auch nicht so viel graue Energie drin. Und da man ein Velo jahrzehntelang fahren kann und man es sogar weitergibt (Velobörse), kann man davon ausgehen, dass die CO2-Bilanz top ist.

        In einem Blog gefunden: Ein Rad samt Radler erzeugt nur etwa 10 Prozent Kohlendioxids wie ein PkW.

        • Roland K. Moser sagt:

          „…In einem Blog gefunden: Ein Rad samt Radler erzeugt nur etwa 10 Prozent Kohlendioxids wie ein PkW…“
          Und wie genau ist das zu verstehen?

          • Hotel Papa sagt:

            Dass für die gleiche Transportleistung (Personenkilometer) der CO2 Ausstoss 1/10 dessen ist, was ein Auto herauspustet.

            Ich weiss, dass meine 20 km Velopendeln pro Fahrt 400..500 kcal umsetzen. 500 kcal sind ca. 2 MJ. Das entspricht dem Brennwert von 50 g Benzin, bei 100% Wirkungsgrad (Ein Auto hat eher 35%).
            20 km mit dem Auto sind nach heutigem Technikstand etwa 700 g Benzin. Rechnet man dem Auto zugute, dass es vier Plätze hat (die ja höchst selten genutzt werden), wird seine Bilanz etwas besser.

          • Roland K. Moser sagt:

            Der Wirkungsgrad von 35 % gilt für den Verbrennungsmotor.
            Dann kommen noch mindestens Getriebe, Gewicht, Rollwiderstand und Luftwiderstand hinzu.
            Bleiben dürften etwa 10 %. Aber wissen tue ich es nicht.

          • Hotel Papa sagt:

            Gute Dieselmotoren kommen heute auf einen thermischen Wirkungsgrad von 50%. Über alles scheint 1/3 realistisch. Passt auch zum Vergleich mit bekannten Benzinverbräuchen.

            Ohnehin ist es bei Transportleistungen schwierig, Wirkungsgrade zu benennen. Objektiver Energiegewinn resultiert nur bei Transport in die Höhe. Alles andere ist physikalisch reine Energieverpuffung, da die Wirkleistung auch in Überwindung von Reibung geht, und damit von Verlusten.

          • Roland K. Moser sagt:

            @ Hotel Papa
            25. Januar 2017 um 06:52
            Unter Teillast arbeitet der Verbrennungsmotor mit einem Wirkungsgrad von etwa 10 %.
            https://www.kfz.net/autolexikon/wirkungsgrad/

          • Roland K. Moser sagt:

            „…Ohnehin ist es bei Transportleistungen schwierig, Wirkungsgrade zu benennen. Objektiver Energiegewinn resultiert nur bei Transport in die Höhe. Alles andere ist physikalisch reine Energieverpuffung, da die Wirkleistung auch in Überwindung von Reibung geht, und damit von Verlusten…“
            Der Wirkungsgrad von motorisch angetriebenen Flugzeugen lässt sich berechnen, auch wenn das Flugzeug geradaus fliegt, und sich nicht im Steigflug befindet.

          • Hotel Papa sagt:

            „Der Wirkungsgrad von motorisch angetriebenen Flugzeugen lässt sich berechnen, auch wenn das Flugzeug geradaus fliegt, und sich nicht im Steigflug befindet.“
            Hängt aber von der Definition der Nutzwirkung ab. Und der Nutzen besteht nunmal in der Überwindung von Reibung, also bleibt am Schluss nur Entropiezunahme übrig. Das Transportgut ist zwar an einem anderen Ort, aber dieser Nutzen lässt sich nicht energetisch beziffern.

          • Hotel Papa sagt:

            Beim Flugzeug wird gerne die Gleitzahl als „Wirkungsgrad“ bezeichnet, das ist aber nicht im Wortsinn korrekt, da Sinkbewegung (objektiver energetischer Verlust) zu Vorwärtsbewegung (subjektiver Nutzen, energetisch nicht bewertbar) in Beziehung gesetzt wird.

          • Roland K. Moser sagt:

            Die Gleitzahl ist meines Wissens bei motorisch angetriebenen Flugzeugen nicht relevant, bzw. nur bei Motorausfall.
            Sie können das Beispiel auch auf das Auto anwenden. Fakt ist, dass das sich bewegende Auto einer Gesamtkraft entgegenwirkt, z.B. die Summe aus Innenwiderstand des Motors, Innenwiderstand Getriebe, Rollwiderstand und Luftwiderstand.
            Es wird also Arbeit verrichtet, aber nicht im herkömmlichen Sinne Kraft x Höhenunterschied = Arbeit.

          • Roland K. Moser sagt:

            Die Gleitzahl kommt nur bei Segelflugzeugen vor, und nicht bei motorisch angetriebenen Flugzeugen.
            Flugzeuge haben einen Wirkungsgrad:
            http://www.flugtheorie.de/ETA.HTM
            Autos haben auch einen Wirkungsgrad:
            https://www.kfz.net/autolexikon/wirkungsgrad/
            Sie finden auch andere Links dazu.

      • Roland K. Moser sagt:

        Reines Interesse.
        Und Werbung für das Velo könnte man damit auch machen.

        • Eduard J. Belser sagt:

          Herr Moser sind Sie je selbst auf einem Velo gesessen oder mosern Sie hier einfach hinter der Windschutzscheibe eines 3 Tonnen schweren SUVs vor sich hin?

          • Roland K. Moser sagt:

            Ich habe ein Rennvelo, ein MTB und ein Dorfvelo.
            ich mache pro Jahr ca. 6000 km auf dem Rennvelo und dem MTB, erzeuge also sinnlos CO2.

    • Eduard J. Belser sagt:

      Ich habe gerade das Liegetrike Baujahr 2002 meines verstorben Vaters generalrevidieren lassen. Es ist wieder praktisch neuwertig und kann gut und gern noch weitere zehn oder mehr Jahre benutzt werden. Dann ist auch die graue Energie die darin steckt sicher bestens genutzt. Der Stahlrahmen und der Titanvorbau werden dann energie- und rohstoffsparend recycliert. Gute, solide Velos können lange genutzt werden, das macht sie preiswert und noch energieeffizienter.

    • Hotel Papa sagt:

      Gehen wir von 15 kg Aluminium aus, sind das ca. 1000 MJ fürs Material (Aluminium ist extrem energieaufwendig in der Herstellung) Rechnen wir das grosszügig x 3 für Verarbeitung und Transport, muss ich 3’000 km fahren, bis die Energie gegenüber dem Auto gespart ist. Dauert bei meiner Kilometerleistung kein halbes Jahr.
      Die graue Energie die in einem Auto steckt, könnte ich meiner Lebtag nicht abarbeiten.

      • Hotel Papa sagt:

        Die korrekte Fragestellung wäre aber: Wie weit muss ich fahren, bis ich diese Energie im Vergleich zum /Laufen/ eingespart habe, dass ist der zu vergleichende Null-Fall. Das ist dann eher in der Grössenordnung von einigen 10’000 km.

        • Peter Aletsch sagt:

          Ich glaube, es war im Velojournal, der Energie- und Kosten-Vergleich Velofahren zum Gehen. Letzteres braucht mehr Kalorien, alles aus der Nahrung.

          • Hotel Papa sagt:

            Auf jeden Fall. Zu Fuss ca. 300 kcal/h für 5 km/h, also grob das doppelte.

            Velo wie Auto werden aber nicht zu diesem Zweck eingesetzt, sondern um weiter zu kommen. Das Auto ist damit ein Fall wie vom Autor beschrieben: Effizienterer Einsatz von Arbeitskraft, bei verschwenderischem Umgang mit Energie.
            Das Velo ist einer der wenigen glücklichen Fälle, wo der effizientere Einsatz von Arbeitskraft einhergeht mit EnergieERSPARNIS.

          • Roland K. Moser sagt:

            Wenn Sie gut trainiert sind und sagen wir mal 5 Stunden mit einem Schnitt von ca. 25. km/h in der Ebene fahren, haben sie ca. 3’000 kcal. verbraucht. Ca. 1’500 davon müssen sie von aussen also über die Nahrung zu führen. Idealerweise mit ein glykämischen Index von 100 alle 15 Minuten 75 kcal.
            Der Vorteil am Velo-Fahren gegenüber dem zu Fuss gehen ist, dass man sein Gewicht nicht selbst trägt. Man bewegt es nur vorwärts. In der Ebene bewegt man es nur gegen den Rollwiderstand und gegen den Luftwiderstand vorwärts.

  • betty hidden sagt:

    super artikel. bin genau dieser meinung. schätze auch ivan illich sehr. nur wacker weitertrampen….

  • Peter Aletsch sagt:

    Die Frage aller Fragen ist: warum fahren denn relativ wenige Leute dieses Energie-, Zeit-, Geld-sparsame freudemachende gesunderhaltende Vehikel? Man spart Zeit doppelt und dreifach, weil man beim Fahren gleichzeitig die Ausdauer, die Kraft, das Gleichgewicht trainieren kann. Ich vermute, auch das ständige Balancieren-Müssen halte das Gehirn jung. Falls ich beim Reisen kein Velo mitnehmen kann, nehme ich ein (faltbares) Trottinett. Das wäre auch für die Dritte Welt ein ideales Transportmittel, da es anders als das Velo robuster ist und weniger kostet.

    Auf der Suche nach der Geschichte des Trottinetts bin ich nicht auf sein Erfindungsjahr, aber auf Bilder mit Amish gestossen, die einen Fuhrparks dahon halten – Beweis für die Konvivialität.

  • Reto Suter sagt:

    Jeder Asiate mit einem Fahrrad träumt von einem Motoroller, jeder mit einem Motorroller von einem Auto. In den meisten Ländern dieser Welt träumen die Menschen vom gesellschaftlichen Aufstieg. Dazu passt ein Drahtesel nun mal nicht.

    Hierzulande ist es anders. Man ist an schon der Spitze und kann, weil es einem so gut geht, mit dem Velo rumfahren und davon schwärmen. Verrückte Welt!

    • werner boss sagt:

      Dass man ganz nebenbei die meiste Zeit mit dem Auto fährt, das verschweigt man natürlich, das gehört ja zum modernen Stil!
      Für die meisten ist doch das Velo bloss ein Sportgerät,alles andere ist Blöff und dummes Gelaber.

      • Hotel Papa sagt:

        Wenn ich so schaue, wer mir auf dem Arbeitsweg jeweils mit dem Velo entgegenkommt, dann werden durchaus relevante Strecken mit dem Velo bewältigt.

      • Roland K. Moser sagt:

        Im Dorf bewege ich mich nur mit dem Dorfvelo. Das macht für mich Sinn, weil alles problemlos und in der Ebene erreichbar ist.
        Würde ich am Dorfrand auf dem Hoger oben wohnen, sähe es anders aus: Auto, Töffli oder Elektromotor-Fahrrad (Neudeutsch E-Bike).

  • Thomas sagt:

    Es gibt tausende solche simplen Erfindungen, welche die Welt verändert haben. Die meisten sind einfach zu einfach, um als solche wahrgenommen zu werden. Sei es eine Schaufel, sei es ein Hammer, Schrauben, Dübel,….
    All diese Erfindungen waren Effizienzsteigernd und haben dasselbe bewirkt wie das Velo. Dass es nur wenige solche Erfindungen geben soll, stimmt nicht.

  • Robertgoord sagt:

    Natürlich umging ich mich mit allen Mädchen nicht, die diese Creme benutzten. Bis sich unter meinen Bekannten von keiner befunden hat, wer sich über das Mittel Bust Size schlecht geäußert hätte. Es ist wichtig, zu verstehen, dass diese Creme für die Frauen vorbestimmt ist, die träumen, das Äußere zu ändern, aber wollen sich auf die plastische Operation nicht legen. Jede versteht, dass die Implantation der Brust es, aufwendig krank ist, und es ist nicht bekannt, wie sich die Implantate in der Zukunft führen werden.

    Alle Mädchen wollen die Mütter werden und ohne Probleme füttert das Kind von der Brust. Es ist ganz offenbar, dass man nach der Plastik der Brust die natürliche Ernährung des Kindes vo

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