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Das Märchen vom Hermes und den bösen Espressokapseln.

An so langweiligen, grauen Sonntagen wie diesem tue ich oft zwei Dinge: ich trinke viel Kaffee befasse mich mit technischen Dingen. In der letzten Zeit beziehe ich dabei auch meine Tochter mit ein. Weil der Apfel nicht weit vom Stamm fällt, ist auch sie mit vorurteilsfreier Neugier geschlagen, sowie dem Interesse am Hinterfragen und selbst Denken. Vor allem aber möchte ich ihr eine saubere Welt ohne ökologische Zeitbomben hinterlassen. Und so kamen wir auf diese Espressokapseln.

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Jeder weiß: die bunten Kaffeekapseln sind böse. Sie sind ökologisch bedenklich, weil sie so viel Müll hinterlassen.

Stimmt das überhaupt? Ich hab mir meine Tochter geschnappt und wir haben da mal bisschen recherchiert und ein paar Messungen gemacht. Wir haben rigide und nachvollziehbar nüchterne Daten erhoben. Herausgekommen ist ein Lehrstück in Scientific Literacy und der Erkenntnis, dass Dinge nicht wahrer werden, nur weil man sie ständig unreflektiert wiederholt.

Aber fangen wir mal vorne an. Was braucht man, um einen Espresso zu machen:
* Kaffeekapsel oder Kaffeepulver
* 40 ml Wasser
* Strom

Ich habe eine Nespresso, diese haben wir an ein Energiemessgerät angeschlossen. Die Maschine zieht pro Tasse etwa 4 s lang 1.200 Watt beim Einschalten und dann nochmal 7 s lang beim Brühen. Dabei verbraucht sie also 11 s * 1.200 W = 13.200 Ws (Wattsekunden) Strom.

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Die Energiemenge, die man braucht, um 40 ml Wasser von 20 °C auf 95°C zu erwärmen, ergibt sich bei einer Wärmekapazität des Wassers von 4.200 Ws/kg*K zu etwa 12.600 Ws.
In anderen Worten: die Nespresso ist extrem energieeffizient. Sie benötigt mit reichlich 13.000 Ws nur so viel Strom, wie physikalisch unbedingt erforderlich (12.600 Ws), um eine Tasse Espresso zu brühen. Die gesamte Energie geht in die Erwärmung des Wassers. Die Pumpe und Elektronik kann man vernachlässigen, das ist messtechnisch kaum noch erfassbar.

Wie sieht das nun bei der vermeintlich ökologischeren italienischen Espressomaschine aus? Hier konnten wir nicht selbst messen. Also haben wir eine möglichst faire Plausibilitätsannahme gemacht. Als Vergleich diente uns eine Gaggia Classic, ein sehr verbreitetes Modell. Sie wiegt 8 Kilo, bester italienischer Maschinenbau, und hat eine Anschlussleistung von 1425 Watt. Die Gaggia ist eine Einkreismaschine, hat also nur einen Boiler mit 100 ml Wasservolumen. Der Boiler ist aus Alu und wiegt allein schon etwa 800 Gramm. Die Brühgruppe aus Messing – glänzt so schön! – kommt mit allerlei Anbauteilen auf über 2 Kilo. Beim Anheizen der Maschine muss also nicht nur das Wasser, sondern auch das ganze schöne Metall auf mindestens 95°C gebracht werden, bei Cappucino sogar noch mehr. Rechnet man das mit den spezifischen Wärmekapazitäten für Alu und Messing aus, kommt man bei einem Start aus Raumtemperatur auf 31.500 Ws für das Wasser, auf ca. 55.000 Ws für den Boiler und etwa 60.000 Ws für die Brühgruppe. Mit der Vorwärmung der Brühgruppe durch den ein- bis zweimaligen Bezug von heißem Wasser ist das ein Energieverbrauch von etwa 180.000 Ws, bis man die erste Tasse Espresso hat. Diese Energiemenge, geteilt durch die Anschlussleistung der Maschine von 1425 Watt, bedeutet, dass die Heizung mindestens 2 Minuten auf Volllast fahren muss.

Kann denn das sein? Ja, aber es kommt noch viel dicker. Plausibilitätscheck: Jeder, der so eine Maschine hat, weiß, dass er sie viel länger als die oben theoretisch ausgerechneten 2 Minuten vorwärmen muss. Mindestens 15 Minuten, besser 30 Minuten. In dieser Zeit erwärmt sich ein Großteil der 8 Kilo Metall im Inneren. Seien wir also gnädig und unterstellen, dass von den 15 Minuten die Heizung nur 7,5 Minuten Volllast läuft, so kommen wir trotzdem auf etwa 500.000 Ws. Die theoretisch errechnete Energiemenge ist also plausibel und stellt vielmehr sogar eine absolute Untergrenze dar, die in der Praxis weit überschritten wird.

In anderen Worten heißt das: die Gaggia verbraucht etwa 40 Mal so viel Strom wie die Nespresso, bis man den ersten Espresso in der Hand hat. Und der größte Teil der Energie geht in die an sich sinnlose Erwärmung des Metalls der klassischen Maschine, ist also verschwendet. Die Nespresso dagegen besteht zu großen Teilen aus seelenlosem Plastik, dünnen Schläuchen und Rohrleitungen. Der Brühdruck wird nur durch die Pumpe aufgebracht, nicht durch den Dampf. Und der Druck wird durch das Bersten der dünnen Alumembran immer gleich und korrekt eingestellt, die nach dem Brühen mit der Kapsel weggeworfen wird. Dadurch kann die Nesspresso so winzig und effizient ausfallen.

Was heißt das konkret? Dazu ein kleines Szenario, dass recht realistisch sein dürfte. Ein Mensch schaltet jeden Morgen seine Espressomaschine ein und macht sich zwei Tassen.
* Bei der Nespresso heißt das: 2 * 12.000 Ws = 24.000 Ws am Tag, oder 2,4 kWh im Jahr.
* Bei der Gaggia: 1 * 180.000 Ws für den ersten Kaffee, plus 30.000 Ws für den zweiten (die Maschine ist ja noch warm), macht 210.000 Ws am Tag oder etwa 22 kWh im Jahr. Das ist etwa zehnmal mehr als die Nespresso verbraucht. Und das ist noch optimistisch gerechnet.

Aber der Müll! Die vielen Kapseln!

Auch hier starten wir mit einer Messung. Eine Nespresso-Kapsel wiegt etwa 1,08 Gramm. Das ist etwa so viel wie der Aludeckel meines Lieblings-Bio-Joghurt. In dem Szenario mit 2 Kaffee am Tag sind das 788 g Aluminium-Müll im Jahr. Aluminium aus Rohstoffen herzustellen, ist extrem energieaufwändig. Für 1 Kilo Alu braucht man 13 kWh, für die 730 Kapsel, wären sie aus nagelneuem Primäraluminium, also etwa 10,2 kWh.

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Vergleichen Sie diese 10 kWh nun mit dem Jahres-Stromverbrauch der Gaggia: Die klassische Espresso-Maschine verschwendet doppelt so viel Energie, wie die Herstellung des Jahresbedarfs an Nespressokapseln für dieselbe Menge Kaffee aus fabrikneuem Aluminium verschlingen würde.

Nun sind Nespressokapseln aber gar nicht aus Primäraluminium. Wie jeder Joghurtbecher können sie recycled werden. Sie schmeißen die noch nicht etwa in den Restmüll, oder? Der Energieverbrauch beim recyclen von Alu beträgt nur 5% dessen bei Primäraluminium, also gerade mal 0,51 kWh für den Jahresbedarf in diesem Szenario.

Was haben wir also gelernt:

* Der Stromverbrauch der Espressomaschine ist der dominante ökologische Parameter, nicht die Menge des Mülls
* Kaffeekapsel-Maschinen sind extrem energieeffizient.
* Klassische Espressomaschinen verschwenden dagegen so viel Energie, dass der ökologische Nachteil von Kaffeekapseln selbst dann um das doppelte aufgefressen wird, wenn man die Kapseln nicht recyclen würde.
* Kaffeekapseln sind in etwa genauso ökologisch oder un-ökologisch wie Joghurtbecher. Keinesfalls sind sie eine nicht beherrschbare ökologische Katastrophe
* Die Argumentation gegen Kaffeekapseln und für klassische Espressomaschinen mit dem Argument der Müllvermeidung ist damit kompletter Blödsinn.
* Selbst messen und denken macht Spaß und liefert manchmal überraschende Erkenntnisse.
* Man sollte nicht alles nachplappern, was einem vorgesetzt wird.

Ich möchte mit diesem kleinen Rechenbeispiel nicht für oder gegen eine Kaffeemaschine Stellung beziehen, ich möchte niemandem seine schöne italienische Diva madig machen, und schon gar nicht bin ich von der "Nespresso-Mafia" bestochen oder so etwas. Wer mich kennt, weiß, welchen Spaß ich an ausgefeilten und schönen technischen Dinosauriern habe, und dass ich auch technischen Geräten eine Sinnlichkeit zugestehe, die man mit nüchternen Zahlen und Daten nicht erfassen kann.

Wofür ich aber nachhaltig werben möchte: "Kampfargumente" für oder gegen etwas müssen einer nüchternen Prüfung standhalten. Vergleiche müssen fair bleiben. Bezugsgrößen müssen identisch und vergleichbar sein. Die Angabe einer - möglichst gewaltig klingenden - absoluten Menge von Kaffeekapsel-Müll muss bitte relativ vor dem Hintergrund der Gesamtmenge an Müll oder Recyclingrohstoffen gesehen werden. Und da sind sie paar Kapseln sehr wenig. Denken Sie an die Joghurtbecher-Deckel. Eine vollständige Umweltbilanz ist eben doch mehr als das schnelle und verkürzte Hinausschreien eines Kampfbegriffs.

Vor allem aber: haben Sie keine Scheu, Ihr verkümmertes Schulwissen über Mathe und Physik einmal abzustauben. Sie werden sich wundern, was Sie damit alles Spannendes anstellen können.