Was eine 160 Jahre alte Kohletheorie für unsere selbstfahrende Zukunft vorhersagt

Nach einem schwierigen Jahr 2023 verbessert sich die Stimmung rund um autonome Autos. Cruise, der Branchenführer, dessen Fahrzeug im vergangenen Herbst in San Francisco in einen schrecklichen Unfall verwickelt war, hat unter neuer Leitung neu gestartet, während der Rivale Waymo expandiert, um größere Gebiete der Greater San Francisco Bay of San Francisco und Los Angeles sowie Tesla zu bedienen verspricht einen neuen Robotaxi-Dienst.

Auch wenn die Amerikaner dem autonomen Fahren gegenüber misstrauisch sind, versichern seine Befürworter, dass es keinen Grund zur Angst gebe. Tatsächlich planen sie Straßen voller selbstfahrender Autos, die sowohl sicherer als auch sauberer sein werden als der Status quo, eine verlockende Aussicht in einem Land, in dem der Transport die Hauptquelle für Treibhausgasemissionen ist und in dem die Wahrscheinlichkeit, dass die Einwohner dies um ein Vielfaches tun, der Fall ist sterben bei einem Unfall als diejenigen, die in anderen reichen Ländern leben.

So attraktiv diese Argumente auch sind, sie verbergen einen logischen Fehler. Wie eine klassische Theorie aus dem 19. Jahrhundert, bekannt als das Jevons-Paradoxon, erklärt, werden autonome Fahrzeuge, selbst wenn sie irgendwann perfekt funktionieren – ein großes „Wenn“ –, wahrscheinlich nicht mehr funktionieren. Zunahme Gesamtemissionen und Todesfälle durch Unfälle, nur weil die Menschen sie häufig nutzen.

Im 18. Jahrhundert war Kohle das unabdingbare Voraussetzung Kohle war ein wesentlicher Bestandteil der wirtschaftlichen Entwicklung und für alles von der Heizung über den Transport bis zur Produktion unerlässlich. In Großbritannien, dem Land, in dem Kohle zum ersten Mal die industrielle Revolution vorangetrieben hat, fragten sich die Staats- und Regierungschefs, wie besorgt sie über die mögliche Erschöpfung der Kohlereserven sein sollten. Einige argumentierten, dass der Vorrat nie zur Neige gehen würde, weil Verbesserungen in der Konstruktion von Dampfmaschinen die Menge an Kohle, die für den Betrieb eines Zuges, die Herstellung eines Kleides oder irgendetwas anderes benötigt würde, schrittweise verringern würden. Produktivitätssteigerungen würden es ermöglichen, dass die Kohleressourcen Großbritanniens immer weiter ausgebaut werden.

In seinem Buch von 1865 Die KohlefrageDer Ökonom William Stanley Jevons erklärte, warum er anderer Meinung war. Er nutzte die jüngste Geschichte, um zu zeigen, dass die Effizienz der Dampfmaschinen dazu geführt hatte, dass die Menschen mehr davon einsetzten. „Die Verbrennung von Kohle wurde zu einer wirtschaftlich sinnvollen Angelegenheit, daher explodierte die Nachfrage“, sagte Kenneth Gillingham, Professor für Umwelt- und Energieökonomie an der Yale. „Es gibt überall Dampfmaschinen, und die Menschen nutzen sie anstelle der Wasserkraft. Tatsächlich verwenden Sie viel mehr Holzkohle als zu Beginn. » Trotz Verbesserungen im Dampfmaschinendesign argumentierte Jevons, dass der Gesamtkohleverbrauch weiter steigen würde.

Heute beschreibt das Jevons-Paradoxon eine Situation, in der eine effizientere Nutzung einer Ressource (wie Wasser, Benzin oder Strom) zu einem schwindelerregenden Anstieg der Nachfrage nach dieser Ressource führt und so den erwarteten Rückgang des Gesamtverbrauchs zunichte macht. Als Beispiel wird oft die elektrische Beleuchtung genannt: Die Menschen reagierten auf die verbesserte Effizienz der Glühbirnen, indem sie so viele davon einbauten, dass der Gesamtenergieverbrauch für die Beleuchtung nicht sank. Das Jevons-Paradoxon ist zu einem Grundprinzip der Umweltökonomie geworden und wird verwendet, um zu erklären, warum Effizienzverbesserungen nach hinten losgehen und das Gegenteil als beabsichtigt bewirken können.

Die Erkenntnisse aus dieser Studie können auch für den Transportsektor von Nutzen sein. Nehmen Sie das Beispiel von Projekten, die von Straßenbehörden durchgeführt werden, um die Überlastung der Straßen zu verringern. Behörden rechtfertigen diese Projekte oft mit dem (zu Recht) Hinweis darauf, dass Benzinmotoren weniger effizient seien und mehr Schadstoffe ausstießen, wenn sie im Stau stünden, statt sich zügig fortzubewegen. Aus diesem Grund, so argumentieren sie, würden Autobahnausbauten oder Verkehrstechnologien, die Staus entlasten, auch die Emissionen senken.

Das Jevons-Paradoxon offenbart einen blinden Fleck in diesen Behauptungen. Wenn eine zusätzliche Fahrspur oder eine neue Verkehrstechnologie den Verkehr entlastet, entscheiden sich mehr Menschen für das Auto, weil die „Kosten“ für die Nutzung eines Autos – in diesem Fall die im Stau verbrachte Zeit – geringer sind. Obwohl jedes Auto aufgrund der höheren Reisegeschwindigkeit jetzt weniger Emissionen verursacht, könnten diese Vorteile durch die schiere Zahl neuer Fahrten, die sonst nicht stattgefunden hätten, in den Schatten gestellt werden. Mit anderen Worten: eine katastrophale Wirkung. (Die Vorteile des Autobahnausbaus sind umso fragwürdiger, wenn man bedenkt, dass die Wahrscheinlichkeit steigt, dass die Zahl der Autos letztendlich dazu führt, dass sich der Verkehr genauso langsam fortbewegt wie zuvor – allerdings mit mehr Autos, die beim Vorwärtsfahren Abgase ausstoßen. Dieses Phänomen wird als induzierte Nachfrage bezeichnet.)

Betrachten wir nun den Fall autonomer Fahrzeuge. Um Regulierungsbehörden und skeptische Bürger zu überzeugen, verweisen Befürworter autonomer Fahrzeuge häufig auf die angeblichen Sicherheitsvorteile, die sich daraus ergeben, dass fehlbare Menschen am Steuer durch Technologien ersetzt werden, die niemals unter Drogeneinfluss fahren oder abgelenkt sind. Einige schlagen auch vor, dass selbstfahrende Autos den Energieverbrauch und die Emissionen senken werden, da sie die Eigenheiten des menschlichen Fahrens vermeiden, die die Motoreffizienz beeinträchtigen. „Je höher der Anteil autonomer Fahrzeuge auf der Straße, desto reibungsloser sollte der gesamte Verkehrsfluss sein, was zu weniger Staus und energiefressenden Starts führt“, prognostiziert ein Blogbeitrag aus dem Jahr 2021 von Mobileye, einem Technologieunternehmen, das behauptet, „das Fahren“ zu sein treibende Kraft hinter der Entwicklung autonomer Fahrzeuge“.

Beide vermeintlichen Vorteile sind zweifelhaft: Autonome Fahrzeugcomputer können Fahrfehler machen, die Menschen nicht machen würden, und obwohl sie vollständig mit Strom betrieben werden, benötigen ihre Software, Hardware und Sensoren enorme Mengen an Energie, die ihre eigenen Emissionen erzeugen es wird produziert. Es ist jedoch davon auszugehen, dass sich die Zuverlässigkeit und Effizienz autonomer Fahrzeuge im Laufe der Zeit verbessern wird. Der Argumentation halber wagen wir einen Vertrauensvorschuss und gehen davon aus, dass ein durchschnittliches selbstfahrendes Auto am Ende sowohl sicherer als auch sauberer sein wird als ein Auto, das von einem Menschen gesteuert wird. Wird die Gesamtzahl der Unfalltoten und Emissionen dann sinken?

Das Jevons-Paradoxon legt nahe, dass wir uns darauf nicht verlassen sollten.

Wie die Werbung von AV-Unternehmen zeigt, Grund des Seins Das Aufkommen autonomer Fahrzeuge macht das Fahren einfacher und angenehmer, da die Fahrgäste frei ein Arbeitstreffen organisieren, ein Lied singen oder etwas schlafen können. Wie reagieren Menschen, wenn eine Aktivität weniger anstrengend und mehr Spaß macht? Sie tun mehr.

Ähnlich wie der Ausbau von Autobahnen wird die Verfügbarkeit autonomer Fahrzeuge die Menschen wahrscheinlich dazu ermutigen, längere Fahrten mit motorisierten Fahrzeugen zu unternehmen oder sich für ein Auto zu entscheiden, wenn sie sonst öffentliche Verkehrsmittel, das Fahrrad oder zu Hause geblieben wären. Das Ergebnis wird eine viel höhere Zahl (jetzt autonomer) Autos auf den Straßen sein. Wie der Historiker Peter Norton von der University of Virginia in einem vorausschauenden Artikel aus dem Jahr 2014 schrieb, könnte selbstfahrende Technologie dazu führen, dass Menschen „insgesamt mehr Zeit in Fahrzeugen verbringen“. [and] Nutzen Sie sie für noch mehr Aufgaben. »

Norton, der in seinen Kursen das Jevons-Paradoxon lehrt, sagte mir, dass er den Artikel geschrieben habe, weil er „zu meiner großen Überraschung intelligente Ingenieure gesehen habe, die das behauptet haben“. [AVs’] „Eine Wirksamkeit dagegen würde nur Einsparungen bringen – ohne Kostenausgleich.“ Wie sie diese grundlegende Tatsache ständig leugnen können, ist mir ein Rätsel. »

Um seinen Standpunkt zu untermauern, kommt ein kürzlich erschienenes Papier des Transportation Research Board zu dem Schluss, dass „die Wahrscheinlichkeit, zusätzliche Fahrten zu unternehmen“, steigt, wenn autonome Fahrzeuge verfügbar sind, selbst wenn sie geteilt statt besessen werden. Angesichts der Tatsache, dass jeder Kilometer, der in einem autonomen Auto zurückgelegt wird, etwas bringt ein paar Umweltverschmutzung und Transporte ein paar Das Risiko eines tödlichen Unfalls, die Erhöhung der gesamten Fahrleistung, steht im Widerspruch zu den theoretischen Klima- oder Sicherheitsverbesserungen im Vergleich zu einer einzigen, ansonsten identischen Fahrt mit menschlichem Fahrer.

Die gesellschaftlichen Auswirkungen autonomer Autos scheinen noch schlimmer zu sein, wenn man die mit der Landnutzung verbundenen Nebenwirkungen berücksichtigt. So wie der Anstieg des Autobesitzes im 20. Jahrhundert die Suburbanisierung vorangetrieben hat, könnten autonome Fahrzeuge die Menschen dazu veranlassen, in größere, weniger energieeffiziente Häuser am Rande der Städte zu ziehen, wo Autofahrten jetzt erträglicher sind und länger dauern.

Derzeit werfen Fragen zu den kollektiven Auswirkungen autonomer Fahrzeuge, die nur in einer Handvoll US-Städten verfügbar sind, mehr Fragen als Antworten auf. Da selbstfahrende Unternehmen Milliarden von Dollar in die Entwicklung ihrer Technologie investieren, ist es unmöglich zu wissen, wie sicher und energieeffizient ihre Produkte werden könnten. Das Jevons-Paradoxon legt jedoch nahe, dass dies nicht die einzigen Fragen sind, die berücksichtigt werden müssen. Eine weitere, ebenso entscheidende Frage ist: Inwieweit werden autonome Fahrzeuge zu einer Zunahme der Fahrten führen und werden diese zusätzlichen Kilometer die möglichen Vorteile zunichte machen?