Natürlich gibt es verlustfreie Datenkompression - wie soll sonst zip, rar oder andere Kompressionsmethoden funktionieren? Daten lassen sich jedoch verlustfrei nicht so stark komprimieren wie verlustbehaftet (no na..)

Bei Dateien, die keine Musik sind, kann ich mir ja vorstellen, dass sie über weite Bereiche das gleiche in jedem bit stehen haben, oder z.B. sich häufig wiederholende Muster. Bei einer wave kann ich mir das eben nicht vorstellen, sie ist ja nur die Digitalisierung eines analogen Vorganges, wo theoretisch sich nichts exakt wiederholt.

Bei einer Wave wiederholen sich sehr wohl einzelne Bitfolgen. Eine Wave-Datei könnte z.B. so aussehen:
10111010100011111101001000010111010101..... (noch ein paar Millionen mehr) ....
Früher oder später findest du IMMER irgendwelche Bitfolgen, die sich irgendwo anders in der Datei wiederholen und sich daher u.U. komprimieren lassen.

Ausserdem lässt sich das nächste Sample bis zu einem gewissen Grad vorherberechnen:
wenn das aktuelle Sample 00000000 00000000 ist, dann wird das nächste kaum größer als 00000000 11111111 sein (sonst müssten nämlich sehr aprupte Amplitudenwechsel vorliegen, was bei Musik fast nie vorkommt.

Ausserdem gleichen sich der linke und rechte Kanal meistens sehr stark -> das lässt sich auch ausnutzen.

Ich habe zwar keine Ahnung, wie FLAC wirklich funktioniert, aber wahrscheinlich wird es eine oder mehrere dieser Methoden anwenden, und darüber hinaus noch viele mehr....
Darum braucht FLAC beim Abspielen IIRC mehr CPU-Power.