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Global climate
(2017)
On 7-18 November, the twenty-second Conference of the Parties (COP-22) to the United Nations Framework Convention on Climate Change (UNFCCC) and the twelfth Meeting of the Parties to the Kyoto Protocol (CMP-12) took place in Marrakech. Due to the rapid entry into force of the Paris Agreement, Marrakech also hosted the first Conference of the Parties serving as the Meeting of the Parties to the Paris Agreement (CMA-1). Nobody had expected this one year before in Paris - the entry into force of the Kyoto Protocol, by comparison, had taken eight years. Many hailed the rapid entry into force as further proof of the commitment of the world community to finally tackle the climate problem.
In dem Forschungsprojekt "Technologien für die Energiewende" (TF_Energiewende) bewertet ein Konsortium von drei Verbundpartnern und zehn Technologiepartnern unter der Federführung des Wuppertal Instituts seit Herbst 2016 den mittelfristigen Forschungs- und Entwicklungsbedarf für die zentralen Technologien, die im Rahmen der Energiewende derzeit und zukünftig benötigt werden.
Für die Energiewende in Deutschland ist zeitnah ein nennenswerter Ausbau der Stromnetze auf Transport- und Verteilnetzebene erforderlich. Mittel- bis langfristig werden für die Umstellung der Strom- und Energieversorgung auf erneuerbaren Energien (EE) zusätzlich große Speicherkapazitäten benötigt. Dabei sind kostengünstige und mit minimalen Energieverlusten verbundene Speicher- und Erzeugungstechnologien anzustreben. Lösungsansätze dafür werden bisher überwiegend auf der Stromseite diskutiert. Chancen, die sich aus der Kopplung von Strom- und Gasnetzen ergeben, werden kaum wahrgenommen. Das erhebliche Lösungspotential der vorhandenen Gasinfrastruktur und -Anwendungstechnologien mittels Power-to-Gas sowie die damit verbundenen Auswirkungen auf eine nachhaltige Gestaltung der Energiewende finden zu wenig Beachtung.
Vor diesem Hintergrund hatte das Forschungsvorhaben "Integration fluktuierender erneuerbarer Energien durch konvergente Nutzung von Strom und Gasnetzen - Konvergenz Strom- und Gasnetze" zum Ziel, unter Berücksichtigung der Kopplung von Strom- und Gasnetzen, (1) die Potenziale zur Aufnahme, Speicherung und Verteilung von EE zu bestimmen, (2) die dynamischen Energieströme aus Angebot und Nachfrage in der gesamten Energieversorgungsstruktur zu modellieren, (3) die Kopplung volkswirtschaftlich zu analysieren und (4) Handlungsempfehlungen für den Ausbau der Netzinfrastrukturen und die Entwicklung eines zukünftigen Energiemarktes abzuleiten.
Technologiebericht 2.1 Zentrale Großkraftwerke innerhalb des Forschungsprojekts TF_Energiewende
(2017)
Technologiebericht 1.5 Solarthermische Kraftwerke innerhalb des Forschungsprojekts TF_Energiewende
(2017)
Innerhalb des Projektes NsB-Ress untersuchten Forscherinnen und Forscher eine Konsumform hinsichtlich seiner Ressourceneffizienz- und Diffusionspotenziale, die eine ressourcenschonendere und -effizientere Nutzung natürlicher Ressourcen verspricht. Das Credo: nutzen statt besitzen. Zum Zweck dieser Untersuchung machten sie eine Bestandsaufnahme der aktuell und zukünftig marktrelevanten NsB-Angebote, deren Ressourceneinsparpotenziale im Nachgang analysiert wurden. Durch diese Schritte sollen Erkenntnisse und Aussagen über den möglichen Ressourcenverbrauch und Reboundeffekte möglich werden. Weiterhin wurden Erfolgsfaktoren für die Diffusion von Angeboten identifiziert sowie Einsparpotenziale erschlossen, um auszuloten, wie NsB-Angebote frühzeitig ressourcenleicht gestaltet werden können. Am Ende des Projektes sollen Handlungsempfehlungen für relevante Akteure - also Politik, Wirtschaft sowie Verbraucherinnen und Verbraucher - generiert werden.
Das Projektteam zeichnet in der vorliegenden Broschüre ein differenziertes Bild, das sowohl ökologisch als auch sozial wünschenswerte und förderungswürdige NsB-Angebote aufzeigt, aber auch diejenigen benennt, die mit Reboundeffekten verbunden sein können und deshalb einer politischen Rahmensetzung bedürfen.
Im Projekt KomRev werden effiziente Energienutzungs- und Versorgungskonzepte am Beispiel der Stadt Rheine entwickelt. Ziel war es, mit einer sinnvollen Vernetzung der Bereiche Strom, Wärme und Verkehr eine weitgehend CO2-"freie" Energieversorgung im Jahr 2050 zu erreichen. Das Forschungskonsortium bestand aus dem Solar-Institut Jülich der FH Aachen, dem Wuppertal Institut sowie dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt.
Im Rahmen des Forschungsclusters "Transformation Industrieller Infrastrukturen" des Virtuellen Instituts "Transformation - Energiewende NRW" haben sich Helena Mölter, Georg Kobiela, Daniel Vallentin und Timon Wehnert vom Wuppertal Institut mit Formaten zur Unterstützung von Transformations- und Innovationsprozessen in Unternehmen beschäftigt. Die Energiewende stellt nicht nur eine Herausforderung für Unternehmen dar, sondern bietet auch die Möglichkeit, zu Vorreitern der Dekarbonisierung zu werden. CO2-arme Produkte, Produktionsprozesse und Geschäftsmodelle können die Konkurrenzfähigkeit stärken. Doch was können Unternehmen tun, um die notwendigen Innovationen - auch in Kooperationen mit anderen - voranzutreiben? Dieser Frage nehmen sich die Autorinnen und Autoren in ihrer Studie an.
Partizipative Irritationen : Reflexionen zum nachhaltigkeitsbezogenen Partizipationsgeschehen
(2017)
Die Beteiligungslandschaft wird im Kontext nachhaltiger Entwicklung und in der Perspektive der Politischen Psychologie betrachtet. Ausgangspunkt sind Wechselwirkungen zwischen politisch vermittelter und in Verbindung mit Nachhaltigkeit besonders geforderter Partizipationsnotwendigkeit einerseits und individuell empfundenem Vertrauensverlust in die Fähigkeit der Politik zur Lösung von Umweltproblemen andererseits. Betrachtet werden Partizipationsmotive der Politik (z.B. Steigerung von Legitimität) und Partizipationsmotive von Bürgerinnen und Bürgern (z.B. die "echte" Chance auf Mitentscheidung, insbesondere bei Verfahren mit starkem Regionalbezug). Beide Motive sind eingebettet in eine weitgehend entscheidungsferne "Partizipationsarchitektur". Die Verfahren liegen überwiegend auf einer informativen und auf einer konsultativen Ebene. Auch zeigen sich Diskrepanzen auf der Ebene der politischen Aufforderungen zur Partizipation. Diese erfolgen eher, wenn es um Problemlösungen geht und eher nicht, wenn es um Investitionen und wirtschaftliche Gewinne geht. Intensiv werden partizipative Ansätze im Kontext von Klimaschutz und Energiewende verfolgt. Doch auch diese Partizipationsangebote gehen selten über die informative Ebene hinaus. Inhaltlich sind v.a. technische Lösungsansätze zur Reduktion der CO2-Emissionen fixiert worden, hingegen wurden politische wie soziale Lösungsansätze überwiegend ausgespart. Insgesamt besteht die Gefahr partizipativer Irritationen bis hin zu Erschöpfung, wenn Bürgerinnen und Bürger einerseits zur Beteiligung aufgefordert und aktiviert werden, andererseits aber erfahren, dass sie im politischen Geschehen wenig bewirken können.
Shaping the Paris mechanisms part III : an update on submissions on article 6 of the Paris Agreement
(2017)
At the 46th meeting of the UNFCCC's subsidiary bodies in Bonn, it was decided that Parties submit their input on selected aspects of the Art. 6 negotiations shortly before COP 23, taking place in Bonn in early November. This Policy Paper summarises the views submitted in October 2017 to identify points of controversy and convergence. It builds on previous papers summarising the views submitted in September 2016 and March 2017, respectively.
Deutschland verfügt über eines der weltweit führenden Systeme im Bereich der Abfallwirtschaft - vorrangiges Ziel ist es, Abfall sicher und umweltschonend zu entsorgen. Allerdings kommen nur ca. 14 Prozent der in der Industrie eingesetzten Rohstoffe aus dem Recycling, der Rest sind noch immer Primärmaterialien. Kreislaufwirtschaft findet noch nicht ausreichend statt: Rezyklate, aus Abfällen gewonnene Sekundärrohstoffe, werden noch weit unterhalb der möglichen Mengen in Produktions- und Nutzungsprozesse zurückführt. Werteverlust, Abhängigkeit von volatilen Rohstoffmärkten, geringere Ressourcenproduktivität und Externalitäten in Form von Umweltverschmutzung ließen sich damit vermeiden. Eine Digitalisierungsoffensive in Industrie und Abfallwirtschaft könnte dies bewirken. Eine Studie des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit (BMUB) verweist darauf, dass kein Umweltleitmarkt so stark von der Digitalisierung profitieren könnte wie die Kreislaufwirtschaft - und dass gleichzeitig kein Sektor bisher so schlecht aufgestellt ist.
Germany's waste management system is one of the world's most advanced - its primary objective is to dispose of waste in a way that is safe for both people and the environ- ment. However, only about 14 per cent of the raw materials used in industry are derived from recycling processes; the remainder are still sourced from primary materials. The circular economy is not yet being implemented on a large enough scale. Recyclates or recycled materials, i.e. secondary raw materials recovered from waste, are being fed back into production and usage processes at volumes that are far below what is possible. If this system were to be improved, loss of value, dependence on volatile commodity markets, lower resource productivity, and externalities in the form of environmental pollution could be avoided. A drive towards digitalisation in industry and the waste management sector could make this happen. A study by the German Federal Ministry for the Environment, Nature Conservation, Building and Nuclear Safety (BMUB) indicates that no other lead market in the environmental sector stands to benefit from digitalisation more than the circular economy - and that, at the same time, no sector has ever been so poorly positioned.
Assessing global resource use : a systems approach to resource efficiency and pollution reduction
(2017)
Nachdenken über Familie
(2017)
This policy brief discusses the importance of SUMPs (Sustainable Urban Mobility Plans). We test the hypothesis that the development of an ambitious plan in itself does not necessarily translate into successful policies and measures and in actual sustainable urban mobility. We find that the existence of a SUMP correlates positively with a higher share of public transport but that the existence of a SUMP does not as yet have a significant impact on the overall share of non-motorised modes of transport.
In addition to the expansion of renewable energies, the efficient use of energy is crucial in order to ensure energy transition successful. The Federal Government of Germany has therefore set itself clear objectives with the National Energy Efficiency Action Plan (NAPE), which aims to reduce the primary energy consumption in Germany - compared to 2008 levels - by 20 per cent until 2020, and by 50 per cent until 2050. In addition, greenhouse gas emissions should fall by 40 per cent compared to 1990.
To reach this goal, the German Federal Ministry of Economic Affairs and Energy (BMWi) inter alia launched the "National Top Runner Initiative (NTRI)" in January 2016. It is an important component and concerns private homes, as well as industry, retail and services.
The NTRI is intended to bring energy efficient and high-quality appliances (so called Top Runners) onto the market more quickly, thus accelerate market replacement. For this purpose, motivation, knowledge and competence in product-related energy efficiency is to be strengthened and expanded along the whole value chain - from the appliance manufacturer to the retailer and the consumer. Manufacturers are pushed to develop more efficient products and consumers get valuable information about Top-Runner products and how they can benefit. In this context, retailers are especially relevant as they act as "gatekeeper" between manufacturers and consumers. They play a key role in advancing an energy efficient production and consumption. They do not only select the products but they also have a direct contact to consumers and influence the purchase decision. In this paper, special emphasis will be put on the role of retailers and the efforts of the National Top Runner Initiative will be illustrated. Barriers and incentives to motivate this target group will be elaborated.
Contemporary combined heat and power (CHP) systems are often based on fossil fuels, such as natural gas or heating oil. Thereby, small-scale cogeneration systems are intended to replace or complement traditional heating equipment in residential buildings. In addition to space heating or domestic hot water supply, electricity is generated for the own consumption of the building or to be sold to the electric power grid.
The adaptation of CHP-systems to renewable energy sources, such as solid biomass applications is challenging, because of feedstock composition and heat integration. Nevertheless, in particular smallscale CHP technologies based on biomass gasification and solid oxide fuel cells (SOFCs) offer significant potentials, also regarding important co-benefits, such as security of energy supply as well as emission reductions in terms of greenhouse gases or air pollutants. Besides emission or air quality regulations, the development of CHP technologies for clean on-site small-scale power generation is also strongly incentivised by energy efficiency policies for residential appliances, such as e.g. Ecodesign and Energy Labelling in the European Union (EU). Furthermore, solid residual biomass as renewable local energy source is best suited for decentralised operations such as micro-grids, also to reduce long-haul fuel transports. By this means such distributed energy resource technology can become an essential part of a forward-looking strategy for net zero energy or even smart plus energy buildings.
In this context, this paper presents preliminary impact assessment results and most recent environmental considerations from the EU Horizon 2020 project "FlexiFuel-SOFC" (Grant Agreement no. 641229), which aims at the development of a novel CHP system, consisting of a fuel flexible smallscale fixed-bed updraft gasifier technology, a compact gas cleaning concept and an SOFC for electricity generation. Besides sole system efficiencies, in particular resource and emission aspects of solid fuel combustion and net electricity effects need to be considered. The latter means that vastly less emission intensive gasifier-fuel cell CHP technologies cause significant less fuel related emissions than traditional heating systems, an effect which is further strengthened by avoided emissions from more emission intensive traditional grid electricity generation. As promising result, operation "net" emissions of such on-site generation installations may be virtually zero or even negative. Additionally, this paper scopes central regulatory instruments for small-scale CHP systems in the EU to discuss ways to improve the framework for system deployment.
The cost of power is usually calculated by focusing only on the power plant - equipment, operating cost, maintenance and fuel. However, the true cost of generating power goes beyond that, and includes costs that society has to pay for, such as air and water pollution, displacement of communities and the effects of climate change caused by carbon emissions from the power plants. This report by energy researcher Maria Yetano Roche uses well established international methods to identify the true Nigerian cost of each energy source.
Participatory scenario processes : a tool for mutually shaping the future and social learning
(2017)
Im Verkehrssektor sind die Emissionen in den vergangenen Jahren gestiegen statt gesunken. Schnelle Entscheidungen und innovative Mobilitätskonzepte sind notwendig, damit Städte klimafreundlicher werden können. Haben sich Kommunen aber einmal festgelegt, ist der Umstieg auf einen alternativen Ansatz mitunter schwierig und teuer - es können Pfadabhängigkeiten entstehen. Dabei weiß niemand derzeit genau, welche Technologien sich in den kommenden Jahrzehnten durchsetzen werden. Dies gilt gleichermaßen auch für zahlreiche Bereiche bei der Umsetzung der Energiewende. Die vorliegende Analyse des Akademienprojektes "Energiesysteme der Zukunft" (ESYS) zeigt Strategien für den Umgang mit Pfadabhängigkeiten auf und will damit Politikerinnen und Politiker in ihrem Entscheidungsprozess unterstützen.
Die Autorinnen und Autoren erklären in der Analyse, wie die Entscheidungstheorie Kommunal- und Bundesspolitiker bei der Gestaltung eines zukunftsfähigen Mobilitätssystems und beim Umbau der Energieversorgung helfen kann. Am Beispiel des kommunalen Flottenumbaus wird verdeutlicht, wie sie Lösungen bewusst auswählen und dabei trotzdem flexibel bleiben können.
Justice dans la serre
(2017)
Les religions se sont exprimées en termes choisis sur la question du changement climatique et ont émis des signaux d'alarme, les plus sérieux soulignant la menace que le réchauffement de la planète fait planer, non seulement sur la nature, mais aussi sur la cohabitation des etres humains. Elles ont par exemple mis l'accent sur la "vulnérabilité des pauvres" ("Islam Declaration"), la "souffrance de tous les etres vivants" (bouddhisme), la " dette écologique" (pape Francois) et la "justice climatique" (Conseil oecuménique des églises). De plus, de nombreuses ONG ont fait leur ce dernier mot d'ordre ; la "justice climatique" est devenue dans les années 2000 le slogan clamé haut et fort par la société civile accompagnant la politique climatique internationale jusqu'ici. Mais qu'en estil de cette justice? Comment le débat sur le climat se modifie-t-il dans la perspective de la justice? Et quelles sont les conséquences pour la politique de développement?