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Die Transformationsprozesse hin zu einer nachhaltigen Entwicklung sind komplex.
Wie kann Wissenschaft dazu beitragen, dass neue Lösungen und Ideen in der Praxis zu Veränderung führen? Dieser Frage gehen die Autorinnen und Autoren am Beispiel der Gebäudeenergiewende nach. Eine transformative Forschung, die den neutralen Beobachterposten verlässt, braucht entsprechende Konzepte und Methoden: Wie kann Wissen aus unterschiedlichen Disziplinen und aus der Praxis integriert werden, um komplexe Sachverhalte und Zusammenhänge zu erklären und zu verstehen? Welche Rolle spielen komplexe (agentenbasierte) Modelle und Experimente dabei? Wie sieht der Methodenmix einer transformativen Wissenschaft aus, die Akteure bei Transformationsprozessen aktiv unterstützt? Illustriert werden diese Fragen am Beispiel des vom BMBF geförderten Forschungsprojektes "EnerTransRuhr".
Der Titel "Grüne Hauptstadt Europas 2017" zeichnet seit 2008 Großstädte aus, die sich dauerhaft für hohe Umweltstandards und eine nachhaltige Entwicklung einsetzen. Mit der Auszeichnung der Stadt Essen für das Jahr 2017 wurde sowohl ihr bisheriges Engagement unter anderem in den Themen Klimawandel, Verkehr, Umwelt- und Ressourcenschutz gewürdigt als auch ihre Bestrebungen, den ökonomischen Strukturwandel in der Stadt nachhaltig zu bewältigen.
Umso bedeutsamer ist es daher, festzuhalten, in welcher Weise die Projekte und Aktivitäten zur Grünen Hauptstadt Europas in der Stadt Wirkungen erzielt haben. Diese und weitere Fragen waren der Gegenstand der Begleitforschung zur Grünen Hauptstadt, die von einem Team von Forscherinnen und Forschern des Wuppertal Instituts, der Universität Duisburg-Essen, der Ruhr-Universität Bochum und der Technischen Universität Dortmund umgesetzt wurde. Der nun vorliegende Bericht ist Teil der Dokumentation, die die Stadt Essen an die Europäische Kommission als Abschlussbericht der Grünen Hauptstadt richten wird.
Transformative Innovationen : die Suche nach den wichtigsten Hebeln der Großen Transformation
(2021)
Der hier vorliegende Zukunftsimpuls soll den Grundgedanken der Transformativen Innovationen und ihre Notwendigkeit beschreiben sowie erste Kandidaten für solche Transformativen Innovationen aus diversen Arbeitsbereichen des Wuppertal Instituts vorstellen. Er dient vor allem als Einladung, gemeinsam mit dem Wuppertal Institut über solche Innovationen zu diskutieren, die irgendwo zwischen den großen Utopien und kleinen Nischenaktivitäten liegen. Denn es braucht nicht immer den ganz großen Wurf, um Veränderungen in Gang zu setzen.
Non-residential buildings in the European Union consume more than one third of the building sector's total. Many non-residential buildings are owned by municipalities. This paper reports about an energy saving competition that was carried out in 91 municipal buildings in eight EU member states in 2019. For each public building an energy team was formed. The energy teams' activities encompassed motivating changes in the energy use behaviour of employees and small investments. Two challenges added an element of gamification to the energy saving competition. To assess the success of the energy saving competition, an energy performance baseline was calculated using energy consumption data of each public building from previous years. Energy consumption in the competition year was monitored on a monthly base. After the competition the top energy savers from each country were determined by the percentage-based reduction of energy consumption compared to the baseline. On average, the buildings had an electricity and heat consumption in 2019 that was about 8 % and 7 %, respectively, lower than the baseline. As an additional data source for the evaluation, a survey among energy team members was conducted at the beginning and after the energy competition. Support from superiors, employee interest and motivation and behaviour change as assessed by energy team members show a positive, if weak or moderate, correlation with changes in electricity consumption, but not with changes in heat consumption.
Nicht erst seit dem Klimaabkommen von Paris, welches im Kern eine Begrenzung der menschengemachten globalen Erwärmung auf deutlich unter 2 °C gegenüber vorindustriellen Werten vorsieht, ist offensichtlich, dass eine umfassende Transformation der meisten Wirtschaftssektoren erforderlich ist, um die gesteckten Ziele zu erreichen. Die Transformation erfolgt dabei zum einen durch Steigerung der Energieeffizienz und zum anderen durch eine Dekarbonisierung der bestehenden Prozesse, bei denen heute noch ein hoher Anteil fossiler Energien eingesetzt wird - dies kann gelingen durch eine weitreichende Sektorkopplung, Flexibilisierung und Elektrifizierung bei vollständiger Nutzung Erneuerbarer Energien.
Letzteres stellt auch die Energieversorgung in Rheinland-Pfalz vor einen Paradigmenwechsel: Die schrittweise Transformation eines von konventionellen Energieträgern geprägten Versorgungsystems zu einem durch Erneuerbare Energien dominierten System. Als eines der ersten Bundesländer hat sich Rheinland-Pfalz bereits im Jahr 2014 ein eigenes Klimaschutzgesetz gegeben sowie erstmals im Jahr 2015 ein Landesklimaschutzkonzept (LKSK) erarbeitet, welches energiepolitische Leitplanken für den angestoßenen Transformationsprozess setzt. Die vorliegende Studie im Auftrag des Ministeriums für Umwelt, Energie, Ernährung und Forsten Rheinland-Pfalz beleuchtet die Auswirkungen eines weiteren Ausbaus der Erneuerbaren Energien in Rheinland-Pfalz und der damit verbundenen Flexibilisierung und Dekarbonisierung unterschiedlicher Anwendungsfelder, insbesondere in der Industrie aber auch im ÖPNV und zentraler Wärmeversorgung.
Shifting baselines : the interdependency of local and national policies to reduce GHG emissions
(2013)
Climate change and thus low-carbon transitions are global challenges, which require commitment and effort on all political levels. As international climate politics has approached its limits over the last two decades, the role of cities has simultaneously gained in importance. Many cities1 worldwide have committed to ambitious climate protection targets, which often exceed national targets. However, cities cannot act in isolation. Their opportunities for action are embedded in an (inter)national policy framework, which may either support or hinder local actions. This gives rise to the question: which opportunities for climate protection do cities really have in a political system of multi-level governance?
This question can be illustrated using the city of Hamburg as an example for the German climate policy regime. The city aims to reduce its annual CO2 emissions by 2 million metric tons and attempts to quantify the impact of local and national policies and actions using a bottom-up monitoring approach. We therefore analyse more than 400 local actions with respect to the induced CO2 emission reductions. We also take a closer look at national and European policies and their impacts on local energy use and emissions. In total, 15 policies and instruments - broadly ranging from instruments to foster energy efficiencyin residential and non-residential buildings, in appliances and in the transport sector, to support renewable energy sources (including biofuels) and to uptake CHP - are considered.
Our approach consists in measuring separately the impact of local and national policies and actions on urban CO2 emissions. While the city of Hamburg has implemented many policies and actions, our results show that, a significant proportion of its CO2 reduction is due to national policies, in the context of the German "Energiewende", which cannot or can only indirectly be influenced by the city. The results imply that local commitment and effort is essential in addressing the global challenge, yet ambitious targets can only be met in the presence of a supportive national policy framework. The analysis shows that many policies and measures implemented at national level require supportive structures and activities at local level in order to bridge information and implementation gaps of these measures.
The transformation processes towards a sustainable development are complex. How can science contribute towards new solutions and ideas leading to change in practice? The authors of this book discuss these questions along the energy transition in the building sector.
A transformative research that leaves the neutral observer position needs appropriate concepts and methods: how can knowledge from different disciplines and from practice be integrated in order to be able to explain and understand complex circumstances and interrelations? What role do complex (agent-based) models and experiments play in this respect? Which mix of methods is required in transformative science in order to actively support the actors in transformation processes?
Theses questions are illustrated by the example of the BMBF funded project "EnerTransRuhr".
Managing energy use by municipalities should be an important part of local energy and climate policy. The ISO 50001 standard constitutes an internationally recognized catalogue of requirements for systematic energy management. Currently, this standard is mostly implemented by companies. Our study presents an approach where consultants supported 28 European municipalities in establishing energy management systems. A majority (71%) of these municipalities had achieved ISO 50001 certification by the end of our study. We also conducted two surveys to learn more about motivations and challenges when it comes to establishing municipal energy management systems. We found that organizational challenges and resource constraints were the most important topics in this regard. Based on the experiences in our study we present lessons learned regarding supporting municipalities in establishing energy management systems.
The EU Horizon 2020 project HiEff-BioPower (grant agreement No 727330, duration: 10/2016 - 09/2021) aimed at the development of a new, innovative, fuel flexible and highly efficient biomass CHP technology for a capacity range of 1 to 10 MW total energy output, suitable e.g. for on-site generation at larger residential apartment buildings or local heat grids. The new technology shall define a new milestone in terms of CHP efficiency and contribute to a sustainable energy supply based on renewable energies using otherwise unused residual biomass. It consists of a fuel-flexible updraft gasification technology with ultra-low particulate matter emissions, an integrated gas cleaning system and a solid oxide fuel cell (SOFC). The technology shall be applicable for a wide fuel spectrum for residual biomass (wood pellets, wood chips or selected agricultural fuels like agro-pellets) and achieve high gross electric (40%) and overall (90%) efficiencies as well as almost zero gaseous and particulate matter (PM) emissions (close or below the level of detection) as non-energy benefits. At the end of the project, final technology data has become available, as well as techno-economic analyses and market studies. Based on this data, this paper presents final results from the environmental impact assessment of the new HiEff-BioPower technology.