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Die Arbeit stellt einen inhaltlichen Beitrag zur Nachhaltigkeitsdiskussion im Energiebereich dar, ordnet sich in den Forschungsstrang der Energy-Analysis ein und dient der politischen Entscheidungsvorbereitung bei Ungewissheit. Folgenden Fragen wird für die deutsche Ebene im globalen Kontext vornehmlich nachgegangen: - Welchen Kriterien muss ein zukunftsfähiges Energiesystem genügen, mit welchen Technologien und Strategien lässt es sich innerhalb welcher Zeiträume realisieren" - Wie handeln wichtige Akteure und welche Maßnahmen sind nötig" - Sind internationalen Kooperationen notwendig und nach welchen Leitlinien müssen diese gestaltet werden" Die Methode der Methode Energy-Analysis wird zudem durch die Integration aller diskutierten Nachhaltigkeitsdimensionen weiterentwickelt und aktuellen Diskussionen angepasst. Entstanden ist die Arbeit in einem Team des Wuppertal Instituts für Klima, Umwelt, Energie und muss im Kontext der anderen Arbeiten gesehen werden. Zunächst werden so genannte präventive Technologiebewertungen wichtiger technologischer Strategien vorgenommen. Dabei finden Methoden wie Ökobilanzierungen, Systemanalysen, Szenarioanalysen und ökonomische Betrachtungen Anwendung. Daran anschließend erfolgt die Analyse von Technologielinien des Energiebereichs. Diese werden anhand technischer, ökologischer, ökonomischer und sozialer Kriterien in Bezug auf die zuvor festgelegten Ziele bewertet. Der Kern der Untersuchung besteht in dem Durchführen einer systemanalytischen Untersuchung und dem Erstellen von Energieszenarien auf deutscher und globaler Ebene. Es wird damit u. a. der Frage nachgegangen, wie Klimaschutzziele zu erreichen sind. Auf den Szenarien aufbauend erfolgt eine tiefer gehende Betrachtung zweier Teilbereiche, denen eine entscheidende Rolle zukommen wird (Biomasse, Solarkooperation mit Nordafrika). Methodisch werden diese Bereiche aus akteursorientierter und systemischer Perspektive analysiert und daraus Handlungsempfehlungen abgeleitet.
Um die Klimaschutzziele der Bundesregierung zu erreichen sind im Rahmen der Energiewende die CO2-Emissionen besonders in den Sektoren Strom und Wärme durch geeignete Maßnahmen zu reduzieren. Aus diesem Grund liegt der Fokus auf einer Steigerung des Anteils regenerativer, CO2-freier Erzeugungsanlagen an der Energieversorgung. Kann man im Stromsektor bereits auf ein beachtliches Wachstum des Anteils erneuerbarer Energien in der Erzeugung zurückblicken, so stagnieren die Werte im Wärmebereich, obwohl dieser ein hohes Einsparpotenzial aufweist.
Zur Aktivierung der Wärmewende ist eine Vielzahl an Maßnahmen von Nöten. Eine Möglichkeit, erneuerbare Wärme in die Wärmeversorgung dicht besiedelter Stadtgebiete zu integrieren, stellen Wärmenetze dar. Die verlustarme Verteilung über weite Strecken ermöglicht eine verbrauchsferne Erzeugung, wodurch auch Gebiete ohne verfügbare Flächen beispielsweise mit solarthermischer Wärme versorgt werden können. Des Weiteren vereinfachen Wärmenetze die Kopplung der Sektoren Strom und Wärme, da sie durch die Brennstoff- und Erzeugungstechnologieoffenheit verstärkt durch Wärme aus Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (KWK) und Power-to-heat-Systeme gespeist werden können. Die fluktuierende, nichtregelbare Erzeugung und Einspeisung erneuerbarer Energien stellt die Netzbetreiber allerdings vor neue Herausforderungen zur Sicherstellung eines stabilen Netzbetriebes.
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit den Auswirkungen der vermehrten Einspeisung erneuerbarer Wärme auf alle weiteren Komponenten eines Energiesystems, welches aus Erzeugungs-, Verteilungs- und Speicherungsinfrastruktur besteht. Erneuerbare Wärmeerzeuger, insbesondere Solarthermieanlagen, sind durch eine fluktuierende, dargebotsabhängige Erzeugung charakterisiert. Aus diesem Grund sind der konventionelle Betrieb sowie bei Neubauprojekten die Auslegung der regelbaren KWK-Anlagen dahingehend anzupassen, dass ein möglichst hoher Anteil erneuerbare Wärme in die Versorgung integriert werden kann, ohne dass es zu wirtschaftlichen Einbußen für den Versorger kommt. Ebenso ist ein effizienter und stabiler Netzbetrieb zur Gewährleistung einer kontinuierlichen Versorgungssicherheit von höchster Priorität. Zu diesem Zweck erfolgt im Rahmen dieser Arbeit die Erarbeitung von zwei Simulationsprogrammen, mit denen zum einen Wärmenetze verschiedenster Größe und Topologie sowie zum anderen regelbare und regenerative Erzeugungsanlagen sowie alle weiteren Komponenten eines Energiesystems zur Betriebssimulation abgebildet werden können.
Die Auswahl von drei geeigneten Simulationsszenarien und aussagekräftigen technischen sowie ökonomischen und ökologischen Kennzahlen ermöglicht neben einer umfassenden Bewertung ebenso die Ableitung von Handlungsmaßnahmen, die eine verstärkte Einbindung der Wärmewende in die Energiewende ermöglichen.
Der Verfasser legt eine vergleichende Analyse von Abfallwirtschaftsregimen in drei deutschen Stadtregionen vor. Als Fallbeispiele wurden Frankfurt in der Rhein-Main-Region, Berlin als Kern der Metropolregion Berlin-Brandenburg und Bochum im Ruhrgebiet ausgewählt. Einerseits weisen die drei Stadtregionen eine ganze Reihe von Gemeinsamkeiten auf, die sie für einen solchen Vergleich geeignet erscheinen lassen.
Alle drei Stadtregionen bilden Zentren wichtiger Metropolregionen in Deutschland, denen angesichts ihrer Bevölkerungsdichte sowie der ökonomischen und politischen Bedeutung besondere Relevanz für die Planung von Infrastruktursystemen zukommt. Gleichzeitig unterscheidet sich jedoch die Bedeutung der drei Fallregionen innerhalb ihrer Metropolregion durchaus deutlich, von der absoluten Dominanz in Berlin-Brandenburg bis zur Polyzentralität im Ruhrgebiet, woraus sich auch unterschiedliche Herausforderungen an regionale Planungsverbände und die Gestaltung der Kooperationsbeziehungen mit den Umlandgemeinden ergeben.
Als Bestandteile von Metropolregionen sind sie alle drei intensiv in internationale Geschäfts- und Wissensnetzwerke eingebunden, sind Standort für die Entwicklung soziotechnischer Innovationen und verfügen in vielen Bereichen über hochqualifizierte Humanressourcen. Auch im Hinblick auf die spezielle Situation der Abfallwirtschaft zeigen sich vergleichbare Ausgangsbedingungen: In allen drei Regionen wurde auf eine vollständige Privatisierung der kommunalen Abfallwirtschaft verzichtet, nach wie vor werden mit der Sammlung und Entsorgung von Abfällen Unternehmen beauftragt, die sich überwiegend im kommunalen Besitz befinden.
Als eine der energieintensivsten Branchen wird auch von der Stahlindustrie ein Beitrag zum Klimaschutz erwartet. Da die bestehenden kohlebasierten Verfahren der Stahlerzeugung kaum noch Verbesserungspotential besitzen, kann langfristig nur über neue Verfahren ein großer CO2-Minderungseffekt erzielt werden. Die vorliegende Arbeit bewertet drei innovative Verfahren der Stahlerzeugung im Vergleich zur etablierten Hochofenroute. Die vergleichende Bewertung schließt nicht nur technische und betriebswirtschaftliche Aspekte, sondern auch gesellschaftliche, sicherheitstechnische und ökologische Aspekte mit ein und soll so eine ganzheitliche Einschätzung der neuartigen Verfahren ermöglichen. Die untersuchten Verfahren sind die Hochofenroute in Kombination mit Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (CCS), die Wasserstoff-Direktreduktion und die Eisenerzelektrolyse. Die ganzheitliche Bewertung der drei Verfahren zeigt eine kläre Präferenz für die Wasserstoff-Direktreduktion als Zukunftsverfahren am Standort Deutschland, knapp gefolgt von der Eisenerzelektrolyse. Unter Verwendung dieser innovativen Methode könnte auch langfristig Primärstahl zu wettbewerbsfähigen Konditionen am Standort Deutschland produziert werden. Spätestens ab 2050 werden politische Rahmenbedingungen, steigende Preise für fossile Energieträger und Rohstoffe, sowie ansteigende Kosten für CO2-Emissionen voraussichtlich dafür gesorgt haben, dass die konventionellen Verfahren der Stahlerzeugung unattraktiv werden. Wichtige Voraussetzungen für die rechtzeitige Einphasung der neuen Verfahren sind eine konsequente Umsetzung der Energiewende und international verbindliche Klimaschutzziele sowie damit korrespondierende Anreizmechanismen.
Nachhaltige Energieversorgung spielt eine wichtige Rolle für den Klimaschutz. Dabei gehört die Steigerung der Energieeffizienz zu den zentralen Elementen einer Energiewende. Die vorliegende Fallstudie beschäftigt sich intensiv mit einem in der Policy Analyse bisher vernachlässigten Politikfeld: der Energieeffizienzpolitik.
In Deutschland wird viel Energie dazu gebraucht, um Gebäude zu heizen. Hier existieren große wirtschaftliche Effizienzpotentiale. Die EU sieht darin eine "Schlüsselrolle" und fordert von ihren Mitgliedstaaten mit der Richtlinie 2002/91/EG Rahmenbedingungen für energieeffizientere Gebäude. Mit Ansätzen der EU-Implementationsforschung und der Politikfeldanalyse untersucht die Arbeit den Implementationsprozess dieser Richtlinie zwischen 2003 und 2010 in Deutschland und beschreibt die formale und praktische Effektivität des Ergebnisses mithilfe neu entwickelter kontextspezifischer Kriterien. Eine detaillierte Prozess-Analyse identifiziert relevante Faktoren, die das politische Ergebnis beeinflusst haben.
Formal hat Deutschland die EU-Gebäude-Richtlinie größtenteils implementiert. Doch einige Anforderungen sind verspätet oder unbefriedigend praktisch implementiert worden. Eine wichtige Ursache der Verzögerung waren inhaltliche Differenzen zwischen den politischen Ressorts. An der öffentlichen Debatte beteiligten sich starke Befürworter beider Seiten, die den Prozess zusätzlich beeinflussten. Für den Vollzug der Energieeinsparverordnung (EnEV) sind die Bundesländer zuständig; ihre Kontrolle der energetischen Mindeststandards bei Bestandsgebäuden ist jedoch nicht befriedigend. Es gibt kaum Daten zu der Frage, ob neu gebaute oder sanierte Gebäude den gesetzlichen Anforderungen entsprechen. Ursachen für den mangelhaften Vollzug liegen im Zielkonflikt zwischen ambitionierter Klimaschutzpolitik auf der einen und Bürokratieabbau auf der anderen Seite. Hier war der Bundesrat, der behördliche Stichproben ablehnte, entscheidender Akteur. Die Verzögerungen und die ineffektive praktische Implementation der Richtlinie in Deutschland waren Resultat politischer Auseinandersetzungen. Es gab also keine institutionellen oder administrativen Probleme bei der Implementation im engeren Sinne, wie sie Implementationsdefizite in anderen Fällen erklären.
Abschließend werden konkrete Handlungsempfehlungen entwickelt, wie die Bundesregierung eine effektive Implementation der EU-Gebäude-Richtlinie gewährleisten (u. a. bessere formale Implementation des Energieausweises und der Heizungsinspektion sowie effektivere Durchsetzung der EnEV durch Stichprobenkontrollen) und erfolgreich gegen Widerstände von Interessengruppen durchsetzen kann (z. B. indem sie Pro-Effizienz-Interessenkoalitionen stärkt und neben dem Ordnungsrecht auch begleitende Instrumente weiterentwickelt, beispielsweise finanzielle Anreize sowie Information und Beratung, auch um mit dem gängigen Missverständnis aufzuräumen, die EnEV sei freiwillig).
Johannes Venjakob beschreibt die langfristige Entwicklung des polnischen Energiesektors in Form qualitativ-narrativer Szenarios, wobei er besonderes Augenmerk auf die Rolle erneuerbarer Energieträger richtet. In seiner Studie zieht er Erklärungsansätze aus der Institutionenökonomik heran und untersucht Veränderungsprozesse im Beziehungsgeflecht aus Technologien, Akteuren und Institutionen. Inwieweit stellt der polnische EU-Beitritt eine Weggabelung in der Entwicklung des polnischen Energiesystems dar?
Im Mittelpunkt von Venjakobs Analysen steht darüber hinaus die wechselseitige Beeinflussung von Raumstrukturen und Energiesystem. Am Beispiel Polens zeigt er auf, wie sich der Umbau zu einem stärker regenerativ ausgerichteten Energiesystem langfristig auf die Raumstruktur auswirken könnte. Dabei betrachtet er auch die Frage, wie sich geographische Forschungsarbeiten mit Methoden der wissenschaftlichen Zukunftsforschung verbinden lassen. Venjakobs Buch leistet einen wichtigen Beitrag zur Entwicklung der geographischen Energieforschung und trägt zur konzeptionellen und inhaltlichen Erweiterung der wissenschaftlichen Zukunftsforschung bei. Es wendet sich vor allem an Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die an der Schnittstelle zwischen Energiethemen und Zukunftsforschung arbeiten und Interesse an der Erprobung innovativer Methoden in diesem Kontext haben.
Sowohl im Energiewirtschaftsrecht als auch im Umweltinformationsrecht existieren seit wenigen Jahren Instrumente zur aktiven Verbreitung bestimmter umweltbezogener Informationen. Die Stromkennzeichnung nach § 42 Energiewirtschaftsgesetz und die Pflicht zur aktiven Verbreitung von Umweltinformationen nach § 10 Umweltinformationsgesetz können als Instrumente betrachtet werden, die dem Umweltschutz als übergeordnetem Ziel zu dienen bestimmt sind. Informatorische Instrumente erlangen immer mehr Bedeutung im umweltpolitischen Instrumentenmix. Doch die Anhäufung immer neuer Instrumente zur Erreichung bestimmter Umweltziele kann schnell zu Reaktanzen seitens der Adressaten führen. Das wiederum hätte Zielerreichungsdefizite zur Folge. Derartige Defizite werden für das Umweltrecht seit Langem beklagt.
Die Autorin geht folgenden Fragen nach: Kann mithilfe der aktiven Verbreitung umweltbezogener Informationen tatsächlich zum Umweltschutz beigetragen werden und, falls ja, auf welchem Wege? Wo liegen Ansatzpunkte für Restriktionen? Wie sind die Instrumente im Hinblick auf ihre umweltschützerische Leistungsfähigkeit jeweils zu bewerten? Eignen sich informatorische Instrumente gar zum Abbau des Zielerreichungsdefizits oder wirken sie eher verstärkend? Welche rechtspolitischen Forderungen lassen sich aufgrund eventueller Defizite ableiten?
Neben der eigentlichen Bewertung analysiert die Autorin die Regelungsinhalte der zu untersuchenden Instrumente und trägt damit zur Ergänzung der vorliegenden Kommentarliteratur bei. Des Weiteren entwickelt sie ein umfassendes Set an Kriterien zur Bewertung umweltpolitischer Instrumente, das als Grundlage für andere Bewertungsprozesse dienen kann. Das Buch richtet sich an gesetzgebende Körperschaften, Politikberater, Umweltökonomen, Rechtswissenschaftler, Politikwissenschaftler sowie Umweltsoziologen.
Warum sollten Strom- und Gasunternehmen ihre Kundinnen und Kunden beim Energiesparen durch effizientere Technik unterstützen? Warum sind die Anreize des Marktes zu schwach, und wie sollte daher die Politik förderliche Rahmenbedingungen für die Energiewirtschaft schaffen? Dem geht dieses Buch mit einer Analyse sinnvoller Politikpakete und wirtschaftlicher Effekte sowie mit einem Vergleich der politischen Rahmenbedingungen in Belgien, Dänemark, Großbritannien und den Niederlanden auf den Grund. Die Untersuchung zeigt, dass mit gut gestalteter Politik jährlich bis zu 1,5 Prozent Energie zusätzlich und wirtschaftlich eingespart werden kann. Der Vergleich liefert 44 Schlussfolgerungen zu Erfolgsfaktoren und die Grundlage zu Empfehlungen für die Politik in Deutschland.
Im Rahmen der Diskussion über die Verknappung fossiler Energieträger, Klimawandel und der notwendigen Transformation unser Energiesysteme in Richtung nachhaltige Energieversorgung, hat moderne Bioenergie in den vergangene Jahren weltweit vermehrt Aufmerksamkeit erfahren. Gleichzeitig ist das Wissen über Potentiale, nachhaltige Nutzungs- und Produktionsformen und den damit verbundene Risiken jedoch begrenzt. Insbesondere der Energiepflanzenanbau birgt beträchtliche Gefahren für Ernährungssicherheit, Klima und Umwelt. Aus Nachhaltigkeitsgesichtspunkten sollten daher Nutzungspfade die biogene Reststoffe- und Abfälle zur Strom- und Wärmeerzeugung einsetzen in den Ländern des südlichen Afrikas Priorität haben. Bisher fehlt es jedoch (a) an länderspezifischen Untersuchungen zum nachhaltig verfügbaren Potential und (b) an fundierten Grundlagen, um politische Endscheidungen über die Einbindung in langfristige Bioenergiestrategien treffen zu können.
In diesem Werk werden diese Wissensdefizite für das Untersuchungsbeispiel Tansania adressiert, indem zunächst eine detaillierte Potentialanalyse zu theoretischen und verfügbaren Reststoff- und Energiepotentialen durchführt wird und im Anschluss mögliche Strategien zur Nutzung dieses Potentials entwickelt und im Hinblick auf ihre Nachhaltigkeit verglichen werden. Die Bewertung der Nachhaltigkeit möglicher Nutzungsstrategien erfolgt mit Hilfe von Multikriterienanalysen (MCA). In der MCA werden die Präferenzen verschiedener Endscheidungsträger mit Hilfe von unterschiedlichen Gewichtungen modelliert. Die Bewertung der Nutzungsstrategien erfolgt im Anschluss mit den Bewertungsregeln, SAW, TOPSIS sowie PROMETHEE I und II. Die Ergebnisse der MCA zeigen, dass die Strategie mit der umfangreichsten Reststoffnutzung unabhängig von der Gewichtung mit Abstand am empfehlenswerten ist, damit bestätigt sich, dass Agrarreststoffe als Baustein in eine nachhaltige Transformationsstrategie für den Energiesektor in Tansania integriert werden sollten.
Iran ist einer der größten Ölexporteure der Welt, sieht sich aber trotzdem mit zahlreichen Energieproblemen konfrontiert (z. B. stark steigender und subventionierter Energieverbrauch). Gemein mit anderen OPEC-Staaten hat Iran außerdem das so genannte Dutch Disease. Für Iran wurden Langzeit-Energieszenarien berechnet, die den Einsatz von Energieeffizienz und erneuerbaren Energien in unterschiedlich hohen Graden abbilden. Es wird gezeigt, dass in Iran unter Beibehaltung des bisherigen energieintensiven Entwicklungspfads binnen weniger Jahrzehnte mehr Erdöl und Erdgas verbraucht werden, als heimisch produziert werden kann. Nur unter Annahme hoher Effizienzsteigerungen wird es möglich sein, dass Iran auch noch im Jahr 2050 Erdöl und Erdgas exportiert. Unter Annahme von Preiskurven wird deutlich, dass Energieeffizienz für den iranischen Staat sehr hohe (ökonomische) Gewinne ermöglicht. Die Nutzung erneuerbarer Energien in Iran ermöglicht ebenfalls hohe ökonomische Gewinne: Durch deren heimischen Einsatz kann Erdgas eingespart und exportiert werden. Außerdem tragen sie zu einer Diversifizierung des heimischen Energiemix sowie des Exportportfolios bei. Kernenergie ist dagegen für die Herstellung iranischer Versorgungssicherheit nicht notwendig. Der großmaßstäbliche Einsatz erneuerbarer Energien als Exportgut könnte innerhalb der OPEC einen Prozess der Disaggregation gemeinsamer Interessen einleiten. Dennoch sprechen zahlreiche Gründe dafür, dass die OPEC eine weitreichende Strategie für erneuerbare Energien und Energieeffizienz entwickelt, die langfristig ihren eigenen Interessen dient und sie zu einem Klimaschutz-Vorreiter machen kann.